Exemplo de cálculo da inclinação do esgoto: fórmulas e normas técnicas

O sistema de esgoto é uma rede de tubulações, unidades funcionais, módulos e componentes padrão. Todo o conjunto tem como objetivo garantir a passagem desobstruída das águas residuais. Obviamente, o movimento espontâneo dos efluentes domésticos nas tubulações é possível se, durante sua instalação, a inclinação for respeitada.

No artigo que propomos, você aprenderá como é realizado o cálculo da inclinação do esgoto. Afinal, não é um valor arbitrário: a inclinação deve garantir o movimento dos efluentes na velocidade necessária para o funcionamento normal do sistema. Explicaremos como é determinado o parâmetro importante para o esgoto.

Estrutura da rede de esgoto: regras e normas

A instalação de esgoto doméstico e de qualquer outro tipo é explicada claramente pela SNiP (normas de construção). Além disso, as explicações contidas nos documentos são normas e regras que os construtores profissionais seguem rigorosamente.

A construção doméstica por conta própria, é claro, é difícil de equiparar à atividade profissional. Mas isso não exime o mestre caseiro das obrigações de instalação. Portanto, recomenda-se que todo construtor saiba como é realizado o cálculo do esgoto.

A construção de comunicações de esgoto em edifícios residenciais envolve a necessidade de cálculo. O principal objetivo dos cálculos de esgoto é cumprir as normas admissíveis de inclinação das tubulações e atender às condições do ambiente de operação. Ignorar os cálculos resulta em sérios problemas.

Ao que parece, para que se aprofundar em todos os detalhes dos cálculos? Será que algo mudará radicalmente no sistema de esgoto se a inclinação dos tubos for um pouco menor ou um pouco maior do que os parâmetros existentes do SNiP?

Pois bem, a prática de operação das comunicações mostra: mesmo pequenos desvios nos valores de inclinação em relação às normas estabelecidas podem prejudicar o funcionamento normal do sistema de esgoto.

Por exemplo, o proprietário de uma casa particular faz o esgoto por conta própria e não domina o método de cálculo. Ele pega e define a inclinação das tubulações 'a olho'. Como resultado, obtém um valor de inclinação do esgoto doméstico menor que os números normativos.

Se durante a instalação de esgoto em residências ou instalações industriais as normas de inclinação dos tubos não forem seguidas, o princípio de autolimpeza das redes de esgoto é violado. Isso leva à formação periódica de entupimentos, sendo necessário realizar limpezas não programadas das tubulações com frequência.

A velocidade do fluxo de esgoto sanitário diminui, formando-se primeiro entupimentos pequenos, depois massivos e difíceis de desobstruir. Finalmente, a linha fica completamente obstruída, e a necessidade de uma limpeza global entra em pauta. Esse funcionamento do sistema, com inclinação insuficiente dos tubos, garante uma constância invejável de entupimentos e odores desagradáveis.

Outro ponto: um profissional não qualificado instala o esgoto com uma inclinação que excede os valores normativos. A inclinação excessiva das tubulações de esgoto aumenta a velocidade do meio líquido, mas cria o chamado 'efeito de separação'.

O líquido, fluindo a uma velocidade superior à de autolimpeza, separa-se da massa sólida, que permanece nas paredes dos tubos. Com o tempo, os resíduos se acumulam, e o resultado é o mesmo – entupimento, odores, limpeza.

Valores de inclinação corretamente definidos são a garantia de um funcionamento duradouro e confiável do sistema.

Sobre o cálculo de redes de esgoto

A velocidade do fluxo de esgoto sanitário na qual se atinge o efeito de autolimpeza é calculada matematicamente pela fórmula:

Esta fórmula matemática é aplicada para o cálculo de esgoto doméstico e industrial. Em particular, com a fórmula é calculada a inclinação necessária dos tubos de esgoto.

Notações:

• V – velocidade do movimento do meio líquido, (não inferior a 0,7 m/s);
• H/d – enchimento do tubo de esgoto (não inferior a 1/3 do volume);
• K – coeficiente de resistência, dependente do material da tubulação (0,5 – plástico, vidro; 0,6 – outros).

A prática de instalação de esgoto doméstico e industrial admite situações em que as condições calculadas pela fórmula mencionada não podem ser cumpridas devido ao baixo fluxo de efluentes.

Para este caso, recomenda-se montar comunicações com tubos de diâmetro até 50 mm com inclinação de 3 mm por 1 metro de comprimento. Tubulações com diâmetro de 85 a 100 mm são instaladas respeitando a norma de inclinação de 2 mm por 1 metro de comprimento. Em qualquer caso, o valor máximo permitido da norma de inclinação pode ser de 15 mm por metro de comprimento, mas não mais do que isso.

Se no sistema de redes de esgoto for utilizado um mecanismo de calhas para transporte de efluentes, também existe uma norma para este caso. Assim, o nível de enchimento das calhas não deve exceder 0,8 da sua altura. A largura da calha de esgoto não pode ser inferior a 200 mm.

Além disso, a largura da calha é determinada com base no cálculo das propriedades hidráulicas do sistema e das características construtivas deste elemento. Assim, calhas de esgoto com altura superior a 500 mm não devem ter largura inferior a 700 mm.

O sistema de calhas de esgoto, assim como o sistema de tubos, é instalado respeitando as normas de inclinação estabelecidas. Além disso, os sistemas de calhas são construídos considerando as dimensões dos elementos individuais da linha – dependendo da altura e largura.

As calhas na construção de esgoto são utilizadas na instalação de sistemas pluviais e de drenagem. O artigo apresenta o cálculo da inclinação dos tubos de drenagem, que recomendamos fortemente a leitura.

As águas residuais com alto teor de sólidos suspensos são conduzidas por linhas de esgoto com inclinação, cujo valor também é determinado por cálculo, considerando a garantia de velocidades de autolimpeza do líquido nos tubos.

O enchimento das tubulações é normatizado em 1/3 do seu volume. Normalmente, esse tipo de efluente é proveniente de produtos industriais, onde os sólidos suspensos são partículas de metais e outras substâncias sólidas.

Outras normas (regras) de instalação

As disposições da documentação normativa abordam tanto as características dos equipamentos utilizados no sistema de esgoto quanto os detalhes da própria instalação.

Equipamento de comunicações fechadas

Para a maioria dos casos de projeto de sistemas de esgoto doméstico, as normas (regras) preveem a execução de linhas de tubulação fechadas. Esse esquema tradicionalmente funciona com base no princípio de escoamento por gravidade das águas residuais domésticas e fecais.

Em algumas instalações (geralmente industriais), onde as águas residuais são drenadas sem odores e vapores perigosos, é permitido executar comunicações com base em calhas gravitacionais. Além disso, é necessário equipar as linhas de calhas com dispositivo de sifão (fecho hídrico).

A instalação de tubulações de esgoto é sempre realizada em linha reta. Para criar curvas, derivações e ramificações, são utilizados elementos de montagem adicionais. Do ponto inicial de instalação da linha até sua conclusão, é necessário manter uma variação uniforme de inclinação de acordo com os cálculos.

Se considerarmos o sistema em planta, cada trecho individual de comunicações de esgoto é montado estritamente em linha reta. Se for necessário alterar a direção da instalação das tubulações, são utilizados componentes de montagem padrão (curvas, cruzetas, tês, reduções, etc.).

Não é permitido alterar os valores calculados da inclinação das tubulações de esgoto em um trecho individual de uma linha concluída, instalada na posição horizontal.

Quais tubos são adequados para o sistema?

Com relação às redes de esgoto (doméstico, industrial), e também com ênfase nas propriedades de resistência à corrosão e resistência, diferentes modificações de tubos são usadas para a instalação de esgoto.

Para comunicações feitas pelo princípio de gravidade, os materiais dos tubos são:

• compostos poliméricos;
• ferro fundido;
• concreto;
• vidro;
• fibrocimento.

Os critérios e regras para a seleção de tubos para esgoto externo são fornecidos aqui. As informações que recomendamos serão úteis para todos os proprietários zelosos de terrenos suburbanos planejados para desenvolvimento.

Para comunicações que transportam líquidos sob pressão, são feitos tubos de materiais:

• polímeros;
• ferro fundido;
• fibrocimento;
• concreto armado.

As linhas de esgoto internas são instaladas de uma das duas maneiras: aberta / oculta. Independentemente do método de colocação, os tubos poliméricos são amplamente utilizados na instalação. Com os critérios de seleção dos melhores tubos para esgoto o artigo que recomendamos irá familiarizá-lo.

Os tubos de esgoto de plástico podem ser colocados no solo abaixo do nível dos pisos dos edifícios. Mas a carga que incide sobre o trecho com tais comunicações deve ser considerada.

As peças mais comuns das comunicações de esgoto. Tubos de plástico e todos os acessórios necessários são usados na construção de redes de diferentes finalidades. Para proprietários de imóveis particulares, esta é uma forma econômica de construir esgoto em casa.

Os acessórios de plástico são considerados universais e podem ser aplicados com sucesso em redes internas e externas.

Características da instalação de colunas (tubos verticais)

A instalação de colunas de esgoto no interior de edifícios residenciais é feita em canais, poços, caixas. Sua execução construtiva deve cumprir as normas de segurança contra incêndio. Poços, caixas, canais, etc., são obrigatoriamente equipados com painéis removíveis.

Através da remoção dos painéis, garante-se o acesso às comunicações. É permitido usar painéis removíveis feitos de materiais combustíveis se a linha de esgoto for composta por tubos de PVC. Os painéis dos poços onde são instalados tubos de polietileno geralmente são feitos de materiais incombustíveis.

Linhas abertas e fechadas

A instalação de tubulações de esgoto abertas feitas de plástico é permitida dentro de zonas de sótão de edifícios residenciais, bem como em zonas de porões.

Os locais de transição das colunas de esgoto da área residencial para a área do sótão devem ser vedados com argamassa de cimento, com espessura de pelo menos 20-30 mm. A mesma mistura protege a área do tubo acima do nível do piso em 80-100 mm, e antes da vedação com cimento, um material de impermeabilização é aplicado na superfície da tubulação.

A colocação de linhas de esgoto internas é proibida na estrutura dos pisos, no interior das paredes, na área do teto de quartos de edifícios residenciais. Sob estas mesmas exigências também se enquadram várias outras construções e salas de outras finalidades onde é previsto um regime sanitário especial.

Se for necessário instalar um tubo de desvio da pia do banheiro ou da pia da cozinha, isso é feito acima do nível do piso com o uso de medidas de impermeabilização, seguido de revestimento da área de instalação.

Parte do sistema de esgoto doméstico – a coluna de ventilação. É uma parte integrante de um esgoto doméstico executado profissionalmente. As normas e regras de instalação também se aplicam às colunas de ventilação do esgoto doméstico. Por exemplo, são especificados os tamanhos mínimos permitidos do diâmetro dos tubos utilizados.

Não é permitido combinar esgoto doméstico e industrial se os efluentes industriais contiverem líquidos tóxicos ou inflamáveis. Redes de esgoto de qualquer tipo, cujo esquema preveja a drenagem de águas residuais para o esgoto externo, devem ser equipadas com colunas de ventilação.

As extremidades superiores dos tubos de ventilação devem ser passadas através da espessura do telhado e elevadas a uma altura de:

1. Para coberturas planas (pelo menos 300 mm).
2. Para coberturas inclinadas (pelo menos 500 mm).

O recuo na direção horizontal desde a saída da coluna até as janelas e sacadas próximas do edifício deve ser de pelo menos 4 metros.

Instalação de tubos de esgoto

A instalação de tubulação de esgoto com declive é apenas parte dos requisitos para a instalação geral da rede de esgoto. Também é necessário considerar as normas estabelecidas para a instalação de tubos, com base nos riscos de danos e destruição.

Essas normas são determinadas pela ação de cargas temporárias e permanentes nas comunicações. Por exemplo, para condições domésticas, a instalação de tubos de esgoto dentro de edifícios é feita a uma profundidade de pelo menos 100 mm, considerando como pontos de medição a superfície do piso e a parede externa superior do tubo de esgoto.

As tubulações de esgoto doméstico interno, instaladas em locais de possíveis impactos mecânicos, recomenda-se proteger limitando o acesso direto a elas. Para esses fins, são usadas telas de proteção, bandejas, canais, etc.

Se a tubulação estiver localizada abaixo do nível de congelamento sazonal das camadas do solo, deve-se aplicar a tecnologia de isolamento de tubos de esgoto. O poliuretano rígido é um candidato a isolante moderno. Tubos de esgoto também são isolados com lã mineral com impermeabilização prévia.

Uma das opções possíveis de isolamento térmico para a linha de esgoto. Para o isolamento térmico de tubulações de esgoto doméstico, podem ser usados diversos materiais, mas a prioridade sempre é dada a isolantes com baixa ou nenhuma inflamabilidade.

Quando o local de instalação das comunicações é uma vala, após a escavação desta com o declive calculado e antes da colocação dos tubos, recomenda-se realizar a compactação do solo. Os trabalhos de compactação do solo são realizados na área do fundo da vala em todo o seu comprimento.

A compactação do solo deve ser feita a uma profundidade de pelo menos 200-300 mm. Após a realização dessas medidas, na vala é feita uma camada de cascalho com inclinação calculada ou são colocadas bandejas e, então, os tubos de esgoto são colocados nas bandejas.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Reflexões interessantes e instrutivas sobre o declive correto do tubo de esgoto:

Organizar efluentes domésticos (fecais) não é tão simples quanto um leigo pode imaginar. Profissionais na área de comunicações residenciais e comerciais sabem: é necessário calcular a instalação de redes de esgoto em cada caso de construção, independentemente de ser para uma casa particular ou um sistema industrial.

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