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SISTEMAS PREDIAIS HIDRÁULICOS E SANITÁRIOS (SPHS) AULA 7 - Sistema Predial Águas Pluviais

Profª Drª Solange Boni

Sistema Predial de Águas Pluviais NBR 10844/89- Instalações Prediais de Águas Pluviais Caracterização Os sistemas prediais de águas pluviais (SPAP) se destinam exclusivamente ao recolhimento e condução das águas pluviais, não se admitindo quaisquer interligações com outros sistemas prediais (NBR 10844, 1989). Os SPAP devem ser projetados e executados de forma a garantir que as águas pluviais que se precipitam sobre os edifícios, incluindo coberturas, paredes inclinadas e verticais, terraços, sacadas, varandas, marquises, rampas e pequenas áreas pavimentadas sejam coletadas, conduzidas, armazenadas e destinadas a local adequado (Gonçalves e Oliveira, 1998).

Sistema Predial de Águas Pluviais Objetivo da NBR 10844/89 Fixar exigências e critérios necessários aos projetos das instalações de drenagem de águas de águas pluviais, visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade, segurança, higiene, conforto, durabilidade e economia.

Aplicação da NBR 10844/89 Se aplica à drenagem de águas pluviais em cobertores e demais áreas associadas ao edificado, tais como terraços, pátios, quintais e similares. Esta norma não se aplica a casos onde as vazões de projeto e as caraterísticas da área exijam a utilização de bocas-de-lobo e galerias.

Fonte: NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Requisitos básico a serem atendidos ✓ Recolher e conduzir a vazão de projeto até locais permitidos pelos dispositivos legais; ✓ Ser estanques e permitir a limpeza e desobstrução de qualquer ponto no interior da instalação; ✓ Absorver os esforços provocados pela variações térmicas a que estão submetidas; ✓ Quando passivas de choques mecânicos, ser constituídas de materiais resistentes a estes choques; ✓ Utilizar materiais resistentes às intempéries nos componentes expostos; ✓ Utilizar materiais compatíveis nos componentes em contato com outros materiais de construção; ✓ Não provocar ruídos excessivos; ✓ Resistir às pressões a que podem estar sujeitas; ✓ Ser fixadas de maneira a assegurar resistência e durabilidade. Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Componentes do Sistema 1- Calhas de beiral: Calha instalada na linha de beiral da cobertura, com a finalidade de coletar a água de chuva proveniente dos telhados, encaminhando-a para um coletor vertical. 2- Condutor vertical: Tubulação vertical destinada a recolher águas de calhas, coberturas, terraços e similares e conduzi-las até a parte inferior do edifício.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Componentes do Sistema 3- Caixa de areia: caixa utilizada para recolher detritos contidos nas tubulações de águas pluviais, permitindo a inspeção do sistema. 4- Caixa de passagem: Caixa enterrada cuja finalidade é interligar as tubulações enterradas do sistema de águas pluviais, permitindo a inspeção do sistema. 5- Tubos para drenagem: Tubo perfurado e enterrado que capta a umidade excessiva do solo, conduzindo-a a um destino final.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR8160, 1999.

Sistema Predial de Águas Pluviais Armazenamento de Águas Pluviais ✓ Para uso específico de uma edificação (aproveitamento de AP); ✓ Quando a rede predial encontra-se em nível inferior à rede pública de captação de AP, necessitando de sistema de recalque; ✓ Para reduzir a vazão máxima de contribuição à rede pública de drenagem.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Caracterização dos escoamentos nos elementos do SPAP Os escoamentos dos SPAP são do tipo conduto livre, ou seja, se adequam ao sistema para que o escoamento a conduto forçado não venham a ocorrer. 1-

Escoamento de calhas: é dito escoamento livre ou à superfície livre. Para efeito de dimensionamento de calhas inclinadas é o escoamento permanente uniforme. Se as calhas forem em nível, o regime de escoamento que se considera é o regime permanente não uniforme.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Caracterização dos escoamentos nos elementos do SPAP 2-

Escoamento em condutores verticais: o escoamento da água nestes casos podem ser: ✓ Escoamento livre: ocorre para valores pequenos na relação altura da lâmina d’água e diâmetro da tubulação – atua com a pressão atmosférica; ✓ Escoamento semi-afogado: é uma transição entre o escoamento livre e o escoamento afogado; ✓ Escoamento afogado: trabalha em seção plena – a pressão interna é diferente da pressão atmosférica.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Fonte: Internet

Sistema Predial de Águas Pluviais Caracterização dos escoamentos nos elementos do SPAP 3- Escoamento em condutores horizontais: o escoamento é em regime permanente e uniforme, porém trabalha com pressão atmosférica. Nestes tipos de escoamento pode ocorre o fenômeno denominado ressalto hidráulico. 4- Ressalto hidráulico: caracteriza-se pela mudança de escoamento, tendo como consequência a redução de velocidade, aumento da altura de lâmina d’água e perda de energia, podendo preencher completamente a seção do condutor.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Fonte: Internet, 2016

Sistema Predial de Águas Pluviais Recomendações Gerais 1- Coberturas horizontais de laje As coberturas horizontais de laje devem ser projetadas para evitar empoçamentos, exceto aquele tipo de acumulação temporária de água, durante tempestades, que pode ser permitido onde a cobertura for especialmente projetada para ser impermeável sob certas condições. As superfícies horizontais de laje devem ter declividade mínima de 0,5%, de modo que garanta o escoamento das águas pluviais, até os pontos de drenagem previstos. A drenagem deve ser feita por mais de uma saída, exceto nos casos em que não houver risco de obstrução.

Fonte: NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Recomendações Gerais 1- Coberturas horizontais de laje Quando necessário, a cobertura deve ser subdividida em áreas menores com caimentos de orientações diferentes, para evitar grandes percursos de água. Os trechos da linha perimetral da cobertura e das eventuais aberturas na cobertura (escadas, clarabóias etc.) que possam receber água, em virtude do caimento, devem ser dotados de platibanda ou calha. Os raios hemisféricos devem ser usados onde os ralos planos possam causar obstruções.

Fonte: NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Recomendações Gerais 2- Calhas A inclinação das calhas de beiral e platibanda deve ser uniforme, com valor mínimo de 0,5%. Quando a saída não estiver colocada em uma das extremidades, a vazão de projeto para o dimensionamento das calhas de beiral ou platibanda deve ser aquela correspondente à maior das áreas de contribuição. Quando não se pode tolerar nenhum transbordamento ao longo da calha, extravasores podem ser previstos como medida adicional de segurança. Nestes casos, eles devem descarregar em locais adequados.

Fonte: NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Recomendações Gerais 3- Condutores verticais Os condutores verticais devem ser projetados, sempre que possível, em uma só prumada. Quando houver necessidade de desvio, devem ser usadas curvas de 90º de raio longo ou curvas de 45º e devem ser previstas peças de inspeção. Os condutores verticais podem ser colocados externa e internamente ao edifício, dependendo de considerações de projeto, do uso e da ocupação do edifício e do material dos condutores. O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção circular é 70mm.

Fonte: NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Recomendações Gerais 3- Condutores horizontais Os condutores horizontais devem ser projetados, sempre que possível, com declividade uniforme, com valor mínimo de 0,5%. Nas tubulações aparentes, devem ser previstas inspeções sempre que houver conexões com outra tubulação, mudança de declividade, mudança de direção e ainda a cada trecho de 20m nos percursos retilíneos. Nas tubulações enterradas, devem ser previstas caixas de areia sempre que houver conexões com outra tubulação, mudança de declividade, mudança de direção e ainda a cada trecho de 20m nos percursos retilíneos. A ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de raio longo, com inspeção ou caixa de areia, estando o condutor horizontal aparente ou enterrado. Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007; NBR10844 1998.

Sistema Predial de Águas Pluviais Fenômenos que podem ocorrer no SPAP Nas tubulações com maior altura, destinadas a conduzir as águas pluviais, pode ocorrer fenômenos com pressões negativas em seu interior (vácuo), podendo causar rompimento na tubulação, ocorrendo nas seguintes situações: 1- Quando existe acúmulo de folhas ou outros materiais na entrada do bocal, que também afogam e impedem que o ar passe juntamente com a água pela tubulação.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Fonte: Internet, 2016

Sistema Predial de Águas Pluviais Fenômenos que podem ocorrer no SPAP 2- Quando os tubos de queda são mau dimensionados, com diâmetros menores que o necessário. Nos casos de chuvas fortes pode ocorrer acúmulo excessivo de água no interior das calhas. Por este motivo, a entrada do tubo (parte do bocal) permanece afogada, ou seja, não passa ar juntamente com a água para dentro do tubo.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Fonte: Internet, 2016

Sistema Predial de Águas Pluviais Manutenção dos SPAP 1- Verificar se o sistema está desobstruído e funcionando corretamente começando pelas calhas; 2- Verificar se o sistema está estanque sem a presença de vazamentos. Os vazamentos podem ocorrer devido: ✓ Falta de anel de vedação; ✓ Anel fora de posição ou retorcido; ✓ Encaixe mal executado entre as conexões e calhas; ✓ Anel danificado. 3- Remover a sujeira acumulada nos condutores verticais aparentes e se possível fazer uma lavagem simples. Se o condutor for embutido utilize arame, haste de metal ou equipamento que permita o desentupimento, tomando o cuidado de não danificar o condutor.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Sistema Predial de Águas Pluviais Materiais e Componentes 1- Calhas: podem ser em chapas de aço galvanizado, folhas de flanges, chapas de cobre, aço inoxidável, alumínio, fibrocimento, PVC rígido, fibra de vidro, concreto ou alvenaria; 2- Condutores verticais e horizontais: podem ser em ferro fundido, fibrocimento, PVC rígido, aço galvanizado, cobre, etc.; 3- Caixas de inspeção e de areia: podem ser executadas em alvenaria, concreto, pré-fabricadas, etc.; 4- Grelhas: ferro fundido, aço, cobre e PVC rígido.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Sistema Predial de Águas Pluviais Dimensionamento O sistema predial de águas pluviais (SPAP) deve ser projetado, executado e mantido de forma integrada e harmoniosa com os sistemas arquitetônicos, estrutural e devidamente compatibilizada com os demais sistemas prediais atendendo as necessidades dos usuários. As águas pluviais não devem ser lançadas em redes de esgoto, devendo ser separadas absolutamente por seus devidos sistemas.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Sistema Predial de Águas Pluviais Dimensionamento O dimensionamento é realizado após a determinação das solicitações impostas aos diversos elementos do sistema que são: • intensidade pluviométrica, • área de contribuição e, • vazões. As dimensões dos elementos do sistema dependem também das características dos materiais e componentes, do fator de falha, do regime de escoamento pré-estabelecido e da declividade dos elementos.

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Sistema Predial de Águas Pluviais Dimensionamento 1- Determinação dos fatores meteorológicos Para o dimensionamento dos elementos do SPAP deve-se determinar os seguintes parâmetros: ✓ Intensidade pluviométrica (mm/h): feita a partir da fixação de valores adequados para a duração de precipitação e período de retorno; ✓ Período de retorno: deve ser fixado conforme as características das áreas a serem drenadas: ➢ T = 1 ano, para áreas pavimentadas, onde empoçamentos possam ser tolerados; ➢ T = 5 anos, para coberturas e/ou terraços; ➢ T = 25 anos, para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamento não possa ser tolerado. ✓ Duração da precipitação: fixada em 5 minutos. Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Sistema Predial de Águas Pluviais Dimensionamento 2- Área de contribuição Deve-se considerar a inclinação da cobertura e as paredes que interceptam água de chuva que são drenadas pela cobertura. A unidade a ser considerada é o m². 3- Vazão de projeto Calculada pelo Método Racional em função da intensidade pluviométrica e da área de contribuição. Q = C.I.A 60 C=0 C=1 Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

(L/min)

Quando há absorção total de água Quando não há absorção de água

Sistema Predial de Águas Pluviais Dimensionamento

2- Área de Contribuição

Fonte: NBR 10844/89: Instalações Prediais de Águas Pluviais

Sistema Predial de Águas Pluviais 2- Área de contribuição

Dimensionamento

Sistema Predial de Águas Pluviais 4- Dimensionamento de Calhas A NBR 10844/1989 recomenda o dimensionamento destes elementos através da fórmula de Manning:

Q = K. S . RH 2/3. i 1/2 n

(L/min)

S = área da seção molhada em m²; n = coeficiente de rugosidade – tabelado; RH = raio hidráulico em m; PH = perímetro molhado em m; i = declividade da calha em m/m K = 60.000

Material

n

Plástico, fibrocimento, aço, metais não-ferrosos

0,011

Ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida Cerâmica, concreto não-alisado Alvenaria de tijolos não-revestida

0,012

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

0,013 0,015

Sistema Predial de Águas Pluviais Dimensionamento 5- Condutores Verticais São dimensionados a partir dos seguintes dados: ✓ vazão de projeto (Q) em L/min; ✓ altura de lâmina d’água (H) em mm; e, ✓ Comprimento do condutor vertical em m. ✓ O diâmetro interno mínimo nos condutos verticais de seção circular é DN 70 mm

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

Sistema Predial de Águas Pluviais 5- Condutores Verticais

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

NBR 10844/98: Instalações Prediais de Águas Pluviais

Sistema Predial de Águas Pluviais

5- Condutores Verticais

Fonte: Reis, 2007; Ilha, 2007.

NBR 10844/98: Instalações Prediais de Águas Pluviais

Sistema Predial de Águas Pluviais Verificação da máxima vazão nos condutores verticais para que o regime de escoamento não seja forçado Vazão de projeto x diâmetro do condutor vertical

Sistema Predial de Águas Pluviais 6- Condutores Horizontais

NBR10844/98: Instalações Prediais de Águas Pluviais

Sistema Predial de Águas Pluviais Exercício: Dimensione o SPAP de um galpão localizado na cidade de São Luis/MA.

Sistema Predial de Águas Pluviais

Sistema Predial de Águas Pluviais

Sistema Predial de Águas Pluviais