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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Projeto de instalações para o Centro de Cidadania
Campeche: aplicação de sistemas economizadores de
energia e água
Eduardo Bald
Thiago Filippon Xavier
Florianópolis, dezembro 2004.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Projeto de instalações para o Centro de Cidadania
Campeche: aplicação de sistemas economizadores de
energia e água
Trabalho de Conclusão de Curso de
Graduação em Engenharia Civil da
Universidade Federal de Santa Catarina,
como parte dos requisitos para a
obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Enedir Ghisi, PhD.
Eduardo Bald
Thiago Filippon Xavier
Florianópolis, dezembro 2004.
PROJETO DE INSTALAÇÕES PARA O CENTRO DE CIDADANIA CAMPECHE:
APLICAÇÃO DE SISTEMAS ECONOMIZADORES DE ENERGIA E ÁGUA
Eduardo Bald
Thiago Filippon Xavier
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado para a obtenção de título de
ENGENHEIRO CIVIL
Área de concentração Construção Civil, aprovada em sua forma final pelo
Curso de Graduação em Engenharia Civil.
______________________________________Prof. Lia Caetano Bastos – Coordenadora de TCC
Banca Examinadora:
______________________________________Prof. Enedir Ghisi, PhD - Orientador
______________________________________Engº Deivis Luis Marinoski (UFSC)
______________________________________Engª Michele Matos (UFSC)
Agradecimentos
_________________________________________________________________________
i
Agradecimentos
Em primeiro lugar, agradecemos ao Professor Enedir Ghisi por ter aceitado
orientar-nos na realização deste Trabalho de Conclusão de Curso. Seu auxílio e
dedicação foram de fundamental importância para a evolução e a conclusão do
mesmo. Somos muito gratos às horas e aos ensinamentos a nós dispensados.
Agradecemos, também, ao Engenheiro Deivis Luis Marinoski e a Engenheira
Michele Matos, pela aceitação ao convite de participação da banca examinadora.
E, não poderíamos deixar de citar aqui, nossas famílias. Agradecemo-las pela
consciência que tinham da importância e necessidade, para nós, do desenvolvimento
deste trabalho. Isto acarretava, em muitas das vezes, a nossa ausência em seu
convívio.
Sumário
_________________________________________________________________________
ii
Sumário
Lista de figuras............................................................................................... v
Lista de tabelas ............................................................................................ vii
Resumo ......................................................................................................... ix
1. Introdução.................................................................................................. 1
1.1. Considerações iniciais............................................................................... 1
1.2. Objetivos................................................................................................ 6
1.2.1. Objetivo geral ................................................................................... 6
1.2.2. Objetivos específicos.......................................................................... 6
1.3. Estrutura do trabalho ............................................................................... 6
2. Revisão bibliográfica .................................................................................. 7
2.1. Introdução.............................................................................................. 7
2.2. Uso racional de energia ............................................................................ 7
2.2.1. Eficiência energética .......................................................................... 7
2.2.2. Iluminação natural............................................................................. 9
2.2.3. Iluminação artificial.......................................................................... 10
2.2.4. Ventilação....................................................................................... 11
2.2.5. Condicionador de ar ......................................................................... 12
2.2.6. Normatização.................................................................................. 13
2.3. Uso racional de água.............................................................................. 15
2.3.1. Despreparo e desperdício ................................................................. 17
2.3.2. Índices de consumo ......................................................................... 19
2.3.3. Usos finais ...................................................................................... 21
2.3.4. Equipamentos economizadores.......................................................... 22
2.3.5. Aproveitamento de água pluvial......................................................... 24
2.3.6. Legislação....................................................................................... 27
2.4. Tratamento de esgotos........................................................................... 28
2.4.1. Sistemas convencionais.................................................................... 29
2.4.1.1. Tanque séptico.......................................................................... 29
2.4.1.2. Filtro anaeróbio ......................................................................... 31
2.4.1.3. Sumidouro................................................................................ 33
2.4.2. Caixas de inspeção .......................................................................... 34
2.4.3. Caixas de gordura............................................................................ 34
2.4.4. Sistemas de tratamento para reuso ................................................... 35
3. Metodologia.............................................................................................. 38
3.1. Introdução............................................................................................ 38
3.2. Objeto de estudo - Centro de Cidadania Campeche .................................... 38
3.3. Projeto luminotécnico............................................................................. 40
3.3.1. Iluminação interna........................................................................... 40
3.3.2. Iluminação externa.......................................................................... 41
Sumário
_________________________________________________________________________
iii
3.4. Iluminação natural................................................................................. 41
3.5. Projeto hidráulico................................................................................... 42
3.5.1. Consumo diário ............................................................................... 43
3.5.2. Diâmetros das tubulações................................................................. 43
3.6. Projeto sanitário .................................................................................... 43
3.6.1. Dimensionamento das tubulações...................................................... 45
3.6.2. Caixas de inspeção e de gordura ....................................................... 45
3.6.3. Tanque séptico................................................................................ 45
3.6.4. Sumidouro...................................................................................... 46
3.7. Projeto de aproveitamento de águas pluviais............................................. 46
3.7.1. Dimensionamento das calhas ............................................................ 46
3.7.2. Dimensionamento dos condutores verticais......................................... 47
3.7.3. Dimensionamento dos condutores horizontais ..................................... 47
3.7.4. Filtros ............................................................................................ 47
3.7.5. Dimensionamento do reservatório...................................................... 48
3.7.6. Pontos atendidos ............................................................................. 48
3.8. Reuso de água ...................................................................................... 48
3.8.1. Tratamento..................................................................................... 49
3.9. Reservatórios ........................................................................................ 49
3.9.1. Dimensionamento do conjunto elevatório ........................................... 51
3.9.1.1. Tubulação de recalque ............................................................... 52
3.9.1.2. Tubulação de sucção.................................................................. 52
3.9.1.3. Extravasores............................................................................. 52
3.10. Índices de Economia............................................................................. 52
3.11. Manual de Uso da Edificação.................................................................. 53
4. Resultados................................................................................................ 54
4.1. Introdução............................................................................................ 54
4.2. Projeto luminotécnico............................................................................. 54
4.2.1. Ambientes internos.......................................................................... 54
4.2.2. Banheiros e corredores..................................................................... 55
4.2.3. Iluminâncias e potências instaladas ................................................... 56
4.2.3. Exemplo de projeto.......................................................................... 57
4.3. Projeto hidro-sanitário............................................................................ 58
4.3.1. Projeto hidráulico............................................................................. 58
4.3.2. Dispositivos hidro-sanitários.............................................................. 59
4.3.3. Projeto sanitário .............................................................................. 59
4.3.3.1. Caixas de inspeção e gordura...................................................... 60
4.3.3.2. Tanque séptico.......................................................................... 61
4.3.3.3. Sumidouro................................................................................ 62
4.4. Dimensionamento das calhas .................................................................. 64
Sumário
_________________________________________________________________________
iv
4.5. Zona de raízes....................................................................................... 64
4.6. Reservatórios ........................................................................................ 65
4.6.1. Reservatórios inferiores.................................................................... 68
4.6.2. Reservatórios superiores .................................................................. 70
4.7. Índices de economia .............................................................................. 72
4.7.1. Energia .......................................................................................... 72
4.7.2. Água.............................................................................................. 73
4.8. Manual de uso da edificação.................................................................... 73
5. Conclusões................................................................................................ 77
5.1. Sugestões para trabalhos futuros............................................................. 78
Referências................................................................................................... 79
Apêndices ..................................................................................................... 86
Anexos.......................................................................................................... 89
Lista de figuras
_________________________________________________________________________
v
Lista de figuras
1. Introdução
Figura 1.1 - Crescimento populacional brasileiro .................................................... 1
Figura 1.2 - Comparação entre a população e a área de cada região brasileira .......... 2
Figura 1.3 - Consumo residencial de energia elétrica no Brasil................................. 2
Figura 1.4 - Consumo residencial de energia nas diferentes regiões do país .............. 3
2. Revisão bibliográfica
Figura 2.1 - Precipitação total para o município de Florianópolis. ........................... 26
Figura 2.2 - Precipitação total para o município de Chapecó. ................................. 26
Figura 2.3 - Planta baixa de um tanque séptico. .................................................. 30
Figura 2.4 - Corte de um tanque séptico............................................................. 30
Figura 2.5 - Corte de um filtro anaeróbio............................................................ 32
Figura 2.6 - Sumidouro. ................................................................................... 33
Figura 2.7 - Caixa de inspeção. ......................................................................... 34
Figura 2.8 - Caixa de gordura............................................................................ 35
Figura 2.9 - Zona de raízes (Maciel, 2003).......................................................... 36
3. Metodologia
Figura 3.1 - Croqui de implantação...................... .............................................. 38
Figura 3.2 - Centro de Cidadania Campeche – vista sul. ....................................... 39
Figura 3.3 - Centro de Cidadania Campeche – vista norte. .................................... 39
Figura 3.4 - Reservatórios ................................................................................ 50
Figura 3.5 - Conjunto elevatório ........................................................................ 51
4. Resultados
Figura 4.1 - Luminária RA e lâmpada fluorescente tubular. ................................... 54
Figura 4.2 - Luminária FBN 150 e lâmpada fluorescente compacta integrada........... 55
Figura 4.3 - Projeto luminotécnico do salão de beleza. ......................................... 58
Figura 4.4 - Esquema isométrico do banheiro masculino 2. ................................... 59
Figura 4.5 - Detalhe do esgoto do banheiro masculino 2....................................... 60
Figura 4.6 - Caixa de inspeção. ......................................................................... 60
Figura 4.7 - Caixa de gordura............................................................................ 61
Figura 4.8 - Planta baixa do tanque séptico......................................................... 62
Lista de figuras
_________________________________________________________________________
vi
Figura 4.9 - Corte do tanque séptico. ................................................................. 62
Figura 4.10 - Planta baixa do sumidouro............................................................. 63
Figura 4.11 - Corte do sumidouro. ..................................................................... 63
Figura 4.12 - Zona de raízes em corte................................................................ 64
Figura 4.13 - Porcentagem do aproveitamento de água pluvial em função do volume
do reservatório - I. ...................................................................... 66
Figura 4.14 - Porcentagem do aproveitamento de água pluvial em função do
volume do reservatório - II........................................................... 67
Figura 4.15 - Localização dos reservatórios inferiores........................................... 68
Figura 4.16 - Modelo dos reservatórios inferiores................................................. 69
Figura 4.17 - Caixa de inspeção com filtro .......................................................... 70
Figura 4.18 - Projeção dos reservatórios superiores ............................................. 71
Figura 4.19 - Corte esquemático dos reservatórios superiores ............................... 71
Lista de tabelas
_________________________________________________________________________
vii
Lista de tabelas
1. Introdução
Tabela 1.1 - Economia de energia por região no ano de 2001 em relação a
2000 (MME, 2004)........................................................................... 3
2. Revisão bibliográfica
Tabela 2.1 - Eficiência luminosa da iluminação natural (EPRI, 1993). ..................... 10
Tabela 2.2 - Eficiência luminosa de lâmpadas fluorescentes (GHISI, 1997). ............ 10
Tabela 2.3 - Valores dos indicadores do consumo de água antes e após a
correção dos vazamentos (OLIVEIRA, 1999). .................................... 18
Tabela 2.4 - Valores médios de perda diária de água em função de
vazamentos em torneiras (OLIVEIRA, 1999). .................................... 18
Tabela 2.5 - Perda de água por vazamentos em bacias sanitárias (DECA, 2004)...... 19
Tabela 2.6 - Consumo médio per capita segundo empresas de abastecimento
(SNIS, 2002). ............................................................................... 19
Tabela 2.7 - Consumo médio per capita para algumas cidades do Estado de
Santa Catarina (SNIS, 2002). ......................................................... 20
Tabela 2.8 - Consumo médio per capita de água no Município de São Paulo
(SABESP, 2002). ........................................................................... 20
Tabela 2.9 - Consumo de água tratada para fins domésticos ................................. 21
Tabela 2.10 - Usos finais de água tratada em edifícios públicos ............................. 22
Tabela 2.11 - Gastos através da vazão de utilização de aparelhos sanitários
(DECA, 2004).............................................................................. 23
Tabela 2.12 - Dimensões da caixa de gordura ..................................................... 35
3. Metodologia
Tabela 3.1 - Estimativa de consumo de cada tipo de água. ................................... 42
Tabela 3.2 - ispositivos hidro-sanitários – destino e consumo da água.................... 44
4. Resultados
Tabela 4.1 - Projeto luminotécnico (dados dos ambientes).................................... 56
Tabela 4.2 - Projeto luminotécnico (resultados para cada ambiente). ..................... 56
Tabela 4.3 - Dispositivos hidro-sanitários............................................................ 59
Tabela 4.4 - Valores de cálculo do tanque séptico. ............................................... 61
Tabela 4.5 - Volumes do consumo diário para cada tipo de água. .......................... 65
Lista de tabelas
_________________________________________________________________________
viii
Tabela 4.6 - Volume de água nos reservatórios. .................................................. 67
Tabela 4.7 - Dimensões dos reservatórios inferiores............................................. 70
Tabela 4.8 - Dimensões dos reservatórios superiores ........................................... 72
Tabela 4.9 - Índices de economia em iluminação – potência instalada.................... 73
Tabela 4.10 - Economia de água potável ............................................................ 73
Resumo
_________________________________________________________________________
ix
Resumo
Este trabalho apresenta a elaboração dos projetos luminotécnico e hidro-
sanitário para o Centro Comunitário Campeche. Esta edificação é composta de vários
ambientes com diversas finalidades, tendo por objetivo atender as necessidades dos
moradores da Praia do Campeche. A elaboração dos projetos visa aliar o uso racional e
sustentável tanto de energia como de água, a fim de colaborar com a preservação do
meio ambiente e reduzir custos financeiros. Para justificar a aplicação dos projetos,
são apresentados dados sobre consumo de energia e água. Para idealizá-los, são
descritos métodos e sistemas que atendam os objetivos a serem alcançados, sendo
que seus dimensionamentos são dados de acordo com normas técnicas, quando
existentes, ou baseados em estudos e pesquisas afins. Para garantir um sistema de
iluminação energeticamente eficiente e optou-se pelo uso de lâmpadas fluorescentes
tubulares de 32W, de luminárias com refletor aberto em alumínio anodizado polido e
brilhante e de reatores eletrônicos. Como forma de aproveitar a luz natural dentro
dos recintos, as luminárias foram dispostas paralelamente às aberturas, sendo que
cada fila de luminárias, dentro de um mesmo ambiente, possui seu respectivo
interruptor. Fazendo-se uso desse sistema energeticamente eficiente, o potencial de
economia de energia em iluminação, quando comparado a um sistema ineficiente, é
de 33%. Para o projeto hidro-sanitário optou-se pelo aproveitamento de água pluvial
(recolhimento através dos telhados e terraços da edificação) e pelo reuso das águas
servidas em lavatórios e mictórios. A água pluvial poderá ser usada em torneiras de
limpeza/jardim, mictórios e vasos sanitários, e a de reuso em mictórios e vasos
sanitários. O dimensionamento dos reservatórios foi dado em função do consumo
diário definido para cada um dos três tipos de água chegando-se aos volumes de
13.000 litros para a água potável, 60.000 litros para a pluvial e 18.000 litros para a de
reuso. Adotando-se esses sistemas de substituição de água potável, chega-se a uma
redução de 61% no consumo de água potável, quando comparado a edificação sem a
adoção dos sistemas de aproveitamento de água pluvial e reuso das água servidas.
Capítulo 1. Introdução
_________________________________________________________________________
1
1. Introdução
1.1. Considerações iniciais
Já está impregnado na cultura de grande parte da sociedade brasileira só se
preocupar com os problemas após suas aparições e, na maioria das vezes, devido à
conseqüente repercussão de seus danos. Um dos prejudicados, senão o mais, devido à
falta de conscientização e ao comodismo das pessoas, é o meio ambiente.
A cada dia, a deterioração e o descaso com a natureza, vêm alarmando mais os
especialistas ligados a este meio. Com o intuito de conservar este bem tão valioso, de
indiscutível valor à sobrevivência de todos os seres vivos, importantes métodos de
valorização e preservação do meio ambiente vêm sendo elaborados e aplicados em
todo planeta. Como exemplo, pode-se citar a eficiência energética, o aproveitamento
da água da chuva e o reuso da água.
Grande responsável pelo consumo dos recursos naturais, o desenvolvimento
das atividades humanas aliado ao crescimento populacional implica no aumento da
demanda de energia, água e tratamento de esgotos. Segundo dados da ONU, a
população mundial, que hoje é de aproximadamente 6 bilhões de pessoas, tende a
alcançar a marca de 7,2 bilhões no ano de 2015 e a 8,9 bilhões em 2050 (WHO,
2004). Pela Figura 1.1 abaixo, verifica-se o crescimento populacional no Brasil que,
não fugindo às expectativas da ONU, tende a continuar aumentando (IBGE, 2004).
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1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990
Ano
Po
pu
laç
ão
(M
ilhõ
es
)
Figura 1.1 – Crescimento populacional brasileiro.
O Brasil, apesar de possuir um grande território, tem a população distribuída de
forma desigual nas suas diferentes regiões. Esta desigualdade acarreta grandes
densidades populacionais em algumas áreas, enquanto que outras possuem enormes
espaços despovoados. A Figura 1.2, de acordo com dados disponíveis em IBGE
(2004), mostra uma comparação entre o percentual de habitantes de cada região e
Capítulo 1. Introdução
_________________________________________________________________________
2
sua respectiva área territorial, também em porcentagem, em relação ao total do
território nacional. Percebe-se que a região Sudeste, apesar de possuir a segunda
menor área territorial, detém o maior número de habitantes do país. Por outro lado, a
região Norte, que apresenta o maior espaço físico, possui a menor população. Esta
irregularidade na distribuição populacional, conseqüentemente, faz com que a
demanda pelos serviços públicos também se torne desigual nas diferentes regiões.
05
101520253035404550
Sul Sudeste CentroOeste
Nordeste Norte
Região
Po
rcen
tag
em
População
Território
Figura 1.2 – Comparação entre a população e a área de cada região brasileira.
Pode-se notar, através da Figura 1.3, que o consumo de energia, assim como
foi visto para a população, vem aumentando ao passar dos anos. Sendo o primeiro,
conseqüência direta do segundo. Percebe-se, porém, que o consumo de energia nos
anos de 2001 e 2002 caiu em relação aos anos anteriores. Fato este, explicado devido
à crise energética ocorrida no país no ano de 2001.
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1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001
Ano
Co
nsu
mo
de
ener
gia
(T
Wh
/an
o)
Figura 1.3 – Consumo residencial de energia elétrica no Brasil.
Capítulo 1. Introdução
_________________________________________________________________________
3
A Figura 1.4 traz o consumo de energia ao longo dos anos nas diferentes
regiões do país e, por meio de sua análise e dos dados da Tabela 1.1, fica
demonstrado que a região responsável pela maior economia de energia foi aquela
diretamente atingida pela crise, a região Sudeste (MME, 2004).
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1987 1990 1993 1996 1999 2002
Ano
Co
ns
um
o d
e e
ne
rgia
(T
Wh
/an
o)
Sul
Sudeste
Centro Oeste
Nordeste
Norte
Figura 1.4 – Consumo residencial de energia nas diferentes regiões do país.
Tabela 1.1 - Economia de energia por região no ano de 2001 em relação a 2000 (MME,
2004).
Consumo de energia (TWh/ano)
Região2000 2001
Economia no
consumo de
energia (%)
Sul 13077 12747 2,52
Sudeste 48157 40972 14,92
Centro-Oeste 6040 5268 12,78
Nordeste 12443 10901 12,39
Norte 3896 3733 4,18
Total 83613 73621 11,95
Segundo International Energy Annual (2001), os Estados Unidos, com 4,63%
da população mundial, consumiram 24,90% da energia mundial a uma média de
11,81 kWh/pessoa/dia. Para efeito de comparação, o Brasil, com 2,79% da população
mundial, consumiu 2,26% da energia mundial, numa média de 1,78 kWh/pessoa/dia.
Isto dá um exemplo do grande desequilíbrio no uso das reservas de energia entre
países altamente industrializados e países em desenvolvimento. Também dá uma
visão do aumento da demanda por energia, que poderá ocorrer, nos países em
Capítulo 1. Introdução
_________________________________________________________________________
4
desenvolvimento devido a uma maior industrialização e ao uso de novas tecnologias
em razão da expectativa de crescimento econômico destes países.
Da mesma forma que o consumo de energia, o da água também vem
aumentando ao longo dos anos. O crescimento da demanda mundial por água de boa
qualidade a uma taxa superior a da renovabilidade do ciclo hidrológico é,
consensualmente, previsto nos meios técnicos e científicos internacionais. Este
crescimento tende a se tornar uma das maiores pressões antrópicas sobre os recursos
naturais do planeta neste século. Entre 1900 e 1995, o consumo de água cresceu seis
vezes, mais que o dobro do crescimento da população (UNIAGUA, 2004).
Segundo Campanili (2004), independente de meteorologia ou tipo de uso, a
falta de água global pode ser creditada ao fato de que o consumo de água no mundo
aumentou de 1.060 km³/ano, em 1940, para 5.530 km³/ano em 2000.
No Brasil, o consumo de água dobrou nos últimos 20 anos, com perdas
chegando a 40% de toda a água captada (RIGOTTI, 2002). Porém, conforme o
relatório de 2002 do SNIS (Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento), o
consumo de água vem diminuindo nos últimos anos, como aconteceu no caso da
energia. De 1999 para 2002, a média nacional caiu de cerca de 15,8 m³ por domicílio
por mês para aproximadamente 14,3 m³ — uma redução de quase 10%. As principais
causas da queda são a crise energética de 2001 e a elevação das tarifas. Como as
pessoas tiveram de economizar energia em 2001 e 2002, passaram a usar menos o
chuveiro e as máquinas de lavar roupas e louças (PNUD, 2004).
Outro aspecto relativo ao consumo de água que merece grande importância é o
tratamento dos esgotos sanitários. Segundo Campanili (2004), o grande problema
brasileiro em relação à gestão dos recursos hídricos é o esgoto urbano. Seria preciso
pelo menos dez anos de investimentos anuais entre R$ 2,5 e R$ 5 bilhões para tirar o
atraso em que o país se encontra e começar a prever o crescimento futuro.
Atualmente, o país trata somente 18% do esgoto urbano e só passará a ter uma
situação confortável quando chegar ao patamar de 90%. Desde 1998, porém, os
investimentos no setor estão parados (MMA, 2004). Conforme o Plano Nacional de
Recursos Hídricos da Agência Nacional de Águas (ANA, 2003), o setor de saneamento
básico capta água bruta e devolve para os corpos hídricos, esgotos sanitários e, na
grande maioria dos casos, sem qualquer tipo de tratamento, o que constitui-se no
principal fator de poluição dos rios nacionais, sobretudo àqueles que drenam as áreas
urbanas brasileiras de maior densidade populacional.
Com os dados até aqui apresentados torna-se iminente que, caso as pessoas
não se sensibilizarem quanto à preservação dos recursos naturais e da energia, a
escassez destes recursos atingirá de forma irreversível a humanidade. Segundo
revelou o relatório populacional anual da ONU de 2001, a população mundial está
esgotando os recursos naturais do planeta com uma rapidez insustentável e sem
precedentes, o que deve ser combatido para evitar maiores danos futuros. A ONU
Capítulo 1. Introdução
_________________________________________________________________________
5
estima que dois terços da humanidade estarão ameaçados pela falta de água em
menos de trinta anos. Esse risco ocorre porque a necessidade de água e de outros
recursos naturais aumenta com o desenvolvimento das atividades humanas (ONU,
2004).
Para alterar este panorama há a necessidade de se combater os desperdícios
comportamentais. Isto pode ser feito através da conscientização e educação das
pessoas, mostrando-lhes o resultado direto em economia e benefícios ambientais
provocados pela mudança de hábitos e comportamentos. Como exemplo, pode-se
comentar a respeito da crise energética de 2001, que devido ao programa de incentivo
à economia de energia criado pelo Governo Federal, através de propagandas
educacionais e vantagens no pagamento das contas de energia, fez baixar o consumo
de energia naquele ano e no seguinte. Todavia, o que se espera das pessoas é a
conscientização sem que haja a necessidade da ocorrência de um colapso para que se
tenha o combate ao desperdício.
Segundo Foladori e Tommassino (1999), a inserção neste contexto mundial
que se caracteriza pela constatação da necessidade de implantação do
desenvolvimento sustentável diante da degradação do meio ambiente, faz com que a
Arquitetura tenha a necessidade de se enquadrar, incorporando novas variáveis. Desta
forma, na tentativa de se adaptar a essa nova realidade, os projetos de edificações se
tornam muito mais complexos e abrangentes. E apesar dos desentendimentos e
incertezas que existem em torno da sustentabilidade na Arquitetura, estratégias de
projeto devem ser propostas com o objetivo de contribuir com uma integração
responsável entre os aspectos tecnológicos, sociais e ambientais.
A implantação de sistemas especiais com significativas reduções no consumo
de água e energia é apenas um ponto de partida para mudanças profundas que
devem ocorrer na implantação de projetos efetivamente sustentáveis. Conforme Del
Carlo (1998), faz-se necessário mostrar a importância e a necessidade de novas
diretrizes de projeto para minimizar não só o impacto ambiental advindo da
construção e uso das edificações, mas também do seu impacto humano. Esta proposta
reflete a necessidade de reavaliação e adaptação das soluções existentes nas
edificações quanto a sua utilização.
Esta proposta de edificações sustentáveis encontra-se inserida em questões
muito mais amplas que vão desde a mudança de hábitos de consumo, de padrões de
comportamento dos próprios usuários e principalmente profissionais da área, com a
implantação de projetos que incorporem estes conceitos desde a sua concepção
(KRONKA, 2000).
Capítulo 1. Introdução
_________________________________________________________________________
6
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo geral
O objetivo geral desse trabalho é aliar o uso racional e sustentável, tanto da
energia elétrica como da água, aos projetos luminotécnico e hidro-sanitário do Centro
de Cidadania Campeche, que será construído na Praia do Campeche na cidade de
Florianópolis.
1.2.2. Objetivos específicos
Pretende-se, com a elaboração desse trabalho, atingir as seguintes metas:
Elaborar o projeto luminotécnico da edificação, tendo-se como meta a
eficiência energética;
Elaborar o projeto hidro-sanitário, adotando estratégias para o uso das águas
pluviais e o reuso das águas servidas;
Criar um “Manual de Uso da Edificação”, que terá por finalidade explicar aos
usuários o que foi planejado para garantir a economia de água e de energia e o que se
espera deles para se obter uma efetiva redução de gastos aliada à preservação
ambiental.
Estimar a economia de energia e água potável que podem ser atingidas com
a implantação dos projetos.
1.3. Estrutura do trabalho
Tendo-se explanado o propósito da realização do trabalho nesse primeiro
capítulo, encontra-se na seqüência o segundo capítulo, que se refere à revisão
bibliográfica, onde são apresentadas alternativas para a obtenção de eficiência
energética, de aproveitamento de água da chuva e de reuso da água. Juntamente
estão descritos os danos causados ao meio ambiente pela falta de uso desses métodos
e os benefícios promovidos pela aplicação dos mesmos. São, também, listadas e
comentadas normas para a realização dos projetos luminotécnico e hidro-sanitário.
No terceiro capítulo é apresentada a metodologia utilizada na elaboração dos
projetos em questão. Os resultados obtidos para estes projetos, elaborados com base
em normas técnicas, trabalhos e estudos afins, podem ser vistos no quarto capítulo.
Por fim, o quinto capítulo traz conclusões obtidas na realização deste trabalho.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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7
2. Revisão bibliográfica
2.1. Introdução
Este segundo capítulo tem por finalidade esclarecer e apresentar
conhecimentos acerca dos temas consumo de energia, consumo da água e tratamento
de esgotos; sempre buscando meios de uso racional e sustentável para estes no que
diz respeito à concepção e aplicação de projetos de instalações prediais.
2.2. Uso racional de energia
Segundo ENERSUL (2004), o conceito de uso racional de energia pode ser
expresso por duas vertentes:
A Tecnológica, onde se pode usar equipamentos eficientes, de alto
rendimento e com certificação;
A Humana, onde se deve atentar para os hábitos e costumes, procurando
conhecê-los e mudá-los, para melhor se adequarem às necessidades do mundo
moderno, que não tem mais lugar para pessoas sem consciência crítica e disposição
para fazer as transformações culturais tão importantes para garantir o crescimento
sustentado, que poderá proporcionar a qualidade de vida para as futuras gerações do
planeta.
2.2.1. Eficiência energética
É importante compreender o conceito de conservação de energia elétrica.
Conservar energia elétrica quer dizer melhorar a maneira de utilizar a energia, sem
abrir mão do conforto e das vantagens que ela proporciona. Significa diminuir o
consumo, reduzindo custos, sem perder, em momento algum, a eficiência e a
qualidade dos serviços (ELETROBRAS, 2004).
Estão surgindo diversas maneiras diferentes para a redução no consumo de
energia. Tanto equipamentos, como condicionadores de ar, lâmpadas, eletro-
eletrônicos, etc., quanto as próprias edificações podem ser considerados como
máquinas consumidoras de energia. Estas máquinas podem ter sua eficiência
energética maior ou menor, dependendo da consciência global ao projetá-las e operá-
las (LAMBERTS et al., 1996). Assim, pode-se continuar a realizar todos os serviços
necessários à operação das edificações, só que com um consumo menor de energia.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
8
O aumento da eficiência energética de equipamentos, sistemas e processos é obtido
através da adequação de normas e códigos e, principalmente, através de programas
de premiação e promoção das empresas que colaboram com isto. Ações bem
estruturadas voltadas para o aumento da produção racional e do uso de forma
eficiente de energia, têm apresentado excelentes resultados, tanto no aspecto
econômico quanto nos reflexos sobre o meio ambiente (PROCEL, 2004). Outra forma é
através da adequação dos projetos arquitetônicos, que através de um bom
planejamento, pode-se conseguir fazer todos os serviços operacionais necessários,
reduzindo-se os custos em energia elétrica (SIGNOR, 1999).
Foi realizada por Ghisi e Lamberts (1998) uma análise para a redução do
consumo de energia do Edifício Empresarial Catabas Tower que na época se
encontrava em fase de projeto para a construção na cidade de Salvador, no Estado da
Bahia. Foram realizadas simulações computacionais, utilizando-se como base um
projeto luminotécnico ineficiente onde foram utilizadas lâmpadas fluorescentes
tubulares T12, luminárias refletoras brancas, sem aletas e com reatores
eletromagnéticos. Também foi prevista a utilização de condicionadores de ar de
janela, com Coeficiente de Rendimento de 2,34 Wtérmico-resfriamento/Welétrico-consumo.
Para a realização de um projeto luminotécnico eficiente, foi previsto a utilização de
lâmpadas de tubo T5 para as salas, com luminárias do tipo reflexivas de alumínio
polido sem aletas e com reatores eletrônicos. O sistema de condicionadores de ar das
salas também foi feito com aparelhos de janela, porém, com Coeficiente de
Rendimento de 2,93 Wtérmico-resfriamento/ Welétrico-consumo.
Os resultados desta análise basearam-se na redução do consumo anual de
energia do edifício. O edifício é constituído de pavimento térreo, mezanino, dois
pavimentos de garagem, dez pavimentos tipo, cobertura e casa de máquinas e
reservatórios. No projeto luminotécnico base, existia um consumo de 1.042.440
kWh/ano ou 210 kWh/m2.ano. Fazendo-se a alteração do sistema de iluminação base
para o eficiente, o consumo anual de energia seria reduzido para 851.281 kWh/ano ou
172 kWh/m2.ano. Uma redução de 18,34% no consumo de energia anual, isto sem
reduzir o tempo de utilização. Alterando-se o sistema de ar condicionado base para o
energeticamente eficiente, o consumo anual diminuiria para 756.558 kWh/ano ou 153
kWh/m2.ano. Neste caso, obteria-se uma redução no consumo de energia elétrica de
27,42% por ano. Se fossem realizadas as duas alterações propostas, seria possível
conseguir uma diminuição de 45,76% no consumo de energia anual, ou seja, de
1.042.440 kWh/ano para 565.399 kWh/ano.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
9
2.2.2. Iluminação natural
Sistemas de iluminação devem proporcionar um ambiente visual adequado
para fornecer luz necessária à realização de atividades visuais. A luz deve ser
fornecida e direcionada à superfície de trabalho para que se possa desenvolver todas
as atividades necessárias. Mas também, a iluminação deve atender as exigências do
usuário apenas nos momentos em que se realiza a tarefa visual, normalmente
determinado pelo período de ocupação do ambiente. Para que se atinja este objetivo é
necessário o uso correto da luz, através da otimização dos níveis de iluminação, do
índice de reprodução de cor e da temperatura de cor da fonte de luz, das taxas de
luminâncias e contrastes (GHISI, 1997).
A utilização da luz natural no ambiente muitas vezes é negligenciada pelos
projetistas no momento da concepção do projeto. Normalmente, estuda-se a
orientação do terreno para implantar o edifício de forma a posicionar determinados
cômodos numa posição mais ou menos privilegiada em relação à posição do sol.
Porém, muitas vezes, negligencia-se a utilidade da luz natural no estudo de iluminação
do ambiente projetado. Por causa disso, muitos são os projetos em que toda a
iluminação é feita, mesmo durante o dia, por meios artificiais, aumentando os custos
com o consumo de energia e desperdiçando uma fonte que poderia proporcionar luz
abundante e um melhor conforto ambiental, sem considerar as cargas térmicas
provenientes do seu uso (LIMA, 2002).
A utilização da iluminação natural nos ambientes de trabalho traz grandes
vantagens aos seus usuários, tais como a conservação de energia, o contato com o
exterior, a variação de iluminação, a qualidade da luz e os benefícios psicológicos e
fisiológicos de um ambiente mais agradável. Quando bem dimensionada, a iluminação
natural pode diminuir sensivelmente o consumo de energia decorrente da utilização da
iluminação artificial e nos períodos em que não for suficiente para a realização das
tarefas pode ser complementada com a luz artificial.
Foi realizado por Ghisi e Lamberts (1997) um levantamento das condições de
iluminação natural e detalhes construtivos externos em salas de aula e salas com
atividades administrativas da Universidade Federal de Santa Catarina. Com auxílio de
luxímetros foram feitas medições em diferentes épocas do ano e horários, avaliando o
potencial de economia de energia elétrica através do uso de iluminação natural. A
análise mostrou que a proteção solar (brises) utilizada em todas as orientações dos
edifícios impedem um melhor aproveitamento da luz natural para as salas na
orientação norte, onde seria mais eficiente utilizar prateleiras de luz. Nas orientações
leste e oeste a melhor opção seria adotar proteções móveis que garantissem a
obstrução dos raios solares apenas quando estes incidissem diretamente sobre as
salas. Na orientação sul, onde os raios solares incidem apenas no início da manhã e
final de tarde, a melhor opção seria a não utilização de proteção.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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10
Com estas alterações, a economia total no consumo de energia devido ao
melhor aproveitamento da luz natural seria de 3,6% nas salas de aula e de 5,4% nas
salas administrativas. Somando-se as duas economias, chega-se em 9% a redução da
utilização de energia elétrica no Campus da UFSC.
As Tabelas 2.1 e 2.2 mostram, respectivamente, os valores de eficiência
luminosa de diferentes condições de iluminação natural e de diferentes lâmpadas
fluorescentes encontradas no mercado. Através delas percebe-se a melhor eficiência
luminosa da luz natural.
Tabela 2.1 – Eficiência luminosa da iluminação natural (EPRI, 1993).
Condições de iluminação natural Eficiência luminosa (lm/W)
Sol direto (altitude solar 60o) 90 a 115
Radiação global com céu claro 95 a 125
Radiação difusa com céu claro 100 a 145
Céu encoberto 100 a 130
Tabela 2.2 – Eficiência luminosa de lâmpadas fluorescentes (GHISI, 1997).
Lâmpadas Eficiência luminosa (lm/W)
Fluorescente de 30W 67 a 70
Fluorescente de 40W 53 a 92
Fluorescente de 58W 69 a 90
Fluorescente de 65W 68 a 69
2.2.3. Iluminação artificial
Para que o homem possa desenvolver suas atividades visuais com precisão e
segurança, minimizando esforços físicos, faz-se necessária a execução de um projeto
luminotécnico adequado e equilibrado, sem perdas em consumo de energia, nem
gastos exagerados na implantação do projeto (PEREIRA, 1996).
Existem dois grandes grupos de lâmpadas elétricas, as irradiantes por efeito
térmico (incandescentes) e as de descarga em gases e vapores (fluorescentes, vapor
de mercúrio, de sódio, etc.).
Conforme Pereira (1996), cada tipo de lâmpada possui características
específicas, que podem variar conforme o fabricante. Não existe uma lâmpada ideal,
todas possuem vantagens e desvantagens, porém alguns pontos podem ser
levantados para a escolha do tipo de lâmpada a ser utilizada, conforme os conceitos
abaixo:
Eficiência luminosa: condiciona o quanto uma lâmpada pode ser
econômica no consumo de energia;
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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11
Energia nominal: condiciona o fluxo luminoso e o dimensionamento da
instalação do ponto de vista elétrico;
Vida útil: período no qual a lâmpada é considerada econômica,
considerando-se a diminuição do fluxo luminoso durante o
funcionamento da lâmpada e a sua duração média;
Reprodução de cores: condiciona a maior ou menor apreciação das
cores quando comparadas sob a luz natural.
Temperatura da cor correlata: condiciona a tonalidade da luz ou
aparência da cor, podendo ser a lâmpada de luz quente (vermelha) ou
fria (azul), dependendo da radiação do espectro que prevalece;
Dimensões: condiciona a construção das luminárias, que manipulam
na direção e concentração do feixe de luz, custos, etc.
Ainda segundo Pereira (1996), para se obter uma boa iluminação, é
necessário, além da utilização de lâmpadas coerentes com a finalidade desejada,
utilizar luminárias adequadas, que devem atender aos seguintes requisitos básicos:
Proporcionar suporte e conexão elétrica às lâmpadas;
Controlar e distribuir a emissão de luz;
Manter a temperatura de operação das lâmpadas nos valores
adequados;
Facilitar a instalação e manutenção;
Ser esteticamente agradável;
Ser economicamente viável.
Segundo Ghisi (1997), as luminárias de alumínio sem aletas representam a
melhor solução em termos de minimização de carga instalada em iluminação para
qualquer refletância de parede.
Uma forma bastante conhecida e simples para a elaboração do projeto
luminotécnico é o método dos lúmens. Através da aplicação deste método, descrita
em Philips (1993) e Ghisi (1997), obtém-se a quantidade de luminárias que se deve
ter em um dado ambiente para que se obtenha uma iluminância adequada na
superfície de trabalho.
2.2.4. Ventilação
Nos climas quentes, a ventilação natural é de extrema importância para a
arquitetura, pois é responsável pela renovação do ar interior e, em grande parte, pela
sensação de conforto do usuário (BOUTET, 1991). É função do arquiteto e do
engenheiro posicionar de maneira adequada as aberturas das edificações para um
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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12
melhor aproveitamento dos ventos, tornando possível o cumprimento das exigências
higiênicas de conforto térmico (BITTENCOURT e LÔBO, 1999).
Segundo Clark (1989), com ventos de baixa velocidade, o conforto é tão
sensível para temperatura radiante quanto para a temperatura do ar; mas, com
ventos de alta velocidade, a temperatura do ar domina a percepção de conforto.
Givoni (1994), comenta que a ventilação diminui a temperatura efetiva adequada para
evaporação de suor e para as trocas de calor por convecção entre o fluxo de ar e o
corpo.
Segundo Toledo (2001a), a ventilação natural dos edifícios acontece devido às
diferenças de pressão do ar que provocam seu deslocamento e consiste na passagem
do ar exterior pelo interior dos mesmos, através de suas aberturas. E depende de
fatores fixos como: a disposição dos edifícios e dos espaços abertos próximos
(entorno) e a presença de obstáculos; a localização, a orientação, a forma e as
características construtivas do edifício (tipologia), e a posição, tamanho e tipo de
aberturas. E de fatores variáveis, como: direção, velocidade e freqüência dos ventos;
e diferenças de temperatura do ar interior e exterior.
A ventilação natural dos edifícios apresenta três funções básicas: a renovação
do ar respirável, o conforto térmico dos usuários e o resfriamento da envolvente do
edifício. Em climas quentes e úmidos, a renovação do ar respirável é quase sempre
garantida, devido à alta permeabilidade dos edifícios. E as duas outras funções da
ventilação natural são de fundamental importância para garantirem o desempenho e o
conforto térmico em edifícios não climatizados. Por esta razão, é importante
considerá-las sempre em conjunto (TOLEDO, 2001b).
2.2.5. Condicionador de ar
Segundo Fiorelli et al. (2001), de um modo geral, no Brasil, edifícios comerciais
e edificações públicas estão entre os maiores consumidores finais de energia elétrica
devido a adoção de sistemas centrais de condicionadores de ar que representam cerca
de 40% a 50% do consumo total.
Dentre os diversos aspectos a serem considerados no projeto de edificações
encontra-se a questão do conforto térmico dos seus ocupantes, que deve
preferencialmente ser conseguido sem o uso de equipamentos para o condicionamento
de ar, seja em virtude dos custos envolvidos, seja visando a diminuição do consumo
energético e de outros fatores que contribuem para a degradação do meio ambiente
(AKUTSU et al., 1998).
Preferencialmente, não devem ser utilizados meios artificiais de aquecimento,
ventilação e resfriamento, por causa da crescente preocupação com a economia de
energia e pela insalubridade oriunda das más condições dos equipamentos de ar
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
13
condicionado, devido à manutenção deficiente dos mesmos (CARDOSO, 2002). Porém,
segundo Lamberts et al. (1997), os sistemas artificiais para resfriamento ou
aquecimento são estratégias de projeto que, tal como os sistemas naturais devem ser
levados em consideração desde a decisão sobre o partido arquitetônico a ser adotado.
Nem sempre é possível aproveitar apenas os recursos naturais para promover o
conforto térmico dos usuários, devido ao clima local e da própria função a que se
destina a arquitetura, sendo muitas vezes inevitável o uso de sistemas artificiais de
climatização. Embora consuma energia, o ar condicionado é indispensável em
edificações como hospitais, salas de recuperação, salas de computadores e outros
ambientes nos quais o aumento dos índices de conforto influi no aumento de
produtividade.
2.2.6. Normatização
No Brasil, a iluminação de interiores é regulamentada pela NBR-5413 (ABNT,
1992) que estabelece os valores de iluminância de interiores para diferentes
atividades e pela NBR-5382 (ABNT, 1985) que fixa como deve ser realizada a
verificação da iluminação de interiores. Existe também a NBR 6401 (ABNT, 1980) que
regulamenta as instalações centrais de ar condicionado para conforto. Contudo, estas
normas não descrevem nada em relação à iluminação natural e são deficitárias no que
diz respeito à eficiência energética.
De acordo com Lamberts et al. (1996) é necessário criar uma norma brasileira
sobre eficiência energética, e para isso pode-se usar como base algumas normas
sobre desempenho térmico de edificações que já foram elaboradas. A base para a
criação desta nova norma deve ser a americana Energy Code for Commercial and
High-Rise Residential Buildings de 1993, versão mais simplificada e atualizada da
norma ASHRAE/IES 90.1 de 1989. Mas para ser implantada, deve ter algumas
modificações e adaptações de acordo com as características brasileiras (SIGNOR,
1998).
O Brasil está perdendo muito em tecnologia e na economia devido à
inexistência de normas em vigor com estes fins, que trará benefícios para toda a
população, com a criação de projetos eficientes evitando desperdícios. Porém, já
existem projetos de normas, a serem aprovados, de iluminação natural e desempenho
térmico de edificações.
Para a iluminação natural tem-se o Projeto de Norma 02:135.02 de agosto de
2003 (PROJETO DE NORMA 02:135.02, 2003), contendo quatro partes, que são:
Parte 1 - Conceitos básicos e definições;
Parte 2 - Procedimentos de cálculo para a estimativa da
disponibilidade de luz natural;
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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14
Parte 3 - Procedimento de cálculo para a determinação da iluminação
natural em ambientes internos;
Parte 4 - Verificação experimental das condições de iluminação interna
de edificações – Método de medição.
Este conjunto de textos tem como objetivo apresentar dados, técnicas e
informações básicas para orientar e ajudar profissionais envolvidos nos projetos de
edificações a trabalhar com questões relacionadas à iluminação natural destas. Para
tanto, são disponibilizados métodos de cálculo e verificação dos níveis de iluminação
natural no interior das edificações. A aprovação deste projeto de norma e sua
aplicação nas edificações irá propiciar um uso otimizado da luz natural, pela
substituição da luz artificial, produzindo uma contribuição significativa para a redução
do consumo de energia elétrica, e uma melhoria do conforto visual e bem-estar dos
ocupantes.
No que diz respeito ao desempenho térmico de edificações, foi elaborado o
Projeto de Norma 02:135.07 de setembro de 2003 (PROJETO DE NORMA 02:135.07,
2003), que compõe-se de 5 partes:
Parte 1 - Definições, símbolos e unidades;
Parte 2 - Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade
térmica, do atraso térmico e do fator de calor solar de elementos e
componentes de edificações;
Parte 3 - Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas
para habitações unifamiliares de interesse social;
Parte 4 - Medição da resistência térmica e da condutividade térmica
pelo princípio da placa quente protegida;
Parte 5 - Medição da resistência térmica e da condutividade térmica
pelo método fluximétrico.
Os objetivos principais aqui também são os de garantir economia e bem estar
aos ocupantes.
Com o intuito de regular os gastos desnecessários de energia elétrica nas
edificações, a Prefeitura do município de Salvador, Bahia, iniciou um processo para
incluir parâmetros de eficiência energética em seu código de obras. A proposta inclui
parâmetros para a envoltória da edificação, para os sistemas de iluminação e
aquecimento de água e para as dimensões dos ambientes internos. O código de obras
apresenta parâmetros de acordo com as propriedades térmicas dos materiais e
componentes do edifício que interferem em sua tipologia e parâmetros que alteram a
estruturação do espaço interno. Estes parâmetros não visam somente e eficiência
energética, mas também o conforto ambiental, térmico e visual do usuário. Segundo
Carlo et al. (2003) o Código de Obras é uma primeira tentativa de inserir conceitos de
eficiência energética em edificações na cidade. Após a assimilação destes conceitos e a
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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formação de uma cultura de projeto voltada também à eficiência energética, será
possível elevar, gradualmente, estes níveis de eficiência de forma a racionalizar ainda
mais o consumo de energia.
2.3. Uso racional de água
Até poucas décadas atrás, os livros clássicos usados nos cursos de Economia,
em todo mundo, davam a água como exemplo de "bem não econômico", isto é, aquele
que é abundante e inesgotável (NOGUEIRA, 2003). Mas com o passar dos tempos,
devido ao despreparo e falta de conscientização, o homem não teve grandes
preocupações com o meio ambiente, poluindo e esgotando diferentes recursos
naturais. Os recursos hídricos já fazem parte desta lista de vítimas do
desenvolvimento humano. A água doce é considerada hoje, até mesmo como sendo
um recurso esgotável e a sua utilização e consumo são uma preocupação mundial.
Diante deste panorama a ONU redigiu um documento em 1992 - intitulado
"Declaração Universal dos Direitos da Água" (AMBIENTE BRASIL, 2004), que tem os
seguintes itens:
A água faz parte do patrimônio do planeta. Cada continente, cada povo,
cada região, cada cidade, cada cidadão é plenamente responsável aos
olhos de todos;
A água é a seiva do planeta. Ela é a condição essencial de vida e de
todo ser vegetal, animal ou humano. Sem ela não seria possível
conceber como são a atmosfera, o clima, a vegetação, a cultura ou a
agricultura. O direito à água é um dos direitos fundamentais do ser
humano: o direito à vida, tal qual é estipulado no Art. 30 de Declaração
Universal dos Direitos Humanos;
Os recursos naturais de transformação da água em água potável são
lentos, frágeis e muito limitados. Assim sendo a água deve ser
manipulada com racionalidade, preocupação e parcimônia;
O equilíbrio e o futuro de nosso planeta dependem da preservação da
água e dos seus ciclos. Estes devem permanecer intactos e funcionando
normalmente, para garantir a continuidade da vida sobre a Terra. Este
equilíbrio depende, em particular, da preservação dos mares e oceanos
por onde os ciclos começam;
A água não é somente uma herança dos nossos predecessores, ela é
sobretudo um empréstimo aos nossos sucessores. Sua proteção
constitui uma necessidade vital, assim como uma obrigação moral do
Homem para as gerações presentes e futuras;
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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16
A água não é uma doação gratuita da natureza, ela tem um valor
econômico: é preciso saber que ela é, algumas vezes, rara e
dispendiosa e que pode muito bem escassear em qualquer região do
mundo;
A água não deve ser desperdiçada, nem poluída, nem envenenada. De
maneira geral, sua utilização deve ser feita com consciência e
discernimento, para que não se chegue a uma situação de esgotamento
ou de deterioração de qualidade das reservas atualmente disponíveis;
A utilização da água implica o respeito à lei. Sua proteção constitui uma
obrigação jurídica para todo o homem ou grupo social que a utiliza. Esta
questão não deve ser ignorada nem pelo Homem nem pelo Estado;
A gestão da água impõe um equilíbrio entre os imperativos de sua
proteção e as necessidades de ordem econômica, sanitária e social;
O planejamento da gestão da água deve levar em conta a solidariedade
e o consenso em razão de sua distribuição desigual sobre a Terra.
A conservação da água está sendo implementada na América do Norte, Europa
e Japão. As principais medidas que ela acarreta são o uso de bacias sanitárias de
baixo consumo, isto é, 6 litros por descarga; torneiras e chuveiros mais eficientes
quanto à economia da água; diminuição das perdas de água nos sistemas públicos de
maneira que o tolerável seja menor que 10%; reciclagem e serviço de informação
pública. Porém, existem outras tecnologias não convencionais, tais como o reuso de
água, muito em uso na Califórnia, e a captação de água de chuva (TOMAZ, 2003).
No Brasil, a SABESP (Companhia de Saneamento Básico de São Paulo)
juntamente com diversos parceiros, como IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas),
USP (Universidade de São Paulo), Ministério da Educação e dos Desportos, ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas), dentre outros, adotou uma política de
incentivo ao uso racional de água, exigindo uma mudança na conscientização do povo
brasileiro. Assim, foi criado o PURA (Programa de Uso Racional de Água) com o
objetivo de garantir o fornecimento de água e qualidade de vida à população. As
soluções para a diminuição do consumo de água são compostas de diversas ações,
como detecção e reparo de vazamentos, campanhas educativas, troca de
equipamentos convencionais por equipamentos economizadores de água e estudos
para reaproveitamento de água. Em geral, o retorno do investimento para
implantação do PURA é rápido, em alguns casos imediato.
A cobrança pela racionalização e eliminação da poluição da água é algo recente
no Brasil. Discussões sobre este assunto têm ganhado um grande espaço na
atualidade, mesmo porque de nada adianta a nação ser dotada de um grande
potencial hídrico, se eles são depredados a cada dia. Por isso, um dos aspectos da
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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viabilidade da cobrança é gerar recursos que sejam utilizados na fiscalização e na
criação de uma infra-estrutura para a preservação dos corpos d’água (UNG, 2003).
Para produzir água em boas condições de potabilidade para o consumo humano
é necessário criar um complexo sistema de abastecimento de água. Porém, isto se
torna muito oneroso devido a todos os processos envolvidos neste sistema. Tais como
tubulações, processos físico-químicos, armazenamento, etc., tornando a água potável
um bem de consumo, mais uma razão para economizá-la.
Incentivos de conservação da água são a educação pública, campanhas,
estruturas tarifárias e os regulamentos que motivam o consumidor a adotar as
medidas específicas (VICKERS, 2001).
2.3.1. Despreparo e desperdício
Segundo Murase (2002), o século XXI é considerado a “era urbana”. É previsto
que dois terços da população mundial irá viver em cidades até o ano de 2025. A
concentração intensificada da população nas cidades e a urbanização acelerada
tornarão mais sérios e críticos os estados de escassez de água e de inundação nas
cidades. Além disso, irá acelerar ainda mais a contaminação dos mananciais e será
difícil assegurar a quantidade necessária de água potável. Hoje, mais de 1 bilhão de
pessoas convivem com a falta de água para beber. Essa situação está piorando cada
vez mais.
A água é um bem finito que está sendo consumido em maiores quantidades a
cada dia que passa. Apenas gerar obras para aumentar a produção de água própria
para o consumo não é satisfatório, é preciso pensar em preservar para otimizar os
recursos hídricos disponíveis.
Foi realizado por Oliveira (1999) um estudo avaliando o consumo de água em 5
edifícios residenciais na cidade de Goiânia, eliminando os gastos de água com
vazamentos. Nos edifícios onde os vasos sanitários eram de caixa acoplada, observou-
se uma redução média de 31% no consumo de água tratada, quando se descontava
os vazamentos e uma redução de 11% para os edifícios dotados de vasos sanitários
com válvula de descarga. Na Tabela 2.3 podemos observar a redução do consumo de
água quando descontado os vazamentos ocorridos nas edificações.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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Tabela 2.3 – Valores dos indicadores do consumo de água antes e após a correção dos
vazamentos (OLIVEIRA, 1999).
Edifício
Indicador de consumo sem
correção de vazamentos
(litros/hab/dia)
Indicador de consumo após
correção de vazamentos
(litros/hab/dia)
1 232 166
2 218 152
3 241 157
4 264 209
5 277 246
Os edifícios 1, 2 e 3 utilizam vasos sanitários com caixa acoplada,
apresentando um menor consumo quando são descontados os vazamentos, que são
maiores para este caso. Os edifícios 4 e 5, com vasos sanitários de válvula de
descarga, apresentam maior consumo de água, porém menos perdas com
vazamentos.
Através destes dados, observa-se que o desperdício de água ainda é muito
grande. A Tabela 2.4 apresenta o valor médio de perda diária em função de
vazamentos em torneiras, que é um desperdício visível ao olho humano.
Tabela 2.4 – Valores médios de perda diária de água em função de vazamentos em
torneiras (OLIVEIRA, 1999).
Vazamento Freqüência (gotas/min) Perda diária (litros/dia)
Gotejamento lento Até 40 gotas/min 6 a 10
Gotejamento médio 40 < nº gotas/min 80 10 a 20
Gotejamento rápido 80 < nº gotas/min 120 20 a 32
Gotejamento muito rápido Impossível de contar > 32
Filete 2 mm --- > 114
Filete 4 mm --- > 333
A perda de água em bacias sanitárias está apresentada na Tabela 2.5 que é
medida em função do número de furos de lavagem, localizados na argola da bacia
sanitária. Esta perda geralmente não é visível ao olho humano e seus valores variam
muito. A perda de água mínima em bacias sanitárias é de 144 litros/dia para até 3
furos de lavagem.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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19
Tabela 2.5 – Perda de água por vazamentos em bacias sanitárias (DECA, 2004).
Número de furos de
lavagem
Correspondente de vazamento
(litros/min)
Perda diária
(litros/dia)
1 – 3 0,1 144
3 – 6 0,3 432
Mais furos 0,5 720
Segundo VICKERS (1993), em média 20% das bacias sanitárias, tanto as
convencionais com 12 litros de vazão de descarga, quanto as economizadoras com 6
litros de vazão de descarga, possuem vazamentos com perda de água superior a 189
litros/dia, apesar da grande evolução dos materiais empregados na fabricação das
bacias sanitárias.
2.3.2. Índices de consumo
O consumo médio de água per capita de alguns estados brasileiros segundo as
empresas de abastecimento de cada região é mostrado na Tabela 2.6. Através dela
verifica-se um elevado consumo de água no Estado do Rio de Janeiro em relação aos
outros estados, apresentando níveis de consumo de 219,2 litros por habitante por dia,
e um baixo consumo apresentado no Estado do Pará, em relação aos outros, com
100,0 litros por habitante por dia. A média do consumo de água em Santa Catarina é
de 127,6 litros por habitante por dia.
Tabela 2.6 – Consumo médio per capita segundo empresas de abastecimento (SNIS,
2002).
CompanhiaConsumo Médio de Água (litros/hab/dia) em
2001
CAERN / RN 118,1
CADAE / RJ 219,2
CORSAN / RS 129,7
CASAN / SC 127,6
COSANPA / PA 100,0
EMBASA / BA 115,3
SABESP / SP 160,8
SANEAGO / GO 120,8
SANEPAR / PR 125,2
SANESUL / MS 112,6
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
20
A Tabela 2.7 mostra o consumo de água per capita de algumas cidades
catarinenses. Com índices variando de 106,8 litros por habitante por dia na cidade de
Rio Negrinho a 270,5 litros por habitante por dia em Tijucas, é notável, a grande
diferença no consumo entre as cidades; em Tijucas o consumo de água é quase duas
vezes e meia maior do que em Rio Negrinho.
Tabela 2.7 – Consumo médio per capita para algumas cidades do Estado de Santa
Catarina (SNIS, 2002).
CidadeConsumo Médio de Água (litros/hab/dia) em
2001
Blumenau 159,3
Florianópolis 155,0
Governador Celso Ramos 174,6
Orleans 119,7
Pomerode 230,5
Rio Negrinho 106,8
São Francisco do Sul 179,6
Tijucas 270,5
Urussanga 163,7
A média do consumo per capita para o Município de São Paulo, em função da
quantidade de famílias que consomem 10m³/mês e 40 m³/mês, considerando 4
pessoas na família, é em torno de 200 litros por habitante por dia, independentemente
do tipo de moradia. Em função do Programa de Uso Racional da Água e de outros
fatores, está havendo uma forte tendência de diminuição no consumo de família/mês,
de acordo com a Tabela 2.8; demonstrando dessa forma, que a população vem
mudando os seus hábitos de consumo. Ou seja, está havendo uma maior
conscientização.
Tabela 2.8 - Consumo médio per capita de água no Município de São Paulo (SABESP,
2002).
Ano Consumo (litros/hab/dia)
1998 190,2
1999 181,8
2000 173,4
2001 160,8
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
21
2.3.3. Usos finais
A Tabela 2.9, obtida através de dados da SABESP (2004), mostra os resultados
obtidos em pesquisas que analisaram o consumo de água tratada para uso doméstico
em diferentes países.
Tabela 2.9 – Consumo de água tratada para fins domésticos.
Uso final de água (%)
País Vaso
sanitárioChuveiro
Lavagem de
roupa
Lavagem de
louçaOutros
Suíça 40 37 4 - 19
E.U.A. 27 17 22 2 32
Reino Unido 37 37 11 11 4
Colômbia 40 30 - 10 20
Brasil 29 28 9 5 29
Verificando a Tabela 2.9, nota-se que em torno de 50% da água potável
utilizada atualmente, em diferentes países, poderia ser suprida com água pluvial. Água
de chuva, após simples tratamento (eliminação de resíduos graúdos através de
filtragem), pode atender a diversos pontos de usos finais.
Cabe salientar que a fonte de onde foram colhidos estes dados não deixou
explícito as características das condições adotadas para a realização das pesquisas,
como o número de usuários, de louças e metais sanitários, época do ano e outras
condições que podem influenciar nos resultados. Porém, mesmo assim, é possível ver
que o vaso sanitário é a maior fonte de consumo de água.
Foi realizada por Kammers (2004) uma análise para detectar os usos finais de
água tratada em 10 edifícios do setor público na cidade de Florianópolis. Na Tabela
2.10 encontram-se os valores obtidos.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
22
Tabela 2.10 – Usos finais de água tratada em edifícios públicos.
Uso final da água (%)
Edificação Vaso
sanitárioMictório Torneira Limpeza Outros
BADESC 55,8 14,3 18,3 9,0 2,6
CELESC 31,9 32,9 10,1 4,1 21,1*
CREA 23,0 47,0 24,5 2,6 2,9
DETER 66,6 - 31,2 1,8 0,4
EPAGRI 33,1 43,9 12,5 2,8 7,7
Secretaria da
Agricultura 27,9 16,4 6,6 5,8 43,3*
Secretaria de
Educação70,0 14,3 9,4 2,1 4,2
Secretaria de
Segurança
Pública
78,8 - 18,4 2,5 0,3
Tribunal de
Contas36,4 45,9 14,0 1,9 1,8
Tribunal de
Justiça53,2 29,9 8,7 4,6 3,6
* Estas edificações possuíam restaurante e torres de resfriamento para o sistema de
condicionador de ar.
Pelos resultados apresentados na Tabela 2.10, verifica-se que 6 entre os 10
edifícios analisados têm seu maior uso final no vaso sanitário. Este dispositivo hidro-
sanitário gerou uma média de 47% do uso final da água. Considerando-se somente as
edificações que possuíam mictório, 8 delas, o vaso sanitário apresentava maior uso
final (41%) em 4 edificações. Para as 4 edificações restantes, os mictórios, possuem
um maior índice de consumo de água, em média 31%. Em média, 76% do uso final
da água nestes edifícios (vaso sanitário, mictório e limpeza) poderia ser suprido com
água não potável e 45% da água servida (mictório e lavatório) poderia ser reutilizada.
2.3.4. Equipamentos economizadores
Estados Unidos, Canadá e diversos países Europeus e Asiáticos, já estão
adotando diferentes métodos para a racionalização do consumo de água potável. Um
destes métodos é a implantação de louças sanitárias mais eficientes, como por
exemplo, vaso sanitário com descarga de 6 ou 9 litros ao invés dos 12 litros
tradicionais.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
23
Já foram lançados, em diversas empresas brasileiras, inúmeros metais e louças
sanitárias para reduzir o consumo de água. Devido à grande evolução dos materiais e
tecnologias empregadas, estes equipamentos estão mostrando bons resultados na
economia de água. Como exemplos destes produtos, além do vaso sanitário
anteriormente citado, existem:
Arejadores para incorporar ar no fluxo de água de torneiras e chuveiros;
Torneiras e mictórios com fechamento automático, acionados por
células fotoelétricas ou sistemas hidromecânicos, reduzindo 40% e 20%
respectivamente em relação ao sistema convencional.
A Tabela 2.11 mostra um estudo feito pela DECA, empresa brasileira de
fabricação de louças e metais sanitários, sobre a vazão demandada em alguns
aparelhos sanitários com e sem a utilização de dispositivos economizadores como
temporizadores e dispositivos eletrônicos.
Tabela 2.11 – Gastos através da vazão de utilização de aparelhos sanitários (DECA,
2004).
Aparelho
Baixa Pressão
em Residências
(litros/min)
Alta Pressão em
Apartamentos
(litros/min)
Dispositivos
Economizadores
(litros/min)
Torneira de lavatório 10 20 8
Torneira de jardim 12 20 6
Mictório com registro 10 15 8
Chuveiro 15 20 14
Com a substituição das louças e metais convencionais pelos economizadores de
água, principalmente em edificações públicas, onde existe elevado número de
aparelhos consumidores de água tratada, consegue-se retorno do investimento feito
em alguns meses, dependendo do caso, devido à redução bastante significativa no
consumo de água. Em SABESP (2004) e DECA (2004) encontram-se diversos estudos
de casos onde foram feitas estas alterações e outros estudos teóricos sobre a
economia proporcionada, chegando a resultados bastante positivos.
Em uma parceria entre DECA, SABESP, Escola Politécnica da USP e IPT
(Instituto de Pesquisas Tecnológicas), foi realizado um sistema de economia do uso de
água, implantado no edifício sede da Sabesp no ano de 1996. Neste sistema está
incluso a compra e instalação de:
34 torneiras eletrônicas;
30 torneiras de fechamento automático;
15 bacias sanitárias com vazão de 6 litros por descarga;
7 arejadores.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
24
Além da substituição dos vasos sanitários e torneiras e instalação dos
arejadores, foram realizadas campanhas educativas, eliminação de vazamentos e
regulagem dos equipamentos instalados.
A empresa conta com uma população fixa e flutuante de aproximadamente 531
pessoas. Como resultados, obteve-se uma redução de 83 para 32 litros/pessoa/dia,
correspondendo a uma economia mensal de 818 m3 de água. Obteve-se um impacto
de redução no consumo de água mensal de 62%. O investimento total custou R$
15.811,14 com a mão de obra mais os materiais, porém, nas contas da empresa,
reduziu-se R$ 7.364,88 mensais. Fato este que corresponde a uma amortização do
investimento de 2 meses (DECA, 2004; SABESP, 2004).
No Palácio dos Bandeirantes, situado na cidade de São Paulo, foi feito um
investimento no ano de 2002 no valor de R$ 162.000,00 para a implantação de um
outro sistema para economia no uso de água. Neste investimento, foram instalados os
seguintes equipamentos:
22 válvulas para mictórios com sensor de presença;
114 válvulas de descarga para bacias;
106 bacias de volume de descarga reduzida (6 litros por acionamento);
191 torneiras com dispositivos temporizadores;
44 válvulas temporizadas para chuveiros e mictórios.
Na edificação foram também realizadas algumas ações para obter um melhor
desempenho na economia de água, como pesquisas e correções de vazamentos nos
pontos de consumo, na rede e nos reservatórios. Também foi realizada uma
campanha educacional e ambiental e aplicado um sistema de gerenciamento de
consumo setorizado.
Este sistema economizador de água tratada foi realizado por uma parceria
entre a empresa DECA e o PURA, Programa de Uso Racional de Água, da companhia
de abastecimento de São Paulo, Sabesp. Antes da implantação do sistema, no Palácio
dos Bandeirantes, eram consumidos 85 litros/pessoa/dia. Após implantação, este valor
baixou para 52 litros/pessoa/ dia. A economia no consumo de água foi bastante
significativa, obteve-se a redução de 1.280 m3 mensais, uma economia de 30% para
uma população fixa e flutuante de aproximadamente 1.700 pessoas. Isto representa
uma economia monetária de R$ 25.227,75 por mês. O retorno dos investimentos
aplicados veio em 6 meses e meio (SABESP, 2004).
2.3.5. Aproveitamento de água pluvial
Segundo Murase (2002), a chuva é uma fonte de água que qualquer pessoa
pode conseguir com facilidade. Não vale a pena jogá-la na rede de drenagem.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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25
Armazená-la e infiltrá-la no subsolo faz parte da medida contra enchentes. Aproveitar
a água da chuva será uma das medidas contra o racionamento. Então, pode-se dizer
que o aproveitamento da água da chuva é uma prescrição para a crise da água no
mundo.
A utilização de água de chuva traz várias vantagens (AQUASTOCK, 2004):
Redução do consumo de água da rede pública e do custo de fornecimento
da mesma;
Evita a utilização de água potável onde esta não é necessária, como por
exemplo, na descarga de vasos sanitários, irrigação de jardins, lavagem de
pisos, etc;
Faz sentido ecológica e financeiramente não desperdiçar água potável e
aproveitar a água de chuva, disponível em abundância nos telhados;
Ajuda a conter as enchentes, represando parte da água que teria de ser
drenada para galerias e rios;
Encoraja a conservação de água, a auto-suficiência e uma postura ativa
perante os problemas ambientais da cidade.
Montibeller e Schmidt (2004) realizaram uma pesquisa onde foram colhidos
dados da Companhia Catarinense de Águas e Saneamento (CASAN), Empresa de
Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A. (EPAGRI) e Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Foi analisado o potencial de economia de
água tratada para fins não potáveis, no Estado de Santa Catarina, durante o período
de 2000 a 2002, ao ser utilizada água de chuva, colhida em telhados de 80 m², em
aparelhos domésticos destinados a oferecer água para fins não potáveis. Nos
resultados, já foram descartados 20% como fator de perdas da captação de chuva
devido à limpeza do telhado.
Analisando 66 municípios, 57 destes obtiveram um potencial de economia
superior a 50% para fins residenciais, ou seja, toda água de chuva captada é
suficiente para suprir a água utilizada em fins não potáveis.
Os 9 municípios catarinenses que obtiveram um potencial de economia de água
tratada menor que 50%, devem utilizar água tratada para complementar o uso em
fins não potáveis. Uma alternativa para o aumento do percentual de economia seria o
aumento da área do telhado coletor.
A média geral dos potenciais de economia de água tratada obtida no Estado
Santa Catarina foi de 74%. Porém, este benefício não está sendo aproveitado devido à
falta de incentivo, divulgação nos meios públicos e instruções do Governo à
população. Ao ser utilizada água pluvial para estes fins, além de preservar o meio
ambiente, os cidadãos e o país iriam se beneficiar economicamente (MONTIBELLER e
SCHMIDT, 2004).
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
26
As Figuras 2.1 e 2.2 apresentam a precipitação pluviométrica mensal nas
cidades de Florianópolis e Chapecó, respectivamente. Estes dados foram retirados das
Normais Climatológicas obtidas entre os anos de 1961 e 1990 pelo Departamento
Nacional de Meteorologia do Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. No Estado de
Santa Catarina, foram feitas medições em 5 cidades, entre elas, Chapecó,
Florianópolis, Indaial, Porto União e São Joaquim (NORMAIS CLIMATOLÓGICAS,
1992).
A Figura 2.1 mostra os dados para a cidade de Florianópolis, que apresentou a
maior variação do índice no Estado, dentre as cidades catarinenses apresentadas nas
Normais Climatológicas, com precipitações entre 75,2 mm no mês de Junho e 197,7
mm no mês de Fevereiro. Florianópolis também apresentou o menor valor de
precipitação total anual, com um índice de 1.544 mm. Está representado na Figura 2.2
o maior índice pluviométrico total anual das cidades catarinenses referidas, obtido na
cidade de Chapecó, com um volume de 1.954 mm.
0
50
100
150
200
250
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
Meses
Pre
cip
itaçã
o M
en
sal (m
m)
Figura 2.1 – Precipitação total para o município de Florianópolis.
0
50
100
150
200
250
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
Meses
Pre
cip
itaçã
o M
en
sal (m
m)
Figura 2.2 – Precipitação total para o município de Chapecó.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
27
A água de chuva armazenada pode apresentar uma aparência de água pura e
limpa, mas muitas vezes isso não corresponde a realidade. Em algumas regiões
urbanas, a água da chuva pode conter impurezas absorvidas da poluição atmosférica,
não sendo recomendada para ingestão humana (GELT, 2003; TOMAZ, 2003).
Conforme Tomaz (2003), o primeiro passo é armazenar a água da chuva em
cisternas; ela será colhida através de calhas e enviadas a um filtro para a eliminação
de impurezas maiores. A coleta da água pode ser feita através de coberturas ou pisos
impermeáveis. Em países mais industrializados como Japão e Alemanha, esta idéia já
está bem difundida em residências e empresas. Thomas (2001), aconselha que o
primeiro fluxo de água da chuva, entre 1 e 2 mm, deve ser rejeitado por apresentar
uma grande quantidade de bactérias.
Segundo Fendrich e Olynik (2002), fazendo-se uso de coleta de águas pluviais
e armazenamento destas em reservatórios subterrâneos para posterior utilização,
além de contribuir para a não ocorrência de enchentes em vias públicas, pode ocorrer
uma recarga dos aqüíferos subterrâneos devido à infiltração no solo, das águas que
extravasam dos reservatórios pelo excesso de chuvas em relação ao consumo, uma
vez que estas estariam direcionadas a um solo permeável. Esta idéia pode ser
utilizada como recurso hídrico para abastecimento de inúmeras cidades.
2.3.6. Legislação
Com o intuito de economizar água e evitar enchentes, diversas cidades do país
vêm criando leis e decretos com estas finalidades.
Em Florianópolis, foi aprovado na Assembléia Legislativa, a lei de Nº 012/2003,
criada pelo Deputado Estadual Francisco de Assis Nunes. Esta lei descreve sobre a
utilização de aparelhos e dispositivos hidráulicos que visam a redução do consumo de
água em edifícios públicos no estado de Santa Catarina. Nela estão previstas a
utilização de bacias sanitárias com menor volume de descarga, torneiras para pias,
registros de chuveiros e válvulas para mictórios acionadas manualmente e com
dispositivos de fechamento automático. Medidas estas que devem ser cumpridas para
garantir a eficiência na redução do consumo de água das edificações (LEI 012, 2003).
Na cidade de São Paulo tem-se a lei de Nº 13.276/02 que foi promulgada dia 4
de janeiro e regulamentada dia 15 de março de 2002. Ela diz respeito a criação de
reservatórios para acumulação de águas pluviais em edificações com mais de 500m2
de área impermeabilizada e a criação de pisos drenantes ou utilização de solos
naturalmente permeáveis em 30% da área de estacionamentos autorizados. Nesta lei,
conhecida como a lei das “piscininhas”, tem-se a preferência de infiltração da água
acumulada no solo, podendo ser despejada em rede pública de drenagem ou ser
utilizada para outros fins não potáveis (LEI 13276, 2002). Também para o município
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
28
de São Paulo, foi anunciado pelo Governador do Estado de São Paulo em 10 de março
de 2004, o lançamento do Programa de Incentivo à Redução do Consumo de Água,
que prevê um prêmio de 20% de desconto no valor final de suas contas, aos clientes
que atingirem uma redução de 20% em suas médias de consumo de água. Este
programa tem como principal objetivo estimular a população da Região Metropolitana
de São Paulo a reduzir o consumo de água e minimizar o risco da necessidade da
adoção de medidas de restrição do consumo.
Em 18 de setembro de 2003, entrou em vigor a lei Nº 10.785, vigente para o
município de Curitiba. Esta lei promove o Programa de Conservação e Uso Racional da
Água nas Edificações (PURAE), objetivando a instituição de medidas que induzam à
conservação, uso racional e utilização de fontes alternativas para a captação de água
nas novas edificações, bem como, a conscientização dos usuários sobre a importância
da conservação da água (LEI 10785, 2003).
Tendo como objetivo a prevenção de inundações na cidade do Rio de Janeiro,
foi elaborado e aprovado o Decreto Nº 23940 no dia 30 de janeiro de 2004. Este
Decreto comenta sobre a retenção temporária de águas pluviais em reservatórios
especialmente criados com esta finalidade. Estas águas seriam aproveitadas para usos
não potáveis como lavagem de veículos e partes comuns, jardinagem e outras. Com a
aprovação deste decreto, tornou-se obrigatório, nos empreendimentos que tenham
área superior a 500 m², a construção de reservatórios que retardem o escoamento
das águas pluviais para a rede de drenagem (DECRETO 23940, 2004).
2.4. Tratamento de esgotos
Outra técnica utilizada para economizar no consumo de água potável é feita
através do reuso. Após tratamento adequado e armazenamento das águas residuais,
estas podem ser utilizadas em descargas de vasos sanitários.
Antes de começar o estudo e projeto de dimensionamento de um sistema de
tratamento de esgoto, não se deve ter dúvidas quanto ao objetivo do tratamento e o
nível no qual ele será processado. O tratamento dos efluentes deve ser eficiente para
atender a finalidade desejada de acordo com o padrão de qualidade exigido pela
vigilância sanitária da cidade onde será implantado o sistema. Estações de tratamento
são comumente divididas por etapas em tratamento preliminar, primário, secundário e
terciário. Segue abaixo a descrição das etapas propostas por Jordão e Pêssoa (1995).
No tratamento preliminar, tem-se como objetivo a remoção dos sólidos
grosseiros, areias, óleos e graxas. Neste processo, tem-se o predomínio dos métodos
físicos de remoção, como peneiramento e sedimentação.
O tratamento primário, também conhecido como tratamento físico, é a etapa
onde ocorre a remoção dos sólidos sedimentáveis em suspensão. As atividades de
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
29
equalização, coagulação, decantação, flotação e filtragem pertencem a esta etapa e
são realizadas pelos sistemas de tanque de equalização, decantadores primários,
tanques de floculação e flotação e filtros.
O principal objetivo do tratamento secundário é a remoção da matéria orgânica
fina em suspensão ou na forma de sólidos dissolvidos que não foram removidos no
tratamento primário. Esta etapa do tratamento é realizada através da inclusão de um
processo biológico, reações bioquímicas realizadas por microorganismos, para acelerar
a degradação da matéria orgânica. Os métodos mais utilizados para este tipo de
tratamento são as lagoas de estabilização, lodos ativados, filtros biológicos e
tratamento anaeróbio.
O sistema de tratamento terciário compreende a remoção de nutrientes,
elementos patogênicos, compostos não biodegradáveis, metais pesados, sólidos
inorgânicos dissolvidos e sólidos em suspensão remanescentes. Estes processos são
realizados quando se necessita um nível elevado de tratamento dos efluentes. Esta
classe é composta pelos cloradores, ozonizadores, lagoas de maturação e processos
de remoção de nutrientes.
2.4.1. Sistemas convencionais
2.4.1.1. Tanque séptico
O tanque ou fossa séptica é um tanque enterrado e estanque. É uma unidade
de sedimentação e decantação para separação dos sólidos em suspensão e digestão
anaeróbia dos efluentes. O fluxo líquido é horizontal. De acordo com a classificação
apresentada no item 2.4, o tanque séptico corresponde a um sistema de tratamento
primário e físico-biológico. É o sistema mais utilizado em estações de tratamentos de
edificações pela facilidade de construção e utilização (CREDER, 1991; JORDÃO e
PESSÔA, 1995).
São encaminhados aos tanques sépticos todos os dejetos oriundos de cozinhas,
lavanderias domiciliares, chuveiros, lavatórios, bacias sanitárias, bidês, banheiras,
mictórios e ralos de pisos de compartimentos internos, não sendo lançadas águas
pluviais nas fossas. Os despejos de cozinha devem passar por caixas de gordura antes
de chegar ao tanque séptico (ABNT, 1999).
Segundo NBR 7229 (ABNT, 1993), os tanques sépticos devem ser construídos
em lugares onde não existe rede pública de esgotos sanitários. Os tanques sépticos
podem ser de câmara única, câmara sobreposta ou câmara em série. As de câmaras
múltiplas possuem maior eficiência no tratamento. Podem ter seção transversal
retangular ou circular.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
30
As Figuras 2.3 e 2.4 apresentam, respectivamente, o desenho de um tanque
séptico de câmara única em planta e corte (ABNT, 1993).
Figura 2.3 – Planta baixa de um tanque séptico.
Figura 2.4 – Corte de um tanque séptico.
Os valores na Figura 2.3 e 2.4 representam:
a ≥ 5 cm;
b ≥ 5 cm;
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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31
h é a altura útil;
C = h/3;
H é a altura interna total;
L é o comprimento interno total;
W é a largura interna total;
Vu é o volume útil, sendo que Vu = L.W.h.
As seguintes relações devem ser observadas:
Profundidade útil mínima: 1,1 m;
Largura interna mínima: 0,8 m;
Relação comprimento/largura deve ficar entre 2 e 4;
A largura não deve ultrapassar duas vezes a profundidade.
Algumas distâncias mínimas devem ser respeitadas na localização dos tanques
sépticos:
1,5 m de construções, limites de terreno, sumidouros, valas de infiltração e
ramal predial de água;
3,0 m de árvores e de qualquer ponto de rede pública de abastecimento de
água;
15,0 m de poços freáticos e de corpos de água de qualquer natureza.
O tanque séptico deve ser construído de forma a garantir resistência mecânica,
química e ser impermeável em condições adequadas.
De acordo com Macintyre (1996), um tanque séptico bem projetado e
construído pode chegar aos seguintes níveis de eficiência:
- 50 a 70% para a remoção de sólidos em suspensão;
- 40 a 60% para a redução de bacilos coliformes;
- 30 a 60% para a redução da demanda bioquímica de oxigênio (DBO);
- 70 a 90% para a remoção de graxas e gorduras.
2.4.1.2. Filtro anaeróbio
É uma unidade de tratamento onde o tanque trabalha submerso, com fluxo
ascendente. O filtro possui material de suporte (normalmente pedras britadas) onde
são aderidas bactérias que estabilizam anaerobiamente a DBO, fazendo a digestão da
matéria orgânica. Este sistema exige uma decantação primária (fossa séptica). A
produção de lodo no filtro é baixa e o mesmo já sai estabilizado.
Segundo a classificação apresentada no item 2.4, o filtro anaeróbio representa
um sistema de tratamento secundário e físico-biológico. Este sistema está presente
em projetos que exigem um melhor grau de tratamento dos efluentes que o simples
uso de tanque séptico para posterior infiltração no solo.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
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32
Segundo a normativa interna nº 001/2003 da Vigilância Sanitária da Prefeitura
Municipal de Florianópolis, o filtro anaeróbio deve ser retangular, para assim, poder
padronizar a relação comprimento/largura, que é de 2:1. Esta relação se refere às
dimensões internas, incluindo a canaleta receptora (NORMATIVA 001, 2003).
Quando se observar a obstrução do leito filtrante, deve-se fazer a limpeza do
filtro através de uma bomba de recalque. Para isto, é previsto a existência de um
tubo-guia, com diâmetro de 150 mm, para introdução do mangote da bomba. Caso
esta operação não seja suficiente para a limpeza, deve-se introduzir água sobre o leito
filtrante, com posterior drenagem. Como na fossa, não é recomendada a lavagem
total do filtro (ABNT, 1997).
Outras observações encontradas na NBR 13969 (ABNT, 1997), em relação à
construção do filtro anaeróbio, recomendam projetar o fundo com declividade de 1%
em direção ao poço de drenagem para a drenagem do líquido e a utilização de brita nº
4 ou 5 com dimensões uniformes para não causar a obstrução precoce do filtro. A
distribuição dos efluentes no filtro deve ser feita através de tubos perfurados com 1
cm de diâmetro e espaçados a cada 20 cm, distribuídos em 4 linhas longitudinais. O
filtro anaeróbio deve ser construído de forma a garantir resistência mecânica, química
e ser impermeável em condições adequadas. Sua localização deve respeitar as
mesmas distâncias mínimas citadas no item 2.4.1.1 para tanque séptico.
A eficiência de um sistema com filtro anaeróbio precedido por tanque séptico,
construídos corretamente, é de 40 a 75% para a remoção da demanda bioquímica de
oxigênio, segundo NBR 13969 (ABNT, 1997). Este dado não tem grande precisão
devido a diferentes condições de operação como temperatura e manutenção.
A Figura 2.5 mostra o corte de um filtro anaeróbio.
Figura 2.5 – Corte de um filtro anaeróbio.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
33
2.4.1.3. Sumidouro
Sumidouro é um tanque enterrado com a função de infiltrar o efluente final do
tratamento de esgoto. Quanto maior o grau de infiltração dos efluentes no solo, menor
a área de contato entre o solo e as paredes do sumidouro será necessária. É
recomendável construir o sumidouro em locais onde o lençol freático é bastante
profundo.
De acordo com a NBR 13969 (ABNT, 1997), para o dimensionamento do
sumidouro, deve-se calcular a área de contato entre o solo e as paredes, e não o seu
volume.
A manutenção do sumidouro é prevista de acordo com o volume de matéria
orgânica que chega ao sistema. Com o passar do tempo, o solo ao redor do sumidouro
começa a ficar colmatado, diminuindo a capacidade de infiltração. Caso isto venha a
ocorrer, deve-se remover este solo. Para evitar que isto ocorra, pode-se deixar a
superfície do sumidouro exposta ao ar, isto ajuda na eliminação do biofilme que
atrapalha na infiltração (SILVA, 2004).
Segundo NBR 13969 (ABNT, 1997), algumas exigências para a construção do
sumidouro devem ser seguidas, como a altura mínima de 1,5 metros do fundo do
sumidouro ao nível do aqüífero máximo. Deve-se respeitar os mesmos afastamentos
mínimos citados no item 2.4.1.1 para a construção do tanque séptico. A Vigilância
Sanitária (2004), recomenda que ao redor do sumidouro deve-se utilizar uma camada
mínima de brita de 50 centímetros.
A Figura 2.6 apresenta a planta baixa e o corte de um sumidouro.
Planta baixa CorteSolo Brita
Figura 2.6 – Sumidouro.
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
34
2.4.2. Caixas de inspeção
De acordo com NBR 8160 (ABNT, 1983), as caixas de inspeção devem
satisfazer os seguintes itens:
A distância entre duas inspeções deve ser menor que 25 m;
A distância entre a primeira inspeção e o coletor público ou tanque séptico
deve ser menor que 15 m;
Entre duas inspeções só pode haver uma deflexão, obrigatoriamente menor
que 90° e executada com curva longa;
A distância entre o vaso sanitário e a primeira inspeção deve ser menor que
10m.
A Figura 2.7 mostra alguns detalhes construtivos da caixa de inspeção (ABNT, 1983).
Corte
< 1,0 m
Planta baixa
D > 60
Figura 2.7 – Caixa de inspeção.
2.4.3. Caixas de gordura
Conforme NBR 8160 (ABNT, 1983), faz-se necessário o uso de caixa de gordura
onde houver a presença de resíduos gordurosos (pias de copas e cozinhas) no esgoto
sanitário.
A Figura 2.8 e a Tabela 2.12 especificam detalhes construtivos das caixas de
gordura (ABNT, 1983).
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
35
D
Planta baixa
D
H
Corte
10cm
10cm
h
Figura 2.8 – Caixa de gordura.
Tabela 2.12 - Dimensões da caixa de gordura.
Número de pias
D mínimo (cm)
h mínimo (cm)
Φ saída
(cm)H (cm)
Volume de retenção
mínimo (litros)1 30 20 75 40 18
2 40 20 75 40 31
2 a 12 60 35 100 55 120
2.4.4. Sistemas de tratamento para reuso
Um exemplo de tratamento dos efluentes sanitários é feito com um tanque
séptico para o tratamento primário e físico-biológico, filtro biológico anaeróbio para o
tratamento secundário e físico-biológico também e finalizando em um tanque de
desinfecção ou clorador para o tratamento químico e terciário dos efluentes. Porém,
como este sistema de tratamento não garante a completa eliminação de poluentes,
como coliformes fecais e elementos orgânicos presentes em abundância nos dejetos
do vaso sanitário, este deverá possuir tanques diferenciados para o tratamento, sem
poder ser utilizado no reuso de água devido a este risco.
O reuso de água está bastante evoluído em países como Japão, Estados
Unidos, Austrália, Alemanha e Singapura. No Japão, estão construindo diversos
prédios onde as águas servidas, isto é, as águas de lavatórios, torneiras, máquinas de
lavar roupa, com exceção das águas de bacias sanitárias e de pias de cozinha, são
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
36
reaproveitadas e juntadas à água de chuva. Todas as bacias sanitárias possuem
alimentação com água não-potável de chuva e servida (TOMAZ, 2003).
Segundo Maciel (2003), um sistema eficiente de tratamento de efluentes para
posterior reaproveitamento consiste em um tratamento biológico por zona de raízes.
Deve-se separar os efluentes do vaso sanitário dos demais devido ao fato destes
possuírem elementos impróprios para consumo em alta concentração e de tratamento
mais complexo para serem reaproveitados.
Após separação, os efluentes reaproveitáveis, passam por um tanque de zona
de raízes onde a vazão ocorre por gravidade através de um leito filtrante. Os efluentes
entram em contato com raízes de plantas que liberam oxigênio, por exemplo, Junco
(Zizanopeia banarientais brás.) e desenvolvem bactérias hospedeiras que alimentam a
vegetação e reduzem a carga orgânica dos efluentes. O leito é formado por diversas
camadas, sendo a primeira de casca de arroz ou serragem, intercalada por camadas
de areia e saibro. Abaixo se encontra uma camada de seixo rolado e mais a fundo
pode-se encontrar seixos e cascalho ou cascas de ostras. Segundo Souza (2003), nas
cascas de ostras existe carbonato de cálcio que possui alto poder de absorção de
fósforo, abundante em esgotos domésticos.
Na saída do tanque de zona de raízes, os efluentes passam por um filtro para
eliminar resíduos ainda existentes para posterior armazenamento e reuso em pontos
de consumo onde não há necessidade de água potável.
A Figura 2.9 demonstra como devem ser constituídas as camadas da zona de
raízes e alguns detalhes construtivos.
Figura 2.9 – Zona de raízes (Maciel, 2003).
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
_________________________________________________________________________
37
Foi realizado por Mieli (2001), um estudo em 20 residências unifamiliares na
cidade de Bom Jesus de Itabapoana no estado do Rio de Janeiro, para o reuso de
águas servidas provenientes dos chuveiros, lavatórios, tanques de roupa e máquinas
de lavar. Os efluentes são captados por prumadas independentes de esgotos e
enviados a um sistema de pré-tratamento para serem reutilizados em descarga dos
vasos sanitários, lavagens de pisos, carros e irrigação de jardins. O sistema de pré-
tratamento é composto por:
1) Caixa de retenção de sólidos;
2) Um reservatório de águas servidas;
3) Um filtro com a função de eliminar as impurezas existentes nas águas
servidas. Este filtro é composto pelas seguintes camadas:
- fundo falso com aberturas de 2 cm, espaçadas de 15 em 15 cm, com
laje de 5 cm afastada de 15 cm do fundo;
- 20 cm de brita nº 1;
- 20 cm de brita zero;
- 30 cm de areia grossa lavada;
- 30 cm de areia fina lavada;
- 20 cm de carvão;
4) Um reservatório inferior de água tratada, onde as águas servidas realizam,
após filtração, a desinfecção (cloração) para posterior elevação ao
reservatório superior;
5) Elevação de água através de moto-bomba do reservatório inferior para o
superior;
6) Reservatório superior de água de reuso, entre este reservatório e o barrilete
de água potável existe um sistema de “BY-PASS”. Neste sistema, há um
registro de gaveta, uma válvula de retenção e uma torneira de bóia,
instalados de maneira a não permitir o contato entre a água potável e a
reciclada.
Caso falte água no reservatório de água de reuso, que alimenta as descargas
dos vasos sanitários e lavagens em geral, este será suprido por água potável.
Verificou-se, com este esquema de reuso de água, que a média de redução de
consumo de água tratada por residência foi de 37,5%.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
38
3. Metodologia
3.1. Introdução
Após a verificação, no capítulo anterior, dos problemas causados ao meio
ambiente, seja através do desperdício ou do descaso aos recursos naturais, seria
contraditório não se adotar, para a realização deste trabalho, esquemas eficientes,
econômicos e que preservem o meio ambiente. É então tomado como meta, na
elaboração dos projetos luminotécnico e hidro-sanitário presentes neste trabalho, a
sustentabilidade das edificações, promovendo desta maneira o zelo à natureza e o
favorecimento à economia financeira.
Com relação ao projeto elétrico de edificações, o Engenheiro Civil tem
atribuição de projetar apenas para baixas tensões (potência instalada abaixo de 75
kW). Por este motivo não será realizado, neste trabalho, o projeto elétrico.
3.2. Objeto de estudo - Centro de Cidadania Campeche
Os projetos aqui elaborados são aplicáveis ao Centro de Cidadania Campeche,
o qual foi idealizado e arquitetonicamente projetado no ano de 2002 pelas então
acadêmicas do curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Santa
Catarina, Beatriz Francalacci da Silva, Elizângela Martins de Almeida e Gisela Barcellos
de Souza. A Figura 3.1 mostra um croqui de implantação da edificação e destaca, em
azul, as edificações estudadas neste trabalho.
Figura 3.1 – Croqui de implantação.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
39
O centro de Cidadania Campeche trata-se de um projeto social para a praia do
Campeche. O terreno escolhido para a implantação desse projeto, um antigo campo
de pouso da Base Aérea que hoje é apropriado como um parque seco, está situado no
encontro da Avenida Pequeno Príncipe com a Servidão Dionízio Raphael Ignácio. O
local de implantação do projeto é uma porção deste terreno original que foi
desmembrada. Este é compreendido como um espaço de transição entre o bairro e o
parque, criando, através da mistura de usos e dos espaços públicos que conforma,
uma centralidade para o Campeche.
A edificação proposta divide-se em duas alas com ruas internas e usos voltados
tanto para estas quanto para as fachadas externas. Na ala noroeste concentram-se as
atividades de mercado e comércio. Já na nordeste, estão os setores de apoio à
população (como centro de saúde e usos que permitem acesso direto da comunidade
à serviços administrativos e de empresas de infra-estrutura urbana) e culturais (salas
para oficinas de artes, salão de festas para a comunidade e sala de jogos).
As Figuras 3.2 e 3.3 apresentam perspectivas da edificação através de maquete
eletrônica.
Figura 3.2 – Centro de Cidadania Campeche – vista sul.
Figura 3.3 – Centro de Cidadania Campeche – vista norte.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
40
3.3. Projeto luminotécnico
A escolha dos equipamentos de iluminação é baseada principalmente na
economia e na vida útil que estes oferecem. Tanto lâmpadas como luminárias e
reatores devem ser escolhidos buscando-se o máximo em eficiência energética.
Entretanto, estes aparelhos não devem deixar a desejar no que diz respeito a uma
iluminação de qualidade.
3.3.1. Iluminação interna
Para a iluminação interna dos ambientes, o projeto luminotécnico foi elaborado
através da aplicação do método dos lúmens. Para que se torne possível o uso do
método dos lúmens, faz-se necessário conhecer os seguintes fatores:
Dimensões do ambiente a ser iluminado;
Altura e localização da superfície de trabalho;
Refletância de paredes, piso e teto;
Tipo de atividade a ser desenvolvida;
Fluxo luminoso da lâmpada a ser utilizada;
Coeficiente de utilização da luminária a ser utilizada;
Condições de higiene do ambiente e o intervalo de limpeza.
Primeiramente é calculado o índice de ambiente (K), determinado através da
equação 3.1.
K = C x L__ (3.1)
(C+L) x h
Onde:
C é o comprimento do ambiente [m];
L é a largura do ambiente [m];
h é a altura entre as luminárias e a superfície de trabalho [m].
Na seqüência pode-se calcular o fluxo luminoso desejado (Φdesejado), dado pela
equação 3.2.
Φdesejado = A x E__ (3.2)
Cut x Fd
Onde:
A é a área do ambiente [m];
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
41
E é a iluminância desejada na superfície de trabalho [lúmen/m²]. Para este trabalho
as iluminâncias desejadas foram obtidas através de valores fornecidos pela NBR-5413
(ABNT, 1992);
Cut é o coeficiente de utilização. Este coeficiente é fornecido em catálogos técnicos
dos fabricantes de luminárias. Para sua obtenção é necessário conhecer o índice de
ambiente e as refletâncias de teto, paredes e piso;
Fd é o fator de depreciação. Este fator está relacionado com período de limpeza do
sistema de iluminação como também do grau de higiene do ambiente. Dentre diversos
autores que sugerem diferentes fatores de depreciação, escolheu-se, para este
trabalho, o fator de depreciação segundo Smit (1964), que pode ser encontrado no
Anexo A.
Finalmente, pode-se chegar ao número de luminárias (N) necessárias para
cada ambiente através da equação 3.3.
N = Φdesejado/Φlumin (3.3)
Onde:
N é o número de luminárias.
Φdesejado é o fluxo luminoso desejado [lm].
Φlumin é o fluxo luminoso das lâmpadas utilizadas em cada luminária [lm/luminária].
3.3.2. Iluminação externa
O método “ponto a ponto” seria o mais adequado para o dimensionamento da
iluminação externa. Contudo, devido a praticidade e a insuficiência de tempo, utilizou-
se, para o dimensionamento da iluminação externa (corredores e alas que possuem
teto e não necessariamente paredes), o método dos lúmens, seguindo o mesmo
procedimento do item anterior. Porém, para que se tornasse possível a realização dos
cálculos, os ambientes externos foram considerados como sendo internos, só que com
baixos valores de refletância para tetos, paredes e pisos.
3.4. Iluminação natural
Para obter-se economia em energia elétrica, será tirado proveito da iluminação
natural. Para tanto, as luminárias, dentro dos recintos, deverão ficar dispostas
paralelamente as janelas e possuir interruptores individuais ou por fila de luminárias
paralelas a janela. Desta forma, quando a luz natural, que penetra nos ambientes
através das janelas, suprir as necessidades de iluminância em determinados locais dos
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
42
recintos (próximos as janelas), será desnecessário fazer-se uso de iluminação artificial
nestes pontos.
3.5. Projeto hidráulico
A elaboração do projeto hidráulico é caracterizada basicamente em quatro
passos:
Concepção - é a análise dos diversos aspectos envolvidos no projeto;
Demanda - consiste em determinar as vazões necessárias nos trechos das
tubulações;
Dimensionamento - é a determinação dos diâmetros das tubulações que
satisfaçam as vazões necessárias;
Comunicação – é a elaboração das instruções técnicas, escritas e gráficas,
necessárias a execução do projeto.
Fazendo-se uso de água potável e não potável (pluvial e reuso) para o
abastecimento dos diferentes pontos de consumo de água presentes no Centro de
Cidadania Campeche, existe a necessidade de definir qual tipo de água será utilizada
em cada um deles. Desta forma, pode-se estimar a porcentagem de cada tipo de água
que será necessária para atender o consumo diário da edificação. Esta estimativa,
apresentada na Tabela 3.1, é baseada na Tabela 2.10, obtida através de Kammers
(2004), que é o único estudo realizado para a determinação do uso final de água em
edificações, semelhantes ao em questão, para a cidade de Florianópolis.
Tabela 3.1 - Estimativa de consumo de cada tipo de água.
Dispositivo hidro-sanitário Tipo de águaPercentual de consumo
total diário (%)
Torneira de lavatório Potável 15
Torneira de limpeza e jardim Pluvial 5
Torneira de cozinha Potável 10
Mictório Reuso 30
Vaso sanitário Reuso 40
Portanto, de acordo com a Tabela 3.1, a porcentagem final do consumo diário
de água potável é de 25% (torneira de lavatório + torneira de cozinha); de reuso,
70% (mictório + vaso sanitário); e pluvial, 5% (torneira de limpeza e jardim). Para a
estimativa inicial de consumo, o uso da água pluvial será considerado somente nas
torneiras de limpeza e jardim. Caso haja a necessidade de aproveitamento da água
pluvial nos dispositivos hidro-sanitários atendidos em princípio pela água de reuso, em
razão da falta desta última, será preciso estimar este novo panorama de consumo.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
43
3.5.1. Consumo diário
O consumo diário (CD), que é um valor referente à classificação da edificação,
é dado pela equação 3.4.
CD = P x C (3.4)
Onde:
CD é o consumo diário [litros/dia];
P é a população da edificação [pessoas];
C é o consumo para cada tipo de edificação [litros/pessoa.dia];
Os valores de P e de C são obtidos através do Código de Obras da Prefeitura Municipal
de Florianópolis.
3.5.2. Diâmetros das tubulações
Na inexistência de uma norma aprovada para o dimensionamento das
tubulações que atendem os dispositivos hidro-sanitários, para água de chuva e de
reuso, será utilizada a mesma norma para o dimensionamento das tubulações de água
potável, a NBR 5626 (ABNT, 1998). O dimensionamento das tubulações é efetuado
através do critério do consumo máximo provável. Na aplicação deste critério é
utilizado o método da soma dos pesos.
Este método estabelece um peso para cada aparelho hidro-sanitário. Para se
determinar a vazão (Q) e o diâmetro nominal (DN) de dado trecho da tubulação,
utiliza-se um ábaco (Anexo B), entrando-se com o valor do somatório de pesos (ΣP)
correspondente a este trecho.
Posteriormente, deve-se verificar a velocidade da água na tubulação, sendo
que esta não pode ultrapassar o valor de 3 m/s. A velocidade da água é obtida através
do ábaco de Fair-Whippel-Hsiao, presente no Anexo C. Caso a velocidade resulte em
um valor acima do permitido, deve-se aumentar o diâmetro da tubulação para reduzi-
la.
Por fim, analisa-se a pressão, que deve estar dentro dos seguintes limites:
Limite superior – a pressão estática deve ficar abaixo de 40 mca ou 400
kPa;
Limite inferior – a pressão dinâmica deve ser superior a 0,5 mca ou 5 kPa.
3.6. Projeto sanitário
O projeto sanitário é idealizado em três partes:
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
44
Concepção – serve para a identificação dos pontos geradores dos diferentes
tipos de esgoto (águas servidas, águas negras ou imundas e águas com
gordura); definição e posicionamento dos desconectores (sifões, caixas
sifonadas, ralos sifonados e caixas retentoras); definição do sistema de
ventilação; posicionamento do tubo de queda; definição do acesso a
tubulação e definição do destino do esgoto;
Dimensionamento – consiste em determinar os diâmetros capazes de
proporcionar a vazão necessária;
Comunicação – consiste na elaboração das instruções técnicas escritas e
desenhadas necessárias para a execução do projeto.
Para a elaboração do projeto sanitário é utilizada a NBR 8160 (ABNT, 1983).
Como será feito reuso das águas servidas (item 3.8), existirão duas redes de
tubulações de esgoto. Uma que conduz os dejetos a um tanque séptico e a outra a um
sistema de tratamento para reuso da água. A Tabela 3.2 apresenta o destino da água
dos diferentes dispositivos hidro-sanitários e as porcentagens que serão utilizadas nos
cálculos de dimensionamento da rede de esgoto e do sistema de reuso. Tais valores,
como foi explicado no item 3.6, vêm de Kammers (2004).
Tabela 3.2 – Dispositivos hidro-sanitários – destino e consumo da água
Dispositivo hidro-sanitário Destino Percentual de consumo
total diário (%)
Torneira de lavatório Sistema de reuso 15
Torneira de pia de cozinhaCaixa de gordura +
tanque séptico10
Mictório Sistema de reuso 30
Vaso sanitário Tanque séptico 40
Conforme a Tabela 3.2, 50% da água consumida diariamente tem como destino
o tanque séptico (vaso sanitário e pia de cozinha). No caso das torneiras de pia de
cozinha, parte da água é usada para consumo humano (preparação de alimentos).
Porém, para ficar a favor da segurança, considera-se que toda a água vai para a rede
de esgoto. Ao sistema de tratamento, para posterior reutilização, serão enviados 45%
da água utilizada (torneira de lavatório e mictório). Os 5% restantes em relação ao
consumo total diário, referem-se a água utilizada para limpeza e rega de jardins.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
45
3.6.1. Dimensionamento das tubulações
A definição dos diâmetros a serem adotados para as tubulações é feita através
das Unidades Hunter de Contribuição (UHC). Neste método, 1 UHC corresponde a
vazão de 28 l/min (ABNT, 1983). Deste modo, dimensionam-se as tubulações dos
ramais de descarga, ramais de esgoto, tubos de queda, coletores e subcoletores,
ramais de ventilação e colunas de ventilação.
3.6.2. Caixas de inspeção e de gordura
As caixas de inspeção e de gordura devem apresentar as dimensões e detalhes
construtivos expostos no capítulo anterior.
3.6.3. Tanque séptico
O projeto do tanque séptico segue a NBR 7229 (ABNT, 1993).
Através da equação 3.5 pode-se calcular o volume útil de um tanque séptico.
Vu = 1000 + N x (C x T + K x Lf) (3.5)
Onde:
Vu é o volume útil, sendo que o mínimo é de 1250 litros;
N é o número de pessoas ou unidades de contribuição;
C é a contribuição de despejos [litros/pessoa.dia];
T é o período de detenção [dias];
K é a taxa de acumulação de lodo digerido em dias, que varia conforme a temperatura
média do mês mais frio e o intervalo entre limpezas do tanque;
Lf é a contribuição de lodo fresco [litros/pessoa.dia] ou [litros/unidade.dia], que
depende da ocupação da edificação, variando entre permanente e temporária.
Todos os valores das variáveis são obtidos na NBR 7229 (ABNT, 1993).
Existe a possibilidade de redução do volume do tanque séptico em função do
que foi apresentado pela Tabela 3.2. Para isto, basta reduzir a contribuição de
despejos (C) em 50%, pois a água utilizada em mictórios e lavatórios (45%) será
destinada ao sistema de reuso e a água utilizada em torneiras de limpeza e jardim
(5%) será perdida para o meio.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
46
3.6.4. Sumidouro
O projeto do sumidouro segue as disposições da NBR 13969 (ABNT, 1997).
A Equação 3.6 apresenta como deve ser calculada a área de infiltração
necessária para o sumidouro.
A = V/Ci (3.6)
Onde:
A é a área de infiltração necessária, para o sumidouro [m²];
V é o volume de contribuição diária [litros/dia];
Ci é o coeficiente de infiltração [litros/m².dia]. Este coeficiente é obtido através de
ensaio descrito na NBR 13969 (ABNT, 1997).
Para o cálculo final da área do sumidouro também existe a possibilidade de
redução de seu valor, devido a mesma justificativa dada no item anterior. Porém, aqui
se reduz em 50% o valor do volume de contribuição diária (V).
3.7. Projeto de aproveitamento de águas pluviais
Na inexistência de uma norma aprovada a respeito de projetos de
aproveitamento de águas pluviais, faz-se uso da NBR 10844 (ABNT, 1989) para
dimensionar as calhas e tubulações que servem para encaminhar a água da chuva dos
telhados e terraços da edificação ao reservatório inferior, localizado no nível do solo.
Para o deslocamento da água do reservatório inferior a um outro superior é utilizada
bomba hidráulica de recalque, dimensionando-se este sistema, como especifica o item
3.6.2. Já no dimensionamento da tubulação que vai do reservatório superior aos
pontos de utilização da água de chuva, faz-se uso da NBR 5626 (ABNT, 1998), como já
explicado no item 3.6.1.
3.7.1. Dimensionamento das calhas
Primeiramente deve-se obter a vazão de projeto, calculada através da equação 3.7.
Q = I x A (3.7) 60
Onde:
Q é a vazão de projeto [litros/min];
A é a área de contribuição [m²];
I é a intensidade pluviométrica [mm/h];
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
47
O procedimento de cálculo das áreas de contribuição (telhados e terraços
presentes na edificação) e o valor da intensidade pluviométrica, obtida através da
tabela denominada “Chuvas Intensas do Brasil”, são encontrados na NBR 10844
(ABNT, 1989).
As calhas adotadas foram as de alumínio com seções quadradas.
Para dimensionar as calhas usa-se a fórmula de Manning-Strickler, mostrada
na equação 3.8.
Q = K x S x RH2/3 x i1/2 (3.8)
n
Onde:
Q é a vazão da calha [litros/min] que deve ser igual ou superior a vazão de projeto;
S é a área molhada [m²];
n é o coeficiente de rugosidade em função do material da calha;
RH é o raio hidráulico [m];
i é a declividade da calha [m/m];
K é um coeficiente para conversão de unidades, sendo seu valor igual a 60.000.
3.7.2. Dimensionamento dos condutores verticais
O diâmetro dos condutores verticais é obtido através de ábaco (presente na
norma), usando-se como dados de entrada a vazão de projeto (Q) [litros/min], a
altura da lâmina d’água na calha (H) [mm] e o comprimento do condutor vertical (L)
[m]. O diâmetro mínimo deve ser de 75 mm.
3.7.3. Dimensionamento dos condutores horizontais
O diâmetro dos condutores horizontais é obtido diretamente de uma tabela,
presente na NBR 10844 (ABNT, 1989), tendo que, para isso, conhecer a rugosidade
(n), a inclinação (i) e a vazão necessária do condutor.
3.7.4. Filtros
A eliminação dos resíduos grosseiros que se juntam ao fluxo da água da chuva
será dada através da instalação de grelhas na junção das calhas com os condutores
verticais. Para a remoção de resíduos menores, haverá um filtro anterior ao
reservatório inferior composto por grades seqüenciais que vão tendo seus
espaçamentos de malhas diminuídos na direção em que a água flui, obstruindo a
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
48
passagem de resíduos. Estas malhas estarão localizadas em uma caixa de inspeção e
deverão ser limpas com freqüência.
3.7.5. Dimensionamento do reservatório
Para estipular o volume necessário do reservatório de água pluvial, faz-se uso
das planilhas de cálculo (algoritmos) do programa computacional Netuno (NETUNO,
2004). Este programa tem por objetivo determinar o potencial de economia de água
tratada através do aproveitamento de água pluvial.
O Netuno apresenta, também, como resultado da simulação, os percentuais de
números de dias do ano em que a água pluvial coletada atende completamente as
necessidades diárias de água pluvial, atende parcialmente essas necessidades e
quando não atende as necessidades diárias, ou seja, quando o reservatório de água
pluvial encontra-se completamente vazio. Como forma de comparação, é apresentado
volume de água pluvial extravasado (não aproveitado) ao longo do ano. Os índices
pluviométricos, usados para o dimensionamento e presentes nas planilhas de cálculo
do programa, são relativos aos anos de 2001, 2002 e 2003, para a região de
Florianópolis.
Este programa, desenvolvido para fins residenciais, prevê que 50% dos usos
finais de água nas edificações podem ser atendidos com água pluvial. Caso este
percentual seja diferente do estimado para o Centro de Cidadania Campeche, ele
deverá ser alterado nas planilhas de cálculo do programa.
3.7.6. Pontos atendidos
Os pontos atendidos com água pluvial serão as torneiras destinadas a lavagem
de piso e irrigação de jardins. Nestas torneiras deverão existir avisos que indiquem a
proibição do consumo humano da água por elas disponibilizada. Mictórios e vasos
sanitários também serão atendidos com água pluvial quando ocorrer falta de água de
reuso.
3.8. Reuso de água
Outro meio a ser projetado para o aproveitamento de água para fins não
potáveis será o de reuso. Como já foi mencionado anteriormente, as águas servidas
nos lavatórios e mictórios serão reutilizadas. Já os pontos atendidos com a água de
reuso serão os mictórios e os vasos sanitários. Após ser utilizada nos lavatórios e
mictórios, a água passará por um tratamento e será armazenada em um reservatório
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
49
inferior. Do reservatório inferior a água será conduzida a um outro reservatório
superior.
3.8.1. Tratamento
O tratamento adotado para a desinfecção da água será o da zona de raízes. A
aplicação deste sistema é baseada nos métodos da Secretaria Municipal do Meio
Ambiente de Niterói, do Centro Federal de Tecnologia do Paraná (Cefet/PR) e da
Fundação 25 de Julho, de Joinvile. O dimensionamento do tanque, que deve ser
retangular, é dado pela taxa de aplicação do sistema que é de 0,24 m³/m².dia. Ou
seja, é necessário 1 m² de área de tanque para o tratamento de 0,24 m³ de efluente
em 1 dia. Portanto, para obter-se o valor da área necessária, basta dividir 14,715 m³,
que corresponde a 45% do consumo diário de água destinados ao sistema de reuso,
por 0,24 m³/m².dia. A relação entre largura e comprimento deve obedecer a razão de
no mínimo 1 e no máximo 1/1,5. A altura adotada para o tanque é de 60 cm. O
volume diário tratado de esgoto será igual a 90% do volume de efluentes recebidos
(14.715 litros) pela zona de raízes por dia. Essa minoração em 10% deve-se a perda,
por absorção, de parte dos efluentes pelas raízes da plantas do tanque.
A espécie vegetal a ser utilizada é uma espécie de junco (Zizanopsis
bonariensis brás.), uma planta testada em pesquisa realizada pela Fundação
Municipal 25 de Julho de Joinvile. As paredes e o fundo do tanque da zona de raízes
serão em concreto, sendo que estes devem ser impermeabilizados para impedir o
contato dos efluentes com o solo. Sua maior dimensão deverá apresentar declividade
de 0,5%.
3.9. Reservatórios
Como o abastecimento da edificação será dado através de três fontes
diferentes de captação de água, haverá a necessidade de três reservatórios, um para
cada tipo. Cada um destes reservatórios será dividido em superior e inferior. Os
reservatórios superiores estarão localizados no topo do mirante presente na
edificação. A soma de seus volumes não deverá ultrapassar 20.000 litros, por questão
de carga máxima estimada para a estrutura do mirante. Os reservatórios inferiores
serão construídos no nível do solo (enterrados). Todos os reservatórios serão de
concreto armado.
A Figura 3.4 apresenta, de forma simplificada, um esquema geral dos
reservatórios.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
50
BHBH
RI-AP
4
RS-AP
RI-AR
BH
1
RI-APL
2 3
5
RS-APL
6
RS-AR
Figura 3.4 – Reservatórios
As siglas e números da figura 3.4 significam:
RI: reservatório inferior;
RS: reservatório superior;
AP: água potável;
APL: água pluvial;
AR: água de reuso;
BH: bomba hidráulica de recalque;
1: vem da companhia de abastecimento de água local;
2: vem da coleta de água de chuva;
3: vem do sistema da zona de raízes;
4: vai para torneiras de lavatório e de cozinha;
5: vai para torneiras de limpeza e jardim;
6: vai para vasos sanitários e mictórios.
A comunicação entre os reservatórios deve seguir o esquema apresentado na
Figura 3.4. O controle dos abastecimentos deverá ser feito através de bóias elétricas.
À medida que a água dos reservatórios superiores for sendo consumida, é enviada, a
estes, água dos reservatórios inferiores. Quando faltar água de reuso, seu reservatório
superior será abastecido pela água vinda do reservatório superior de água pluvial.
Caso falte água pluvial, será disponibilizada água potável para o abastecimento do
reservatório superior de água pluvial. Para facilitar a passagem de água entre os
reservatórios, estes deverão estar posicionados em diferentes níveis de altura. Estas
ligações existentes entre os reservatórios devem possuir válvulas de retenção de
fluxo, que só permitem a passagem de água em uma das direções.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
51
Todos os reservatórios devem possuir tubulação de extravasamento, que, em
caso de defeitos no sistema de controle do abastecimento (bóias), dirija a água a uma
sarjeta. Para que se possa perceber a existência de alguma irregularidade, o
extravasamento da água à sarjeta, que, por sua vez, deve conduzir a água à rede
pública de água pluvial, deve ser visível.
3.9.1. Dimensionamento do conjunto elevatório
Para que seja possível o envio de água dos reservatórios inferiores aos
superiores deve existir um conjunto elevatório à base de bomba hidráulica de
recalque. A Figura 3.5 apresenta um desenho esquemático de como deve ser o
conjunto elevatório.
Figura 3.5 – Conjunto elevatório
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
52
3.9.1.1. Tubulação de recalque
Para o cálculo do diâmetro da tubulação de recalque é utilizada a fórmula de
Forschheimmer, denotada pela equação 3.9.
DR=1,3 x Q1/2 x (h/24)1/4 (3.9)
Onde:
DR é o diâmetro do recalque [m];
Q é a vazão de recalque [m³/s];
h é o número de horas de funcionamento da bomba hidráulica de recalque por dia.
3.9.1.2. Tubulação de sucção
Não há cálculos para o dimensionamento da tubulação de sucção. Adota-se o
diâmetro comercialmente disponível, imediatamente superior ao diâmetro do recalque.
3.9.1.3. Extravasores
Tanto no reservatório inferior como no superior, os extravasores não precisam
ser dimensionados. Adota-se para estes um diâmetro comercial imediatamente
superior ao diâmetro da alimentação dos reservatórios.
3.10. Índices de Economia
A fim de se obter os potenciais de economia provenientes da aplicação dos
sistemas presentes nos projetos elaborados neste trabalho, será feito o seguinte:
Para avaliar o potencial de economia em iluminação obtido com o sistema
energeticamente eficiente elaborado para o projeto luminotécnico, as
potências instaladas em alguns ambientes serão comparadas com as
potências instaladas, nesses mesmos ambientes, caso eles fossem
dimensionados de forma a gerar um sistema energeticamente ineficiente;
No caso do projeto hidro-sanitário, será verificado o potencial de economia
de água potável obtida em função da adoção dos sistemas de
aproveitamento de água pluvial e de reuso de água servida. Para isto, serão
comparados os volumes de água potável, necessários para atender o
consumo diário da edificação, com e sem a adoção dos sistemas de
economia de água.
Capítulo 3. Metodologia
_________________________________________________________________________
53
3.11. Manual de Uso da Edificação
Com o intuito de garantir economia de água e energia na edificação, será
elaborado o Manual de Uso da Edificação. Este manual apresentará a forma e o porquê
de como foram planejadas as instalações hidro-sanitárias e luminotécnicas. Trará,
também, dicas e instruções direcionadas aos usuários e ao zelador da edificação
mostrando o que se espera deles para a obtenção de uma edificação que colabore com
a preservação do meio ambiente e que gere baixas despesas financeiras com energia
e água.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
54
4. Resultados
4.1. Introdução
Neste capítulo encontram-se os resultados alcançados para a elaboração dos
projetos luminotécnico e hidro-sanitário do Centro de Cidadania Campeche. Tais
resultados foram obtidos de acordo com a metodologia proposta no capítulo anterior,
estando essa, por sua vez, fundamentada na revisão bibliográfica contida no capítulo
2.
Os projetos luminotécnico e hidro-sanitário, por completo, podem ser
encontrados no CD que acompanha este trabalho. Para a visualização dos arquivos
contidos no CD, faz-se necessária a instalação de um programa (AutoDesck Express
Viewer), também presente no CD. Serão apresentadas neste capítulo, como forma de
demonstrar a obtenção dos resultados, pequenas partes dos projetos que se
assemelham ao todo e alguns detalhes construtivos.
4.2. Projeto luminotécnico
4.2.1. Ambientes internos
Para o uso na iluminação geral dos ambientes internos, optou-se pela luminária
TBS 020 da Philips, analisada através de catálogos técnicos eletrônicos no website da
empresa fabricante (<http://www.luz.philips.com.br>). Dentre as diversas versões
existentes neste grupo foi escolhida a RA (refletor aberto). Esta luminária tem seu
refletor em alumínio anodizado, polido e brilhante e não possui aletas. Este sistema
caracteriza-se pelo alto rendimento sendo ideal para áreas de tarefas simples.
A escolha da lâmpada é influenciada pela luminária adotada. As lâmpadas
compatíveis com a luminária TBS020 são as fluorescentes tubulares de TLDRS 32W,
também do mesmo fabricante da luminária. Estas lâmpadas são indicadas para locais
onde existe a necessidade de boa qualidade de luz aliada a economia de energia. A
Figura 4.1 apresenta uma imagem da luminária adotada.
Figura 4.1 – Luminária RA e lâmpada fluorescente tubular.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
55
O índice de reprodução de cores (IRC) deste tipo de lâmpada é igual a 85.
Conforme Philips (1993), é recomendado o uso de aparência de cor intermediária,
para este valor de IRC, nos diferentes tipos de ambientes da edificação em estudo.
Para iluminâncias requeridas menores que 500 lux, caso presente, também é
recomendado o uso de aparência de cor intermediária, levando a uma escolha de
temperatura de cor igual a 4000K. Portanto, a lâmpada adotada é a TLDRS 32W, com
fluxo luminoso de 2700 lm.
Os valores estipulados para a refletância de teto, parede e piso dos ambientes
internos são, respectivamente, 70, 50 e 20. Não foram considerados valores maiores,
devido a provável colocação de móveis e objetos nas superfícies, principalmente nas
paredes. O valor do fator de depreciação, segundo adotado é de 0,9 (SMIT, 1964);
este valor é usado para ambientes considerados limpos e onde haja a limpeza das
luminárias e lâmpadas pelo menos uma vez por ano.
Os reatores adotados são os eletrônicos com fator de fluxo de luminosidade
igual a 1 e perda de carga nula. Este tipo de reator reduz em até 20% o consumo de
energia comparando-se aos reatores convencionais.
4.2.2. Banheiros e corredores
Para corredores, banheiros e ambientes com menos de 10 m² de área (tais
como alguns recintos do centro médico) optou-se pelo uso da lâmpada fluorescente
compacta integrada Universal de 20W, da Philips. Esta lâmpada está disponível na
versão de 20W, que é equivalente às lâmpadas incandescentes de 75W em 127V e
100W em 220V. Ela tem acendimento instantâneo e consome 80% menos energia que
suas equivalentes.
A luminária usada para este tipo de lâmpada, mostradas na Figura 4.2, é a de
embutir FBN 150, também da Philips e com refletor em alumínio. Para o
dimensionamento, como não foi encontrado catálogo técnico para este tipo de
luminária, faz-se uso da mesma tabela de coeficientes de utilização das luminárias
TBS020 RA. Porém, adotam-se baixos valores de refletância para tetos, paredes e
pisos, em função da segurança.
Figura 4.2 – Luminária FBN 150 e lâmpada fluorescente compacta integrada.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
56
4.2.3. Iluminâncias e potências instaladas
O Centro de Cidadania Campeche apresenta diversos tipos de ambientes. Estes
ambientes têm diferentes dimensões e finalidades de uso, requerendo, desta maneira,
diferentes valores de iluminância. A Tabela 4.1 apresenta dados de alguns ambientes
com diferentes finalidades e atividades desenvolvidas. Percebem-se, nela, as
diferentes dimensões e iluminâncias desejadas para cada ambiente. Como o reator
apresenta fator de fluxo luminoso igual a 1 e perda de potência nula, a potência
instalada, por luminária, do conjunto reator mais lâmpada é igual à potência instalada
da lâmpada. A Tabela 4.2 traz os resultados obtidos para o projeto luminotécnico dos
ambientes apresentando o número de luminárias, potência instalada, densidade de
potência instalada e as iluminâncias no início de uso ou após limpeza dos
equipamentos de iluminação e iluminância após 12 meses de uso dos equipamentos.
Tabela 4.1 – Projeto luminotécnico (dados dos ambientes).
Ambiente C (m) L (m) h (m) A (m²) PIL (W) E (lux)
Loja 7,35 7,35 2,4 54,02 2x32 300
Mini-Mercado 7,35 7,35 2,4 54,02 2x32 400
Pintura 7,35 7,35 2,5 54,02 2x32 400
Lanchonete:
Cozinha
Geral
3,65
5,29
1,61
3,65
2,4
2,4
5,88
19,31
2x32
2x32
500
250
Onde:
C é o comprimento.
L é a largura;
h é altura entre a luminária e a superfície de trabalho;
A é a área;
PI é a potência instalada por luminária;
E é a iluminância desejada;
Tabela 4.2 - Projeto luminotécnico (resultados para cada ambiente).
Ambiente K Cut N PI (W)DPI
(W/m²)
Enovo
(lux)
E12meses
(lux)
Loja 1,53 0,584 6 384 7,1 350,3 315,2
Mini-Mercado 1,53 0,584 8 512 9,5 467,0 420,3
Pintura 1,47 0,575 8 512 9,5 459,8 413,8
Lanchonete:
Cozinha
Geral
0,47
0,90
0,360
0,465
2
2
128
128
21,8
6,6
661,2
260,1
595,1
234,1
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
57
Onde:
K é o índice de ambiente;
Cut é o coeficiente de utilização;
N é o número de luminárias;
PI é a potência instalada;
DPI é a densidade de potência instalada;
Enovo é a iluminância no ínicio de uso dos equipamentos de iluminação ou após suas
limpezas;
E12meses é a iluminância após 12 meses de uso dos equipamentos, sem que estes
tenham sido limpados.
O alto valor de densidade de potência instalada em alguns ambientes, no caso
da Tabela 4.2 tem-se a cozinha da lanchonete (21,8 W/m²), é devido à pequena área
destes ambientes e ao arredondamento, para cima, dos valores calculados para o
número de luminárias.
As iluminâncias dos ambientes são calculadas a fim de se ter a iluminância
desejada aos 12 meses de uso (fator de depreciação). Porém, os valores obtidos para
este período são normalmente maiores que os desejados devido ao arredondamento
do número de luminárias para cima. Quando ocorre o contrário, como no ambiente
geral da lanchonete (Tabela 4.2), é porque o número de luminárias foi arredondado
para baixo. Não há problemas, neste caso, pois para a iluminância desejada já existe
uma margem de segurança.
O Apêndice A apresenta tabelas semelhantes às Tabelas 4.1 e 4.2, trazendo
resultados para todos os ambientes da edificação.
4.2.3. Exemplo de projeto
A Figura 4.3 mostra a planta baixa do projeto luminotécnico para o salão de
beleza presente no andar térreo da edificação. A iluminância usada para o
dimensionamento deste ambiente foi de 400 lux. Para as salas de depilação e
massagem utilizou-se, respectivamente, 350 e 200 lux.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
58
F
2 x 32W
E
B
A
Depilação
2 x 32W
2 x 32W
2 x 32W
Salão de belezaF
2 x 32W
J
2 x 32W
E
D
C
Massagem
2 x 32W
2 x 32W
2 x 32W
I
H
G
2 x 32W
2 x 32W
2 x 32W
J
2 x 32W
I
H
G
2 x 32W
2 x 32W
2 x 32W
Figura 4.3 – Projeto luminotécnico do salão de beleza.
Para se tirar proveito da iluminação natural, descrito no item 3.4, as
luminárias, conforme exemplo da Figura 4.1, foram dividas em grupos e nomeadas
através de letras. O número das diferentes letras corresponde à quantidade de
interruptores que devem estar presentes no ambiente. Os números posicionados
abaixo das luminárias, representadas através de retângulos, indicam a potência
existente em cada luminária. Como no exemplo, 2x32W, significa a presença de duas
lâmpadas de 32W, resultando em 64W instalados por luminária (os reatores adotados
apresentam fator de fluxo de luminosidade igual a 1 e perda de potência nula).
4.3. Projeto hidro-sanitário
4.3.1. Projeto hidráulico
A Figura 4.4 apresenta um esquema isométrico de um banheiro masculino e
parte de um banheiro feminino presente no pavimento térreo da edificação. Através
deste esquema percebe-se a existência de dois, dos três diferentes tipos de redes
para o abastecimento dos dispositivos hidro-sanitários. Os mictórios e vasos sanitários
são atendidos com água proveniente do reservatório de reuso (R); os lavatórios, com
água potável (P). Percebe-se, também, que a alimentação é feita por baixo, em razão
dos reservatórios estarem localizados em um mirante e não na própria edificação,
tornando necessária a passagem da tubulação pelo solo.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
59
R - 7
WC FEM. 2
PVC25mmP - 20
1"RG
1/2"
1/2"LAV
LAV1/2"25mm
25mm
LAV
25mm
WC MASC. 2
LAV
25mm
1/2"
1/2"
1/2"
LAV
LAV
25mm
25mm
25mm1"RG
1/2"MIC
1/2"MIC
1/2"VS
25mm
VS1/2"
25mm
PVC
SEM ESCALA
LEGENDA
MIC
LAV
VS
P
R
MICTÓRIO
LAVATÓRIO
VASO SANITÁRIO
COLUNA DE ÁGUA POTÁVEL
COLUNA DE ÁGUA DE REUSO
TUBULAÇÃO-ÁGUA POTÁVEL
TUBULAÇÃO-ÁGUA DE REUSO
1/2"VS
LAV1/2"
LAV1/2"
Figura 4.4 – Esquema isométrico do banheiro masculino 2.
4.3.2. Dispositivos hidro-sanitários
Os dispositivos hidro-sanitários adotados possuem as características
apresentadas na Tabela 4.3. Estes dispositivos foram escolhidos em função da redução
de consumo de água que apresentam.
Tabela 4.3 – Dispositivos hidro-sanitários.
Aparelho Características
Torneira de lavatóriofechamento automático hidromecânico e
incorporador de ar
Torneira de cozinha de mesa com bica móvel
Torneira de jardim/limpeza torneira de jardim/tanque para mangueira
Mictório sifão integrado e válvula de fechamento automático
Vaso sanitário caixa de descarga acoplada de 6 litros
4.3.3. Projeto sanitário
Na Figura 4.5 pode-se ver os detalhes da tubulação de esgoto para o mesmo
ambiente apresentado no item 4.3.1. Percebe-se os dois diferentes destinos dados as
águas servidas. A água utilizada nos mictórios e lavatórios vai para o sistema de
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
60
tratamento de reuso e a água utilizada nos vasos sanitários vai para o tanque séptico.
No projeto, as letras r (reuso) e t (tanque séptico) nas tubulações, indicam os
diferentes destinos.
VAI À CI - 9 t
Ø75
VAI À CI - 8 r
VS VS
Ø40
Ø40
MICMIC
VAI À CI - 9 r
Ø40
WC MASC. 2
SIFÕES
Ø40
Ø50
SIFÕES
Ø40
Ø50
Ø50
Ø50
Ø100
Ø50
CV - 550mm
VS
WC FEM. 2
LEGENDA
CAIXA DE INSPEÇÃO
VASO SANITÁRIO
CAIXA SIFONADA ESPECIAL
LAVATÓRIO
MICTÓRIOMIC
LAV
VS
CI
CSE
CV COLUNA VENTILAÇÃO
SIFÕES
CSE
VAI P/ ZONA DE RAÍZESVAI P/ TANQUE SÉPTICO
Ø40SIFÕESØ40
Ø40SIFÕES
Ø40
Ø100Ø50
Figura 4.5 – Detalhe do esgoto do banheiro masculino 2.
4.3.3.1. Caixas de inspeção e gordura
Detalhes construtivos das caixas de inspeção e gordura são encontrados nas
Figuras 4.6 e 4.7, respectivamente.
SAÍDA
PAREDES DE
IMPERMEABILIZADASTIJOLO MACIÇO
ENTRADA
Planta baixa
10 1060TAMPA DE CONCRETO
IMPERMEABILIZADASTIJOLO MACIÇOPAREDES DE
PLACA DE CONCRETOIMPERMEABILIZADA
Corte
60
HERMÉTICA60
SEM ESCALA
SAÍDA
ENTRADA
Figura 4.6 – Caixa de inspeção.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
61
Corte Planta baixa
10
60
35
SAIDA DE ÁGUA 75mm
75 e 50 mmÁGUA C/ GORD.ENTRADA DE
10
60
10
10 60 10
PLACA DE CONCRETOIMPERMEABILIZADA
10
C/ GORD. 75mm
ENTRADA DE ÁGUA
PAREDES DE
IMPERMEABILIZADASTIJOLOS MACIÇOS
PAREDES DE
IMPERMEABILIZADASTIJOLOS MACIÇOS
55
SAIDA DE ÁGUA 75mm
HERMÉTICATAMPA DE CONCRETO
SEM ESCALA
Figura 4.7 – Caixa de gordura.
4.3.3.2. Tanque séptico
Conforme a equação 3.5 e os valores abaixo apresentados, o volume útil do
tanque séptico é de 22.909 litros. Lembrando que a contribuição de esgoto (C) foi
reduzida em 50% devido à separação de parte do esgoto que vai para o sistema de
reuso. A Tabela 4.4 informa os valores de cálculo utilizados para o dimensionamento
do tanque séptico.
Tabela 4.4 – Valores de cálculo do tanque séptico.
N (pessoas) C (litros/pessoa.dia) T (dias) K Lf (litros/pessoa.dia)
654 25 0,6 105 0,2
Na Figura 4.8 pode-se analisar a planta baixa do tanque séptico, enquanto que
na Figura 4.9 encontra-se o corte da mesma, indicando os materiais e medidas que
devem ser utilizados para a sua construção.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
62
SEM ESCALA
Figura 4.8 – Planta baixa do tanque séptico.
SEM ESCALA
TAMPAS HERMÉTICASDE CONCRETO
SAÍDAØ100
PAREDES DE BLOCOSDE CONCRETO COM
IMPERMEABILIZAÇÃO
PLACA DE CONCRETOCOM IMPERMEABILIZAÇÃO
ENTRADAØ100
SOLO
230
72
20
10
60
15
20
77
60
Figura 4.9 – Corte do tanque séptico.
4.3.3.3. Sumidouro
A área superficial determinada para o sumidouro, conforme a equação 3.6 é de
181,7 m². Foram utilizados, no cálculo, valores iguais a 16.350 [litros/dia] para a
contribuição de esgoto (reduzido em 50% devido à separação de parte do esgoto que
vai para o sistema de reuso) e 90 [litros/m².dia] para o coeficiente de infiltração, o
qual pode ter esse valor devido ao solo arenoso onde será construído o sumidouro.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
63
Dividindo-se esta área para dois sumidouros quadrados, a altura e a largura
adotadas para cada um são de 2,3 e 6,0 metros, respectivamente. Resultando, dessa
forma, em uma área superficial de 182,4 m².
As Figuras 4.10 e 4.11 apresentam, respectivamente, a planta baixa e o corte
do sumidouro calculado. Nas paredes do sumidouro devem existir juntas verticais
livres entre os blocos para que o efluente consiga infiltrar no solo. Demais detalhes
construtivos e os materiais utilizados no sumidouro são apresentados nas figuras.
SEM ESCALA
ENTRADA Ø100
BRITA Nº 4
600
50
15
MANTA DEGEOTEXTILPERMEÁVEL
TAMPA HERMÉTICADE CONCRETO
Figura 4.10 – Planta baixa do sumidouro.
SEM ESCALA
BRITA Nº 4
VEM DO
NÍVEL ÁGUA
DE CONCRETO 60x60cm
GEOTEXTIL
BRITA Nº 4
MANTA DE
GEOTEXTILMANTA DE
PLACA DE CONCRETO
JUNTA VERTICAL LIVRE
PAREDES EMBLOCO DE CONCRETO
TAMPA HERMÉTICA
PERMEÁVEL
PERMEÁVEL
Ø100TANQUE SÉPTICO
Figura 4.11 – Corte do sumidouro.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
64
4.4. Dimensionamento das calhas
As calhas adotadas para o recolhimento da água pluvial que caem nos telhados
têm 10 cm de base e lado. Dentre todos os valores calculados, de acordo com as
equações apresentadas no item 3.7.1, este é o maior. Serão usadas somente calhas
com esta dimensão devido à praticidade executiva de instalação.
A intensidade pluviométrica usada nos cálculos é igual a 120 mm/h, que é a
recomendada pela NBR 10844 (ABNT, 1989) para a cidade de Florianópolis.
4.5. Zona de raízes
Conforme o que foi apresentado no item 3.8.1, o tanque da zona de raízes, que
será retangular, deve ter uma altura de 60 cm e área igual a 61,3 m². Sua largura e
seu comprimento adotados são 7,0 e 9,0 metros, respectivamente, resultando em
uma área de 63,0 m².
Através da Figura 4.12, pode-se analisar e verificar a altura de cada camada
que constitui a zona de raízes.
TIJOLOS MACIÇOS
REVESTIDOS DE ARGAMASSACOM IMPERMEABILIZANTE
IMPERMEABILIZAÇÃO e = 5 cm; i = 0,5%
60 cm
JUNCO
COLETADA
TIJOLOS MACIÇOSREVESTIDOS DE ARGAMASSACOM IMPERMEABILIZANTE
Zizanopsia boranienais brás.
DRENO EMPVC O 150 mm
SOLO
BASE DE CONCRETO MAGRO COM
CASCA DE ARROZ e = 5 cm
INTERCALADOS e = 60 cmSILTE E AREIA
CASCA DE ARROZ e = 5 cm
SEIXO ROLADO e = 10 cm
CASCA DE OSTRA e = 20 cm
DE ÁGUA DE REUSOVAI P/ RES. INFERIOR
DRENO EMPVC O 150 mm
SEM ESCALA
ÁGUA
Figura 4.12 – Zona de raízes em corte.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
65
4.6. Reservatórios
Tendo se uma população de 654 pessoas e um consumo de 50 litros por pessoa
por dia, chega-se, de acordo com a equação 3.4 a um consumo diário de 32.700 litros
por dia na edificação. A divisão deste consumo diário de água, de acordo com as
porcentagens estabelecidas na metodologia (25% potável, 5% pluvial e 70% reuso),
está presente na Tabela 4.5.
Tabela 4.5 – Volumes do consumo diário para cada tipo de água.
Tipo de água Volume de água (litros)
Potável 8.175
Reuso 22.890
Chuva 1.635
Total 32700
l
Conforme a Tabela 4.5, a quantidade de água de reuso necessária para atender
o consumo diário é de 22.890 litros. Porém, conforme dados do item 3.8.1, o volume
de água tratado pela zona de raízes por dia é igual a 13.243,5 litros. Como o volume
de água necessário é menor que o disponibilizado (faltam 9.646,5 litros) haverá a
necessidade de abastecer o reservatório de reuso com outro tipo de água. Desta
forma, quando o reservatório de água de reuso estiver vazio, ele será abastecido pelo
reservatório superior de água pluvial.
Para o reservatório de água pluvial havia sido previsto um armazenamento de
1.635 litros de água (Tabela 4.5). Entretanto, como explicado anteriormente, este
também atenderá as necessidades do consumo diário de água de reuso, e, por
conseguinte, seu volume de armazenamento deverá ser aumentado. Seu volume
passará a ser, então, igual a 11.281,5 litros, que é a soma do volume previsto para o
reservatório de água de chuva com o que falta para atender o de reuso. Porém, como
não se pode prever com exatidão o quanto e quando vai chover, deve-se adotar um
reservatório com volume maior que o necessário. Desta maneira, diminuem-se as
chances de possíveis faltas de água pluvial em períodos de baixa precipitação.
O volume de armazenamento para o reservatório de água pluvial mais coerente
(em termos de volume viável de reservatórios e economia) adotado através das
planilhas de cálculo do programa computacional Netuno (item 3.8.5) foi o de 55.000
litros. Para se chegar a este valor foram usados os seguintes dados de entrada:
Consumo per capita igual a 50 litros por pessoa por dia;
População de 654 pessoas;
Área de contribuição igual a 4.400,95 m² (telhados e terraços);
Coeficiente de perdas igual a 20% (em favor da segurança).
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
66
O uso final de água pluvial previsto para o Centro de Cidadania Campeche
(torneiras de jardim/limpeza e complemento a mictórios e vasos sanitários)
corresponde a 34,5% do consumo diário total de água na edificação. Este, então, é o
percentual de uso final de água pluvial inserido na planilha de cálculo do Netuno,
correspondendo aos 11.281,5 litros necessários para o atendimento do consumo diário
de água pluvial da edificação.
Os 55.000 litros adotados para o volume de água pluvial garantem um
abastecimento de 60% dos 11.281,5 litros necessários. A Figura 4.13 mostra o gráfico
que indica que os volumes de reservatórios acima de 55.000 litros apresentam
pequenos aumentos na porcentagem de aproveitamento da água pluvial em relação
ao aumento do volume do reservatório.
20
30
40
50
60
70
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Volume dos reservatórios (10³ litros)
Po
rce
nta
gem
de
ap
rov
eit
amen
to (
%)
Figura 4.13 – Porcentagem do aproveitamento de água pluvial em função do volume
do reservatório - I.
Pela Figura 4.14 verifica-se que para a água pluvial atender em mais 70% os
11.281,5 litros, fazem-se necessários volumes de reservatórios muito grandes, acima
de 100.000 litros. Para chegar aos 100% de aproveitamento da água da chuva, no
caso do atendimento dos 11.281,5 litros diários, seria necessário um reservatório de
1.200.000 litros, o que é economicamente inviável de se construir devido ao enorme
volume.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
67
75
50
25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Volume dos reservatório (10³ litros)
Por
cent
agem
de
econ
omia
(%)
Figura 4.14 – Porcentagem do aproveitamento de água pluvial em função do
volume do reservatório - II.
Deve-se somar ao reservatório de água de chuva o volume destinado a reserva
técnica de incêndio, sendo que esta deverá estar disponibilizada no reservatório
superior. Adota-se aqui, como volume de reserva técnica de incêndio, o valor mínimo
de 5.000 litros, porém este valor deve ser calculado conforme normas do Corpo de
Bombeiros de Santa Catarina (NCBSC, 1994).
Como a água pluvial também não garante o abastecimento necessário para o
consumo diário total atribuído aos dispositivos hidro-sanitários interligados aos
reservatórios de água pluvial e de reuso, será necessário disponibilizar água potável
para estes reservatórios. Desta forma, o volume do reservatório deverá ser de 8.175
litros (Tabela 3.2), mais 40% dos 11.281,5 litros não atendidos pela água pluvial;
resultando assim em 12.687,6 litros.
Os volumes de armazenamento de água adotados para os reservatórios são
apresentados na Tabela 4.6. A divisão foi baseada no fato de que a soma dos volumes
de água nos reservatórios superiores não deve ultrapassar 20,0 m³. Desse modo, este
valor foi distribuído entre os reservatórios superiores, sendo que o de água pluvial
ficou com o maior volume devido à reserva técnica de incêndio nele encontrada.
Os reservatórios inferiores devem armazenar o restante de água que falta para
completar o total estabelecido para cada tipo de água.
Tabela 4.6 – Volume de água nos reservatórios.
Volume de água nos reservatórios (m³)Tipo de água
Total Inferiores Superiores
Potável 13,0 8,0 5,0
Pluvial 60,0 50,0 10,0
Reuso 18,0 13,0 5,0
Total 91,0 71,0 20,0
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
68
O consumo diário de água, calculado no item 4.6, é de 32,7 m³ e o volume
total de água armazenada nos reservatórios é igual a 91,0 m³. Essa diferença de 58,3
m³ é dada em função do reservatório de água pluvial. Este reservatório deve ter um
volume maior do que o aparentemente necessário devido a períodos de baixa ou
nenhuma precipitação pluviométrica.
4.6.1. Reservatórios inferiores
Na Figura 4.15 pode-se verificar a localização, em planta baixa, dos
reservatórios inferiores e na Figura 4.16 tem-se o modelo geral adotado para os
reservatórios inferiores.
Reservatório Inferior Água Pluvial SEM ESCALA
Reservatório Inferior
Água Potável
RAMPA DO
MIRANTE
BH
MIRANTE
ZONA DE RAÍZES
Reservatório Inferior
Água de Reuso
BH
BH
Figura 4.15 – Localização dos reservatórios inferiores
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
69
C
NÍVEL MÁX. DA ÁGUA
PLANTA BAIXA
A
REG. GAVETA
CAIXA DE INSPEÇÃO TAMPA DE CONCRETO
VISITA
INSPEÇÃOCAIXA DE
L
DE ÁGUA PLUVIALVAI À REDE PÚBLICA
REG. GAVETA
ABASTECIMENTO
50
200
C
NÍVEL DO SOLO
A
EXTRAVASOR
CASA DE MÁQUINASBH
VAI PARA OS RESERVATÓRIOSSUPERIORES
EXTRAVASOR
SEM ESCALA
Figura 4.16 – Modelo dos reservatórios inferiores
Anteriormente à entrada dos reservatórios inferiores deve existir uma caixa de
inspeção para se ter acesso ao registro de gaveta. Esse registro serve para
interromper o abastecimento dos reservatórios em casos de limpeza ou correção de
problemas nos mesmos. Deve existir, na caixa de inspeção anterior aos reservatórios
de água pluvial e de reuso, a ligação de uma tubulação de extravasamento à de
abastecimento. Esta tubulação de extravasamento, também provida de registro de
gaveta, serve para enviar a água à rede pública de água pluvial no caso do
fechamento do registro da tubulação de abastecimento dos reservatórios.
No caso do reservatório de água pluvial também existe a necessidade de outra
caixa de inspeção, antes da que contém o registro, para a instalação do filtro (item
3.7.4). A Figura 4.17 mostra como deve ser essa caixa de inspeção com filtro anterior
ao reservatório inferior de água pluvial.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
70
10
10
80
1010 80
80
80
60HERMÉTICA
GRELHAS DEDIFERENTES
Ø100ENTRADA
ENTRADA
IMPERMEABILIZADASPAREDES DE TIJOLO MACIÇO
ENTRADA Ø200
GRANULOMETRIAS
Ø300
SAIDA Ø300
TAMPA DE CONCRETO
IMPERMEABILIZADAS
PLACA DE CONCRETOIMPERMEABILIZADA
PAREDES DETIJOLO MACIÇO
ENTRADA Ø200
Ø200GRANULOMETRIASDIFERENTESGRELHAS DE
SAÍDA Ø300
Ø250ENTRADA
ENTRADA
Planta baixa Corte Sem escala
Figura 4.17 – Caixa de inspeção com filtro
Todos os reservatórios inferiores devem possuir tubo extravasor para o caso
da ocorrência de algum defeito no sistema de controle do nível da água. Estes tubos
devem estar 10 cm abaixo do nível do tubo de abastecimento e devem enviar a água
a uma sarjeta, como foi explicado no item 3.9.
Acima dos reservatórios, estarão localizadas as casas de máquina para abrigar
as bombas hidráulicas de recalque. Essas casas de máquina têm dimensões de 80 cm
de largura, 80 cm de comprimento e 80 cm de altura.
Os reservatórios devem ter altura de 2,50 m, sendo que o nível máximo da
água deve ser de 2,0 m (h). Na Tabela 4.7 são apresentados os valores para o
comprimento (C) e a largura (L) que definem os volumes necessários pré-
estabelecidos dos reservatórios inferiores.
Tabela 4.7 – Dimensões dos reservatórios inferiores
Reservatório h (m) C (m) L (m) Volume (m³)
Potável 2,0 2,0 2,0 8,0
Pluvial 2,0 5,0 5,0 50,0
Reuso 2,0 2,55 2,55 13,0
4.6.2. Reservatórios superiores
O esquema dos reservatórios superiores, posicionados no topo do mirante da
edificação, é apresentado nas Figuras 4.18 e 4.19.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
71
3 - Reservatório de água de reuso
MIRANTE3
1
22 - Reservatório de água pluvial
1 - Reservatório de água potável
Figura 4.18 – Projeção dos reservatórios superiores
RESERVATÓRIO SUPERIOR
BASE DO RESERVATÓRIO BASE DO RESERVATÓRIO
10.000 L DE ÁGUA DE CHUVA
DE INCÊNDIOTUBULAÇÃO
5.000 L DE ÁGUA POTÁVEL
RESERVATÓRIO SUPERIORNÍVEL ÁGUA
NÍVEL ÁGUA
LAJE DO MIRANTE
5.000 L DE ÁGUA DE REUSORESERVATÓRIO SUPERIOR
NÍVEL ÁGUA170
85
50
8080 1
40
15 95
25mm
VAI À P - 13
25mm
25mmVAI À PL - 8 VAI À PL - 7
25mm 25mm VAI ÀS DEMAIS R
VAI ÀS R - 5 e 625mm
R - 425mm
VAI ÀS DEMAIS PL
25mm 25mmCA - PLPL - 6
P - 1432mm
CA - P
25mmCA - R
VAI ÀS P - 15 à 1925mm
VAI ÀS DEMAIS P25mm
25mm
Figura 4.19 – Corte esquemático dos reservatórios superiores
Onde, na Figura 4.19, as siglas representam:
P são as colunas de água potável;
PL são as colunas de água pluvial;
R são as colunas de água de reuso;
CA-P é a coluna de abastecimento de água potável;
CA-PLR é a coluna de abastecimento de água pluvial.
CA-R é a coluna de abastecimento de água de reuso.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
72
Na figura 4.19 percebe-se o uso de diferentes níveis para os reservatórios a fim
de facilitar a passagem de água entre eles. Como o reservatório de água pluvial
contém a reserva técnica de incêndio, as tubulações de saída de água (atendimento
dos dispositivos hidro-sanitários) devem estar posicionadas 80 cm acima do fundo do
reservatório, incluindo a tubulação que liga este reservatório ao de água de reuso. Já
a tubulação destinada as mangueiras de incêndio deve ter seu nível de saída da água
no fundo do reservatório.
A Tabela 4.8 indica as alturas necessárias dos reservatórios superiores para
satisfazer os volumes requeridos. A altura total dos reservatórios é representada por
“H” e a altura máxima de água por “h”. Os volumes apresentados na Tabela 4.7 são
os de água dentro do reservatório (h x Área).
Tabela 4.8 – Dimensões dos reservatórios superiores
Reservatórios h (m) H (m) Área (m²) Volume (m³)
Pluvial 1,40 1,60 7,22 10,0
Potável 1,70 1,90 2,96 5,0
Reuso 0,95 1,15 5,35 5,0
4.7. Índices de economia
4.7.1. Energia
A Tabela 4.9 informa o percentual de economia obtido em iluminação em
alguns ambientes, quando se compara o sistema energeticamente eficiente
desenvolvido neste trabalho, com um sistema ineficiente energeticamente (utilização
de luminárias com refletor branco, lâmpadas de 40W e reatores eletromagnéticos). As
densidades de potências instaladas para o sistema eficiente e para o ineficiente foram
calculadas da mesma forma, considerando neste último o uso de lâmpadas de 40W e
perdas de potência de 20% em função das luminárias com refletores brancos e
reatores eletromagnéticos. Em média, o potencial de redução na densidade de
potência instalada, para todos os ambientes da edificação, obtido no sistema de
iluminação, é de 33%.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
73
Tabela 4.9 – Índices de economia em iluminação – potência instalada
Densidade de potência instalada
(W/m²)Ambiente
Sistema eficiente
energeticamente
Sistema ineficiente
energeticamente
Percentual de
redução (%)
Carnes 9,5 14,3 33,6
Cartório/Procuradoria 8,3 12,5 33,6
Escultura 9,5 14,3 33,6
Frutas 7,2 10,7 32,7
Lanchonete 1: Público 6,6 10,0 34,0
Cozinha 21,8 32,6 33,1
4.7.2. Água
De acordo com o que foi visto neste capítulo, o consumo diário total de água da
edificação é de 32.700 litros. Para a água potável, tem-se um consumo diário de
12.687,6 litros, que equivalem a aproximadamente 39% do total. Portanto, com a
adoção de sistemas de aproveitamento de água de chuva e reuso consegue-se uma
redução de uso de água potável, no consumo diário, de 61%.
A Tabela 4.10 apresenta o volume de água potável economizado em diferentes
períodos, fazendo-se a comparação entre o consumo obtido com e sem a utilização
dos sistemas economizadores de água potável.
Tabela 4.10 – Economia de água potável
Volume de água potável consumido (m³)
Período Sem sistemas de
economia
Com sistemas de
economia
Volume de água
potável economizado
(m³)
1 dia 32,7 12,7 20,0
1 mês 981,0 380,6 600,4
1 ano 11.935,5 4631,0 7304,5
4.8. Manual de uso da edificação
O Manual de Uso da Edificação é dirigido a todas as pessoas que, de alguma
forma, usufruam as instalações do Centro Comunitário Campeche, indo desde
proprietários de salas e funcionários até clientes e visitantes.
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
74
Sua divulgação poderá ser feita por meio de folders distribuídos aos usuários e
de cartazes presentes em murais da edificação. Estes folders e cartazes devem ser
chamativos e ilustrados, a fim de incentivar e facilitar suas visualizações. Abaixo,
encontra-se o conteúdo que estes devem possuir.
MANUAL DE USO DA EDIFICAÇÃO:
CENTRO DE CIDADANIA CAMPECHE
Os sistemas de iluminação e hidro-sanitário do Centro de
Cidadania Campeche foram dimensionados e projetados com o intuito
de aliar o uso racional e sustentável de energia e de água,
promovendo, desta maneira, a preservação do meio ambiente, o
conforto do usuário e a redução dos gastos de energia elétrica e
água.
Sistemas adotados e incorporados aos projetos:
Projeto luminotécnico:
O projeto luminotécnico foi desenvolvido de forma a garantir a
eficiência energética do sistema de iluminação, sendo escolhidas
luminárias e lâmpadas que garantam tal feito. Para não deixar de
proporcionar uma boa qualidade de iluminação nos ambientes, as
instalações luminotécnicas foram dimensionas para assegurar a
iluminação necessária e exigida para cada tipo de atividade
desenvolvida nos diferentes ambientes da edificação. Comparando-
se este sistema eficiente energeticamente projetado com sistemas
comumente encontrados (ineficientes energeticamente), obtém-se
uma economia de energia em iluminação de 33%.
Foi prevista, também, a utilização da iluminação natural dentro
dos recintos. Para isso, as luminárias foram dispostas paralelamente
às aberturas, sendo que cada fila de luminárias, dentro de um mesmo
ambiente, possui seu respectivo interruptor. Desta forma, quando a
luz natural que penetra nos recintos, através das janelas e portas,
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
75
suprir as necessidades de iluminação em determinados pontos do
recinto, as fileiras de luminárias mais próximas destes pontos
(janelas e portas) poderão ter suas lâmpadas desligadas. Com o
aproveitamento da iluminação natural, a economia de energia em
iluminação será ainda maior.
Projeto hidro-sanitário:
A principal meta a ser alcançada com a elaboração do projeto
hidro-sanitário é a de se ter um baixo consumo de água potável na
edificação. Para tanto, foram adotadas estratégias para o uso de
água não potável em dispositivos hidro-sanitários, onde não se faz
necessário o atendimento com água potável.
Uma das estratégias adotada foi o aproveitamento de água
pluvial, colhida através dos telhados e terraços da edificação, para o
abastecimento de torneiras de limpeza e de jardim, mictórios e
vasos sanitários. A outra estratégia é o reuso da água utilizada em
lavatórios e mictórios, que, após tratamento, pode ser utilizada em
mictórios e vasos sanitários. A implantação destas estratégias de
substituição de água potável por não potável proporcionam uma
economia de 61% no consumo de água potável na edificação.
Consumindo-se a água de forma racional esta economia será ainda
maior.
O que se espera das pessoas para se garantir uma efetiva
redução de custos do Centro de Cidadania Campeche e contribuir
com a preservação do meio ambiente:
Responsáveis pela edificação (administração):
Utilização de luminárias TBS 020 RA, de lâmpadas
fluorescentes tubulares TLDRS de 32W e de reatores eletrônicos
Capítulo 4. Resultados
_________________________________________________________________________
76
com fator de fluxo de luminosidade igual a 1 e perda de potência
nula;
Utilização de luminárias de embutir FBN 150 e de lâmpada
fluorescente compacta integrada de 20W, ambas da Philips, em
corredores e banheiros;
Limpezas das instalações de iluminação (lâmpadas e
luminárias) pelo menos uma vez a cada 12 meses.
Usuários da edificação:
Quando houver a necessidade de substituição dos
equipamentos de iluminação, utilizar luminárias TBS 020 RA,
lâmpadas fluorescentes tubulares TLDRS de 32W e reatores
eletrônicos com fator de fluxo de luminosidade igual a 1 e perda de
potência nula;
Aproveitamento da iluminação natural. Para isto, ao entrar
nos recintos, deve-se ligar primeiramente as lâmpadas mais
afastadas das janelas. Se houver a necessidade de uma maior
iluminação, aí sim se deve ligar as outras lâmpadas;
Usar a água de forma racional, evitando desperdícios;
Zelador:
Desligar lâmpadas de corredores acesas sem necessidade;
Limpeza das instalações de iluminação (lâmpadas e luminárias)
pelo menos uma vez a cada 12 meses;
Limpeza do tanque séptico a cada 24 meses;
Limpeza dos reservatórios de água a cada 12 meses;
Freqüente limpeza dos filtros da água pluvial;
Verificação do funcionamento do sistema de comunicação
entre os reservatórios de água;
Verificação do funcionamento da zona de raízes.
Capítulo 5. Conclusões
_________________________________________________________________________
77
5. Conclusões
A elaboração de projetos que aliam usos racionais e sustentáveis de energia e
água é um meio bastante oportuno e conveniente de apresentar, ao público em geral
e, principalmente, aos profissionais do ramo, a funcionalidade e a real existência de
condições da implantação deste tipo de projeto.
A implantação do projeto luminotécnico energeticamente eficiente proposto,
dimensionado para as iluminâncias requeridas em cada ambiente (tipos de atividades
desenvolvidas), utilizando lâmpadas fluorescentes de 32W, luminárias com refletor
aberto em alumínio anodizado polido e brilhante e reatores eletrônicos, potencializa
uma economia de 33% de energia no sistema de iluminação da edificação, se
comparado a sistemas energeticamente ineficientes (uso de lâmpadas fluorescentes
de 40W, luminárias com refletor branco e reatores eletromagnéticos). Fazendo uso da
iluminação natural, em substituição à artificial, esse potencial econômico pode ser
maior.
A implantação dos sistemas, no Centro de Cidadania Campeche, que
substituem o uso da água potável por não potável (aproveitamento de água pluvial e
reuso de água servida) proporcionam uma economia de 61% no consumo de água
potável (aproximadamente 20.000 litros por dia), comparando-se ao consumo que
esta teria, caso estes sistemas não fossem utilizados. Este percentual de economia de
água pluvial pode ser ainda maior com o uso racional de água na edificação.
Para a estimativa do percentual do consumo diário de cada tipo de água,
buscaram-se estudos de caso em edificações semelhantes, obtendo-se 25% de
consumo de água potável, 5% de pluvial e 70% de reuso. A água de reuso, que é
proveniente do uso de mictórios e lavatórios, após tratamento biológico em uma “zona
de raízes” pode ser reutilizada em mictórios e vasos sanitários. O restante da água
servida (pias de cozinha e vasos sanitários) é direcionada a um tanque séptico e
depois a um sumidouro. A água pluvial, colhida dos telhados e terraços da edificação,
foi inicialmente atribuída ao abastecimento de torneiras de jardim e limpeza. Porém, a
água pluvial, devido ao não atendimento total da água de reuso aos seus dispositivos
hidro-sanitários, servirá de complemento a estes dispositivos. Para a água potável
ficou atribuído o abastecimento de torneiras de lavatórios e de pias de cozinha, mais o
complemento necessário à água pluvial.
Desta forma, ficaram estabelecidos os percentuais de 38,8% de consumo diário
de água potável, 20,7% de pluvial e 40,5% de reuso; sendo o consumo diário total de
água igual a 32700 litros. Os volumes de água estabelecidos que os reservatórios
(inferiores mais superiores) devem armazenar ficou em 13 m³ para o de água
potável; 55 m³ para o de água pluvial e 18 m³ para o de água de reuso. Este volume
tão grande de reserva para a água pluvial é devido à incerteza de quando e quanto
Capítulo 5. Conclusões
_________________________________________________________________________
78
pode chover. Seu dimensionamento foi dado pelo programa computacional Netuno,
através do qual ficou estabelecido que com os 55 m³ de reservatório estaria se
garantindo 60% de aproveitamento de água pluvial em seus usos (torneiras de jardim
e limpeza mais o complemento ao reservatório de água de reuso), sendo este o
motivo da necessidade de complemento com água pluvial.
O Manual de Uso da edificação é algo muito simples de ser elaborado e que
pode trazer ótimos resultados na busca de realmente se aplicar o que foi planejado às
edificações. Através dele, no caso presente, o usuário conscientiza-se da necessidade
de economizar energia e água, além de aprender o que deve ser feito, por ele, para
garantir tal feito.
5.1. Sugestões para trabalhos futuros
Para a realização de futuros trabalhos fica a sugestão de avaliar
economicamente a implantação desses projetos aqui descritos, buscando-se o período
de retorno do investimento.
Referências
_________________________________________________________________________
79
Referências
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ABNT - NBR 8160: Instalação predial de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1983.
ABNT - NBR 6401: Instalações centrais de ar-condicionado para conforto. Rio de
Janeiro, 1980.
ABNT – NBR 13714: Instalações hidráulicas contra incêndio, sob comando, por
hidrantes e mangotinhos. Rio de Janeiro, 1996.
ABNT – NBR 10844: Instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro, 1989.
ABNT - NBR 7229: Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos.
Rio de Janeiro, 1993.
ABNT - NBR 13969: Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e
disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação. Rio de
Janeiro, 1997.
ABNT - NBR 5382: Verificação de iluminância de interiores. Rio de Janeiro, 1985.
AKUTSU, M.; HERNANDEZ NETO, A.; TRIBESS, A.; VITTORINO, F. Análise da ventilação natural em ambientes não condicionados. São Paulo, SP. 1998. 7 p. NUTAU'98.
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AQUASTOCK – Disponível em: <http://www.aquastock.com.br> Acessado em junho
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BITTENCOURT, L. S.; LÔBO, D. G. F. A influência da localização das aberturas na
ventilação natural de edificações escolares. V Encontro Nacional de Conforto no
Ambiente Construído e II Encontro Latino Americano de Conforto no Ambiente
Construído. Fortaleza 1999.
Referências
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80
BOUTET, T. S. Controlling air moviment: a manual for architects and builders.
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CAMPANILI, M. Esgoto urbano é grande desafio da gestão hídrica no país. Artigo
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2004.
CARDOSO, J. C. M. Estratégias visando eficiência energética e conforto térmico
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de Pós-Graduação em Engenharia
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CARLO, J.; GHISI, E.; LAMBERTS, R.; MASCARENHAS, A. C. Eficiência energética
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Referências
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Apêndices
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87
Apêndice A. Resultados do projeto luminotécnico
Tabela – Projeto luminotécnico.
Pvto AmbienteA
(m²) CutE
(lux) NPI
(W)DPI
(W/m²)Enovo (lux)
E12meses(lux)
Banca 26,83 0,544 300 3 192,0 7,2 328,47 295,62Carnes 1 a 4 26,83 0,544 300 3 192,0 7,2 328,47 295,62
CASAN/CELESC 26,83 0,485 350 4 256,0 9,5 390,46 351,41Centro odontológico:
Consultório 16,78 0,44 300 3 192,0 10,52 424,79 382,31Centro médico:
Administração 16,78 0,44 400 3 192,0 11,4 424,79 382,31Nebulização 14,36 0,424 150 1 64,0 4,3 159,44 143,50
Vacinação 14,36 0,44 200 2 128,0 9,1 330,92 297,83Dança 54,02 0,584 300 6 384,0 7,1 350,27 315,24
DETRAN 26,83 0,485 350 4 256,0 9,5 390,46 351,41Escultura 54,02 0,575 400 8 512,0 9,5 459,83 413,85
Farmácia:Atendimento 35,72 0,532 300 4 256,0 7,2 321,70 289,53
Depósitos 8,83 0,36 200 1 64,0 14,3 220,16 198,14Fotos 54,02 0,575 400 8 512,0 9,5 459,83 413,85
Frios 26,83 0,544 300 3 192,0 7,2 328,47 295,62Frutas 1 a 5 26,83 0,544 300 3 192,0 7,2 328,47 295,62
Lanchonete 1 e 2:Cozinha 5,88 0,36 500 2 128,0 21,8 661,22 595,10
Público 19,31 0,465 200 2 128,0 6,6 260,07 234,07Mini-mercado 1 e 2 54,02 0,584 400 8 512,0 9,5 467,03 420,32
Mini-mercado 3 26,83 0,544 400 4 256,0 9,5 437,96 394,16Música 54,02 0,574 300 6 384,0 7,1 344,27 309,85
Padaria:Panificação 36,2 0,56 500 8 512,0 14,1 668,29 601,46
Público 109,2 0,58 200 8 512,0 4,7 229,56 206,60Pintura 54,02 0,574 400 8 512,0 9,5 459,03 413,13
Posto Policial:Público 40,43 0,55 400 6 384,0 9,5 440,76 396,69
Arquivo 11,03 0,36 300 2 128,0 11,6 352,49 317,24Salão multi-uso:
Geral 204 0,69 200 14 896,0 4,5 255,71 230,14Cozinha 12,1 0,4 500 3 192,0 10,7 535,54 481,98
Sorveteria 54,02 0,584 300 6 384,0 7,1 350,27 315,24Temperos 1 e 2 26,83 0,544 300 3 192,0 7,2 328,47 295,62
Vagos 26,83 0,544 300 3 192,0 9,5 328,47 295,62
Térr
eo
Verduras 26,83 0,544 300 3 192,0 7,2 328,47 295,62
Apêndices
_________________________________________________________________________
88
Tabela – Projeto luminotécnico (continuação).
Pvto AmbienteA
(m²) CutE
(lux) NPI
(W)DPI
(W/m²)
Enovo
(lux)
E12meses
(lux)
Administração geral 54,02 0,575 400 8 512,0 9,5 459,83 413,85
Barbearia 54,02 0,575 400 8 512,0 9,5 459,83 413,85
Cartório/Procuradoria 54,02 0,575 400 7 448,0 8,3 402,35 362,12
Centro médico:
Consultório 26,55 0,48 300 4 256,0 7,4 390,51 351,46
IPTU/Plano diretor 54,02 0,575 400 7 448,0 8,3 402,35 362,12
Jogos 54,02 0,584 300 6 384,0 7,1 350,27 315,24
Lojas 1 a 8 54,02 0,584 300 6 384,0 7,1 350,27 315,24
Salão de beleza:
Depilação 13,32 0,36 300 2 128,0 10,7 291,89 262,70
Geral 81,4 0,62 400 12 768,0 9,5 493,56 444,21
Massagem 13,32 0,36 200 2 128,0 10,7 291,89 262,70
1º
pvto
SSP 54,02 0,584 400 8 512,0 9,5 467,03 420,32
Restaurante:
Cozinha 34,84 0,53 500 6 384,0 11 492,88 443,59
2º
pvto
Público 127,23 0,61 200 10 640,0 8,7 258,90 233,01
Onde:A é a área [m²];Cut é o coeficiente de utilização;E é iluminância desejada [lux];N é número de luminárias adotas;PI é a potência instalada [W/m²];DPI é a densidade de potência instalada;Enovo é a iluminância no ínicio de uso dos equipamentos de iluminação ou após suas limpezas;E12meses é a iluminância após 12 meses de uso dos equipamentos, sem que estes tenham sido limpados.
Anexos
_________________________________________________________________________
90
Anexo A. Fatores de depreciação segundo Smit (1964)
Tabela - Fatores de depreciação segundo Smit (1964).
AmbientePeríodo de limpeza
(meses) sujo médio limpo
0 1,00 1,00 1,00
2 0,85 0,92 0,97
4 0,76 0,88 0,94
6 0,70 0,85 0,93
8 0,67 0,82 0,92
10 0,64 0,80 0,91
12 0,62 0,79 0,90
14 0,60 0,78 0,89
16 0,58 0,76 0,88
18 0,56 0,75 0,87
20 0,54 0,74 0,86
22 0,52 0,73 0,85
24 0,50 0,71 0,84
Anexos
_________________________________________________________________________
91
Anexo B. Ábaco de determinação de diâmetros e vazões de tubulações.
Figura – Ábaco - diâmetro e vazões de tubulações
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