CRITÉRIOS DE CÁLCULO DO CAUDAL DE PROJETO
O principal objetivo do dimensionamento de uma rede hídrica é assegurar, em cada ponto de consumo, a correta distribuição de água quente ou fria. Por outras palavras, cada aparelho deve ser capaz de fornecer os respetivos caudais nominais previstos em qualquer condição de funcionamento requerida pelos utilizadores. É necessário, portanto, adotar os critérios de cálculo para a estimativa dos caudais de projeto.
Normas para a distribuição de água sanitária
Tanto as normas europeias como as italianas associam a cada aparelho um valor nominal de caudal de água, com o objetivo de dimensionar as tubagens da rede hídrica. Além disso, introduzem um fator de simultaneidade, uma vez que a distribuição simultânea de todos os pontos de consumo é uma situação pouco provável. O caudal de projeto não pode ser considerado como uma simples soma dos caudais nominais de cada um dos aparelhos sanitários, mas deverá ser corrigido com um fator de simultaneidade adequado, de modo a evitar a previsão de diâmetros excessivos das tubagens.
Dimensionamento dos componentes para instalações hidrossanitárias
Não existem normas ou critérios de simultaneidade específicos para o dimensionamento dos componentes para instalações hidrossanitárias, nomeadamente redutoras de pressão e misturadoras. É, contudo, recomendado que se considere um coeficiente de simultaneidade também para esses dispositivos, a fim de evitar o sobredimensionamento e garantir um bom funcionamento no campo de trabalho. A escolha do coeficiente de simultaneidade depende de vários fatores, nomeadamente, do tipo de utilização, do número e da tipologia dos pontos de distribuição. Estando os critérios de simultaneidade baseados em probabilidades, é evidente que possa haver diferenças entre os vários métodos e que estes possam revelar-se mais ou menos precisos ou preventivos, dependendo do caso específico. A adoção do critério de simultaneidade continua a ser, portanto, uma escolha do projetista.
Cálculo do caudal de projeto
Com base no tipo de aparelho e no caudal unitário (em conformidade com a norma EN 806), obtém-se o caudal total.
Onde n é o número de aparelhos por cada tipologia.
Conhecido o valor do caudal total, o caudal de projeto obtém-se a partir dos gráficos ou tabelas que constam na legislação. A relação entre o caudal de projeto e o caudal total define o fator de simultaneidade, cujo valor é geralmente função do caudal total e do tipo de utilização.
Dimensionamento de Válvulas Redutoras de Pressão
As redutoras de pressão são dispositivos que, instalados na rede hídrica privada, reduzem e estabilizam a pressão de entrada da rede pública. Esta pressão à entrada é geralmente demasiado elevada e variável para uma correta utilização das instalações domésticas.
DIMENSIONAMENTO
Cálculo do caudal de projeto
A primeira etapa para dimensionar uma redutora de pressão é o cálculo do caudal de projeto com base nos passos indicados anteriormente.
Cálculo da velocidade
Para evitar fenómenos de ruído e o desgaste rápido dos aparelhos de distribuição, recomenda-se que a velocidade de fluxo nas tubagens não exceda o valor limite de 2 m/s. Como é sabido, o valor da velocidade do fluxo depende do caudal de passagem e da secção da tubagem, de acordo com a relação:
Um intervalo recomendado de velocidade de fluxo, salvo especificações de produto mais ou menos restritivas, pode ser:
1 m/s < v < 2 m/s
Deve ser definida, por conseguinte, a dimensão da redutora de pressão de modo a obter uma velocidade de fluxo compreendida no intervalo indicado.
Dimensionamento com Software
A Caleffi disponibiliza o Software Domestic Water Sizer de dimensionamento rápido e preciso dos principais componentes das instalações hidrossanitárias domésticas.
Como pode ser utilizado o Domestic Water Sizer? Clique aqui.
Dimensionar uma redutora de pressão para um edifício com 10 apartamentos 1 casa de banho cada um.
Pdisponível = 6 bar Pressão disponível pela rede
Pregulação = 3 bar Pressão de regulação da redutora
Com base no tipo de aparelho e no caudal unitário (em conformidade com a norma EN 806), graças ao apoio do software, obtém-se rapidamente o caudal total (Gtotal) e o caudal de projeto (Gprojeto).
A verificação das condições de funcionamento é feita automaticamente pelo programa, inserindo a pressão disponível a montante, a pressão de regulação necessária a jusante e a temperatura de projeto.
Com um simples clique será visualizada a lista de produtos adequados às condições de projeto, subdivididos por famílias.
Dimensionamento de Misturadoras
A misturadora (termostática ou eletrónica) é utilizada nas instalações de produção de água quente para uso hidrossanitário. A sua função é manter constante, no valor selecionado, a temperatura da água misturada enviada à utilização, mesmo quando variam as condições de temperatura e pressão de alimentação da água quente e fria na entrada, ou o caudal consumido.
DIMENSIONAMENTO
O dimensionamento das misturadoras deve ser efetuado corretamente para garantir a distribuição de água misturada à temperatura solicitada, de forma precisa e segura. Em especial, é necessário conhecer:
- o caudal máximo de projeto que deve garantir o dispositivo durante o período de maior utilização da instalação. Esse caudal deve ser avaliado segundo o critério de simultaneidade, com base na tipologia de utilização e nos aparelhos instalados.
- a perda de carga gerada pelo caudal de projeto no componente. Esse valor não deve ser excessivamente elevado de acordo com a pressão disponível na rede e, ao mesmo tempo, não pode ser demasiado baixo já que isso não permitiria uma mistura adequada entre a água quente e fria.
Cálculo do caudal de projeto
É conveniente fazer a distinção entre pequenas utilizações unifamiliares e aplicações de dimensão média-grande. Para as utilizações unifamiliares são propostos valores práticos de caudal de projeto e não decorrentes das normas nacionais ou europeias, pelas seguintes razões:
- as normas preveem geralmente valores muito mais elevados do que os efetivamente aplicados em pequenas habitações;
- as potências das caldeiras para utilização doméstica não seriam suficientes para garantir caudais de água quente superiores aos indicados.
Para as utilizações médias e grandes pode recorrer-se a valores de caudais de projeto avaliados mediante o critério de simultaneidade expresso nas normas. Esses valores são propostos nas tabelas apresentadas no parágrafo seguinte.
Cálculo do kv ideal
É necessário avaliar a perda de carga objetiva ΔPobjetiva, ou seja, a perda de carga da misturadora aquando da passagem do caudal de projeto. Também neste caso são propostos intervalos ideais de valores dentro dos quais se avalia a perda de carga objetiva. Nas utilizações unifamiliares é recomendável estar compreendida entre os 3 e os 7 m c.a. (contudo é conveniente não descer dos 2 m c.a.); nas utilizações médias e grandes é preferível manter-se entre os 5 e os 10 m c.a. e em todo o caso nunca descer dos 2 m c.a..
Conhecendo o caudal de projeto Gprojeto e determinando a perda de carga objetiva ΔPobjetiva, calcula-se o valor do coeficiente de fluxo Kv que caracteriza a dimensão ideal da misturadora:
Entre os valores de Kv disponíveis comercialmente, deverão ser escolhidos os mais próximos do ideal calculado, e cuja perda de carga efetiva não exceda os limites mínimos ou máximos indicados.
Dimensionamento com Software
Dimensionar uma misturadora termostática para uma instalação centralizada que serve 10 apartamentos com 1 casa de banho cada um. Com base no tipo de aparelho e no caudal unitário (em conformidade com a norma EN 806), graças ao apoio do software, obtém-se rapidamente o caudal total (Gtotal) e o caudal de projeto (Gprojeto).
Acrescentando, além disso, as informações sobre o tipo de misturadora e a perda de carga objetiva da mesma complementam-se os dados necessários para o dimensionamento. Para uma escolha mais precisa, também é possível inserir nas opções avançadas a perda de carga mínima e máxima que a misturadora pode ter.
