Ex.: Dimensione as instalações de águas pluviais de um edifício (calha e condutores), cuja planta de cobertura e cortes estão sendo mostrados na ilustração abaixo. Para isso, considere uma chuva com intensidade de 250mm/h
Resolução:
Veja no Corte AA, que toda a água da chuva que precipita sobre a cobertura escoa por gravidade até uma calha posicionada no centro
A partir dali, a água é direcionada para 2 condutores verticais posicionados nas extremidades do edifício, conforme mostra a planta de cobertura
Antes de começarmos a resolver o exercício, veja na imagem abaixo a demonstração da fórmula que permite calcular a área de contribuição de um telhado com duas águas simétricas e calha central
É possível observar que a área de contribuição total corresponde a área da projeção horizontal do telhado
Devido a presença de um reservatório na cobertura, não podemos aplicar diretamente essa fórmula que acabamos de apresentar. Então como iremos calcular a área de contribuição?
Antes de mostrar como o cálculo será feito, observe que a calha é mais alta no centro, de tal forma que a água da chuva que precipita sobre um dos lados da cobertura é direcionada para um condutor vertical que chamaremos de CV1, enquanto que a água da chuva que precipita sobre o outro lado da cobertura é direcionada para outro condutor vertical que chamaremos de CV2
Observe que a água recebida pelo condutor vertical CV1 passa por um condutor horizontal, que chamaremos de CH1, e cai dentro de uma caixa coletora posicionada no térreo (CX1)
Por outro lado, a água recebida pelo condutor vertical CV2 passa por um condutor horizontal, que chamaremos de CH2, e cai dentro de outra caixa coletora posicionada no térreo (CX2)
A partir dessas caixas coletoras, a água é drenada para a rua através dos condutores horizontais CH3 e CH4
Devido a simetria da cobertura em relação ao eixo indicado na imagem, a calha e condutores que dimensionarmos para um dos lados do edifício será o mesmo para o outro
Dito isso, as áreas de contribuição do lado esquerdo da cobertura, que interceptam a água da chuva e a direcionam para a calha, serão representadas por Ac1, Ac2, Ac3, Ac4, Ac5 e Ac6
Utilizando as fórmulas que apresentamos anteriormente e também aquelas presentes na Figura 2 da NBR 10844 de 1989, conseguimos calcular cada uma das áreas de contribuição
Somando todas elas obtemos a área de contribuição total
Cálculo da vazão de chuva
Para calcular a vazão de chuva utilizamos a fórmula presente no item 5.3.1 da NBR 10844 de 1989
Portanto, a vazão de chuva que deve ser drenada pelas calhas e condutores é de 955,04 Litros/min
Cálculo da capacidade de vazão da calha
Vamos determinar agora a capacidade de vazão da calha
Para isso, precisamos inicialmente da área molhada, perímetro molhado e raio hidráulico
Considerando que a calha será feita de aço galvanizado com seção transversal retangular, largura interna de 25cm e limitando a altura da lâmina d’água em no máximo 7,5cm, podemos calcular a área molhada, perímetro molhado e raio hidráulico
Logo, a área molhada será igual a 0,01875m², o perímetro molhado será igual a 0,40m e o raio hidráulico, que é a razão entre essas duas grandezas, será igual a 0,046875m
Consultando a Tabela 2 da NBR 10844 de 1989, obtemos que o coeficiente de rugosidade para o aço é de 0,011
Dessa forma, considerando que a calha terá inclinação de 1,0% e aplicando a fórmula de Manning-Strickler, obtemos que a capacidade de vazão da calha será de 1329,60 Litros/min
Como a capacidade de vazão da calha é superior a vazão de chuva, ela é capaz de fazer a drenagem sem que ocorra transbordamento
Para a borda livre iremos adotar 2/3 da altura da lâmina d’água, portanto, a altura total da calha será 12,5cm
Cálculo da capacidade de vazão dos condutores verticais
Vamos determinar agora a capacidade de vazão dos condutores verticais
Considerando que eles serão feitos de tubo PVC com diâmetro interno de 150mm e terão uma taxa de ocupação de 30%, obtemos que a capacidade de vazão será de 1451,76 Litros/min
Como a capacidade de vazão dos condutores verticais é superior a vazão de chuva que eles recebem da calha, a drenagem pode ser feita sem problemas
Cálculo da capacidade de vazão dos condutores horizontais
Resta agora determinar a capacidade de vazão dos condutores horizontais
Para isso, utilizamos a fórmula de Manning-Strickler adotando uma altura para a lâmina d’água igual a 2/3 do diâmetro interno do condutor, conforme prescreve o item 5.7.2 da NBR 10844 de 1989
É possível demonstrar que para um condutor com seção transversal circular, a área molhada, o perímetro molhado e o raio hidráulico podem ser calculados com as fórmulas abaixo:
Considerando que os condutores horizontais serão feitos de tubo PVC com diâmetro interno de 150mm, sua área molhada, perímetro molhado e raio hidráulico serão, respectivamente, 0,0125151m², 0,2865953m e 0,0436682m
Substituindo esses dados na fórmula de Manning-Strickler e considerando que os condutores horizontais terão inclinação de 3%, obtemos que a capacidade de vazão desses condutores será de 1466,21 Litros/min
Como a capacidade de vazão dos condutores horizontais é superior a vazão de chuva que chega até eles, a drenagem pode ser feita sem problemas
Então chegamos ao final do exercício
Veja abaixo o detalhamento das calhas e condutores que dimensionamos
Para facilitar a visualização em celulares e tablets, apresentarei também o detalhamento na vertical:
Clique Aqui e veja também o dimensionamento da calha e condutores de um depósito
Clique Aqui e veja também o dimensionamento da calha e condutores de uma casa
Dimensionamento usando a planilha:
Vamos agora fazer o dimensionamento utilizando a planilha de calha e condutores
Como a planilha calcula a área de contribuição de um telhado com apenas uma água, precisamos deixar em branco as células referentes a largura, comprimento e altura do telhado e inserir na célula de área de contribuição adicional o valor da área de contribuição total de 229,21m² que calculamos anteriormente
Precisamos inserir também o valor da intensidade pluviométrica, que neste exemplo é de 250mm/h
Fazendo isso, a planilha irá calcular a vazão de chuva que precipita sobre a área de contribuição total que informamos
Em seguida, preenchemos o restante da Entrada de dados com as características da calha, condutores verticais e condutores horizontais que pretendemos utilizar para drenar a vazão de chuva
Observe que os resultados batem com os que obtivemos resolvendo o exercício manualmente
Observe também que a capacidade de vazão da calha e dos condutores é superior a vazão de chuva que é conduzida até eles, portanto, eles passaram nas verificações
Caso algum elemento apresentasse capacidade de vazão insuficiente, o usuário precisaria voltar na Entrada de dados para redimensioná-lo
OBS.: O memorial de cálculo da planilha se encontra desbloqueado para o usuário fazer as mudanças e ajustes que achar necessário
Clique Aqui – Planilha de calhas e condutores
Veja este exemplo resolvido no vídeo abaixo:
Planilha para dimensionamento de calha e condutores:
Veja no vídeo abaixo a apresentação de uma planilha para dimensionamento de calhas, condutores verticais e condutores horizontais
OBS.: Com essa planilha é possível dimensionar toda a instalação de águas pluviais de casas, galpões e edifícios em geral
Saiba mais sobre a planilha Clicando Aqui
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Escrito por: Pedro Henrique Lelis Brito
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