Abastecimento de água e drenagem de águas residuais

(1)

Abastecimento de água e drenagem

de águas residuais

Abastecimento de

á

gua e drenagem

de

(2)

¾Introdução

¾Regulamentação

¾Distribuição de água

¾Drenagem de águas residuais

•Aspectos gerais

•Interligação entre sistemas prediais e arquitectura

•Regras gerais de concepção

•Materiais e acessórios

•Implantação

(3)

4000 AC a 2500 AC

Cidades de Ur e Babilonia, na Mesopotâmia. Dispunham de sarjetas e colectores em tijolo e asfalto. Por baixo das habitações havia uns reservatórios para dejectos (“cesspools”, em terminologia anglo-saxónica).

As primeiras tubagens conhecidas tiveram origem nestas cidades.

(4)

Rua de Pompeia com zona central para escoamento águas pluviais (anterior à erupção do Vesúvio em 24/Ago/79 AD).

Boca da verdade (Roma) – antigo sumidouro da civilização romana. Ruínas de uma latrina pública do século I, em

(5)

Visita em barco aos esgotos de Paris, em 1896

(6)

Centre Pompidou (Paris)

(7)

Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de. Distribuição de Água – Decreto-Lei nº 207/94, de 6 de Agosto, e Decreto Regulamentar nº 23/95, de 23 Agosto.

Curso de dimensionamento de redes de distribuição e drenagem de águas residuais – LNEC, 28 e 29 de Abril de 1993, Processo

(8)

(9)

Aspectos gerais

A rede geral de distribuição alimenta, por meio de ramais de ligação (tubagem que assegura o abastecimento predial de água, desde a rede pública até ao limite da propriedade a servir), os diversos edifícios ou instalações a servir.

(10)

Interligações entre os sistemas prediais e a arquitectura

Localização de contadores

Localização de aparelhos sanitários e equipamentos

Necessidade de galerias verticais (para instalação de colunas), tectos falsos e

calhas (para instalação de tubagens horizontais) – fácil acesso para manutenção!

Instalações complementares: • depósitos de água

• instalações sobrepressoras

⇒

espaço, segurança, salubridade, manutenção, atenuação de ruído e vibrações

(11)

Regras gerais de concepção

Existência rede pública: localização e pressão disponível Economia de 1º investimento e de exploração

Conforto: acústico (purgar ar nos pontos altos; limitar velocidade máxima)

temperatura

assegurar necessidades de caudal e pressão;

Traçado (Art. 95º):

• O mais curto possível (reduzir perdas de carga, custos, etc.)

• Troços rectos, horizontais (i>0,5% ⇒ favorecer a circulação de ar) e verticais, unidos por acessórios

• Canalização de água quente

⇒

dist.>0,05 m da de água fria, instalada paralelamente e sempre acima desta

(12)

• Evitar traçados:

• muito expostos a choques mecânicos

• em zonas de difícil detecção/reparação de avarias

Instalação (Art. 96º):

• Tubagens não devem ficar:

• sob elementos de fundação

• embutidas em elementos estruturais

• embutidas em pavimentos (excepto se flexíveis e embainhadas) • em sistemas de ventilação e chaminés

• Tubagens devem ficar:

• à vista, em galerias, caleiras, tectos falsos, embutidas… • no exterior: em vala, em paredes ou caleiras

Prevenção contra corrosão (Art. 97º)

(13)

Materiais …

Dcom e Dint [mm] [mm] [mm] 12 0.6 10.8 15 0.6 13.8 18 0.7 16.6 22 0.7 20.6 28 0.8 26.4 35 1.0 33.0 42 1.1 39.8

(14)

… e acessórios

contadores (instalados em espaços adequados: logradouros, zona de entrada…)

torneiras e fluxómetros

criar zonas isoláveis para que a reparação de dispositivos/troços não inviabilize o abastecimento noutras zonas

(15)

Implantação

Rede convencional: Rede PEX:

(16)

Dimensionamento

Constituição da rede – Anexo III: Simbologia – Anexo II

(17)

Dimensionamento hidráulico

Caudais instantâneos – Anexo IV:

Dispositivos de utilização Simbolo Qmín

[ - ] [ - ] [l/s] Lavatório individual Lv 0.10 Lavatório colectivo LvC 0.05 Bidé Bd 0.10 Banheira Ba 0.25 Chuveiro individual Ch 0.15

Autoclismo de bacia de retrete Br 0.10

Mictório com torneira individual Mi 0.15

Pia lava-loiça Ll 0.20

Bebedouro B 0.10

Máquina de lavar loiça Ml 0.15

Máquina de lavar roupa Mr 0.20

Bacia de retrete com fluxómetro BrF 1.50

Mictório com fluxómetro MiF 0.50

Boca de rega D15 Br_15 0.30

(18)

Coeficiente de simultaneidade – Anexo V

⇒

Caudais de cálculo

(19)

s m V s m / 2,0 / 5 , 0 ≤ ≤

Dimensionamento hidráulico

(Art. 94º):

• caudais de cálculo

• velocidade

⇒

(admitir inicialmente V=2m/s)

• rugosidade do material (K_s = 90 a 100 m1/3_/s)

Troço Q_a Q_c D_aprox D_com D_int V

[ - ] [l/s] [l/s] [mm] [mm] [mm] [m/s]

F6.1.2 - F6.1.1 0.20 0.27 13 15 13.8 1.52

F6.1.1.1 - F6.1.1 0.10 0.20 11 12 33 1.78

F6.1.1 - F6.1 0.30 0.32 14 22 20.6 0.85

F6.3 - F6.2 0.20 0.27 13 15 13.8 1.52

Caudais de dimensionamento e diâmetros

π × × = ⇒ = V Q D A V Q . 4

Equação da continuidade Fórmula de Manning-Strickler

2 3 / 8 3 / 5 3 / 2 4 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ × × × = ⇒ × × × = D K Q J J Rh A K Q s s π

(20)

Pressão

(Art. 87º):

- regulamentar → 5 a 60 m.c.a (50 a 600 kPa) - de conforto

→

15 a 30 m.c.a (150 a 300 kPa)

P

_mín

= 100 + 40 n

(kPa) (n = nº de pisos acima do solo incluindo piso térreo) ¾

Pressão na rede pública

(≈ 30 m.c.a)

L J H

H

H_total = Δ _contínuas + Δ _localizada_s ≈ × ⋅

Δ 1,2

acum rede Desnível H

P

P = − − Δ

Troço Qc Dcom J L ΔHtotal ΔHacumu Desnível Pressão

[ - ] [l/s] [mm] [m/m] [m] [m] [m] [m] [m.c.a.] [kPa] Rede - F1 2.12 50 0.173 2.00 0.41 0.41 1.00 28.59 280 F1 - F2 2.12 50 0.173 1.00 0.21 0.62 2.00 27.38 268 F2 - F3 2.07 50 0.166 9.00 1.80 2.42 2.00 25.58 251 F3 - F4 2.03 50 0.160 8.00 1.53 3.95 2.00 24.05 236 F4 - F5 0.63 30 0.055 2.00 0.13 4.08 2.00 23.92 234 F5 - F6 0.63 28 0.108 1.00 0.13 4.21 2.00 23.79 233 Verificação da pressão Q_acum D_int Q_acum D_int (x 9.8)

(21)

Instalações complementares

Reservatórios

(Art. 108º):

• Armazenamento de água à pressão atmosférica

• Reserva destinada à alimentação das redes prediais

• Necessários quando a rede pública não oferece

garantias de caudal e pressão à operação da rede predial

• Entidade gestora

⇒

autorização

⇒

definição de aspectos construtivos, localização e dimensionamento

Instalações elevatórias e sobrepressoras

(Art. 109º):

• Elevar água armazenada em reservatórios

• Aumentar a pressão disponível na rede pública

(caso esta seja insuficiente para garantir boas condições de utilização do sistema)

(22)

Verificação, ensaios e desinfecção

Verificação

(Art. 110º): com canalizações e acessórios à vista

Desinfecção do sistema (

Art. 112º

)

Ensaio de estanquidade (

Art. 111º

)

(23)

(24)

Aspectos gerais

(25)

Interligações entre os sistemas prediais e a arquitectura

Necessidade galerias verticais (para instalação de tubos de queda e colunas de ventilação)

e tectos falsos (para instalação de ramais de descarga - tubagens horizontais) – fácil acesso

para manutenção

Localização de aparelhos sanitários e equipamentos (para traçado dos ramais de descarga/tubos de queda)

Instalações complementares: • Instalações elevatórias

• Câmaras retentoras de sólidos ou de gorduras

⇒

espaço, manutenção, atenuação de ruído e vibrações

Estudar a recolha de águas pluviais

(tipo de cobertura, dimensões e declives das caleiras, localização de tubos de queda – não danificar elementos estruturais, estética da fachada)

(26)

Regras gerais de concepção

Obrigatória a separação dos sistemas de drenagem doméstica e pluvial

(Art.198º), a montante das câmaras de ramal de ligação à rede pública.

Existência rede pública : conhecer características dos colectores públicos

(diâmetros, profundidades e localização)

Economia

Conforto: evitar ruído, entupimentos

desforragem dos sifões

Evitar acumulação de água em zonas de circulação e na cobertura Manter distância > 1 m entre rede água e de esgotos

(27)

Proteger edifícios de infiltrações

⇒

rebaixamento de nível freático e ligação águas colectadas a sistema predial de águas pluviais

Caves (Art. 205º) – elevar águas residuais acima do arruamento para evitar o funcionamento em carga e inundações das caves

(28)

Materiais …

Dcom e Dint [mm] [mm] [mm] 40 1.8 38.2 50 1.8 48.2 63 1.8 61.2 75 1.8 73.2 90 1.8 88.2 110 2.2 107.8 125 2.5 122.5 140 3.5 136.5 160 3.5 156.5

Ex.: Tubagens em aço inox

PVC rígido ferro fundido ferro galvanizado aço inox grês etc….

(29)

… e acessórios

Câmaras de inspecção (Art. 261º)

(30)

Sifões (Art. 253º a 256º)

Ralos (Art. 257º a 260º)

(31)

Principais componentes

Ramal de descarga

• transporta as águas residuais dos aparelhos sanitários para o tubo de queda ou colector predial

Tubo de queda

• recebe a descarga dos pisos mais elevados e drena para o colector predial • ventila as redes pública e predial

Colectores prediais

• recebe a descarga dos tubos de queda e ramais de descarga e transporta-as para jusante, até ao ramal público

Ramal de ventilação

• assegura o fecho hídrico do sifões, se necessário

Colunas de ventilação

(32)

Implantação

Traçado (Art. 217º e 249º):

• Troços rectilíneos

• Separar ramais de água de sabão e de águas de retrete

• Ligações a tubos de queda através de forquilhas

• Ligações a colectores prediais através de câmaras de inspecção

(33)

Dimensionamento hidráulico

Simbologia – Anexo XIII

Caudais de descarga – Anexo XIV:

Dispositivos de Simbolo Caudal Ramal Sifão

utilização descarga descarga Dmin

[ - ] [ - ] [l/min] [mm] [mm]

Bacia de retrete BR 90 90 (a)

Banheira Ba 60 40 30

Bidé B 30 40 30

Chuveiro Ch 30 40 30

Lavatório L 30 40 30

Máquina de lavar loiça ML 60 50 40

Máquina de lavar roupa MR 60 50 40

Mictório de espaldar Me 90 75 60

Mictório suspenso Ms 60 50 (a)

Pia lava-loiça LL 30 50 40

Tanque T 60 50 30

(34)

Coeficiente de simultaneidade – Anexo XV

⇒

Caudais de cálculo

(Art. 213º)

Nota (redes pluviais):

• Áreas a drenar

• Coeficiente de escoamento

(35)

Dimensionamento hidráulico

(Art. 214º e 246º):

• declives: 1 a 4%

• dimensionamento a meia secção para águas residuais (e a secção cheia para águas pluviais)

Nota: os ramais de descarga individuais podem ser dimensionados a secção cheia se forem respeitadas as distâncias máximas do Anexo XVI.

• rugosidade do material (K_s = 90 a 100 m1/3_/s)

• colectores prediais

⇒

100 mm

( diâm. afluentes) A secção não pode diminuir para jusante!

Diâmetros mínimos (Art. 215º e 247º):

(36)

Diâm. Caudal [l/min] Inclinação [mm] 1% 2% 3% 4% Ramais de descarga 40 19 26 32 37 50 35 49 60 69 63 65 92 113 131 75 105 149 182 210 90 173 245 300 346 110 295 418 512 591 125 415 587 719 831 Colectores prediais 110 295 418 512 591 125 415 587 719 831 140 554 784 960 1109 160 798 1129 1382 1596 200 1425 2015 2468 2850 250 2552 3609 4420 5104 315 4647 6572 8049 9295

NOTA: Caudais calculados admitindo

escoa-mento a meia secção, pela fórmula de Manning-Strickler (K = 120 m1/3_/s).

Dimensionamento de ramais de descarga e colectores prediais

Fórmula de Manning-Strickler: _Q _K _A _Rh _J s × × × = 2/3 4 , 0 n 6 , 1 6 , 0 n 1 n D i K Q 063 , 6 senθ θ θ − + _⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + =

(37)

Diâmetro do tubo Taxa de de queda ocupação [mm] [ - ] D = 50 1/3 50 < D ≤ 75 1/4 75 < D ≤ 100 1/5 100 < D ≤ 125 1/6 D > 125 1/7

Taxa de ocupação

(Art. 229º e Anexo XVII):

• não exceder 1/3 em sistemas com ventilação secundária

• em sistemas sem ventilação secundária:

(evitar a formação de “tampões” de ar)

Diâmetros mínimos (Art. 232º):

• tubo de queda ⇒ 50 mm

(38)

Dimensionamento hidráulico

(Art. 231º):

• diâmetro constante em toda a extensão do tubo de queda

• D = 4,4205×Q_c3/8 ×tx_oc−5/8 (D em mm; Q_c em l/min)

Diâm. Caudal [l/min]

Taxa de ocupação [mm] 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 50 103 64 44 33 25 63 191 118 82 60 47 75 305 189 130 96 74 90 495 307 211 156 121 110 846 524 361 266 206 125 1189 736 508 375 290 140 1609 996 687 507 392 160 2297 1422 980 724 560 200 4165 2579 1778 1312 1015 250 7552 4675 3223 2379 1840

(39)

Traçado

(Art. 231º):

• vertical, preferencialmente

• se necessário, mudanças de direcção através de curvas de concordância

Bocas de limpeza

(Art. 235º):

• diâmetro D_{tubo queda}

• localização:

– nas mudanças de direcção

– na mais alta inserção dos ramais no tubo de queda – de 3 em 3 pisos

– na parte inferior do tubo, se não existir uma câmara de inspecção

(40)

Ventilação

Primária: assegurar sempre (prolongamento dos tubos de queda até à sua abertura para a atmosfera)

(Anexo XX)

Secundária: através de colunas ou ramais de ventilação, quando necessário

(41)

Ventilação

(Art. 203º): a ventilação da rede de águas residuais deve ser independente doutros sistemas de ventilação

Ramais de ventilação

Art. 221º e 222º:

• implantação no ramal de descarga:

• não podem ser interceptados pelas linhas piezométricas

(42)

Instalações complementares

Instalações elevatórias

(Art. 262º):

• assegurar fácil inspecção e manutenção

• minimizar ruídos, vibrações e odores

(43)

⇒

espaço, manutenção, atenuação de ruído e vibrações

Câmaras retentoras de sólidos ou de gorduras

(Art. 263º e 266º):

• separar gorduras, hidrocarbonetos e sólidos

• não é permitida a introdução de águas residuais provenientes de bacias de retrete e urinóis

(44)

Regras de exploração e ensaios

Ensaio de estanquidade (

Art. 269º

)

• com ar, fumo ou água • exemplo:

Ensaio de eficiência (

Art. 270º e Anexo XXII

)

• comportamento dos sifões quanto a fenómenos de auto-sifonagem e sifonagem induzida