Falta de pressão de água no chuveiro? Entenda o porquê!

 em Hidrossanitário, Obra

Você já teve problemas com falta de pressão de água no chuveiro? Isso pode até não ter lhe acontecido, mas provavelmente você já ouviu alguém com este tipo de reclamação. Principalmente quando o sistema de aquecimento do edifício é a gás e em edifícios construídos recentemente.

Em 2018 recebemos a solicitação de uma construtora que estava enfrentando este problema. O sistema de aquecimento das torneiras e chuveiros do edifício era a gás, e alguns moradores do empreendimento entregue reclamavam que a pressão nos chuveiros não era suficiente. Então, fomos chamados para verificar o que estava acontecendo.

Análise do problema no empreendimento já entregue

Antes do nosso envolvimento, a construtora já havia tentado resolver o problema de outras formas. A primeira tentativa foi trocar todos os hidrômetros do condômino com o objetivo de diminuir a perda de carga, porém o problema não foi resolvido. Depois, foi colocado um pressurizador antes do aquecedor de um apartamento, como teste. A consequência foi o retorno da água quente pela tubulação de água fria. Isso aconteceu, pois o local escolhido para o pressurizador foi após o ramal de derivação. Ou seja, apenas a água quente foi pressurizada e não a água fria.

Como o projeto hidráulico não havia sido desenvolvido pela Thórus Engenharia, fizemos diversas verificações no local. Medimos as pressões antes e depois do aquecedor, pressões e vazões nos pontos de consumo, entre outros testes. Fizemos as medições nos apartamentos que, conforme posição e número de equipamentos seriam os piores casos.

Solução do estudo para o empreendimento já concluído

Após analisar os dados registrados, observamos que a falta de pressão de água realmente era um problema geral no edifício. Na época, como o empreendimento já estava pronto, nossa sugestão foi instalar um pressurizador no barrilete. O local escolhido foi o de menor número de obra possível. Com a instalação de uma bomba diretamente no barrilete, o problema seria resolvido para todos os pavimentos, sem a necessidade de obras em todos os andares.



Além deste, começamos a receber chamados de outras construtoras com problemas similares em seus empreendimentos mais recentes ou próximos da entrega. Por isso, resolvemos fazer um estudo mais a fundo. Nosso objetivo era identificar por que um problema antes pouco corriqueiro passou a ser tão comum. E também qual a pressão que um apartamento realmente precisa para que os chuveiros funcionem em pleno conforto. Se falta pressão, quanto falta realmente? O fator simultaneidade está sendo considerado?

Principais motivos que levam a falta de pressão da água

De maneira geral, a falta de pressão da água pode ser ocasionada por três fatores principais: altura insuficiente da caixa d’água (afeta apartamentos dos últimos andares), perdas de carga no sistema e regulagem da Válvula Redutora de Pressão – VRP. Um quarto motivo é o fator de simultaneidade de uso, ou seja, o número de equipamentos sendo utilizados ao mesmo tempo.

Para exemplificar nossas conclusões, vamos mostrar um estudo feito em um empreendimento localizado em Florianópolis. Este edifício ainda não estava em execução, tendo apenas seus projetos (desenhos técnicos) concluídos. A mesma construtora que havia nos contratado no caso acima, voltou a nos contratar para dar uma consultoria no projeto hidráulico antes de iniciar a obra. Assim, a Thórus Engenharia fez um estudo do projeto, considerando diferentes fatores de simultaneidade, para identificar se na prática o sistema realmente iria funcionar e chegamos a algumas conclusões.

Vamos lá? Boa leitura!

Dados do empreendimento

O edifício em questão possui sete blocos, com altura total aproximada de 32 metros (oito pavimentos mais barrilete e reservatório conforme imagem esquemática 1).

Desenho esquemático do empreendimentoImagem 1: Desenho esquemático do empreendimento. (Fonte: Thórus Engenharia)

Algumas informações relevantes sobre o edifício em questão:

  • Pavimentos áticos e 5º são pressurizados no projeto original;
  • Os demais pavimentos não são pressurizados;
  • Alguns blocos possuem apartamentos com quatro suítes.

Verificação das pressões e vazões ideais de banho

O primeiro passo foi descobrir os parâmetros mínimos (vazão e pressão) exigidos pelos aparelhos sanitários e aquecedores dos pavimentos. Consideramos diversas possibilidades de simultaneidade. O chuveiro e a pia de cozinha, ambos com misturador, foram os aparelhos considerados utilizando água quente ao mesmo tempo.

Medimos a pressão com um chuveiro ligado, depois com dois chuveiros, depois com dois chuveiros e uma torneira e assim fomos aumentando os pontos de uso simultâneo, para verificar qual era a pressão para cada situação.

Paralelo a essas verificações, iniciamos uma pesquisa relativa a pressões e vazões de conforto para o banho. Pesquisamos o que diz na norma e o que dizem manuais de fabricantes de vários equipamentos. Também fizemos testes para identificar a pressão ideal em termos de conforto, independentemente de normas ou equipamentos. Chegamos às seguintes conclusões:

     1. Parâmetro de vazão ideal para aparelhos sanitários

Temos no mercado chuveiros e torneiras que proporcionam conforto para o usuário com vazão mínima de 8 l/min. Já a norma NBR 5626, referente à instalação predial de água fria, estabelece vazão mínima para chuveiros de 12 l/min. Então, adotamos que vazões superiores a 12 l/min, são consideradas como suficientes, vazões entre 12 e 8 l/min como casos a se analisar e vazões abaixo de 8 l/min, como insuficientes. Lembrando que vazões abaixo de 12 l/min podem gerar passivos para a construtora, pois a norma de desempenho NBR 15.575 utiliza como base de referência a NBR 5626.

Tabela vazões mínimas para torneiras e chuveiros.Tabela 2: vazões mínimas para torneiras e chuveiros. (Fonte: Thórus Engenharia).

     2. Parâmetro de pressão ideal para aparelhos sanitários

Para determinar a pressão nos pontos de consumo, foi realizada uma pesquisa de mercado para identificar a pressão ideal de funcionamento do equipamento em questão. O modelo padrão de chuveiro utilizado foi “Bonnaducha da Docol”, cuja pressão ideal mínima para funcionamento a 12 l/min é de 4,73 m.c.a (manual do fabricante). Para as torneiras de cozinha não existem curvas de vazão definidas, porém os fabricantes recomendam uma pressão mínima de 2 m.c.a. nos pontos.

Para os aquecedores também foram consultados manuais de fabricantes, e encontramos uma pressão mínima de funcionamento igual a 10 m.c.a.

pressões médias mínimas de funcionamento Tabela 3: pressões médias mínimas de funcionamento nos pontos de consumo. (Fonte: Thórus Engenharia)

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Análise das pressões disponíveis

Fizemos algumas verificações gerais com base nos apartamentos de maior encaminhamento, ou seja, com maior comprimento de tubulação e quantidade de pontos de atendimento. Verificamos apartamentos com quatro suítes dos blocos A e B.

Constatamos que a perda de carga nas tubulações dentro dos apartamentos é de pequena proporção, se comparada com a perda no aquecedor de passagem. Ou seja, a influência do aquecedor não se compara à influência da metragem de tubulação quando o assunto é perda de carga.

As pressões disponíveis foram estimadas através das características de cada bloco (altura). O pavimento ático e o 5º pavimento são pressurizados por uma bomba de 3 CV, que fornece uma pressão constante de 25 m.c.a.

A imagem 2 mostra o esquema para verificação das pressões e vazões nos apartamentos.

Desenho esquemático verificações de pressõesImagem 2: Desenho esquemático verificações de pressões. (Fonte: Thórus Engenharia)

A partir deste sistema, fizemos ao total de oito simulações para cada pavimento. Não consideramos o uso do lavatório com o chuveiro do mesmo banheiro, por não ser uma situação usual. A imagem 3 mostra as oito análises de simultaneidade que fizemos.

Análise de simultaneidadeImagem 3: Análises de simultaneidade consideradas nos cálculos. (Fonte: Thórus Engenharia)

Fizemos os cálculos para todos os blocos e seus respectivos apartamentos. Então chegamos a alguns resultados para cada pavimento do empreendimento. Na tabela 5 é possível ver os resultados para o Ático. Da mesma forma, os parâmetros foram tabelados para todos os outros pavimentos.

Resultado dos cálculos de vazões e pressões disponíveis Resultado dos cálculos de vazões e pressões disponíveis legendaTabela 5: Resultado dos cálculos de vazões e pressões disponíveis no pavimento Ático, considerando 3 chuveiros + 1 torneira ligados. (Fonte: Thórus Engenharia)

Para facilitar a compreensão, veja o gráfico 1, logo abaixo. O eixo Y correspondem às vazões e o eixo X corresponde à quantidade de pontos simultâneos. A linha amarela corresponde à vazão de norma, a linha vermelha é o que estaria abaixo de uma situação de conforto e a linha azul é a vazão para este pavimento. No ático podemos perceber que a partir de 4 pontos a vazão começa a ficar abaixo do indicado por norma.

Resultado dos cálculos de vazões disponíveis gráficoGráfico 1: Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no pavimento Ático, considerando até 5 pontos simultâneos. (Fonte: Thórus Engenharia)

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Da mesma forma, fizemos esta análise para todos os pavimentos e apresentamos os resultados de forma resumida da tabela 6. Pela tabela 6 percebemos que os dois pavimentos pressurizados atendem até 3 pontos em simultaneidade dentro da vazão de norma e depois ficam em situação a analisar, que seria entre a vazão de norma e a vazão de conforto. Os outros pavimentos que são por gravidade já vemos vazões insuficientes para todos eles a partir de determinado número de pontos.

Resultado geral dos cálculos de vazões disponíveis Tabela 6: Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, conforme número de pontos em simultaneidade. (Fonte: Thórus Engenharia)

A imagem abaixo possui os mesmos dados da tabela, porém de uma forma mais visual para facilitar a compreensão.

Resultado dos cálculos de vazões disponíveis EsquemaImagem 4: Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, conforme número de pontos em simultaneidade. (Fonte: Thórus Engenharia)

Opções de solução

Já conseguimos identificar que de fato existe um problema. Se a execução prosseguisse conforme estava no projeto, os moradores, principalmente do 1º ao 4º pavimento, enfrentariam problemas com pressão nos chuveiros. Agora vamos analisar as soluções para o problema. Fizemos uma simulação de três situações principais para a análise.

     Solução 1: utilizar dois conjuntos de pressurizadores.

A primeira situação foi considerando que está instalado somente um aquecedor em cada apartamento e que o sistema é pressurizado através de dois conjuntos de pressurizadores. Ou seja, mantemos os dois últimos pavimentos pressurizados e adicionamos outra bomba no barrilete para pressurizar os demais pavimentos. Essa situação em primeiro momento parece até a mais lógica, se falta pressão basta adicionar uma bomba. Realmente, se o empreendimento já estiver concluído, esta pode ser a melhor solução. Podemos ver que os resultados são positivos, todos os pavimentos e pontos analisados em simultaneidade ficam acima de 8 l/min de vazão, garantindo a vazão de conforto (imagem 5).

Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no blocoImagem 5: Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, considerando o uso de dois pressurizadores. (Fonte: Thórus Engenharia)

     Solução 2: utilizar 1 conjunto de pressurizador mais 2 aquecedores nos apartamentos de 3 e 4 suítes

A segunda situação foi considerando que estão instalados dois aquecedores nos apartamentos de 3 e 4 suítes e o sistema é pressurizado através de um conjunto de pressurizadores para os pavimentos 3º, 4º, 5º e ático. Os dois primeiros pavimentos seriam atendidos por gravidade, conforme projeto original. Vemos que os resultados para este esquema também são bem satisfatórios, conforme imagem esquemática 6.

Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, considerando o uso de 1 pressurizador e 2 aquecedoresImagem 6: Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, considerando o uso de 1 pressurizador e 2 aquecedores. (Fonte: Thórus Engenharia)

Vale comentar, que escolhemos utilizar dois aquecedores de menor capacidade ou invés de um de maior capacidade, após conversar com fabricantes dos aquecedores. Pegamos de exemplo um aquecedor da Rinnai. Este aquecedor só atende a vazão de norma com até dois pontos em simultaneidade (mesmo sendo um aquecedor para até quatro duchas). Então, não se esqueça de levar isso em consideração na hora do dimensionamento. A Rinnai fornece essa informação de forma clara, porém encontramos outras marcas do mercado que não fornecem essa informação de forma tão clara. Também é importante verificar a pressão de funcionamento do aquecedor, para ver se está dentro do previsto em projeto. Lembre-se que a perda de carga do aquecedor é a mais significativa em todo o processo.

Aquecedor a gás Rinnai REU-2402 FEAImagem 7: Aquecedor a gás Rinnai REU-2402 FEA. (Fonte: Rinnai)

     Solução 3: utilizar 2 conjuntos de pressurizadores mais 2 aquecedores nos apartamentos de 3 e 4 suítes

A terceira situação foi considerando dois aquecedores instalados em apartamentos de 3 e 4 suítes e o sistema pressurizado por dois conjuntos de pressurizadores. Os resultados também são positivos e vazões ficam todas acima do indicado por norma (imagem 8).

Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, considerando o uso de 2 pressurizadores e 2 aquecedoresImagem 8: Resultado dos cálculos de vazões disponíveis no bloco, considerando o uso de 2 pressurizadores e 2 aquecedores. (Fonte: Thórus Engenharia)

Escolha das bombas

Agora, temos três opções de solução para o problema apontado. Como identificar qual é a melhor? Já sabemos que as três soluções atendem aos critérios de conforto, o que ainda não sabemos é o custo de cada uma delas.

Para determinar o custo, precisamos escolher as bombas ideais para cada situação. Além disso, precisamos analisar o fator de demanda, que é a razão entre a vazão máxima provável pela vazão máxima possível.

Por razões de economia, é usual estabelecer como provável uma demanda simultânea de água menor do que a máxima possível. A NBR 5626 estima este fator através do método de cálculo dos pesos relativos. O fator de demanda, neste caso, depende então dos equipamentos e quantidades de pontos a serem atendidos. Por isso, o valor de norma é calculado por uma fórmula e depende de projeto a projeto (não é um valor fixo). Para este empreendimento o fator de demanda calculado conforme NBR 5626 ficou em torno de 5% a 10% (variando conforme cada bloco do edifício).

Levantamos seis opções de bombas e analisamos cada uma das situações. Com isto, criamos um gráfico para cada uma das soluções, para entender qual seria a bomba ideal em cada caso. No gráfico 2, você encontra o fator de demanda que cada bomba atende em cada bloco, e a linha laranja indica o fator de demanda conforme NBR 5626. O gráfico refere-se à solução 1 apresentada acima, com os pressurizadores atendendo do 4º ao 1º pavimento, regulados a 21 m.c.a.

Fator demanda BombasGráfico 2: Fator de demanda para seis opções de bombas, caso para solução 1. (Fonte: Thórus Engenharia).

Da mesma forma, fizemos gráficos similares para as soluções 2 e 3. A partir daí, conseguimos escolher as bombas ideais para cada situação, conforme o fator de demanda a ser utilizado.

A tabela 5 mostra as bombas ideais dos blocos A e B para os fatores de demanda iguais a NBR 5626, a 10% e a 15%. A escolha de trabalhar com 10 e 15% foi feita com base em nossa experiência e cálculos técnicos sobre o assunto. Quanto maior o fator de demanda, maior terá que ser a capacidade da bomba. Fizemos a mesma tabela para todos os outros blocos do empreendimento.

Bombas escolhidas para blocos A e B Tabela 5: Bombas escolhidas para blocos A e B para cada opção de fator de demanda e conforme solução escolhida. (Fonte: Thórus Engenharia).

Análise de custo

Com os modelos ideais escolhidos, podemos determinar o custo em pressurizadores de cada solução para tomada de decisão. Os resultados encontram-se na tabela 6 (fator de demanda pela NBR 5626), tabela 7 (fator de demanda 10%) e tabela 8 (fator de demanda 15%).

A conclusão é que a solução 2, um pressurizador e dois aquecedores nos apartamentos de três e quatro suítes, é a opção com melhor custo benefício para este caso.

Custo para as soluções
Tabela 6, 7 e 8: Custo para as soluções levando em consideração fator de demanda da NBR 5626, fator 10% e fator 15%. (Fonte: Thórus Engenharia).

Nos cálculos de custo, estamos levando em consideração apenas os pressurizadores. Na solução 2, ainda existe um custo relativamente alto, dos aquecedores adicionais nos apartamentos de três e quatro suítes. Este custo não foi levado em consideração neste estudo, pois o custo do aquecedor não é da construtora, e sim do morador do imóvel.

Para este caso, em que a obra ainda estava iniciando a execução, indicamos trabalhar com o fator de demanda de 10% e aderir a solução 2. Assim, conseguimos trabalhar com uma folga um pouco mais confortável para os cálculos e em termos de simultaneidade, sempre pensando na melhor opção de conforto para o cliente final: o morador do imóvel.

Independentemente deste caso específico, algumas questões apontadas servem como alerta. A primeira é que em um projeto, não basta seguir apenas indicações de normas, é importante avaliar os requisitos de trabalho dos equipamentos a serem instalados. O projeto deve respeitar tanto a norma, quanto manuais de fabricantes.

Outro ponto é que a construtora ou incorporadora do empreendimento em questão, deve avaliar quantos pontos de simultaneidade é necessário para o padrão do edifício em questão, e solicitar aos seus projetistas que isto seja atendido. É necessário também informar ao futuro morador sobre essa condição, bem como colocá-la no manual do proprietário. Lembrando que, quanto maior a quantidade de pontos que conseguem trabalhar em simultaneidade, maior o valor agregado ao empreendimento.

Allan Souza Mendes
Engenheiro Civil

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Fontes:

Rinnai
NBR 5626
Docol
Schneider

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