ENGENHARIA CIVIL
LUIZ FELIPE COUTINHO CASTELO
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS, HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS DE UMA RESIDÊNCIA DE UM PAVIMENTO
NITERÓI, RJ 2017
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS, HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS DE UMA RESIDÊNCIA DE UM PAVIMENTO
Projeto apresentado ao Departamento de Engneharia Civil da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil
Orientador:
Prof. Dr. Elie Chahdan Mounzer
Niterói, RJ 2017
Ficha Catalográfica elaborada pela Biblioteca da Escola de Engenharia e do Instituto de Computação da UFF
C349 Castelo, Luiz Felipe Coutinho
Instalações elétricas, hidráulicas e sanitárias de uma residência de um pavimento / Luiz Felipe Coutinho Castelo. – Niterói, RJ : [s.n.], 2017.
42 f.
Projeto Final (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Federal Fluminense, 2017.
Orientador: Elie Chahdan Mounzer.
1. Instalação predial. 2. Instalação hidrossanitária. 3. Instalação hidráulica. 4. Instalação elétrica. I. Título.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS, HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS DE UMA RESIDÊNCIA DE UM PAVIMENTO
Projeto apresentado ao Departamento de Engneharia Civil da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil
Aprovada em 13 de dezembro de 2017
BANCA EXAMINADORA
_______________________________________ Prof. Dr. Elie Chahdan Mounzer (Orientador) - UFF
_______________________________________ Prof. Dr. Sergio Luiz Braga França - UFF
_______________________________________ Prof.ª Dra. Renata Gonçalves Faisca - UFF
Niterói, RJ 2017
À Universidade Federal Fluminense , professores e todos os colaboradores , que me acolheram e me deram estrutura e condições de me formar não só profissionalmente, como pessoalmente.
Aos meus pais Sergio e Rosi e aos meus irmãos Diego e Mariana ,que sempre me deram ouvidos, me apoiaram e me ajudaram antes, ao longo do curso e tenho certeza que não pararão por aí.
Aos amigos de classe, pricipalmente os da turma 111. Vocês tornaram cada um dos períodos mais divertido, em todas as horas na biblioteca fazendo trabalhos e estudando ou em churrascos marcados as pressas depois das semanas de provas. Sem vocês esse caminho teria sido muito mais árduo.
Este trabalho se propõe a demonstrar o dimensionamento das instalações elétricas, hidráulicas e sanitárias de uma residência simples de um pavimento, atendendo as exigências e sugestões das devidas normas técnicas da ABNT.
Palavras-chave: Projeto de instalações. Instalações elétricas. Instalações hidráulicas. Instalações sanitárias.
Figura 1 – Projeto arquitetônico com mobília ... 10
Figura 2 - Posicionamento das caixas de iluminação ... 11
Figura 3 - Posicionamento das tomadas ... 13
Figura 4 - Projeto de instalações elétricas ... 15
Figura 5 - Pontos de utilização de água ... 21
Figura 6 - Caminho da tubulação em planta ... 22
Figura 7 - Caminho da tubulação em vista isométrica ... 22
Figura 8 - Caminho das instalações visto em planta ... 31
Figura 9 - Caixa de gordura simples vista em planta e em corte ... 32
Figura 10 - Detalhes e dimensões de um tanque séptico de câmara única (Figura 3 do anexo A da NBR 7229) ... 36
Figura 11 - Fossa séptica em planta e corte longitudinal (medidas em metros) ... 37
Figura 12 - Filtro biológico anaeróbico visto em planta e em corte longitudinal (medidas em metros) ... 38
Figura 13 - Sumidouro visto em planta (medidas em metros) ... 41
Tabela 1 - Resumo dos circuitos... 16 Tabela 2 - Cálculo da corrente dos circuitos ... 17 Tabela 3 - Capacidades de condução de corrente, em ampéres, para os métodos de referência A1, A2, B1,B2, C e D (Tabela 36 da NBR 5410) ... 18 Tabela 4 - Dimensionamento dos condutores... 18 Tabela 5 - Disjuntores dos circuitos ... 19 Tabela 6 - Pesos relativos nos pontos de utilização identificados em função do aparelho sanitário e da peça de utilização (Tabela A.1 da NBR 5626) ... 23 Tabela 7 - Comprimento equivalente das conexões ... 25 Tabela 8 - Planilha de cálculo de pressão disponível em cada ponto de utilização ... 27 Tabela 9 - Unidades de Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários e diâmetro nominal mínimo dos ramais de descarga (Tabela 3 da NBR 8160) ... 28 Tabela 10 - Dimensionamento de ramais de esgoto (Tabela 5 da NBR 8160) ... 29 Tabela 11 - Dimensionamento de subcoletores e coletor predial (Tabela 7 da NBR 8160) .... 30 Tabela 12 - Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e ocupante (Tabela 1 da NBR 7229) ... 33 Tabela 13 - Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária (Tabela 2 da NBR 7229) ... 34 Tabela 14 - Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio (Tabela 3 da NBR 7229) ... 34 Tabela 15 - Profundidade útil mínima e máxima, por faixa de volume útil (Tabela 4 da NBR 7229) ... 35 Tabela 16 - Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de aplicação superficial (tabela A.1 do anexo A da NBR 13969) ... 40
1 INTRODUÇÃO ... 9
2 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ... 10
2.1 Objetivo ... 10
2.2 Planta arquitetônica ... 10
2.3 Concepção do projeto ... 11
2.4 Divisão dos circuitos ... 13
2.5 Cálculo da corrente ... 17
2.6 Determinação da bitola do condutor ... 17
2.7 Eletrodutos ... 18 2.8 Disjuntores ... 19 3 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS ... 20 3.1 Objetivo ... 20 3.2 Projeto ... 20 3.3 Reservatório ... 20 3.4 Tubulação ... 21 4 INSTALAÇÕES SANITÁRIAS ... 28 4.1 Objetvo ... 28 4.2 Dimensionamento ... 28 4.3 Caixa de Gordura ... 32 4.4 Fossa Séptica ... 32
4.5 Filtro biológico anaeróbico ... 37
4.6 Sumidouro ... 39
5 CONCLUSÃO ... 42
1 INTRODUÇÃO
As instalações prediais de uma edificação funcionam como os sistemas dentro do corpo humano, cada um tem a sua função específica e trabalham juntos para um bom funcionamento.
Em pleno funcionamento, a edificação pode também ser comparada a uma máquina e para garantir eficiência, deve-se dimensionar adequadamente as suas instalações. O dimensionamento deve ser feito de acordo com o tipo de utilização e o padrão dos usuários, de modo a garantir o conforto e a segurança dos mesmos.
Esse estudo tem como objetivo o dimensionamento de elementos necessários aos projetos de instalações elétricas, hidráulicas e sanitárias de uma casa de veraneio de médio a alto padrão, todos de acordo com as respectivas normas técnicas.
2 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
2.1 Objetivo
O objetivo é dimensionar as instalações elétricas garantindo o funcionamento adequado dos aparelhos elétricos e segurança para os proprietários.
2.2 Planta arquitetônica
2.3 Concepção do projeto
Os cômodos com menos de 6 m² serão providos de um ponto de iluminação de 100 VA. Para cômodos maiores serão adicionados um ponto de 60 VA para cada acréscimo de 4 m² inteiros. Cada ponto de luz funcionará independentemente com um interruptor simples. Os pontos de luz da varanda serão localizados na parede.
Definiu-se para a cozinha onze pontos de tomada, sendo dez de uso geral (três de 600 VA e sete de 100 VA) e uma de uso específico para um forno microondas de 2000 VA obedecendo o mínimo descrito na NBR 5410 de um ponto a cada 3,5 metros de perímetro, sendo os três primeiros pontos de 600 VA. Para cada banheiro foi previsto um ponto de tomada de uso geral próxima ao lavatório de 600 VA e uma de uso específico para um chuveiro elétrico de 6000 VA. A sala e os quartos possuirão 8 pontos de tomada de uso geral de 100 VA, obedecendo o mínimo de uma a cada 5 metros de perímetro. Na varanda se localizarão quatro pontos de tomada de uso geral de 100 VA.
Figura 3 - Posicionamento das tomadas
2.4 Divisão dos circuitos
A divisão dos circuitos será feita da seguinte forma: Circuito 1: iluminação da área externa (varanda e banheiro);
Circuito 2: iluminação dos dormitórios e do banheiro da suíte; Circuito 3: iluminação da cozinha, da sala e do corredor; Circuito 4: tomadas de uso geral da suíte;
Circuito 5: tomadas de uso geral do quarto; Circuito 6: tomadas de uso geral da sala; Circuito 7: tomadas de uso geral da cozinha;
Circuito 8: tomadas de uso geral dos banheiros e da varanda;
Circuito 9: tomada de uso específico do chuveiro do banheiro da suíte; Circuito 10: tomada de uso específico do chuveiro do banheiro social; Circuito 11: tomada de uso específico do chuveiro do banheiro externo; Circuito 12: tomada de uso específico do forno microondas.
Resumo:
Tabela 1 - Resumo dos circuitos
60 10 0 10 0 60 0 20 00 60 00 1 Ilu m in aç ão V ar an da e b an he iro e xt er no 5 30 0 2 Ilu m in aç ão Q ua rt o, su íte e b an he iro d a su íte 4 2 44 0 3 Ilu m in aç ão Co zi nh a, c or re do r e sa la 6 1 46 0 4 TU G Su íte 8 80 0 5 TU G Q ua rt o 6 60 0 6 TU G Sa la 7 70 0 7 TU G Co zi nh a 6 3 24 00 8 TU G Ba nh ei ro s e v ar an da 4 3 22 00 9 TU E Ch uv ei ro d o ba nh ei ro d a su íte 1 60 00 10 TU E Ch uv ei ro d o ba nh ei ro e xt er no 1 60 00 11 TU E Ch uv ei ro d o ba nh ei ro so ci al 1 60 00 12 TU E M ic ro -o nd as 1 20 00 To m ad as (V A) Lâ m pa da s ( V A) To ta l ( VA ) Ci rc ui to Ti po D es cr iç ão
2.5 Cálculo da corrente 𝑃 = 𝑈. i → i = 𝑃 𝑈 Onde i é a corrente; P é a potência; U é a voltagem do circuito.
Tabela 2 - Cálculo da corrente dos circuitos
2.6 Determinação da bitola do condutor
Será utilizada a tabela 36 da NBR 5410 para o dimensionamento da bitola dos condutores.
Os condutores serão de cobre e considerados isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante (A1). A isolação será feita com PVC e o número de condutores carregados será 2.
1 300 127 2,36 2 440 127 3,46 3 460 127 3,62 4 800 127 6,30 5 600 127 4,72 6 700 127 5,51 7 2400 127 18,90 8 2200 127 17,32 9 6000 220 27,27 10 6000 220 27,27 11 6000 220 27,27 12 2000 127 15,75 Total (VA)
Tabela 3 - Capacidades de condução de corrente, em ampéres, para os métodos de referência A1, A2, B1,B2, C e D (Tabela 36 da NBR 5410)
Tabela 4 - Dimensionamento dos condutores
2.7 Eletrodutos
Os eletrodutos serão todos da mesma dimensão, para isso o dimensionamento será feito de acordo com o trecho com maior somatório de seção de condutores.
Segundo o item 6.2.11.1.6 da NBR 5410, a taxa de ocupação do eletroduto deve ser inferior a 53% se houver apenas um condutor, 31% no caso de dois condutores ou 40% para três ou mais condutores. O eletroduto em questão conduzirá 8 condutores com um total de 29,9 mm², considerando os diâmetros externos. Assim a área mínima do eletroduto será:
Mínima (mm²) Adotada (mm²) 1 2,36 0,50 1,50 2 3,46 0,50 1,50 3 3,62 0,50 1,50 4 6,30 0,50 1,50 5 4,72 0,50 1,50 6 5,51 0,50 1,50 7 18,90 2,50 2,50 8 17,32 2,50 2,50 9 27,27 6,00 6,00 10 27,27 6,00 6,00 11 27,27 6,00 6,00 12 15,75 2,50 2,50
Seção Nominal - Tabela 36 NBR 5410
𝐴 = 29,9 𝑚𝑚²
40% = 74,8 𝑚𝑚² O diâmetro interno mínimo do duto deve ser:
𝐷 = 4. 𝐴/𝜋 = 4 × 74,8/𝜋 = 9,76 𝑚𝑚
O eletroduto de PVC rígido de 3/8”, possui um diâmetro interno de 12,8 mm , porém será adotado o de 3/4”, com diâmetro interno de 21,3 mm, pela facilidade de passagem dos condutores.
2.8 Disjuntores
O disjuntor tem como função proteger o circuito elétrico de sobrecorrentes, deste modo, sua amperagem deve ser menor do que a corrente prevista em projeto.
Os disjuntores podem utilizados em residências podem ser monopolar, bipolar ou tripolar e são encontardos com diversas amperagens.
Os disjuntores adotados para os circuitos são:
Tabela 5 - Disjuntores dos circuitos
1 300 127 2,36 A 1x2 2 440 127 3,46 B 1x2 3 460 127 3,62 C 1x2 4 800 127 6,30 C 1x6 5 600 127 4,72 A 1x4 6 700 127 5,51 B 1x4 7 2400 127 18,90 A 1x16 8 2200 127 17,32 B 1x16 9 6000 220 27,27 AB 2x25 10 6000 220 27,27 AC 2x25 11 6000 220 27,27 BC 2x25 12 2000 127 15,75 C 1x10 Fases Disjuntor (A) Total (VA) Circuito Voltagem (V) Corrente (A)
3 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
3.1 Objetivo
O objetivo é dimensionar o volume do reservatório e os diâmentros das tubulações, de modo a atender a pressão mínima em todos os pontos. Garantindo assim economia e conforto aos usuários.
3.2 Projeto
A casa será abastecida por um reservatório de polietileno e as intalações serão executadas em tubos PVC. Só haverá tubulação de água fria, já que há a previsão de chuveiros elétricos.
O reservatório foi posicionado próximo à maioria dos pontos de água e o caminho das tubulações foi feito de maneira mais direta possível, para assim, não haver grandes perdas de carga.
3.3 Reservatório
Segundo a NBR 5626, para a residências deve-se considerar um consumo diário de 150 litros por habitante e no mínimo, 2 pessoas por dormitório. Deve-se então prever um período mínimo de 24 horas sem abastecimento. Como são dois dormitórios, tem-se um volume mínimo de:
Vmín = 150 x 2 x 2 = 600 litros
Será adotado um reservatório com capacidade de 1500 litros. Garantindo mais de 48 horas sem abastecimento.
3.4 Tubulação
Figura 6 - Caminho da tubulação em planta
O procedimento de dimensionamento da tubulação foi feito de acordo com processo descrito no anexo A da NBR 5626.
O primeiro passo foi definir e identificar trechos de tubulação com diferentes vazões. Feito isso, o peso de cada trecho é determinado com o somatório dos pesos relativos das peças de utilização (encontrados na Tabela A.1 da NBR 5626)
Tabela 6 - Pesos relativos nos pontos de utilização identificados em função do aparelho sanitário e da peça de utilização (Tabela A.1 da NBR 5626)
Com a soma dos pesos, a vazão pode ser estimada e diâmetros estimados de modo que a velocidade de escoamento seja menor que 3 m/s com as seguintes expressões:
𝑄 = 0,3√𝛴𝑃
𝑣 = 4 ⨯ 10 ⨯ 𝑄 × 𝜋 ⨯ 𝑑 Onde
ΣP é o somatório dos pesos; v é a velocidade em m/s;
d é o diâmetro interno do tubo em mm.
Após ter um diâmetro e uma velocidade de partida, pode-se verificar a perda de carga em cada trecho e a pressão em cada ponto de utilização. Caso a pressão seja menor que a necessária, pode-se alterar o diâmetro da tubulação para diminuir a perda de carga e a água atingir pressão suficiente no ponto de utilização.
Para o cálculo da perda de carga em tubos lisos usa-se a seguinte expressão: 𝐽 = 8,69 × 10 × 𝑄 , × 𝑑 ,
Sendo J a perda de carga unitária em kPa/m.
Determina-se o comprimento real da tubulação e soma-se com o comprimento
Tabela 7 - Comprimento equivalente das conexões Co ne xã o 20 25 32 40 50 60 75 85 10 0 15 0 16 0 Jo el ho d e 90 1, 1 1, 2 1, 5 2 3, 2 3, 4 3 3, 9 4, 3 4, 9 5, 4 Jo el ho d e 45 0, 4 0, 5 0, 7 1 1, 3 1, 5 1, 7 1, 8 1, 9 2, 4 2, 6 Cu rv a de 9 0 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 1, 2 1, 3 1, 4 1, 5 1, 6 1, 9 2, 1 Cu rv a de 4 5 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1 1, 1 1, 2 En tr ad a N or m al 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 1 1, 5 1, 6 2 2, 2 2, 5 3, 8 En tr ad a de B or da 0, 9 1 1, 2 1, 8 2, 3 2, 8 3, 3 3, 7 4 5 5, 6 Re gi st ro d e G av et a ab er to 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 7 0, 8 0, 9 0, 9 1 1, 1 1, 2 Re gi st ro d e G lo bo a be rt o 11 ,1 11 ,4 15 22 35 ,6 37 ,9 38 40 42 ,3 50 ,9 56 ,7 Re gi st ro d e Ân gu lo a be rt o 5, 9 6, 1 8, 4 10 ,5 17 18 ,5 19 20 22 ,1 26 ,2 26 ,7 Sa íd a de C an al iz aç ão 0, 8 0, 9 1, 3 1, 4 3, 2 3, 3 3, 3 3, 7 3, 9 4, 9 5, 5 Tê d e 90 - Pa ss ag em d ire ta 0, 7 0, 8 0, 9 4, 5 2, 2 2, 3 2, 4 2, 5 2, 6 3, 3 3, 8 Tê d e 90 - Pa ss ag em la te ra l 2, 3 2, 4 3, 1 4, 6 7, 3 7, 6 7, 8 8 8, 3 10 11 ,1 Vá lv ul a de P é co m C riv o 8, 1 9, 5 13 ,3 15 ,5 18 ,3 23 ,7 25 26 ,8 28 ,2 37 ,4 43 ,4 Vá lv ul a de R et en çã o Le ve 2, 5 2, 7 3, 8 4, 9 6, 8 7, 1 8, 2 9, 3 10 ,4 12 ,5 13 ,9 Vá lv ul a de R et en çã o Pe sa da 3, 6 4, 1 5, 8 7, 4 9, 1 10 ,8 12 ,5 14 ,2 15 19 ,2 21 ,4 Di âm et ro n om in al (m m )
Co
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co
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em
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ro
s
O valor da perda de carga do trecho é obtido pela multiplicação da perda de carga unitária pelo comprimento equivalente do trecho.
A pressão residual no ponto de utilização é igual ao valor da pressão referente a diferença de cotas de entrada e de saída da tubulação menos o valor da perda de carga.
Verifica-se a pressão nos pontos de utilização, ajustando os diâmetros dos trechos caso necessário. Segundo a NBR5626 pressão mínima para qualquer ponto de utilização é 10 kPa, com exceção de caixas de descarga (5 kPa) e válvulas de descarga (15 kPa).
Tabela 8 - Planilha de cálculo de pressão disponível em cada ponto de utilização Tr ec ho So m a do s pe so s Va zã o es tim ad a (l/ s) Di âm et ro (m m ) Ve lo ci da de (m /s ) Pe rd a de ca rg a un itá ria (k Pa /m ) Di fe re nç a de co ta (m ) Pr es sã o di sp on ív el (k Pa ) Pr es sã o di sp on ív el re si du al (k Pa ) Pr es sã o re qu er id a no p on to d e ut ili za çã o (k Pa ) Re al Eq ui va le nt e Tu bu la çã o Re gi st ro s e o ut ro s To ta l A - B 3, 2 0, 54 75 0, 12 1 0, 00 36 26 0, 55 5, 5 1, 05 29 ,9 5 0, 00 38 0, 10 48 0, 10 86 B - B /1 0, 8 0, 27 50 0, 13 7 0, 00 73 97 1, 97 19 ,7 7, 83 23 ,5 3 0, 05 79 0, 11 61 0, 17 41 Ch uv ei ro B/ 1 - B /1 .1 0, 1 0, 09 25 0, 19 3 0, 03 22 68 -1 ,3 0 -1 3 1, 30 16 ,3 0 0, 04 19 0, 48 40 0, 52 60 11 ,3 9 10 B/ 1 - B /2 0, 7 0, 25 20 0, 79 9 0, 51 11 52 0, 00 0 1, 06 1, 76 0, 54 18 0, 35 78 0, 89 96 B. S an itá ria B/ 2 - B /2 .1 0, 3 0, 16 20 0, 52 3 0, 24 35 40 0, 50 5 0, 50 3, 90 0, 12 18 0, 82 80 0, 94 98 28 ,0 7 5 B/ 2 - B /3 0, 4 0, 19 20 0, 60 4 0, 31 32 51 0, 00 0 0, 50 1, 20 0, 15 66 0, 21 93 0, 37 59 Du ch a Hi g. B/ 3 - B /3 .1 0, 1 0, 09 20 0, 30 2 0, 09 31 30 0, 30 3 0, 30 3, 70 0, 02 79 0, 31 66 0, 34 46 26 ,3 0 10 La va tó rio B/ 3 - B /4 0, 3 0, 16 20 0, 52 3 0, 24 35 40 0, 00 0 0, 86 2, 66 0, 20 94 0, 43 84 0, 64 78 22 ,9 9 10 B - C 2, 4 0, 46 50 0, 23 7 0, 01 93 45 0, 00 0 3, 09 10 ,3 9 0, 05 98 0, 14 12 0, 20 10 C - C /1 0, 8 0, 27 20 0, 85 4 0, 57 45 04 1, 97 19 ,7 5, 45 11 ,5 5 3, 13 10 3, 50 45 6, 63 55 Pi a C/ 1 - C /1 .1 0, 7 0, 25 20 0, 79 9 0, 51 11 52 0, 00 0 0, 00 2, 30 0, 00 00 1, 17 57 1, 17 57 17 ,0 8 10 Fi ltr o C/ C /2 0, 1 0, 09 20 0, 30 2 0, 09 31 30 -0 ,4 0 -4 1, 37 4, 27 0, 12 76 0, 27 01 0, 39 77 13 ,8 6 10 C - D 1, 6 0, 38 50 0, 19 3 0, 01 35 67 0, 00 0 0, 40 7, 70 0, 00 54 0, 09 90 0, 10 45 D - D /1 0, 8 0, 27 32 0, 33 4 0, 06 16 20 1, 97 19 ,7 1, 27 6, 17 0, 07 83 0, 30 19 0, 38 02 Ch uv ei ro D/ 1 - D /1 .1 0, 1 0, 09 25 0, 19 3 0, 03 22 68 -1 ,3 0 -1 3 1, 30 16 ,3 0 0, 04 19 0, 48 40 0, 52 60 10 ,8 8 10 D/ 1 - D /2 0, 7 0, 25 20 0, 79 9 0, 51 11 52 0, 00 0 0, 81 1, 51 0, 41 40 0, 35 78 0, 77 18 B. S an itá ria D/ 2 - D /2 .1 0, 3 0, 16 20 0, 52 3 0, 24 35 40 0, 50 5 0, 50 3, 90 0, 12 18 0, 82 80 0, 94 98 27 ,6 8 5 D/ 2 - D /3 0, 4 0, 19 20 0, 60 4 0, 31 32 51 0, 00 0 0, 49 1, 19 0, 15 35 0, 21 93 0, 37 28 Du ch a Hi g. D/ 3 - D /3 .1 0, 1 0, 09 20 0, 30 2 0, 09 31 30 0, 30 3 0, 30 3, 70 0, 02 79 0, 31 66 0, 34 46 25 ,9 2 10 La va tó rio D/ 3 - D /4 0, 3 0, 16 20 0, 52 3 0, 24 35 40 0, 00 0 0, 56 2, 36 0, 13 64 0, 43 84 0, 57 48 22 ,6 9 10 D - E 0, 8 0, 27 32 0, 33 4 0, 06 16 20 1, 97 19 ,7 2, 72 6, 92 0, 16 76 0, 25 88 0, 42 64 Ch uv ei ro E - E /1 0, 1 0, 09 25 0, 19 3 0, 03 22 68 -1 ,3 0 -1 3 1, 30 16 ,3 0 0, 04 19 0, 48 40 0, 52 60 10 ,8 3 10 E - F 0, 7 0, 25 20 0, 79 9 0, 51 11 52 0, 00 0 0, 81 1, 51 0, 41 40 0, 35 78 0, 77 18 B. S an itá ria F - F /1 0, 3 0, 16 20 0, 52 3 0, 24 35 40 0, 50 5 0, 50 3, 90 0, 12 18 0, 82 80 0, 94 98 27 ,6 4 5 F - G 0, 4 0, 19 20 0, 60 4 0, 31 32 51 0, 00 0 0, 49 1, 19 0, 15 35 0, 21 93 0, 37 28 Du ch a Hi g. G - G /1 0, 1 0, 09 20 0, 30 2 0, 09 31 30 0, 30 3 0, 30 3, 70 0, 02 79 0, 31 66 0, 34 46 27 ,6 4 10 La va tó rio G - H 0, 3 0, 16 20 0, 52 3 0, 24 35 40 0, 00 0 0, 56 2, 36 0, 13 64 0, 43 84 0, 57 48 22 ,6 4 10 Co m pr im en to d a tu bu la çã o (m ) Pe rd a de ca rg a (k Pa )
4 INSTALAÇÕES SANITÁRIAS
4.1 Objetvo
Serão dimensionadas as instalações sanitárias da casa, que se localiza em local sem rede coletora de esgotos. Assim serão dimensionados também uma fossa, um filtro biológico anaeróbico e um sumidouro. Dando devida destinação aos resíduos gerados pelos usuários. 4.2 Dimensionamento
Os diâmetros dos ramais de descarga serão definidos pelo método das unidades de Hunter de contribuição de acordo com a tabela 5 da NBR 8160.
As unidades de Hunter de contribuição podem ser obtidas na tabela 3 da NBR 8160.
Tabela 9 - Unidades de Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários e diâmetro nominal mínimo dos ramais de descarga (Tabela 3 da NBR 8160)
Tabela 10 - Dimensionamento de ramais de esgoto (Tabela 5 da NBR 8160)
Nos três banheiros tem-se:
Tubo do ralo do chuveiro ao ralo sifonado: 2 UHC → DN 40 mm Tubo do lavatório ao ralo sifonado: 1 UHC → DN 40 mm
Tubo do ralo sifonado ao coletor: 3 UHC → DN 40 mm Saída da bacia sanitária: 6 UHC → DN 100 mm (DN mínimo)
Na cozinha:
Tubo da pia ao coletor: 3 UHC → DN 50 mm (DN mínimo)
O dimensionamento dos coletores será feito de maneira análoga, porém utiliza-se a tabela 7 da NBR 8160.
Tabela 11 - Dimensionamento de subcoletores e coletor predial (Tabela 7 da NBR 8160)
Considerando o total de UHC como 30, pode-se adotar tubos com o diâmetro mínimo de 100 mm e declividade mínima de 1%.
4.3 Caixa de Gordura
A caixa de gordura receberá esgoto proveniente da pia da cozinha e tem a função de retirar a gordura do esgoto.
A caixa receberá esgoto de uma cozinha e terá as dimensões de uma caixa de gordura simples (CGS) definidas pela NBR 8160 como:
- Diâmetro interno: 0,40 m;
- Parte submersa do septo: 0,20 m; - Capacidade de retenção: 31 L;
- Diâmetro nominal da tubulação de saída: DN 75.
Figura 9 - Caixa de gordura simples vista em planta e em corte
4.4 Fossa Séptica
A fossa séptica recebe e retém por um tempo determinado o esgoto proveniente da residência, de modo que haja sedimentação de sólidos e retenção do material graxo nele contidos. Assim, ao sair da fossa, o esgoto é formado por substâncias e compostos menos nocivos.
O volume útil total, segundo a NBR 7229, pode ser calculado pela seguinte expressão: 𝑉 = 1000 + 𝑁(𝐶. 𝑇 + 𝐾. 𝐿 )
V = volume útil, em litros;
N = número de pessoas contribuintes;
C = contribuição de despejos por pessoa, em litro/pessoa x dia; T = período de detenção, em dias;
K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco;
Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia.
O número previsto de habitantes N da casa é 4 e os parâmetros C, T, K e Lf podem ser obtidos nas tabelas 1, 2 e 3 da NBR 7229.
Tabela 12 - Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e ocupante (Tabela 1 da NBR 7229)
Tabela 13 - Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária (Tabela 2 da NBR 7229)
Tabela 14 - Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio (Tabela 3 da NBR 7229)
Para a residência em questão foi considerado padrão alto, assim, de acordo com a tabela 1, mostrada acima, C = 160 l/hab.dia e Lf = 1 l/hab.dia.
Então a contribuição diária em litros será igual a: 𝑁. 𝐶 = 4 ⨯ 160 = 640 𝐿. Esse valor se adequa a primeira faixa da tabela 2 (até 1500 L). E assim o valor do tempo de detenção T é 1,00 dia.
O intervalo entre limpezas será definido em 5 anos por e a temperatura ambiente no mês mais frio será considerada superior a 20°C. Desta forma, de acordo com a tabela 3, a taxa de acumulação total do lodo K será de 217 dias.
Com todos os parâmetros definidos pode-se calcular o volume da fossa séptica. 𝑉 = 1000 + 𝑁 𝐶. 𝑇 + 𝐾. 𝐿 = 1000 + 4(160 ⨯ 1 + 217 ⨯ 1) = 2508 𝐿 A fossa será prismática retangular e suas dimensões devem seguir a NBR 7229. A profundidade deve obedecer a tabela 4 e a razão entre o comprimento e a largura deve variar entre 2:1 e 4:1.
Tabela 15 - Profundidade útil mínima e máxima, por faixa de volume útil (Tabela 4 da NBR 7229)
As dimensões adotadas foram: - Profundidade útil: 1,30 m
- Largura: 1,00 m - Comprimento: 2,00 m - Volume útil: 2600 L
Alguns detalhes em corte podem ser encontrados no anexo A da NBR 7229, conforme a figura abaixo:
A fossa será construída em concreto armado e o item 5.15.2 da NBR 7229 sugere espessura entre 8 e 10 cm. Será utilizada a espessura de 10 cm.
Será deixada um abertura circular com diâmetro de 60 cm para inspeção, atendendo aos requisitos do item 5.14 da NBR 7229.
Figura 11 - Fossa séptica em planta e corte longitudinal (medidas em metros)
4.5 Filtro biológico anaeróbico
O filtro biológico anaeróbico tem como função melhorar a qualidade do efluente da fossa séptica, de modo que não contamine o corpo d’água receptor.
O dimensionamento será feito segundo o item 4.1.1 da NBR 13969. Sendo o volume útil definido por:
𝑉 = 1,6𝑁𝐶𝑇 Sendo
Vu: o volume útil;
N: o número de contribuintes; C: o consumo diário por habitante;
T: o tempo de detenção hidráulica em dias.
Utilizando os mesmos valores definidos no dimensionamento da fossa, tem-se: 𝑉 = 1,6 × 4 × 160 × 1,00 = 1024 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
As dimensões adotadas serão: comprimento: 1,00 m
largura: 1,00 m altura: 1,10 m
Totalizando 1100 litros úteis
Figura 12 - Filtro biológico anaeróbico visto em planta e em corte longitudinal (medidas em metros)
O filtro possui um fundo falso em concreto armado com espessura de 10 cm. Segundo o item 4.1.1.8 da NBR 13969, esse fundo deve ter furos de 2,5 cm ocupando no mínimo 5% de sua área. Assim o número de furos é:
Área do fundo falso: 𝐴 = 1 × 1 = 1 𝑚 = 10000 𝑐𝑚 Área dos furos: 𝐴 = 5% × 10000 = 500 𝑐𝑚
Área de um furo: 𝐴 = 𝜋 × 2,5² 4 = 4,91 𝑐𝑚²
Número de furos: 𝑁 = 𝐴 𝐴 = 500 4,91 = 101,9 → 𝑁 = 102 𝑓𝑢𝑟𝑜𝑠
O espaço entre o fundo falso e a calha será preenchido com brita 4, formando assim um filtro físico que remove impurezas que seguiriam para o sumidouro.
Há uma visita com 80 cm de diâmetro e um tubo guia de 200 mm para a limpeza do filtro.
4.6 Sumidouro
O sumidouro é um poço absorvente escavado que tem como função a depuração e a disposição final do esgoto.
Para o dimensionamento da área de um sumidouro é necessário realizar ensaios específicos para saber o coeficiente de infiltração do solo. Será então arbitrado um valor de 65 l/m².dia, que é um valor típico para solos formados predominantemente por areias e siltes.
A área necessária de infiltração do poço pode ser calculada por:
𝐴 = 𝑄
𝐶𝑖 Onde
Anec é a área necessária de infiltração do sumidouro;
Q é a vazão afluente;
Ci é o coeficiente de infiltração do solo. Assim:
𝐴 = 640 𝑙 𝑑𝑖𝑎⁄
A NBR 13969 exige que o fundo do sumidouro esteja a uma distâcia de 1,50 m do altura máxima do nível d’água. Será definida a altura útil de 1,20 m para o sumidouro e uma das dimensões horizontais será o dobro da outra.
A área A de infiltração do sumidouro é definida pela soma das áreas das paredes internas e da área do fundo do poço.
𝐴 = (𝑙. 2𝑙) + (𝑙 + 2𝑙 + 𝑙 + 2𝑙). ℎ = 2𝑙 + 6𝑙ℎ Essa área deve ser no mínimo igual a área necessária. Assim:
𝐴 ≥ 𝐴 → 2𝑙 + 6𝑙 × 1,2 ≥ 9,85 → 2𝑙 + 7,2𝑙 − 9,85 ≥ 0 → 𝑙 ≥ 1,06
As dimensões úteis do poço serão 1,10 m x 2,20 m x 1,20 m. E o volume útil de 2904 litros.
Com o valor do coeficiente de infiltração de 0,065 m³/m².dia o valor da taxa de percolação média será de acordo com a tabela A.1do anexo A da NBR 13969 de 400 min/m.
Tabela 16 - Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de aplicação superficial (tabela A.1 do anexo A da NBR 13969)
Para valores de menores do que 500 min/m, a região é considerada arenosa e o item 5.3.2 da NBR 13969 exige que no entorno do sumidouro seja colocada uma camada de proteção com valor de K maior que 500 min/m e de espessura não inferior a 30 cm.
Além disso o fundo do poço deve ser preenchido com uma camada de brita 4 de espessura de 30 cm.
Figura 13 - Sumidouro visto em planta (medidas em metros)
5 CONCLUSÃO
Apesar de ser uma casa de médio a alto padrão, as instalações elétricas são bem simples. Isso se deve ao fato de ser uma casa de veraneio, não havendo necessidade de um grande gasto com sistemas que serão poucas vezes utilizados ao longo do ano.
As instalações hidráulicas também são bem simples, pelo mesmo motivo. Há apenas instalações de água fria, sendo a água do banho aquecida por chuveiros elétricos. Em contrapartida o reservatório de água apresenta dimensões maiores do que as calculadas diminuindo o risco de falta de água, em caso de falta de abastecimento e devido ao maior consumo esperado por usuários de maior padrão.
Quanto maior o consumo de água, maior a quantidade de esgoto gerado. As instalações sanitárias também foram dimensionadas considerando um alto padrão de
consumo. Há também um filtro biológico para melhorar a qualidade do esgoto devolvido ao terreno. Como é uma casa de veraneio, o dimensionamento da fossa séptica prevê longos períodos sem manutenção.
As instalações são simples pelo objetivo da casa, porém foram dimensionadas para atender com conforto e segurança o consumo de usuários de alto padrão.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: Instalação predial de água fria. Rio de Janeiro, 1998.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7229: Projeto, construção e operação de sistemas de tanque séptico. Rio de Janeiro, 1993.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8160: Sistemas prediais de esgoto sanitário. Projeto e execução. Rio de Janeiro, 1999.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13969: Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação. Rio de Janeiro, 1997.
