SPAF - II - IPH

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Faculdade de Engenharia Civil 
 
Instalações Hidráulicas Prediais 
 
 
 
 
 
I – SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA (SPAF) 
Estação Elevatória 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maria Alice Venturini 
 
1 
1.1 Um prédio de apartamentos tem 20 pavimentos, 4 apartamento 
por pavimento, e 3 dormitórios por apartamento. Considere ainda a 
existência de um apartamento para o zelador e que não será 
permitida a lavagem de automóveis no prédio. 
 
Pede-se: 
A) Calcular o consumo diário de água; 
B) Dimensionar o ramal predial considerando-o de ferro fundido em 
FoFo; 
C) Dimensionar o alimentador predial; 
D) Dimensionar o hidrômetro mestre, o cavalete e o abrigo. 
 
Considerações: Para efeito de cálculo considerar duas pessoas por 
dormitórios e o consumo per capita 250L/hab.dia. 
 
2 
Resolução 
 
A) Dimensionamento do consumo diário (CD) 
 
 
  
    
 
3
4 apart 3 dorm 2 hab 250L 250L
CD = 20 pav +(2hab )
pav apart dorm hab dia hab dia
L m
CD =120500 ou 120,5 
dia dia
  
   

nº apart nº dorm nº hab nºL
CD = nº pav
pav apart dorm hab dia
B) Ramal predial – Tabela da concessionária 
 
DRP= 50 mm 
3 
C) Dimensionamento do alimentador predial 
 
 
 
 
 
 
 A velocidade de escoamento na rede pública de 
abastecimento deve variar de 0,60 a 1,0 m/s. 
 
 
 
 
 
 
min
min
CD dia
Q =
86400 s
120,5
Q = =1,39 10 m /s
86400
3 3
1
86400

 
 
 

, min
D , Q0 6 1 457 
,
,
D , ,
D , m
3
0 6
0 6
1 457 1 39 10
0 054 4 
, min
,
,
D , Q
D , ,
D , m
1 0
3
1 0
1 0
1 128
1 128 1 39 10
0 042

 
  

 Como o diâmetro do alimentador predial deve estar entre o 
seguinte intervalo, ou seja, D1,0 < <D0,6, ou seja o diâmetro comercial 
escolhido será de 50mm. 
 
D) Dimensionamento do hidrômetro mestre, o cavalete e do abrigo é 
feito por tabela. 
 O hidrômetro mestre encontrado para atender a edificação é 
de até 300 m3/dia. 
 O diâmetro do cavalete é de 50 mm e a dimensão do abrigo 
será de 2,0 x 0,90 x0,40. 
APD
5 
 
Consumo 
Provável 
(m3/dia) até 
 
Ramal Predial 
 
Hidrômetro 
 
Cavalete 
 
Abrigo 
Diâmetro 
externo (mm) 
 
Material 
Consumo 
provável 
(m3/dia) 
até 
Vazão 
caracterist. 
(m3/dia) 
até 
 
Diâmetro 
(mm) 
 
Material 
 
Dimensões internas (m) 
 
16 
 
20 
 
PEAD 
5 3 19 
 FoGo PVC 
 
0,85 X 0,65 X 0,30 
8 5 19 
11 7 25 
16 10 25 
30 20 PEAD 30 20 38 FoGo 0,85 X 0,65 X 0,30 
50 32 PEAD 50 30 50 FoGo 2,00 X 0,90 X 0,40 
100 32 PEAD 
300 
 
50 
 
FoGo 
 
2,00 X 0,90 X 0,40 
50 FoFo 
300 50 FoFo 
1100 75 FoFo 1100 75 FoGo 2,30 X 1,10 X 0,50 
1800 100 FoFo 1800 100 FoFo 3,00 X 1,25 X 0,80 
4000 130 FoFo 4000 150 FoFo 3,20 X 1,50 X 0,80 
6500 200 FoFo 6500 200 FoFo 3,20 X 1,50 X 0,80 
6 
Tabela de dimensionamento do hidrômetro mestre, o cavalete e o abrigo 
1.1 Um prédio de apartamentos tem 20 pavimentos, 4 apartamento 
por pavimento, e 3 dormitórios por apartamento. Considere ainda a 
existência de um apartamento para o zelador e que não será 
permitida a lavagem de automóveis no prédio. 
 
Pede-se: 
A) Calcular o consumo diário de água; 
B) Dimensionar o ramal predial considerando-o de ferro fundido em 
FoFo; 
C) Dimensionar o alimentador predial; 
D) Dimensionar o hidrômetro mestre, o cavalete e o abrigo. 
 
Considerações: Para efeito de cálculo considerar duas pessoas por 
dormitórios e o consumo per capita 250L/hab.dia. 
 
7 
Resolução 
 
A) Dimensionamento do consumo diário (CD) 
 
 
  
    
 
3
4 apart 3 dorm 2 hab 250L 250L
CD = 20 pav +(2hab )
pav apart dorm hab dia hab dia
L m
CD =120500 ou 120,5 
dia dia
  
   

nº apart nº dorm nº hab nºL
CD = nº pav
pav apart dorm hab dia
B) Ramal predial – Tabela da concessionária 
 
DRP= 50 mm 
8 
C) Dimensionamento do alimentador predial 
 
 
 
 
 
 
 A velocidade de escoamento na rede pública de 
abastecimento deve variar de 0,60 a 1,0 m/s. 
 
 
 
 
 
 
min
min
CD dia
Q =
86400 s
120,5
Q = =1,39 10 m /s
86400
3 3
1
86400

 
 
 

, min
D , Q0 6 1 457 
,
,
D , ,
D , m
3
0 6
0 6
1 457 1 39 10
0 054 9 
, min
,
,
D , Q
D , ,
D , m
1 0
3
1 0
1 0
1 128
1 128 1 39 10
0 042

 
  

 Como o diâmetro do alimentador predial deve estar entre o 
seguinte intervalo, ou seja, D1,0 < <D0,6, ou seja o diâmetro comercial 
escolhido será de 50mm. 
 
D) Dimensionamento do hidrômetro mestre, o cavalete e do abrigo é 
feito por tabela. 
 O hidrômetro mestre encontrado para atender a edificação é 
de até 300 m3/dia. 
 O diâmetro do cavalete é de 50 mm e a dimensão do abrigo 
será de 2,0 x 0,90 x0,40. 
APD
10 
 
Consumo 
Provável 
(m3/dia) até 
 
Ramal Predial 
 
Hidrômetro 
 
Cavalete 
 
Abrigo 
Diâmetro 
externo (mm) 
 
Material 
Consumo 
provável 
(m3/dia) 
até 
Vazão 
caracterist. 
(m3/dia) 
até 
 
Diâmetro 
(mm) 
 
Material 
 
Dimensões internas (m) 
 
16 
 
20 
 
PEAD 
5 3 19 
 FoGo PVC 
 
0,85 X 0,65 X 0,30 
8 5 19 
11 7 25 
16 10 25 
30 20 PEAD 30 20 38 FoGo 0,85 X 0,65 X 0,30 
50 32 PEAD 50 30 50 FoGo 2,00 X 0,90 X 0,40 
100 32 PEAD 
300 
 
50 
 
FoGo 
 
2,00 X 0,90 X 0,40 
50 FoFo 
300 50 FoFo 
1100 75 FoFo 1100 75 FoGo 2,30 X 1,10 X 0,50 
1800 100 FoFo 1800 100 FoFo 3,00 X 1,25 X 0,80 
4000 130 FoFo 4000 150 FoFo 3,20 X 1,50 X 0,80 
6500 200 FoFo 6500 200 FoFo 3,20 X 1,50 X 0,80 
11 
Tabela de dimensionamento do hidrômetro mestre, o cavalete e o abrigo 
 Instalações Elevatórias 
 
 
 Uma instalação elevatória consiste no bombeamento de água 
de um reservatório inferior para um reservatório superior ou para um 
reservatório hidropneumático. A NBR 5626/1998 recomenda que, no 
caso de grandes reservatórios, o tempo de enchimento pode ser de 
até 6 horas dependendo do tipo de edifício. As recomendações são 
de 4 horas de funcionamento para prédios de escritórios, 5 horas para 
prédios de apartamentos e 6 horas para hospitais e hotéis. 
 As instalações elevatórias devem possuir no mínimo duas motos-
bomba independentes para garantir o abastecimento de água no 
caso de falha de uma das unidades. 12 
13 
Estação Elevatória 
Bitola (Polegada) 3/4" 1" 
1 
1/4" 
1 
1/2" 
2" 
2 
1/2" 
3" 4" 5" 6" 8" 10" 12" 
Cotov. - Joelho 90º 0,6 0,9 1,1 1,4 1,7 2,0 2,4 3,4 4,3 5,0 6,4 8,0 9,7 
Cotov. - Joelho 45º 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1,1 1,4 1,8 2,2 2,9 3,6 4,3 
Curva 90º 0,4 0,6 0,7 0,8 1,1 1,3 1,6 2,1 2,6 3,1 4,1 5,2 6,2 
Curva 45º 0,2 0,3 0,4 0,4 0,6 0,7 0,9 1,2 1,5 1,8 2,4 2,9 3,5 
Tê 90º pass. direta 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,6 1,8 2,9 3,4 4,3 5,2 6,1 
Tê 90º saída 
lateral 
1,3 1,6 2,1 2,5 3,2 3,8 4,7 6,2 7,8 9,5 12,2 15,5 18,6 
Reg. gaveta aberto 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,3 1,6 2,0 
Válv. globo aberta 7,0 9,0 12 14 18 21 26 34 43 52 68 86 102 
Saída de canaliz. 0,6 0,8 1,0 1,3 1,6 1,9 2,0 3,1 4,0 5,0 6,2 8,0 9,0 
Entrada normal 0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 0,9 1,1 1,5 1,8 2,4 3,2 4,0 5,2 
Entrada de borda 0,6 0,8 1,1 1,2 1,5 1,8 2,4 3,4 4,0 4,6 6,1 7,6 9,2 
Válv. pé e crivo 5,6 7,3 10 12 14 17 20 23 30 39 52 65 78 
Válv. ret. horiz. 1,6 2,1 2,7 3,2 4,2 5,0 6,3 8,4 10 13 17 20 24 
Válv ret. vertical 2,4 3,2 4,0 4,8 6,4 8,0 9,7 13 16 19 25 30 38 
Comprimento equivalente em metros de tubulação de aço galvanizado e 
ferro fundido 
14 
 
 Para o dimensionamento do diâmetro da tubulação de 
recalque, recomenda-se o uso da fórmula de Forschheimmer. 
 
 
 
 
 
onde: 
DR = diâmetro da tubulação de recalque (m); 
QR = vazão de recalque (m³/s); 
h = número de horas de funcionamento da moto-bomba (horas/dia). 
41 3
24
  
R R
h
D , Q
15 
 Diâmetro da tubulação de sucção (DS): A tubulação de sucção 
não é dimensionada. Adota-se simplesmente o diâmetro 
comercialmente disponível, imediatamente superior ao diâmetro de 
recalque.Os extravasores, tanto do reservatório superior quanto do 
inferior, não precisam ser dimensionados. Deve-se adotar um diâmetro 
comercial imediatamente superior ao diâmetro da alimentação dos 
reservatórios. 
16 
A) Dimensionamento do diâmetro de recalque (DR) e sucção para o 
funcionamento da bomba trabalhando por 4 horas/dia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Adotando a tubulação de recalque em aço galvanizado o 
diâmetro nominal de recalque será de 1 1/4”. Já o diâmetro nominal de 
sucção será de 1 1/2” . 
4
34
1 3
24
4
1 3 1 39 10
24
0 031

  
   

R R
R
R
h
D , Q
D , ,
D , m ou 1 1/4" = 0,032m
17 
Equação de Fair Whipple – Hsiao 
 
 Para tubos rugosos ( tubos de aço carbono, galvanizado ou não). 
 
 
 
 Para tubos lisos ( tubos de plástico, cobre ou liga de cobre). 
 
 
 
 
Nas quais: 
J= perda de carga unitária, em metros de coluna de água por metro 
(mca/m); 
Q= vazão em L/s; 
D= diâmetro da tubulação em mm. 
  
1 88
5
4 88
Q
J 20 2 10
D
,
,
,
,
,
Q
J ,
D
1 75
5
4 75
8 69 10  
18 
B) Cálculo da altura manométrica 
 
 
 Desnível geométrico (Hgeom): 
 Hgeom =3,50+56,0+3,0 
 Hgeom =62,50 m 
 
C) Cálculo da perda de carga na tubulação de sucção 
man geom S R
H H H H    
Singularidades Le (m) LR (m) 
1 válvula de pé e crivo (1 1/2”) 12,0 ---- 
1 tê saída de lado (1 1/2”) 2,5 --- 
1 registro de gaveta (1 1/2”) 0,3 --- 
 Le 14,8 
Comprimento real ---- 4,00 
Comprimento virtual: Lv=Le+LR 18,8 

19 
,
S ,
,
S ,
, Q
J
D
, ,
J , mca/m
,
 

 
 
5 1 88
4 88
5 1 88
4 88
20 2 10
20 2 10 1 39
0 0723
38 1
Perda de carga na tubulação de sucção será: 
 
 
 
S V
S
H J L
H , , , mca
  
   0 0723 18 8 1 36
Perda de carga unitária para tubulação de aço galvanizado. 
20 
D) Cálculo da perda de carga na linha de recalque pelo caminho 
desfavorável. 
Singularidades Le (m) LR (m) 
1 válvula de retenção pesada (1 1/4”) 4,0 --- 
1 registro de gaveta (1 1/4”) 0,2 --- 
2 cotovelos de 45°(1 1/4”) 1,0 --- 
1 tê saída de lado (1 1/4”) 2,1 --- 
4 cotovelos de 90° raio curto (1 1/4”) 4,4 --- 
1 saída de canalização de (1 1/4”) 1,0 --- 
 Le 12,7 
Comprimento real ---- 76,45 
Comprimento virtual : Lv=Le+LR 
 
89,15 

21 
 
,
R ,
,
R ,
, Q
J
D
, ,
J , mca/m
,
 

 
 
5 1 88
4 88
5 1 88
4 88
20 2 10
20 2 10 1 39
0 1747
31 8
Perda de carga total na tubulação de recalque será: 
 
 
 
E) Altura manométrica 
 
R V
R
H J L
H , , , mca
  
   0 1747 89 15 15 57
man geom S R
man
man
H H H H
H , , ,
H , mca
    
  

62 50 1 36 15 57
79 43 22 
23 
F
a
m
íli
a
 –
 3
5
0
0
 r
p
m
 
24 
F
a
m
íli
a
 –
 1
7
5
0
 r
p
m
 
 O ponto de funcionamento da bomba, (Q=5,0 m3/h) e Hman= 80,0 
mca, das curvas características, obtém-se um rendimento de 
aproximadamente 18%. 
25 
F) Potência da bomba 
 
 
 
 
R man
B
B
B
Q H
P
, ,
P
,
P , cv

 

 
  



3
1000
75
1000 1 39 10 80 0
75 0 18
8 24
POTÊNCIA CALCULADA (CV) ACRÉSCIMO (%) 
até 2 
2 – 5 
5 – 10 
10 – 20 
20 
50 
30 
20 
15 
10 
G) Determinação potência do motor da bomba: com o valor da potência 
obtida anteriormente obtém-se o valor da folga. 
 
 
 
 
M B
M
M
P P folga
P , ,
P , 10,0cv (compra)
 
 
 
8 24 1 20
9 89
26 
Potência do motor da bomba calculada versus obtida graficamente. 
MP =9,89cv - calculada anteriormente.
MP 7,5 cv - calculada graficamente.
27 
H) Escolha do rotor adequado 
 
 Entrando com o par de valores de Hman =80,0 mca; Q= 1,39 L/s ou 
5,0 m3/h, obtém-se na família, 25 -200, o valor do rotor da bomba. Neste 
caso o valor encontrado é de 195. 
 
I) Verificação de ocorrência de cavitação 
 Considere a altitude local da instalação igual a 800 m e a 
temperatura da água de 22°C. 
 
 
 
 
H0 = Pressão atmosférica local , em mca; 
Hv= Pressão de vapor do fluído escoado, em metros; 
h = Altura de sucção, em metros; 
 = Perdas de carga na sucção, em metros. 

D R
D V S
 NPSH NPSH
 N
 
PSH H H h
 
H
 
    0
SH
28 
DADOS DE PRESSÃO ATMOSFÉRICA PARA DETERMINADAS ALTITUDES LOCAIS 
Altitudes em relação ao mar 
(m) 
 
0 
 
150 300 450 600 750 1000 1250 1500 2000 
Pressão atmosférica 
 (mca) 10,33 10,16 9,98 9,79 9,58 9,35 9,12 8,83 8,64 8,08 
Tabelas de referências 
29 
 750 9,35
 800 X
 1000 9,12
750-1000 9,35-9,12
=
750-800 9,35-X
 
-250 0,23
 =
-50 9,35-X
 5 (9,35-X)=0,23
 X=9,304

Admitindo que o sistema encontra-se na altitude de 800 m o valor 
interpolado é: 
30 
 0,239
 22° X
 30° 0,433
, ,
 
, X
 
,
 
, X
 ( , X) ,
 X ,

 

 
 

 
   

20
20 30 0 239 0 433
20 22 0 239
10 0 194
2 0 239
5 0 239 0 194
0 2778
Admitindo a temperatura de 22° o valor interpolado é de: 
31 
D R
D V S
D
D
 NPSH NPSH mas
 NPSH H H h H
 NPSH , , , ,
 NPSH ,
 4,1662 > 1,0 a bomba não irá cavitar
 
.

    
   


0
9 304 0 2778 3 5 1 36
4 1662
 O valor do NPSHR é obtido graficamente. 
 
 Para o rotor de 195 o NPSHR é de aproximadamente 1,0. 
32 
33 
Exercícios propostos 
 
1. Refaça o exemplo anterior utilizando consumo per capita de 300 
L/hab.dia. 
 
2. Para a tipologia a seguir faça um comparativo entre o sistema 
executado em PVC e aço galvanizado. Justifique sua resposta. 
Adotar: 
Consumo per capita : 250 L/hab.dia; 
Pavimentos: 20 
Apartamentos: 4 por pavimento. 
Zelador: 1 
 34 
35 
Colável(Diam. 
mm) 
Roscável (Bitola) 
25 
3/4" 
32 
1" 
40 
1.1/4" 
50 
1.1/2" 
60 
2" 
75 
2.1/2" 
85 
3" 
110 
4" 
140 
5" 
160 
6" 200 250 300 
Joelho 90º 1,2 1,5 2,0 3,2 3,4 3,7 3,9 4,3 4,9 5,4 7,1 8,7 10 
Joelho 45º 0,5 0,7 1,0 1,0 1,3 1,7 1,8 1,9 2,4 2,6 3,4 4,2 5,0 
Curva 90º 0,5 0,6 0,7 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,9 2,1 2,8 3,4 4,0 
Curva 45º 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,6 1,9 2,3 
Tê 90º pass. direta 0,8 0,9 1,5 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 3,3 3,8 4,8 5,9 6,9 
Tê 90º saída lateral 2,4 3,1 4,6 7,3 7,6 7,8 8,0 8,3 10 11 14 17 21 
Reg. gaveta 
aberto 0,2 0,3 0,4 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,2 1,6 2,0 2,4 
Válv. globo aberta 11 15 22 36 38 38 40 42 51 57 72 89 106 
Saída de canal 0,9 1,3 1,4 3,2 3,3 3,5 3,7 3,9 4,9 5,5 6,9 8,6 10 
Entrada normal 0,4 0,5 0,6 1,0 1,5 1,6 2,0 2,2 2,5 2,8 3,8 4,7 5,6 
Entrada de borda 1,0 1,2 1,8 2,3 2,8 3,3 3,7 4,0 5,0 5,6 7,2 9,0 11 
Válv. pé e crivo 9,5 13 16 18 24 25 27 29 37 43 53 66 78 
Válv. ret. horiz. 2,7 3,8 4,9 6,8 7,1 8,2 9,3 10 13 14 18 22 26 
Válv ret. vertical 4,1 5,8 7,4 9,1 11 13 14 16 19 21 28 34 41 
Comprimento equivalente em metros de tubulação de PVC 
36 
Aquilo que escuto eu esqueço, 
Aquilo que vejo eu lembro, 
Aquilo que faço eu aprendo. 
 
Confúcio 
 
 
 
Somos o que repetidamente fazemos. A 
excelência, portanto, não é um efeito, mas 
um hábito. 
 
Aristóteles 
 
37 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - NBR 5626/1998 
– Instalação predial de água fria. 
 
BOTELHO, Manoel Henrique Campos. Instalações hidráulicas 
prediais. 3 ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2010. 
 
CARVALHO JR., Roberto de. Instalações Prediais Hidráulico-
Sanitárias: Princípios Básicos Para Elaboração de Projetos. Blücher, 
2015. 
 
38 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. Rio de Janeiro: LTC, 
1974. 
 
MANCINTYRE, A. J. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 
Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
 
SALGADO, Júlio Cesar Pereira. Instalação hidráulica residencial: a 
prática do dia a dia. São Paulo: Érica, 2013. 
 
SANTOS, Sérgio Lopes dos. Bombas & InstalaçõesHidráulicas. LCTE, 
2007. 
39