Transcript
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VÁRZEA GRANDE CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS ENGENHARIA CIVIL PROJETO EM ENGENHARIA CIVIL II
ETAPA 02 Projeto reuso de água chuva e iluminação natural em uma edificação Discentes: Cassio Sales Euller Moura Khayke Sonohata Lucas Brocardo Lucas Oliveira Marcos Dendena Renan Ricardo Yasmim Rojas Turma:
ENC121CN
Docentes: Prof. Rodrigo Assis Profa. Vanusa
Várzea Grande, Setembro de 2014
Sumário 1.
Introdução ............................................................................................................................. 3
2.
Reuso da água de chuva em edificações ............................................................................... 3
2.1 Normas para o aproveitamento de agua .............................................................................. 4 2.2 Quanto de agua uma família gasta diariamente ................................................................... 4 2.3 Área de captação da água da chuva...................................................................................... 5 2.4 Tratamento da água de chuva............................................................................................... 7 2.5 Armazenamento e Utilização da água de chuva ................................................................... 9 2.6 Calculo do tamanho do reservatório..................................................................................... 9 2.7 Calculo de quantidade de agua a ser coletada ................................................................... 10 3.
Conforto Térmico ................................................................................................................ 10
3.1 Iluminação Natural .............................................................................................................. 11 3.2 Estudo de incidência de raios solares ................................................................................. 11 3.3 Teto de dupla inclinação e claraboias ................................................................................. 12 3.4 Qualidade do Ar .................................................................................................................. 12 3.5 Calculo de dimensionamento de ventilação ....................................................................... 13 3.5.1
Volume de ar disponível por pessoa ........................................................................... 13
3.5.2
Ventilação mínima por período .................................................................................. 13
3.5.3
Ventilação para remoção de carga térmica ................................................................ 14
4.
Conclusões........................................................................................................................... 14
5.
Referências .......................................................................................................................... 14
1. Introdução Conforme foi solicita em edital para a matéria de Projeto em Engenharia Civil II, executar um projeto visando o reuso da água da chuva e iluminação natural em uma edificação, para estudo de caso o grupo resolveu analisar o caso especifico na região metropolitana de Cuiabá-MT. No quesito reuso de agua de chuva, para a região estudada e de grande importância analisar e medir os níveis de chuvas decorrentes durante o ano e qual e recorrência de grandes chuvas, afim de calcular qual seria o volume óbito para o uso, e se seria satisfatório ou não a amostra analisada, para isso foi montado um medidor pluviométrico de modo caseiro, posto na laje superior do edifício São Lucas, situado na Avenida Beira Rio, Grande Terceiro Cuiabá-MT. O inicio das medições ocorreu dia seguinte após a discente Vanuza Soares apresentar a proposta de projeto em sala de aula, ocorrido no dia 02 de setembro de 2014. Quanto a iluminação natural será estudado custos de montagem de um sistema onde permita a passagem dos raios solares em pontos estudados da edificação, visto que não e confortável instalar o sistema em todos a residencial. Para isso será analisado através da maquete que será confeccionada pelo grupo, o melhor local para a instalação.
2. Reuso da água de chuva em edificações A agua captada pelo sistema que será implantado na edificação passara com um sistema de tratamento, para possibilitar a utilização, pois a mesma pode conter um alto índice de pH, impurezas e outras poluições que poderá ser prejudicial à saúde de quem utilizar o sistema. Conforme o estudo de caso que dirá qual o volume captado através do sistema de coleta de chuva, dirá qual será a melhor forma de utilização da água, visto que conforme a demanda da residência poderá solicitar um alto índice, caso o estudo seja analisado que a demanda de chuva da região estudada não seja satisfatório, terá uma nova analise para ponderar qual será o local de utilização da agua, necessitando assim uma tubulação especifica do local do reservatório após a purificação ate o local de uso.
2.1 Normas para o aproveitamento de agua No que se refere em uso de aguas pluviais no Brasil, tem-se como base a diretriz da ABNT NBR 15.527/07 – Águas de chuva – Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis. Diretriz que da total posse para captação e utilização das aguas pluviais decorrentes em sua edificação ou terreno, portanto todo e qualquer serviço para a utilização fica de posse do proprietário, em estados específicos existem leis que proíbe o despejo de aguas pluviais coletadas e despejadas nas redes de esgotos, visto que aumentaria a demanda à tubulação, caso seja despejado em tubulações de esgotos, geralmente para esses casos e cobrado um valor tarifado acrescentado no extrato mensal do contribuinte. No Brasil em áreas urbanas de modo geral, os primeiros 10m³ de agua fornecida pelo serviço publico é subsidiado, ficando com o custo muito barato para o consumidor e deixando de lado a alternativa do uso da agua de chuva. Segundo Oliveira, 2008, “em lugares onde não existe rede pública, é viável o uso da agua de chuva. Ate o presente momento, o uso da agua de chuva em áreas urbanas e viável para o consumo comercial e industrial ou em grandes prédios”.
2.2 Quanto de agua uma família gasta diariamente Atualmente com mais de 7 bilhões de pessoas no mundo, consumir agua e algo que extremamente necessário em diversas etapas do seu dia, desde ir ao banheiro para as necessidades básicas, cozinhar, se hidratar, lavar roupas, lavar louças, e diversas atividades cotidianas. Com o grande crescimento populacional, indevidamente ocorreu contaminações de áreas mananciais e fontes de abastecimento, onde em um futuro bem próximo poderá ocorrer sérios danos a natureza e ao consumidor. Observa-se que a demanda de consumo diário de agua vem aumentando com o passar dos anos, por exemplo, a dez mil anos antes de Cristo, o consumo médio era de 12 litros por pessoa, atualmente no século XXI essa demanda aproximasse de um valor entre 60 a 75 litros/dia. No Brasil, os valores de
consumo médio diário e alarmante, onde se tem um valor instável que varia de 120 a 225 litros por pessoa por dia.
Tabela 1 - Consumo doméstico de água por atividade Atividade Quantidade (em Litros) Uma descarga no WC 9 a 16 Um minuto de chuveiro 6 a 25 Uma lavagem de mãos 3a5 Pia do banheiro aberta por um minuto 9 Escovar os dentes com água corrente 11 Pia da cozinha (por lavagem) 117 a 243 Uma lavagem com lava louças 20 a 40 Um tanque com agua 150 Um tanque com torneira meio aberta (15 min) 279 Uma lavagem com maquina de lavar roupas 150 Mangueira aberta por 15 min (jardim) 279 Lavagem de automóvel com mangueira 100 a 216 Piscina (perda de agua mensal por 3.785 evaporação) Fonte: adaptado de IDEC (2006); DECA. SABESP; Universidade da água.
2.3 Área de captação da água da chuva A água coletada pode ser utilizada para diversos fins, com simples processo de tratamento possibilitando de ser usadas para lavagem de veículos, calçadas ou na lavanderia, através de um tratamento um pouco mais apurado, pode-se utilizar na irrigação de jardins, descargas nos vasos sanitários, sistema de extinção de incêndios e outros processos, para fins potável, e necessário que a área de captação esteja afastada ao mínimo de 25 km de grandes centros ou esteja em áreas rurais onde não contenha aplicação de agrotóxicos. No projeto de dimensionamento do sistema de captação de água através da superfície de telhados, os mesmo devem seguir normas técnicas e especificações dos fabricantes das telhas. Existem diversos telhados possíveis para a coleta da agua de chuva, podem ser telha cerâmica, de zinco, de aço galvanizado, de fibrocimento, de plástico, de acrílico, de vidro, dentre outros. O tipo de revestimento do telhado e um fator de grande importância para a coleta, pois e necessário que seja de escolha um material onde o
coeficiente de escoamento (C) seja maior, visando menosprezar as perdas, pois nem toda agua precipita e coletada. Para a coleta e necessário que a edificação esteja com um sistema de calhas instalado e sem interrupções pelo encanamento, condutores verticais para o direcionamento do telhado para o reservatório. Se o sistema de coleta for bem instalado e dimensionado as perdas pela tubulação pode se reduzir quase a zero, aumentando a eficácia do sistema e aumento os benefícios.
Tabela 2 - Características da água de acordo com a finalidade de uso Finalidade Irrigação/Lavagem de pisos
Deve
Descarga em vasos sanitários
Refrigeração e sistema de ar condicionado
Lavagem de veículos
Lavagem de roupa
Não deve Apresentar mau cheiro Conter componentes que agridam as plantas ou que estimulem o crescimento de pragas Ser abrasiva Manchar superfícies Propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudica a saúde humana Apresentar mau cheiro Ser abrasiva Manchar superfícies Deteriorar os metais sanitários Propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudica a saúde humana Apresentar mau cheiro Ser abrasiva Manchar superfícies Deteriorar maquinas Formar incrustações Apresentar mau cheiro Ser abrasiva Manchar superfícies Conter sais ou substancias remanescente após a secagem Propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudica a saúde humana
Ser incolor
Ser turva
Uso ornamental
Construção civil*
Algas Partícula solida Metais
Apresentar mau cheiro Deteriorar os metais sanitários e equipamentos Propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudica a saúde humana
Ser incolor
Ser turva Apresentar mau cheiro Deteriorar os metais sanitários e equipamentos Propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudica a saúde humana Ser turva Alterar as características de resistência dos materiais Favorecer o aparecimento de eflorescências de sais Propiciar infecções ou a contaminação por vírus ou bactérias prejudica a saúde humana
Fonte: adaptado de ANA (2005) Nota: *na preparação de argamassas, concreto, controle de poeira e compactação do solo.
2.4 Tratamento da água de chuva A literatura mostra que a chuva inicial é mais poluída, pois esta é responsável por lavar a atmosfera contaminada por poluentes e a superfície de captação, quer seja telhado ou superfícies no solo (GOULD, 1999). Portando e necessário agregar ao sistema de coleta um pré-tratamento da agua coletada, onde contenha um sistema de armazenamento secundário onde receba a agua contaminada e em seguida libera esta, para receber a agua onde poderá ser utilizada contendo menores índices de poluição atmosfera.
Calcula-se que o valor de captação inicial ate o recebimento de uma agua com baixa poluição, seja de 0,8 a 1,5 mm de chuva por m² de área de captação. Conforme utilizado por Karla Annecchini em seu trabalho de conclusão de pós-graduação, utilizou um reservatório de eliminação da primeira chuva com capacidade de 0,2 mm de chuva, após esse valor já seria captado a chuva direcionada ao preenchimento do reservatório final. “As figuras 1 e 2 mostra exemplos de sistema de descarte da primeira chuva. O principio desses reservatórios é parecido, sendo que no primeiro completado o volume do reservatório de eliminação de primeira chuva, a agua é vedada por uma bola flutuante e no segundo, ao se completar o volume do reservatório de primeira chuva, o mesmo extravasa, fazendo com que a água passe para o reservatório de armazenamento.” (Annecchini, 2005)
Figura 1 - Descarte da primeira chuva com
Figura 2 - Descarte da primeira chuva
Para fins potáveis recomenda-se que a agua passe por um sistema de tratamento mais complexo, como a filtração com filtros de areia, após o processo de filtração, a agua captada a ser utilizada passa por um processo de desinfecção, a qual pode ser realizada de forma simples através da fervura.
2.5 Armazenamento e Utilização da água de chuva
A agua captada será feito o processo de tratamento, após o termino será direcionada a um reservatório final onde será guardada ate sua utilização de forma a qual os usuários acharem cômodo, pois será conforme o tratamento proposto, caso seja para consumo potável ou não.
2.6 Calculo do tamanho do reservatório
Com os índices pluviométricos em mãos da regia os estuda e possível fazer o dimensionamento do reservatório necessário, e necessário buscar um índice histórico para se tiver um padrão de quanto chove anualmente, período de escassez e de altas. IP = Índice pluviométrico da região AC = Área de captação CP = 0,9 Meses = 12
O valor obtido dividido por mil, será a capacidade do reservatório para acumular a chuva decorrida ao longo do ano.
2.7 Calculo de quantidade de agua a ser coletada
Para calcular a quantidade de agua que pode ser coletada, Brenda Valle, 1981, afirma que e necessário ter em mãos os volume de precipitação anual da região estudada, onde o valor deve representar a media dos três anos consecutivos de menos chuva, de forma que não sobre estime a quantidade de agua a ser coletada. CC = Chuva Coletada M1 = Media dos três anos consecutivos de menos chuva A = Área de captação em m² CP = 0,9
O resultado obtido e o valor que pode se economizar de agua do rio doce.
3. Conforto Térmico
Atualmente com as elevadas taxas de aumento anual na temperatura medias das regiões, ocorreu se uma grande preocupação quanto ao conforto e bem estar dentro de residências. Com isso cada vez mais aprimora-se estudos voltados a parte construtivas. Com o conhecimento e a tecnologia existentes no mercado hoje em dia, e possível se construir de forma ecologia e sustentável, sem deixar de lado o fator custo-benefício, visto que e possível economizar e proporcionar certa qualidade habitável na residência. No Brasil, exite uma norma que regulariza os valores mínimos e máximos de decibéis para uma edificação, o nível limite para dormitórios e de
45 dB e para a sala de estar e de 50 dB, NBR 10152:1987 Niveis de ruído para conforto acústico.
3.1 Iluminação Natural
As incidências de raios solares na região do Pantanal brasileiro e de grande valia, visto que normalmente e possível captar temperatura acima dos 35º C, em épocas onde não existe desmatamento e queimadas, o céu costuma ficar sem interferências permitindo o maior alcance dos raios solares. Analisando esses fatores climáticos da região estudada, um projeto bem elaborado de iluminação natural na residência seria de grande rendimento financeiro, pois, e possível passar os horários de pico onde as tarifas costumam ser elevadas, usando a captação de iluminação natural pelo telhado da edificação. Para isso e possível usar diversos tipos de telha como, telha de policarbonato, de vidro, de acrílico, para se souber qual dos modelos seria de maior eficiência energética, visa um estudo de caso especifico, analisando qual dos tipos absorve mais calor, transferindo para a parte interna da residência, qual o custo do m² de cada material, dados esses que o grupo ira levantar e analisar o melhor modelo de implantação.
3.2 Estudo de incidência de raios solares
Edifício situado com sua fachada principal a nordeste fica exposto à incidência de raios solares pelo período da manhã, seria de grande significância, a disposição de arbustos em torno da casa, impedindo a incidência dos raios contra as paredes da edificação, pois os mesmo podem
superaquecer e transpor energia para dentro da residência causando um certo desconforto. Os primeiros raios solares podem ser de bem aproveitados quando incidem nos quartos, visto que no pico de temperatura seria um cômodo da casa que se encontraria vazio, levando em consideração que o inquilino levante entre sete e 8 horas da manhã.
3.3 Teto de dupla inclinação e claraboias
Os tetos de dupla inclinação e as claraboias, consistem em realizar o mesmo desempenho, proporcionando um nível considerável de economia em energia elétrica e aumento em energia sustentável, porem, o sistema de iluminação gera ganhos térmicos consideráveis, entretanto se usado com um sistema paralelo de sombreamento aumenta sua eficácia.
3.4 Qualidade do Ar
Estudos realizados comprovam que atualmente a qualidade do ar interno chega até ser mais afetado que alguns ambientes externos, estimativas apontam que uma pessoa permanece cerca de 90% do tempo em ambientes internos, casas, edifícios, prédios ou em algum tipo de construção. Com isso e de certo que os danos de saúde seriam visíveis em pouco tempo. Com tudo, um projeto de conforto térmico, visa o bem estar geral, beneficiando a todos de forma que em torno da edificação seja planejado lugares arborizados melhorando o clima tanto quando a diminuição de poluentes quando ate mesmo melhorando o fator climático, proporcionando um ambiente agradável, diminuindo a fadiga, tosse seca, enxaqueca e diversos sintomas provenientes de ambientes de baixa qualidade.
3.5 Calculo de dimensionamento de ventilação
Conforme Alucci (1986) esquematizou a vazão de ar mínima recomentada para atender as exigências de higiene pessoal. Dispõe a tabela Volume de ar disponível por
Ventilação mínima noturna (m³/h
Ventilação mínima diurna (m³/h
pessoa (m³/pessoa)
pessoa)
pessoa)
<4
35
44
4 a 10
30
42
10 a 15
15
22
> 15
11
15
3.5.1 Volume de ar disponível por pessoa
Onde, = Volume de ar disponível por pessoa A = Area do ambiente H = altura do pé direito
3.5.2 Ventilação mínima por período
3.5.3 Ventilação para remoção de carga térmica
Vazão necessária Qtotal = Carga energética total a ser removida, em W = diferença entre a temperatura do ar interno e do ar externo, em ºC
4. Conclusões
Conforme tudo que foi pesquisa, analisado e discutido entre o grupo, será visto um modelo no qual julgamos o mais eficiente e custo-benefício, satisfatório supondo que os proprietários da edificação sejam de classe mediabaixa, em ascensão, para isso ainda e necessário mais analises de caso e estudos relacionados a pluviometria no município de Cuiabá.
5. Referências
www.confortoambientalulbra.blogspot.com.br/ www.confortoambiental.com.br/ Alucci, Marcia, Procedimento de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações, USP, 1986. www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/prognosticoClimaticoTrimestral www.inmet.gov.brhtmlclimagraficosplotGraf.phpchklist=2%2C&capita=cuiaba% 2C&peri=99%2C&per6190=99&precipitacao=2&cuiaba=19&Enviar=Visualizar
Oliveira, Nancy Nunes, Aproveitamento de água de chuva de cobertura para fins não potáveis de próprios da educação da rede municipal de Guarulhos, 2008. Programa Casa Ecologica, AlphaVille Urbanismo S.A., Volume I – Consumo sustentável: Aproveitando a agua da chuva. Silveira, Bruna Quick, Monografia: Reuso da água pluvial em edificações residenciais, 2008. Annecchini, Karla Ponzo Vaccari, Aproveitamento da água da chuva para fins não potáveis na cidade de Vitoria-ES, 2005.
