INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS

INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS
Universidade do Estado de Mato Grosso – UNEMAT – Campus Sinop – FACET – Engenharia Civil INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS Professora: Ana Elza Dalla Roza

Projeto Instalações gás
Tipos de gases combustíveis Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) Teoricamente, os GLP são constituídos de propano ou butano, ou uma mistura deste. Gás de nafta A produção de gás combustível a partir de nafta foi a solução encontrada para o suprimento de regiões onde não existia gás natural. Gás Natural O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos leves, no estado gasoso, encontrados nas camadas superiores de poços petrolíferos ou em poços de gás. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases As propriedades dos gases que afetam o comportamento de sua queima em um equipamento são conhecidas pelo termo geral de “características de combustão”. Assim, espera-se que o queimador tenha sido projetado de forma a satisfazer as propriedades e características de um gás que são relacionados abaixo: Densidade Relativa Poder Calorífico Número de Wobbe Temperatura de chama Velocidade de chama UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases Densidade Absoluta e Relativa Densidade absoluta é uma relação entre a massa e unidade de volume. Em unidades métricas, esta relação é expressa em kg/m³ estando o gás a 15°C de temperatura e a 1 atm. Densidade relativa de um gás é a relação existente entre a densidade deste gás e do ar das mesmas condições de temperatura e pressão, ou a relação entre a massa deste gás e a massa de igual volume de ar nas mesmas condições de temperatura e pressão. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases Densidade Absoluta e Relativa Tipos Densidade absoluta (kg/m³) Densidade Relativa Metano 0,679 0,554 Propano 1,865 1,522 Butano 2,458 2,006 Dióx. De Carbono 1,861 1,519 Nitrogênio 1,145 0,967 Gás Natural 0,750 0,613 Gás de Nafta 0,700 0,560 GLP 2,139 1,746 UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases Poder Calorífico O poder calorífico de um gás combustível é “a quantidade de calor desenvolvida pela combustão completa da unidade de volume (ou massa) deste gás, estando ele e o comburente nas CNTP, e sendo os produtos da combustão trazidos às mesmas condições. Assim, quando uma mistura de gases queima, uma quantidade de calor é gerada pela combustão de seus componentes. A quantidade de calor gerada pela queima de 1Nm³* de gás é chamado de Poder Calorífico do gás, dado em kcal/Nm³. *Nm³ (Normal metro cúbico)= O volume normal é calculado com base nas condições padrões: na pressão de kPa (760 Torr) e DIN 1343 : em temperatura de K (0°C / 32°F) ISO 2533 : em temperatura de K (15°C / 59°F) UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases Velocidade de chama Velocidade de chama é a velocidade na qual a chama atravessa uma mistura ar-gás. É também chamada de velocidade de queima ou velocidade de ignição. Tipo de gás Velocidade de chama (cm/seg) Gás natural 34 Gás nafta/carvão 100 GLP 20 UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases Temperatura de chama Temperatura de chama é a temperatura à qual seriam levados os produtos de combustão, se toda a energia térmica desenvolvida pela reação fosse utilizada para aquecê-los. Trata-se então da temperatura teórica máxima alcançada pelos produtos de combustão em condições adiabáticas. Tipo de gás Temperatura com ar (°C) Temperatura com O2 (°C) Gás natural 1920 2700 Gás nafta 1980 Gás de carvão 1950 2660 GLP 1930 2720 UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Propriedades dos gases Número de Wobbe O poder calorífico de um gás não é, como muitas vezes se pensa, o único elemento que serve para medir a quantidade de calor a ser fornecida por um queimador. Sob pressão constante, um gás com baixa densidade flui em maior quantidade através de um orifício do que um gás com densidade mais elevada. Assim, para valores menores de densidade, o calor liberado pelo queimador aumenta. Estas variações são importantes e devem ser consideradas. Na prática, a quantidade de calor fornecido é dado por: UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Tipologia das instalações Tipologia ilustrativa com regulador de estágio único, medição individual em área comum e distribuição por prumadas individuais UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Tipologia das instalações - Tipologia ilustrativa com regulador de estágio único, distribuição por prumadas coletivas e medição individual nos andares UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento CONSIDERAÇÕES GERAIS As tubulações do sistema de gás combustível não podem passar em : a) dutos de ar condicionado, água pluvial, esgoto, chaminé; b) reservatório de água; c) compartimentos destinados a dormitórios; d) poços de elevadores; UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento As válvulas e reguladores de pressão devem ser instalados de modo a permanecer protegidos contra danos físicos, a permitirem fácil acesso, conservação e substituição a qualquer tempo. Na travessia de elementos estruturais, deverá ser utilizado um tubo-luva, vedando-se o espaço entre ele e o tubo de gás. É proibido o aterramento de instalação elétrica em tubulações de gás. Quando o cruzamento de tubulações de gás com condutores elétricos for inevitável, deve-se colocar entre elas um material isolante elétrico. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento O afastamento das tubulação de gás das demais, destinadas a outros fins, deve ser igual a, no mínimo, um diâmetro da maior das tubulações contíguas; entretanto, recomenda-se que as tubulações de gás tenham a distância mínima de 0,20 m de outras. As distâncias mínimas entre a tubulação de gás e condutores de eletricidade é 0,30 m, se o condutor for protegido por conduíte, 0,50 nos casos contrários. As tubulações de gás devem passar afastadas dos pára-raios e seus respectivos terras de, no mínimo, 2,00 m. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Recomenda-se que as tubulações não passem por forros falsos, compartimentos destinados exclusivamente a equipamentos e aparelhos elétricos, compartimentos inadequadamente ventilados e poços de ventilação. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Nos casos em que alguma destas condições for inevitável, as tubulações envolvidas por dutos ou tubo-luva, os quais devem (NBR 13932/97): a) Ter no mínimo duas aberturas localizadas nas suas extremidades, sendo que as duas devem ter saída para for a da projeção horizontal da edificação, em local seguro e protegido contra a entrada de água, animais e outros objetos estranhos. Opcionalmente, pode ser previsto dispositivo ou sistema que garanta a exaustão do gás eventualmente vazado; b) Nos casos em que não for possível a extremidade inferior estar fora da projeção horizontal, possuir abertura captada de algum ambiente permanentemente ventilado; c) No caso de dutos, manter um afastamento mínimo de 25 mm entre a tubulação e as suas paredes internas; d) Ter resistência mec6anica adequada a possíveis esforços decorrentes das condições de uso; e) Estar convenientemente protegidos contra a corrosão; f) Não apresentar vazamentos em todo a sua extensão; g) Ser executado de material incombustível e resistente à água; UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Adequação ambientes/aparelho de utilização Salas e dormitórios não podem receber aparelhos de utilização a gás em seu interior. Os ambientes que contém equipamentos a gás devem ter uma área útil total de ventilação permanente de no mínimo 800 cm2, constituídas de duas aberturas que devem ser executadas conforme descrição abaixo: a) uma superior situada a altura não inferior a 1,80m em relação ao piso do compartimento, comunicando-se obrigatoriamente para o exterior da edificação, poço de ventilação ou ambientes de permanência não prolongada ( áreas de serviço ), que tenham ventilação permanente com o exterior. b) outra inferior, situada até o máximo de 0,30 m de altura em relação ao piso do compartimento, devendo possuir uma área útil entre 25% e 50% da área útil total de ventilação. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento As cozinhas que contiverem somente fogão e forno devem possuir uma área útil total de ventilação permanente de, no mínimo, 200 cm2 constituídas de duas aberturas que devem ser executadas conforme descrito anteriormente. Os volumes da cozinha e da área de serviço podem ser somados para efeito de cálculo, somente se: a) existir ventilação permanente mínima de 800 cm2 em sua divisória; b) a área de ventilação total da área de serviço for, no mínimo, 800 cm2 e obedeçam às condições também citadas anteriormente. Quando a comunicação com o exterior da construção só for possível através de dutos de ventilação, devem ser obedecidas as seguintes condições: a) área útil total mínima requerida para dutos horizontais deve ser igual aos valores obtidos anteriormente ( itens a e b ) multiplicados por 1,5; UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento As cozinhas que contiverem somente fogão e forno devem possuir uma área útil total de ventilação permanente de, no mínimo, 200 cm2 constituídas de duas aberturas que devem ser executadas conforme descrito anteriormente. Os volumes da cozinha e da área de serviço podem ser somados para efeito de cálculo, somente se: a) existir ventilação permanente mínima de 800 cm2 em sua divisória; b) a área de ventilação total da área de serviço for, no mínimo, 800 cm2 e obedeçam às condições também citadas anteriormente. Quando a comunicação com o exterior da construção só for possível através de dutos de ventilação, devem ser obedecidas as seguintes condições: área útil total mínima requerida para dutos horizontais deve ser igual aos valores obtidos anteriormente ( itens a e b ) multiplicados por 1,5; b) área útil total das aberturas de ventilação deve ser igual à área da seção transversal do duto. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento No interior de boxes dos banheiros e sobre banheiras, não poderão ser instalados aparelhos de utilização. Todo aparelho de utilização deverá estar conectado à instalação interna através de uma válvula de fechamento manual. Fogões com potência nominal acima de 25 kW ( kcal/h ) devem ter suas instalações complementadas com coifa ou exaustor, para condução dos produtos de combustão para o ar livre exterior da edificação ou para o poço de ventilação. Os aquecedores de água devem estar providos de chaminé. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Metodologia de cálculo segundo NBR 15526/2007 Apuração da potência computada (C) a ser instalada: Anexo D UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Fator de simultaneidade (F), ver anexo E. O fator de simultaneidade relaciona-se com a potência computada e com a potência adotada através da seguinte equação: A = é a potência adotada C = é a potência computada F = é o fator de simultaneidade UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento O fator de simultaneidade (F) pode ser obtido através das seguintes equações. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Vazão é determinada pela seguinte equação: 𝑄= 𝐴 𝑃𝐶𝐼 A = é a potência adotada PCI = Poder Calorífico Inferior do Gás UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Vazão é determinada pela seguinte equação: 𝑄= 𝐴 𝑃𝐶𝐼 A = é a potência adotada (kcal/h) PCI = Poder Calorífico Inferior do Gás (kcal/Nm³) Q= Vazão (Nm³/h) UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento No dimensionamento das redes são estabelecidas as seguintes condições: Pressões máximas: rede primária 150kPa; secundária 5kPa Perda de carga máxima de 15kPa nas redes primárias Pressão mínima final, no ponto de utilização, de 2,6 kPa Diâmetro nominal mínimo é de 15 mm Trechos verticais deve-se considerar a variação de pressão como segue: GN: Ganho em trecho ascendente e perda em descendente GLP: Perda em trecho ascendente e ganho em descendente. As pressões máximas admitidas para condução do GLP nas redes são: para as redes primárias: 150 kPa; para as redes secundárias: 5 kPa. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento A variação de pressão nos trechos VERTICAIS é dada por: UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Dimensionamento para trechos com pressão maior que 7,5kPa em todos os trechos (verticais e horizontais: *A máxima perda de carga admissível é de 30% da pressão máxima de operação UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Dimensionamento para trechos com pressão de até 7,5kPa: *A máxima perda de carga admissível é de 10% da pressão de dimensionamento. UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Cálculo da velocidade: UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Velocidade máxima admissível: 20m/s UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

Dimensionamento Determinação do Comprimento equivalente UNEMAT - FACET - Engenharia Civil - Profª Ana Elza Dalla Roza -

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