Calha em telhado

Dimensionamento de calhas e condutores: exercício de fixação

Dandara Viana Construção Civil 29 Comments

No nosso post anterior sobre Águas Pluviais, explicamos como dimensionar calhas e condutores de acordo com as recomendações da ABNT NBR 10844/1989 – Instalações prediais de águas pluviais.

Se você não leu ainda, recomendamos que dê uma olhada, clicando aqui.

Ou, se preferir, assista nosso vídeo sobre Águas Pluvias:

Agora, vamos solidificar o que foi aprendido sobre instalações prediais de águas pluviais até o momento. Para tanto, propomos um exemplo resolvido de dimensionamento de calhas, condutores verticais e condutores horizontais. Confira abaixo!

Exemplo prático

Você está construindo uma edificação na cidade de Teresina-PI e necessita executar as instalações prediais de águas pluviais. Desse modo, dimensione corretamente as calhas e os condutores horizontais e verticais para a figura abaixo, sabendo que as tubulações são de plástico.

Sistema de águas pluviais.

Sistema de águas pluviais

RESOLUÇÃO:

Passo 01: Determinação da intensidade pluviométrica

Para obter o valor da intensidade pluviométrica, na tabela 1, precisamos primeiramente fixar o tempo de retorno para a edificação, conforme abaixo:

  • T = 1 ano: áreas pavimentadas, onde empoçamentos possam ser tolerados;
  • T = 5 anos: coberturas e/ou terraços;
  • T = 25 anos: coberturas e áreas onde empoçamento ou extravasamento não possa ser tolerado.

Iremos considerar, neste caso, que empoçamentos não possam ser tolerado, portanto o tempo de retorno será 25 anos.

Tabela 1 – Intensidade pluviométrica para tempo de duração de 5 min

Logo, I=262mm/h.

Passo 02: Cálculo da área de contribuição

Para o cálculo da área de contribuição faremos uso dos das duas fórmulas a seguir, que mais se assemelham à situação real da edificação.

Áreas de contribuição.

Áreas de contribuição

Para calcular a área de contribuição para as calhas teremos que, primeiramente, analisar qual área influencia cada calha, vejamos:

Áreas de contribuição da edificação.

Áreas de contribuição da edificação

  • A calha 1 sofre influência da A1, A5 e A8, no trecho 1 e A2 e A7, no trecho 2;
  • A calha 2: sofre influencia da A3 e A6, no trecho 1 e somente A4 , no trecho 2.

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Áreas inclinadas:

A1=A2=A3=A4

\mathrm{A1=(a+h/2)b}

\mathrm{A1=(5+2,5/2)10}

\mathrm{A1=62,5\:m^2}

Áreas individuais:

A6

\mathrm{A6=a.b/2}

\mathrm{A6=5,4.5/2=13,5\:m^2}

A7

\mathrm{A7=10.10/2=50\:m^2}

Áreas adjacentes :

A5+A8

\mathrm{A=\dfrac{\sqrt{{A5}^2+{A8}^2}}{2}}

\mathrm{A=\dfrac{\sqrt{{[(5+2,5).5,4/2]}^2+{(10.10)}^2}}{2}}

\mathrm{A=\dfrac{\sqrt{{20,25}^2+{100}^2}}{2}}

\mathrm{A=51,01\:m^2}

Área de contribuição total para a calha 1

Trecho 1: \mathrm{A_{11}=A1+(A5+A8)=113,51\:m^2}

Trecho 2: \mathrm{A_{12}=A2+A7=112,50\:m^2}

Área de contribuição total para a calha 2

Trecho 1: \mathrm{A_{21}=A3+A6=76,00\:m^2}

Trecho 2: \mathrm{A_{22}=A4=62,50\:m^2}

Passo 03: Determinar a vazão de projeto

De posse da intensidade pluviométrica e das áreas de contribuição, podemos agora calcular a vazão de projeto para as calhas, vejamos:

Vazão de projeto para a calha 1

\mathrm{Q=\dfrac{I.A}{60}}

Trecho 1: \mathrm{Q_{c11}=\dfrac{262.113,51}{60}=495,66\:L/min}

Trecho 2: \mathrm{Q_{c12}=\dfrac{262.112,50}{60}=491,25\:L/min}

Vazão de projeto para a calha 2

Trecho 1: \mathrm{Q_{c21}=\dfrac{262.76,00}{60}=331,87\:L/min}

Trecho 2: \mathrm{Q_{c22}=\dfrac{262.62,50}{60}=272,92\:L/min}

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Capacidade de Carga em Estacas

Passo 04: Dimensionamento

Dimensionamento das calhas

Sabendo que as duas calhas possuem seção semicircular e que o coeficiente de rugosidade é 0,011 (plásticos), podemos fazer uso da tabela 2 abaixo adotando a declividade mínima de 0,5%.

O valor do diâmetro escolhido para as calhas será aquele que permitir uma vazão maior ou igual à vazão de protejo, para um dada declividade.

Tabela 2 – Capacidades de calhas semicirculares com coeficientes de rugosidade n = 0,011 (L/min)

Capacidades de calhas semicirculares com coeficientes de rugosidade n = 0,011 (L/min).

Para cada calha, será usada a maior vazão entre os trechos, portanto:

Calha 1: 200mm

Calha 2: 150mm

Dimensionamento dos condutores verticais

Para o dimensionamento dos condutores verticais, precisamos da vazão de saída, que nada mais é do que a vazão nos trechos das calhas, portanto:

Condutor vertical 1

\mathrm{Q_{cv1}=Q_{c11}=495,66\:L/min}

Condutor vertical 2

\mathrm{Q_{cv2}=Q_{c12}=491,25\:L/min}

Condutor vertical 3

\mathrm{Q_{cv3}=Q_{c21}=331,87\:L/min}

Condutor vertical 4

\mathrm{Q_{cv4}=Q_{c22}=272,92\:L/min}

De posse das vazões de projeto, precisamos agora determinar se a saída da calha será em canto vivo ou em funil.

Para essa situação adotaremos a saída em funil, portanto, o ábaco usado será o seguinte:

Tabela 3 – Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticaisÁbaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais.

  • Para os condutor vertical  1, temos: Q=495,66 L/min, H=100mm e L=10m;
  • Para os condutor vertical  2, temos: Q=491,25 L/min, H=100mm e L=10m;
  • Para os condutor vertical  3, temos: Q=331,87 L/min, H=75mm e L=10m;
  • Para os condutor vertical  4, temos: Q=272,92 L/min, H=75mm e L=10m.

De posse dessas informações, podemos observar que para nenhuma das vazões ocorre interseção entre as linhas L e H.

Desse modo, o diâmetro dos 4 condutores verticais terá o valor mínimo e igual a 70mm.

Dimensionamento de condutores horizontais

Para o dimensionamento dos condutores horizontais, precisamos primeiramente calcular suas vazões de projeto, conforme abaixo:

Condutor horizontal 1

\mathrm{Q_{ch1}=Q_{cv1}=495,66\:L/min}

Condutor horizontal 2

\mathrm{Q_{ch2}=Q_{cv2}=491,25\:L/min}

Condutor horizontal 3

\mathrm{Q_{ch3}=Q_{cv3}=331,87\:L/min}

Condutor horizontal 4

\mathrm{Q_{ch4}=Q_{cv4}=272,92\:L/min}

Condutor horizontal 5

\mathrm{Q_{ch5}=Q_{ch1}+Q_{ch3}}

\mathrm{Q_{ch5}=500,00+360,25=827,53\:L/min}

Condutor horizontal 6

\mathrm{Q_{ch6}=Q_{ch2}+Q_{ch4}+Q_{ch5}}

\mathrm{Q_{ch6}=491,25+272,92+827,53=1591,70\:L/min}

De posse das vazões de projeto e do coeficiente de rugosidade, precisamos agora somente fixar a declividade e, por fim, encontrar o diâmetro por meio da tabela 4 abaixo:

Tabela 4 – Capacidade de condutores horizontais de seção circular (L/min.)

Capacidade de condutores horizontais de seção circular (L/min.).

Considerando a declividade mínima de 0,5%, os diâmetros resultantes para os condutores horizontais são os seguintes:

Condutor horizontal 1: 150mm

Condutor horizontal 2: 150mm

Condutor horizontal 3: 125mm

Condutor horizontal 4: 125mm

Condutor horizontal 5: 200mm

Condutor horizontal 6: 250mm

Resultado

Por fim, confira abaixo os diâmetros resultantes para a edificação:

Diâmetros e inclinações resultantes.

Diâmetros e inclinações resultantes

Resolução rápida através da planilha de dimensionamento de calhas

A nossa planilha verifica em poucos segundos se as dimensões escolhidas para a sua calha atendem aos critérios determinados pela norma.

Para isso, tudo que precisamos é determinar a localização e a área de contribuição da edificação em estudo e escolher uma declividade para a calha.

Faremos agora a verificação da calha 1, sabendo que a máxima área de contribuição para ela será a área equivalente ao trecho 1: \mathrm{A_{11}=113,51\:m^2}.

Logo, temos:

Verificação da calha 1 utilizando a planilha

Verificação da calha 1 utilizando a planilha

Como esperado, a calha satisfez aos critérios de dimensionamento da ABNT NBR 10844/1989 – Instalações prediais de águas pluviais e, portanto, o diâmetro calculado pode ser adotado sem medo!

Se gostou dessa rápida resolução, saiba que você pode adquirir a nossa planilha para dimensionamento de calhas, clicando aqui.

Bom pessoal, esse foi o post de hoje sobre águas pluviais e esperamos que tenha sido útil pra você. Se gostou, não deixe de seguir o Guia aqui e também no nosso canal no Youtube!

E se ficou alguma dúvida, deixe aqui nos comentários.

Comments 29

    1. Post
      Author
  1. Olá, como se faz o dimensionamento da calha de seção retangular com a formula de Manning? Tenho dúvidas em qual tamanho da calha devo colocar para achar a área de seção molhada, perímetro etc, pois isso será um pré-dimensionamento, correto? Então a dúvida é: como faço esse pré-dimensionamento da calha? Obrigado.

    1. Post
      Author

      Oi Denner! A forma mais fácil para isso seria adotar uma seção comercial para a sua calha, aplicar a fórmula de Manning considerando a lâmina d’água a 3/4 da altura da sua calha e, por fim, verificar se a vazão resultante é maior ou igual à vazão de captação necessária (vazão de projeto). Espero ter respondido sua pergunta 🙂

      1. Ahhh, legal. É um método iterativo então, basicamente chutamos uma seção e vemos se ela passa ou não. Ficou claro agora, Obrigado!

        1. Post
          Author

          Isso! Também tem outras maneiras de encontrar a altura mínima pela Fórmula de Manning, mas essa é a forma mais prática.

  2. Ótimo exemplo. Eu posso atribuir o número de condutores verticais? E sobre a questão de o telhado ser curvo, eu posso usar a fórmula da área de contribuição de uma superfície inclinada?

    1. Post
      Author

      Oi, Caique! Sim, você pode atribuir o número de condutores verticais, só precisa verificar depois se esse número fornecerá vazão de escoamento suficiente para as calhas. Para a sua segunda pergunta, você pode usar, pois a diferença na área provavelmente será muito pequena.

      1. Entendi, muito obrigado. No meu caso, eu dividi a cobertura em duas partes iguais e dps dividi uma delas em 4 partes não iguais e fixei 3 condutores verticais. As vazões deram 200, 450 e 470. Adotei o diâmetro de 200 mm pra calha. Dps calculei a vazão pra calha com H = 100mm pra verificar se a vazão da calha era maior que a de projeto. Deu cerca de 830. Considerei i = 0,50%, n = 0,011. Queria saber se usei o procedimento correto? Trata- se de uma cobertura curva de um galpão.

        1. Post
          Author
  3. BOA TARDE
    ONDE POSSO ENCONTRAR ESSAS TABELAS…?
    intesidade pluviométrica para outras regioes?
    material divergente quanto a rugosidade?

    1. Post
      Author
  4. Excelente material Dandara.
    Resta uma dúvida quanto ao cálculo feito para as áreas adjacentes (A5+A8), ao se calcular a A5 que (será elevada ao quadrado),temos {[(5+2,5)*5,40]/2 }², neste ponto não deveria ter se calculado da seguinte maneira: (5,40*5)²=A5²?

    Outro ponto: Tomando como exemplo este mesmo telhado, caso tivéssemos apenas uma saída (no fundo) poderíamos ter considerado que A1 e A2 seriam um pano de único, assim como, A7 e A8 platibanda única que seria adjacente a A5?

    Seu material é realmente muito bom, estive fazendo pesquisas, vendo exemplos e lendo a norma e seu trabalho pra mim se destacou como um dos melhores.
    Grata

    1. Post
      Author

      Olá Karla, fico extremamente feliz que gostou do meu material e agradeço pelo seu feedback. 😊

      Em relação à sua primeira dúvida: Considerando que A5 é um trapézio, eu optei por calcular a área exata, mas, se preferir, não vejo nenhum problema em considerar uma área retangular, já que fica a favor da segurança. Os dois modos são aceitáveis.

      Em relação à sua segunda pergunta: Seu pensamento está corretíssimo!

      Karla, vendo seu interesse por essa área da engenharia, não posso deixar de lhe convidar para conhecer nosso curso online sobre Instalações de Águas Pluviais, pois creio que você pode gostar bastante.

      Se tiver interesse em conhecer, é só clicar aqui

      Um abraço!

    1. Post
      Author

      Foi somente um para facilitar os cálculos, mas as duas poderiam ter sido calculadas da mesma forma, considerando a área trapezoidal.

  5. Boa tarde!
    Eu tentei realizar o cálculo aqui com um telhado que tenho, mas não consegui entender como é encontrado o condutor vertical no ábaco.
    Por exemplo, você usa: Para os condutor vertical 1, temos: Q=495,66 L/min, H=100mm e L=10m;

    O que seria o H e o L? Poderia explicar como eu encontro esse dimensionamento utilizando o ábaco e como chegou a conclusão de que “nenhuma das vazões ocorre interseção entre as linhas L e H.”

    Obrigada!

    1. Por exemplo, no cálculo que eu realizei, encontrei que um dos condutores verticais terá a vazão de = 619,94.
      Como eu faço para ver no ábaco que tipo de tubo que eu utilizo?

    2. Post
      Author

      Oi Ari,
      escolhido o ábaco a utilizar para o seu condutor vertical, devemos levantar uma vertical a partir do valor da vazão calculada para o condutor vertical até interceptar as curvas de H (altura da lâmina de água na calha, em mm) e L (comprimento do condutor vertical, em m), correspondentes. Após realizarmos as duas interseções, transportaremos a mais alta até o eixo D, por meio de uma linha horizontal. Por fim, adotaremos o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor encontrado e maior que 70mm.

      No caso do exercício, nenhuma das vazões ocorre interseção entre as linhas L e H simplismente porque a vazão dos condutores era baixa.

      Espero que tenha ficado mais claro agora 🙂

      1. Então, só para ver se eu entendi.
        No caso do meu exemplo, minha vazão é de = 619,94.

        Eu estou usando uma calha de 200mm, ou seja, meu h = 100mm, é isso? E a minha saída de L é de 0,3m.

        Se eu traçar uma linha vertical da minha vazão, vou acabar por não ter uma intersecção entre eles, com isso, meu condutor é 70mm?

        Está certo essa lógica?

        1. Post
          Author

          Ari, para essa vazão, você não intercepta a linha H=100 mm, mas intercepta a linha L=0,3 m. Portanto, o seu diâmetro deverá estar entra 80 e 90 mm.

    1. Post
      Author
  6. Boa tarde,
    Há problema em não fazer parte dos coletores verticais chegarem ao solo, fazendo com que os coletores horizontais fiquem aéreos e desçam depois em uma coluna só?

    1. Post
      Author

      Creio que não seja possível, pois tubo de queda só pode fazer desvios de, no máximo, 45° e, mesmo assim, a NBR 10.844 não é usada pra dimensionar coluna de ventilação com pontos de capacitação intermediários, só em embocadura de calha mesmo.

  7. E em calhas entre duas caídas (água furtada) de longa extensão, é possível instalar coletores verticais pela extensão da calha em V ou ela só serve para direcionar as águas para outra calha normal?

    1. Post
      Author

      Não há qualquer restrição normativa quanto aos pontos de colocação do condutor vertical. Porém, deve existir um cuidado maior, pois as calhas de agua furtada têm caimento variável a depender do projeto de coberturas.

      Isso porque em alguns casos é possível que essa colocação, justamente nesse ponto, prejudique na determinação do regime de escoamento. Uma vez que dificultaria a determinação da altura da lâmina na calha, e seriam 3 calhas convergindo em um mesmo ponto (duas de beiral e uma de agua furtada).

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