Sistemas de calhas para telhados: tipos existentes de sistemas e seu funcionamento + cálculo e etapas de instalação

Os sistemas de drenagem para telhados, construídos ao longo das inclinações de telhados de duas águas ou ao redor do perímetro de estruturas de quatro águas, permitem reduzir significativamente a carga de precipitação sobre a fachada, o revestimento e a fundação. Para que o sistema de drenagem seja eficaz, é necessário escolher o material e calcular os parâmetros dos componentes.

Explicaremos como escolher um sistema de drenagem com base nos dados técnicos e nas características da casa. No artigo que apresentamos, descrevemos detalhadamente as etapas de cálculo e a tecnologia de instalação da estrutura para drenagem de água atmosférica. Com nossos conselhos, você poderá realizar todo o trabalho com as próprias mãos.

Classificação dos sistemas de drenagem

O princípio de organização da drenagem de águas de degelo e pluviais depende de vários fatores: estrutura do telhado, condições climáticas da região, preferências pessoais do proprietário. Em qualquer caso, o dreno deve funcionar eficazmente durante todo o ano, sem a ocorrência de bloqueios de folhas, gelo ou poeira.

Ao planejar o dreno, é necessário determinar parâmetros importantes: localização e configuração do sistema, bem como o material de fabricação dos componentes.

Drenagem externa e interna

O tipo de sistema de drenagem é selecionado dependendo do tipo de telhado, número de andares do edifício e condições climáticas da região.

Na construção de casas, são utilizadas três opções de drenagem:

• externa não organizada;
• externa organizada;
• interna organizada.

O primeiro tipo envolve o escoamento espontâneo da água. Para funcionar, basta estender o beiral inclinado para além da parede.

A drenagem não organizada é usada para pequenas construções anexas, casas de campo baixas com telhado inclinado

O sistema por gravidade raramente é utilizado em casas residenciais devido a uma série de desvantagens. A água cai perto da fundação, aumentando a probabilidade de sua destruição.

Características da instalação de uma drenagem desorganizada:

• a precipitação anual na região não deve exceder 300 mm/ano;
• o telhado deve ser equipado com um beiral de 60 cm ou mais;
• no lado da casa para onde a inclinação está voltada, não será possível instalar uma varanda, e também não deve haver uma área de pedestres.

O sistema mais popular para casas particulares é a variedade organizada externa. Esta opção é adequada para telhados de mansarda, de duas águas, piramidais e de quatro águas. Para a remoção subsequente da umidade, instala-se um poço filtrante ou uma drenagem pluvial.

O escoamento organizado garante a descarga desobstruída da água através de calhas e funis para a tubulação de drenagem. Os elementos do sistema são instalados ao longo dos beirais e paredes externas.

Especificidades das calhas de tipo externo:

• funcionam bem em regiões quentes; em áreas com invernos rigorosos, é aconselhável prever um sistema antigelo;
• em instalações de armazenamento frio, a probabilidade de formação de tampão de gelo é mínima – aqui é possível instalar uma calha externa sem aquecimento.

O sistema interno envolve a instalação da tubulação de drenagem dentro do edifício. O sistema funciona eficazmente em temperaturas externas positivas e negativas. Esse tipo de drenagem é geralmente instalado em centros comerciais e edifícios de vários andares com telhado plano ou de uma só água.

A drenagem interna é a mais confiável. A temperatura positiva do ambiente aquecido elimina o risco de congelamento da água nas tubulações.

Com base nas características construtivas, distinguem-se dois tipos de sistemas internos:

1. Gravidade. A água escoa livremente através de calhas inclinadas. O projeto do sistema não apresenta dificuldades, e um benefício adicional é o custo acessível.
2. Sifão. A precipitação acumula-se, enchendo a tubulação desde o funil até a saída de esgoto. Quando o nível do líquido diminui, forma-se uma zona de vácuo – a água é literalmente aspirada.

O sistema de sifão é mais caro de instalar, porém, na sua montagem, pode-se utilizar um número mínimo de funis e tubos de diâmetro reduzido. A calha sifão lida muito bem com precipitações abundantes. Um benefício adicional é a autolimpeza sob a pressão da água que escoa.

Sistemas de tipo fechado e aberto

O tipo de telhado determina a configuração e a especificidade da instalação do sistema de calhas. Para uma casa com telhado de duas águas, basta instalar duas calhas retas e tubos de drenagem verticais.

Se a inclinação do telhado tiver uma configuração não padrão, para criar um sistema eficaz e preservar a aparência estética da casa, será necessário desenvolver um sistema mais complexo.

Distingue-se o sistema de drenagem fechado e aberto. O dreno fechado é instalado no telhado de quatro águas. As calhas são montadas como uma estrutura inteiriça ao longo do perímetro das inclinações, não há tampões.

A drenagem do telhado de quatro águas é feita em diferentes direções, portanto, os tubos de descida verticais devem ser instalados nos cantos da construção. O cálculo do sistema fechado é realizado considerando a área total do telhado.

Em construções de duas águas, múltiplas águas e diferentes inclinações, são instaladas várias linhas separadas de calhas. Os canais verticais de drenagem são colocados no centro da parede ou nos cantos da casa.

Materiais de fabricação do dreno

Os elementos do sistema de drenagem são fabricados em metal ou plástico. Existe também uma opção combinada – produtos metálicos com revestimento polimérico. Cada material tem seus prós e contras.

Entre os drenos metálicos, são utilizados:

• de aço;
• alumínio;
• cobre.

Os drenos de aço galvanizado são acessíveis, duráveis, resistentes a variações de temperatura e à radiação UV.

Desvantagens do sistema de aço: design desatualizado, montagem trabalhosa devido ao peso significativo da estrutura e dificuldade em obter a vedação completa dos elementos.

Para melhorar a aparência e prolongar a vida útil do dreno, a galvanização é revestida com polímeros.

Opções possíveis:

1. Pural. A superfície é resistente a danos mecânicos e raios UV. Vida útil – 30-35 anos. Os produtos de Pural são mais caros do que outros elementos compósitos.
2. Plastisol. O revestimento de policloreto de vinila é acessível e oferece uma grande variedade de cores. Uma desvantagem significativa é a sensibilidade à luz solar; sob a ação da radiação ultravioleta, o polímero se deforma. O dreno de aço e plastisol é adequado para regiões do norte, predominantemente nubladas.
3. Poliéster. O revestimento resiste ao sol, mas é sensível a danos mecânicos – aparecem arranhões. Vida útil – até 10-15 anos. A deformação da camada protetora leva à destruição gradual da base de aço.

Os drenos de metal com revestimento polimérico são adequados para telhados de telha metálica. A durabilidade dos materiais é aproximadamente a mesma – será possível realizar a substituição ao mesmo tempo.

Os drenos de cobre têm aparência prestigiosa e são práticos na operação. Com o tempo, a estrutura fica coberta de pátina e não oxida. Desvantagens dos sistemas de cobre – alto custo e peso.

Tais drenos são fabricados sob encomenda, frequentemente complementados com elementos decorativos. A vida útil do dreno de cobre é de mais de um século.

As opções de drenagem de plástico são muito procuradas na construção de casas particulares. A comparação dos sistemas de plástico e metal é apresentada aqui, recomendamos que você se familiarize com as informações úteis.

Entre seus principais pontos positivos, destacam-se:

• boa relação custo-benefício – os produtos de plástico são mais caros que os elementos galvanizados, mas mais baratos que os demais;
• possibilidade de escolha de cor para combinar com o exterior da casa;
• boa capacidade de absorção acústica;
• qualidades anticorrosivas;
• facilidade de instalação.

Os drenos de plástico são bastante frágeis. Eles são particularmente suscetíveis a danos mecânicos em temperaturas negativas. Para reduzir o risco de quebra do dreno devido ao excesso de precipitação, é necessário instalar retentores de neve no telhado.

Dispositivo típico de drenagem de telhado

Diferentes fabricantes oferecem um conjunto padrão de elementos do sistema de calhas. Eles podem variar em dimensões, material de fabricação e aparência. O sistema é composto por calhas horizontais instaladas sob a borda do telhado e condutores verticais conectados às calhas por funis de coleta.

Os elementos perpendiculares são unidos por funis. Além deles, o conjunto de coleta inclui: tampões, conectores, tês, suportes, elementos de canto, cotovelo e bocal de descarga.

A composição do sistema é montada de acordo com a configuração do sistema de drenagem.

Calha e elementos de conexão para ela

Calha semicircular – canaleta para coleta e drenagem da água da chuva do telhado. A seção da calha é uma forma semicircular aberta ou angulada. O design é escolhido de acordo com a arquitetura do edifício. O tamanho da calha deve corresponder à carga esperada. Esta, por sua vez, depende da área do telhado.

Curva da calha é usada para alterar a linha do dreno. O ângulo padrão é 90°, mas também existem produtos com ângulo de 135°.

Ao instalar a curva, siga as seguintes regras:

• as juntas das curvas e calhas devem ser vedadas com adesivos ou vedantes de borracha;
• a distância das extremidades da curva aos suportes não deve ser superior a 10-15 cm – nestes pontos a resistência do sistema é menor.

Conector de calha – tira semicircular com fixadores e travas. O elemento é usado para unir calhas em uma linha contínua. Para vedar a junta, é necessário um selante de borracha.

O comprimento padrão da calha é de 3 m. Alguns fabricantes oferecem produtos nos tamanhos de 3 a 4 m. Ao dimensionar o sistema, é necessário escolher o comprimento de modo que o número de emendas seja mínimo.

Suportes de fixação. A escolha de um modelo específico depende da tecnologia de instalação do sistema de drenagem, da localização dos elementos principais e do estágio de reforma/construção.

Possíveis variações de suportes-ganchos:

1. Longos. São usados para fixar o sistema de drenagem antes da aplicação da cobertura do telhado. Os elementos são fixados nas vigas, geralmente antes da instalação do ripamento.
2. Curto. Adequados para instalar calhas na parede do edifício ou na placa frontal. Os ganchos podem ser instalados antes da colocação da cobertura do telhado ou após a conclusão do telhado.
3. Universal. Elementos desmontáveis e modulares, aplicados antes ou após a instalação do material de cobertura. O comprimento dos ganchos universais pode ser ajustado.

Tampa é instalada na extremidade da calha. Para fixação segura, são fornecidos encaixes, e para aumentar a vedação da junção, uma junta de borracha. A construção é geralmente universal – a tampa serve para o lado direito e esquerdo da calha.

Elementos da tubulação de drenagem

Funil coletor de água é adequado para áreas onde não é possível instalar um sistema de drenagem comum. É aplicável para rincões de telhados com forma arquitetônica complexa. Ao funil coletor de água conecta-se diretamente um tubo de descarga.

Funil de saída. O elemento é instalado sob a calha. O funil redireciona os fluxos de água para um tubo vertical. Dependendo da localização, distinguem-se elementos de passagem, esquerdo ou direito.

Cotovelo – é um elemento necessário para alterar a direção da descida do dreno, ou seja, contornar o tubo ao redor de saliências arquitetônicas do edifício.

Tubo de drenagem é destinado à instalação de uma tubulação vertical de escoamento. O diâmetro do elemento é selecionado com base no débito de água, comprimento típico – 3 m.

O tê é necessário para conectar várias calhas a um único tubo vertical. O uso do tê reduz o consumo de materiais e melhora a aparência da fachada.

Curva de descarga – uma ponta curvada. É instalada na parte inferior do tubo de drenagem para desviar a água da fundação e do embasamento da edificação.

Suportes para tubo – são braçadeiras para fixação dos tubos verticais à parede. Os suportes são feitos de plástico e metal. Os elementos de fixação devem suportar as cargas no tubo de drenagem e ser menos visíveis.

Algoritmo de cálculo do sistema de drenagem

Para um funcionamento eficaz da drenagem, não é tão relevante o material do sistema, mas sim a seleção dos parâmetros técnicos ideais de seus componentes. É importante determinar os diâmetros dos tubos e calhas, calcular o número de curvas, conexões e outros elementos complementares.

Etapa #1 – coleta de dados para cálculos

Primeiramente, medem-se os parâmetros do edifício. É melhor realizar as medições manualmente, pois os dados da documentação técnica podem estar um pouco distorcidos.

É necessário determinar: a distância do nível do solo até a borda do beiral, o avanço do beiral em relação à parede (u no esquema, L – comprimento do elemento inclinado do tubo). Deve-se considerar que a distância do ponto inferior do tubo até o solo não deve ser inferior a 20-25 cm

No papel, deve-se fazer um esboço mostrando todas as inclinações do telhado. No diagrama, indique o comprimento do beiral para cada elemento onde a calha será colocada. O próximo passo é determinar a área das inclinações, o cálculo é realizado pelas fórmulas geométricas correspondentes.

Quanto maior o telhado, mais precipitação o sistema precisará drenar. Com base no indicador de área (S no diagrama), seleciona-se o tamanho da calha e dos tubos de descarga.

Pode-se orientar pelo plano do telhado e escolher a maior inclinação para o cálculo.

Etapa #2 – determinação do diâmetro e quantidade de tubos

De acordo com as normas, ao calcular a seção das calhas e tubos de descarga, é necessário considerar o ângulo de inclinação do telhado. No entanto, na prática, muitas vezes parte-se exclusivamente da área da inclinação.

A quantidade de calhas é determinada pelo esboço do telhado. Basta medir o comprimento dos beirais e planejar os pontos de junção das calhas.

Na tabela vê-se que para uma inclinação com área de escoamento de 235 m², será necessária uma calha com seção de 120 mm e um tubo com diâmetro de 90 mm. Esses valores são válidos sob a condição de que o dreno esteja centralizado.

É mais difícil calcular a quantidade de saídas verticais.

Devem ser seguidas as seguintes regras:

• em uma linha de até 10 m de comprimento – 1 dreno;
• se o comprimento da calha exceder 12 m – 2 saídas;
• para telhados de formato complexo, devem ser previstos drenos adicionais para cada saliência;
• em uma linha com tampa – 1 saída cada.

Dois trechos curtos localizados lado a lado devem ser conectados em uma única descida usando um divisor.

Nuances da localização das saídas verticais: se o comprimento do beiral for até 12 m, a posição do funil não importa; caso contrário, ele é instalado mais próximo ao centro.

Em inclinações grandes, a distância entre os tubos de drenagem não deve exceder 24 m.

Etapa #3 – cálculo de elementos adicionais do sistema

Após determinar a configuração do sistema de drenagem, a extensão e o número de juntas das calhas, determina-se o consumo dos componentes secundários:

1. Tampas. Pelo esboço, calcula-se o número de extremidades abertas. Para cada linha não fechada, serão necessárias 2 tampas.
2. Conectores. A quantidade de acoplamentos depende da presença de juntas das calhas. O cálculo é feito para linhas individuais pela fórmula: número de calhas menos um.
3. Funis e tês. A quantidade de elementos de transição é escolhida individualmente conforme o esquema do sistema de drenagem. Para cada tubo vertical, há um funil.

A quantidade de suportes para fixação das calhas depende do tipo de fixador e do comprimento dos beirais.

A distância entre os ganchos curtos não deve exceder 60 cm. Ao instalar calhas plásticas em tábuas ou no revestimento de caibros, é permitida uma distância de até 90 cm.

Para calcular a quantidade de suportes curtos, utiliza-se a fórmula:

N = (L-30)/60,

Onde:

• N – valor desejado;
• L – comprimento da calha em centímetros.

O cálculo é realizado separadamente para cada linha.

Etapa #3 – cálculo do dreno vertical

Será necessário calcular: o comprimento do tubo, a quantidade de conectores e braçadeiras de suporte. Além disso, é necessário determinar a opção de organização do escoamento de água.

Cálculo do comprimento do tubo:

1. Medir a distância da calçada de proteção até a borda do telhado.
2. Da medida obtida, subtrair a altura da transição – saídas dos funis que conectam a calha ao tubo. Neste trecho podem estar localizados: joelho, segmento de conexão da tubulação.
3. Do comprimento calculado, deve-se subtrair a altura da saída inferior e a distância até o solo – cerca de 20-25 cm.

A quantidade de conectores é igual ao número de juntas. Por exemplo, para um tubo de descida de 6 m, são necessários 2 segmentos de 3 m e 2 luvas. Um elemento é a junção com o funil, o segundo é a fixação dos tubos.

Para fixar o tubo de descida à parede, utilizam-se braçadeiras, com intervalo de instalação de 2 m. O tubo é fixado com parafusos, e o comprimento dos fixadores depende do material de revestimento da fachada.

Para paredes rebocadas, são adequados fixadores de 10 cm de comprimento. Para fachada isolada, o tamanho do parafuso é aumentado pela espessura do material isolante térmico.

Tecnologia de instalação do dreno

A composição exata das ferramentas necessárias depende do material das calhas.

Em qualquer caso, serão necessários:

• perfurador;
• parafusadeira;
• nível, prumo;
• fita métrica, lápis, cordão;
• alicates;
• escada;
• martelo, marreta.

A sequência de trabalhos para instalação do sistema de drenagem  pode ser dividida em três etapas principais.

Instalação correta dos suportes

Ao instalar os suportes, a ordem de trabalho é a seguinte:

1. Nos cantos das inclinações, são feitas marcas indicando os locais dos suportes extremos.
2. Na tábua frontal, fixa-se o primeiro suporte.
3. No lado oposto da base estrutural, instala-se o gancho da extremidade, mantendo a inclinação necessária – 3-5 mm por metro.
4. Entre os suportes, estica-se um cordão e ajustam-se os elementos intermediários ao longo da linha.

Após o posicionamento dos ganchos, a corda deve ser removida.

As bordas da cobertura do telhado devem cobrir a calha em no máximo 1/3 de sua largura. Essa disposição garantirá que a água que escoa caia precisamente na calha.

Fixação do sistema de calhas

A instalação é melhor iniciada no ponto onde o condutor vertical será conectado. Na calha, é necessário fazer um furo para o funil com uma serra para metais e tratar as bordas. A instalação do adaptador entre os elementos horizontais e verticais pode ser feita com o uso de conectores.

Ações seguintes:

1. No último segmento de calha, colocar a tampa de extremidade.
2. Colocar as calhas sucessivamente nos suportes, mantendo sobreposições dos elementos de 5 a 10 cm.

Para garantir uma melhor vedação, devem ser colocados conectores emborrachados nas juntas.

Instalação de tubos verticais

A montagem dos tubos começa com a instalação das braçadeiras. Para isso, a partir do funil, desce-se uma linha vertical com um prumo e marca-se na parede.

É necessário prever braçadeiras próximas às junções dos tubos de queda, com distância máxima até os fixadores de 10 cm.

É aconselhável montar o tubo vertical no chão e depois fixá-lo no sistema de fixadores.

Em seguida, montam-se os elementos complementares, conectam-se as curvas verticais e horizontais entre si e instala-se a marca inferior. Em regiões com precipitações abundantes no inverno, é aconselhável equipar o sistema de drenagem com um circuito de aquecimento, cujas instruções de instalação estão descritas no artigo que recomendamos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Determinação dos parâmetros do telhado e cálculo dos tubos de drenagem:

Instruções passo a passo para a instalação do sistema de drenagem do telhado para uma casa particular:

Em princípio, o procedimento de cálculo e a tecnologia de montagem do sistema de calhas são bastante simples. É perfeitamente possível realizar a tarefa por conta própria. Os profissionais experientes instalam a drenagem do telhado em um dia; para um iniciante, o trabalho levará mais tempo.

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