Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Civil
Disciplina ECV5317 – Instalações I
INSTALAÇÕES PREDIAIS DE GÁS COMBUSTÍVEL
Prof. Enedir Ghisi, PhD
Eng. Vinicius Luis Rocha, Mestrando
Florianópolis, Maio de 2007
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Normas de Segurança para Instalações de Gás Combustível em Edificações: Um Guia Completo, Esquemas de Termodinâmica
As normas de segurança para instalações de gás combustível em edificações, com foco em glp. Apresenta definições importantes, normas relevantes, e detalhes sobre o projeto e execução da rede interna de gás. O documento também inclui informações sobre o dimensionamento da tubulação de gás e a especificação dos reguladores de pressão, além de abordar a importância da segurança e manutenção das instalações.
Tipologia: Esquemas
2022
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Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Civil
Disciplina ECV5317 – Instalações I
INSTALAÇÕES PREDIAIS DE GÁS COMBUSTÍVEL
Prof. Enedir Ghisi, PhD
Eng. Vinicius Luis Rocha, Mestrando
Florianópolis, Maio de 2007
Sumário
- Instalações prediais de gás combustível.............................................................................................
- 6.1. Terminologia.....................................................................................................................................
- 6.2. Informações gerais
- 6.2.1. Exigência legal de projeto
- 6.2.2. Responsabilidade técnica
- 6.3. Tipos de gases
- 6.3.1. Gás liquefeito de petróleo (GLP)...................................................................................................
- 6.3.2. Gás natural (GN)
- 6.4. Abastecimento dos gases
- 6.4.1. Gás liquefeito de petróleo (GLP)...................................................................................................
- 6.4.2. Gás natural (GN)
- 6.5. Sistemas de distribuição dos gases
- 6.5.1. Instalações em GLP
- 6.5.1.1. Requisitos de projeto..................................................................................................................
- 6.5.1.2. Central de gás
- 6.5.2. Instalações para uso alternativo de GN e GLP...........................................................................
- 6.5.2.1 Requisitos de projeto.................................................................................................................
- 6.6. Dimensionamento da tubulação.....................................................................................................
- 6.7. Referências bibliográficas
- Rede de distribuição: tubulação com seus acessórios, situada dentro do limite da propriedade dos consumidores, destinada ao fornecimento de gás, constituída pelas redes de alimentação primária e secundária;
- Rede primária: trecho da instalação situado entre o regulador de primeiro estágio e o regulador de segundo estágio (opera no valor máximo de 150 kPa);
- Rede secundária: trecho da instalação situado entre o regulador de segundo estágio ou estágio único e os aparelhos de utilização (opera no valor máximo de 5 kPa);
- Rede de distribuição interna: conjunto de tubulações e acessórios situada dentro do limite da propriedade dos consumidores, após o regulador de primeiro estágio ou regulador de estágio único, para GLP, e após o regulador de pressão ou na inexistência deste após o limite da propriedade dos consumidores, para GN;
- Registro de corte de fornecimento: dispositivo destinado a interromper o fornecimento de gás para uma economia;
- Registro geral de corte: dispositivo destinado a interromper o fornecimento de gás para toda a edificação;
- Regulador de primeiro estágio: dispositivo destinado a reduzir a pressão do gás, antes de sua entrada na rede primária, para o valor de no máximo 150 kPa (1,50 kgf/cm²);
- Regulador de segundo estágio ou regulador de estágio único: dispositivo destinado a reduzir a pressão do gás, antes de sua entrada na rede secundária, para um valor adequado ao funcionamento do aparelho de utilização de gás abaixo de 5 kPa (0,05 kgf/cm²);
- Tubo-luva: tubo no interior do qual a tubulação de gás é montada e cuja finalidade é não permitir o confinamento de gás em locais não ventilados.
6.2. Informações gerais
6.2.1. Exigência legal de projeto
De acordo com a norma de segurança contra incêndios do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina (CBMSC, 1994) o sistema de gás de uma edificação deverá fazer parte do Projeto de Prevenção Contra Incêndios, constando dos seguintes elementos:
- Planta de locação, planta baixa e cortes;
- Detalhes construtivos das canalizações e do abrigo dos medidores da central de gás;
- Esquema isométrico (em escala ou cotado);
- Planilha de dimensionamento das canalizações;
- Planilha de dimensionamento da central de gás.
A Resolução no^ 41/CAT/CCB/04 (CBMSC, 2004) prevê a possibilidade da aplicação de normas diversas a NSCI desde que os sistemas consignados em projeto confiram maior grau de segurança contra incêndios para a edificação. A mesma resolução estabelece a não obrigatoriedade de atendimento do projeto por uma única norma, ou seja, determinados aspectos podem ser amparados por normas distintas (desde que oficialmente reconhecidas).
6.2.2. Responsabilidade técnica
Segundo as normas NBR 13932 (ABNT, 1997a) e NBR 14570 (ABNT, 2000c) o projeto e a execução da rede interna de gás devem ser elaborados por profissionais com registro no respectivo órgão de classe, acompanhado da devida Anotação de Responsabilidade Técnica (ART).
6.3. Tipos de gases
6.3.1. Gás liquefeito de petróleo (GLP)
O gás liquefeito de petróleo é o último produto resultante do refino do petróleo, pois é o mais leve de todos. É uma mistura de dois hidrocarbonetos denominados propano (C 3 H 8 ) e butano (C 4 H 10 ). Em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), se apresenta no estado gasoso; e quando mantido em pressão, encontra-se no estado líquido, o que facilita sua armazenagem e utilização (LIQUIGAS, 2006).
O GLP é um combustível de alto poder calorífico (≅ 24000 kcal/m³) e sua combustão é uma das mais limpas (ABNT, 1997a; ULTRAGAZ, 2006). Por ser um gás inodoro, é adicionado um composto a base
de enxofre na sua mistura para caracterizar seu cheiro e dessa forma detectar facilmente vazamentos. Não é tóxico, mas se inalado em grande quantidade tem efeito anestésico (FDE, 2004).
Todo combustível é inflamável e, portanto, potencialmente perigoso. Assim como a gasolina, o álcool ou o querosene, o GLP também pega fogo com facilidade ao entrar em contato com chamas, brasas ou faíscas. Se houver um grande vazamento em um ambiente não ventilado, o gás se acumulará no ambiente. Assim, qualquer chama ou faísca provocará uma explosão e, conseqüentemente, incêndio.
6.3.2. Gás natural (GN)
O gás natural é um hidrocarboneto combustível gasoso, essencialmente metano (CH 4 ), cuja produção pode ser associada ou não a produção de petróleo. Além do metano, outros hidrocarbonetos fazem parte do GN, tais como: etano, propano, dentre outros. Por ser mais leve que o ar, ele se dissipa, podendo se acumular nas partes altas dos ambientes (FDE, 2004; COMPAGAS, 2006a).
O poder calorífico do GN (≅ 9230 kcal/m³) é menor quando comparado ao GLP, entretanto sua utilização vem crescendo em diversos setores devido ao seu baixo custo de produção (ABNT, 1997b; COMPAGAS, 2006b). De acordo com Santos (2002), além do preço do GN quando comparado com o preço de outros combustíveis, um fator preponderante para sua escolha é a característica de gerar a menor taxa de emissão de CO 2 dentre os combustíveis fósseis, contribuindo para a redução do efeito estufa. A Figura 6.1 mostra percentuais de aumento de emissão de CO 2 em relação ao GN para diversos combustíveis.
Figura 6.1. Aumento da emissão de CO 2 em relação ao GN para a mesma geração de energia Fonte: adaptado de COMPAGAS (2006b)
Em relação à viabilidade econômica do uso do GN em substituição ao GLP, além dos preços unitários praticados pelos fornecedores, deve-se analisar o custo das quantidades equivalentes dos gases para gerar a mesma energia. O potencial energético de 1 kg de GLP equivale ao potencial de 1,23 m³ de GN (COMGAS, 2007). Em Santa Catarina, 13 kg de GLP custam em média R$ 35,00 (R$ 2,69/kg) e 1-m³ de GN para residências R$ 2,30 (SCGAS,.2007). Sendo assim, 1,23 m³ de GN custam R$.2,83, valor superior ao custo de 1 kg de GLP.
6.4.2. Gás natural (GN)
O gás natural chega ao local de consumo de forma canalizada através da rede de distribuição da concessionária (no caso de Santa Catarina, a SCGÁS). Deste modo, elimina-se a necessidade de estocagem e reabastecimento, permitindo um fornecimento contínuo e propiciando a liberação de área nas edificações. Nos locais de consumo, o GN é conduzido ao fogão e aos demais equipamentos pela rede interna da edificação.
6.5. Sistemas de distribuição dos gases
6.5.1. Instalações em GLP
Nas residências unifamiliares não é necessário central de gás, assim como em edificações onde a capacidade de armazenamento de GLP é menor ou igual a 90 kg (CBMSC, 1994). Os botijões ou cilindros devem ser instalados em abrigos próprios (de alvenaria ou concreto), fora da edificação, em locais ventilados e de fácil acesso. Caso possuam porta, ela deverá ter área de ventilação. A Figura_6.3 apresenta um esquema típico para instalação de botijões de 13 kg.
Figura 6.3. Esquema típico de instalação de botijões P Fonte: adaptado de FDE (2004)
Para conduzir o GLP dos recipientes até os aparelhos de queima são utilizadas mangueiras flexíveis normalizadas (fixadas com braçadeiras metálicas), além de outros dispositivos auxiliares como mostra a Figura 6.4.
As mangueiras flexíveis devem ser feitas em PVC transparente e possuir uma tarja amarela na qual deverão estar gravados o prazo de sua validade (5 anos a partir da data de fabricação), a inscrição NBR_8613, a pressão de utilização e a marca de conformidade do INMETRO (FDE, 2004; MINASGAS, 2007). Além disso, as mangueiras devem ter comprimento de 0,80 m e deve-se evitar sua utilização em locais onde a temperatura seja superior a 50°C (ABNT, 1997a).
O regulador de pressão deve ser fabricado de acordo com os requisitos de construção e funcionamento estabelecidos pela NBR 8473 (ABNT, 2005). Em seu corpo devem estar gravados a inscrição NBR 8473 e o prazo de sua validade (5 anos a partir da data de fabricação). Expirado este prazo é recomendada a sua substituição.
Figura 6.4. Dispositivos utilizados em botijões Fonte: adaptado de FDE (2004) e LIGUIGÁS (2006)
As finalidades dos dispositivos apresentados na Figura 6.4 são:
- Cone-borboleta: abrir a válvula do recipiente e deixar passar o gás para o regulador (nos botijões P13, a válvula que permite a saída do gás fecha automaticamente sempre que o cone-borboleta for desconectado);
- Regulador de pressão: reduzir a pressão com a qual o gás sai do recipiente até o nível necessário para alimentação dos queimadores;
- Registro: bloquear o fluxo de gás do recipiente para o fogão (deve permanecer fechado sempre que o gás não estiver sendo usado).
As edificações onde a capacidade de armazenamento de GLP é maior que 90 kg devem dispor de central de gás, independentemente do número de pavimentos ou da área construída total (CBMSC,.1994). Além da central de gás é necessária uma rede interna de distribuição. Esta rede pode ser projetada com prumadas individuais (maior custo de implantação) como mostra a Figura 6. ou coletivas (menor agilidade na leitura “in-loco” dos medidores) como mostra a Figura 6.6, sendo permitida a leitura remota ou à distância dos medidores.
Figura 6.5. Exemplo de rede interna de distribuição de GLP com prumadas individuais
subsolos ou porões com pé direito inferior a 1,20 m entre pisos, ao longo de qualquer tipo de forro falso (exceto quando utilizado tubo-luva) e em qualquer vazio ou parede de tijolos vazados (exceto shafts privativos para gás);
- Toda tubulação aparente deve ser pintada de amarelo conforme o padrão 5Y8/12 do sistema Munsell (em conformidade com a NBR 13932) ou pintada na cor de alumínio (em conformidade com a NSCI);
- As tubulações aparentes devem ter um afastamento mínimo de: 0,30 m de tubos de eletricidade, 0,50 m de condutores de eletricidade e 2,00 m de pára-raios e de outros dispositivos de aterramento;
- Deve possuir um registro geral de corte instalado em local de fácil acesso e devidamente identificado;
- A ligação dos aparelhos à rede secundária deve ser feita por conexões rígidas, interpondo-se um registro entre cada aparelho e a rede, de modo a permitir isolar-se ou retirar-se o aparelho de gás sem interrupção do abastecimento dos demais pontos de consumo;
- Os medidores, os registros de corte de fornecimento e os reguladores devem ser instalados em abrigos exclusivos, situados em áreas de servidão comum e de fácil acesso;
- Os abrigos para medidores não devem ser instalados em escadas e patamares, antecâmaras, saídas de emergência e em ambientes destinados a outros fins.
6.5.1.2. Central de gás
A central de gás pode ser composta por recipientes transportáveis (cilindros P45 e P90) dispostos em 2 baterias (uma ativa e outra de reserva) ou por recipientes estacionários. Normalmente, o local destinado à sua instalação é sobre a superfície do terreno, porém a NBR 13523 prevê a possibilidade de centrais de gás aterradas ou subterrâneas para recipientes estacionários. As principais especificações da NSCI para projeto da edificação da central de gás composta por cilindros são:
- Apresentar conjunto para controle e manobra, instalado em abrigo exclusivo junto à parede externa da central de gás;
- Teto em concreto com 10 cm de espessura, com declive para escoamento de água pluvial;
- Paredes de vedação do tipo corta-fogo (proibido o uso de tijolos furados);
- Porta com veneziana para ventilação, de eixo vertical pivotante, com abertura no sentido do fluxo de saída e dimensões de 0,90 x 1,70 m;
- Aberturas nas paredes laterais e frontais do abrigo para ventilação, posicionadas a cada metro linear ao nível do piso e do teto, nas dimensões de 15 x 10 cm, devidamente protegidas por telas quebra-chamas;
- Piso em concreto com espessura de no mínimo 5 cm;
- Os recipientes devem ser dispostos sobre estrado de madeira tipo grade;
- Altura mínima de 1,80 m (medida na parte mais baixa do teto) e largura mínima de 0,90 m.
A principal finalidade do conjunto para controle e manobra é possibilitar a interrupção do fornecimento de gás para o interior da edificação, através do fechamento de uma válvula de fecho rápido, em caso de incêndio. Além disso é possível controlar a pressão na rede primária por meio de um manômetro e executar testes de entanqueidade na tubulação. A Figura 6.8 apresenta o detalhe de um conjunto para controle e manobra elaborado de acordo com os requisitos da NSCI. As peças identificadas no desenho correspondem à relação:
- 1: tubo coletor de ∅ 3/4”;
- 2: cotovelo 90º - 3/4”;
- 3: bucha de redução - 3/4” x 3/8”;
- 4: niple duplo de redução - 3/4” x 1/4”;
- 5: regulador de 1 o (^) estágio;
- 6: válvula de esfera (fecho rápido) - 3/4”;
- 7: niple duplo - 3/4”;
- 8: bujão - 1/2”;
- 9: tê de redução - 3/4” x 1/2”;
- 10: união - 3/4”;
- 11: niple duplo de redução - 3/4” x 1”;
- 12: luva de redução - 1” x ∅ do item 13;
- 13: tubo da rede primária.
Figura 6.8. Detalhe do conjunto para controle e manobra de acordo com a NSCI (1994) Fonte: adaptado de Oliveira e Coelho Neto (2006)
A Figura 6.9 ilustra uma central de gás projetada de acordo com as especificações da NSCI. Na planta, pode ser visto o posicionamento dos cilindros, dos extintores, das aberturas para ventilação e do conjunto de controle e manobra (identificado pela sigla CCM). Os demais elementos contidos no desenho são identificados por números e obedecem a seguinte correspondência:
- 1: cilindro removível P45 ou P90;
- 2: registro de corte rápido (válvula de esfera);
- 3: gambiarra (tubulação de interligação dos cilindros);
- 4: tubo de aço ∅ 3/4”;
- 5: tredolet;
- 6: pig tail (em cobre ou borracha).
Figura 6.9. Modelo de central de gás de acordo com a NSCI (1994) Fonte: adaptado de Oliveira e Coelho Neto (2006)
Alunos que atuarão em outros estados do país deverão verificar a legislação local do Corpo de Bombeiros no tocante ao projeto da central de gás. Um padrão de abrigo muito utilizado em outros estados brasileiros agrupa os cilindros em linha conforme mostra a Figura 6.12, onde podem ser vistos, também, trechos das redes primária e secundária de distribuição.
Figura 6.12. Modelo de central de gás com cilindros agrupados em linha Fonte: adaptado de FDE (2004)
A central de gás deve estar afastada das demais edificações do terreno de acordo com os dados da Tabela_6.2 e respeitando simultaneamente os afastamentos mínimos preconizados na NBR 13523, a seguir relacionados:
- 1,50 m de aberturas como ralos, poços, canaletas e outras em nível inferior aos recipientes;
- 3,00 m de qualquer fonte de ignição, material de fácil combustão e estacionamento de veículos;
- 3,00 m de linhas de eletricidade (medida em projeção horizontal);
- 6,00 m de qualquer depósito de materiais inflamáveis;
- 15,00 m de depósitos de hidrogênio.
Tabela 6.2. - Afastamento da central de gás em relação à projeção de outras edificações Quantidade de GLP Afastamento mínimo De 91 kg a 179 kg 0,50 m De 180 kg a 359 kg 1,00 m De 360 kg a 539 kg 1,50 m De 540 kg a 719 kg 2,00 m De 720 kg a 899 kg 2,50 m Acima de 899 kg para cada 180 kg de GLP excedente, acrescentar 0,50 m Fonte: CBMSC (1994)
Observação: os afastamentos preconizados na NBR 13523 são inferiores aos da NSCI, não sendo aceitos pelo Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina.
Além dos afastamentos mencionados anteriormente, a central de gás não poderá ser instalada em fossos de iluminação e ventilação, garagens e subsolos, cota negativa (levando em consideração o logradouro público) e local de difícil acesso (CBMSC, 1994).
A proteção contra incêndios da central de gás deverá ser feita por extintores de pó químico em função da capacidade de armazenamento de GLP e do número de capacidades extintoras (CE), conforme indicado na Tabela 6.3.
Tabela 6.3. - Número de capacidades extintoras em função da quantidade de GLP Quantidade de GLP Total de CE Até 360 kg 01 De 361 kg até 720 kg 02 De 721 kg até 1080 kg 03 Acima de 1080 kg para cada 360 kg de GLP excedente, acrescentar 01 CE Fonte: CBMSC (1994)
A condição mínima para que se constitua uma “CE”, obedece a critérios de tipo e quantidade de agente extintor:
- Espuma: capacidade extintora igual a 10 litros;
- Gás Carbônico (CO 2 ): capacidade extintora igual a 4kg;
- Pó Químico: capacidade extintora igual a 4 kg (à base de bicarbonato de sódio);
- Água pressurizada: capacidade extintora igual a 10 litros.
A NBR 13523 apresenta quantidades diferenciadas de agente extintor para a proteção contra incêndios da central de gás em relação a NSCI, como mostra a Tabela 6.4. Caso o projetista opte pela utilização das duas normas, deverá comparar as quantidades obtidas para o agente extintor e adotar o valor que confira maior grau de segurança contra incêndios (CBMSC, 2004).
Tabela 6.4. - Número de capacidades extintoras em função da quantidade de GLP Quantidade de GLP Quantidade e capacidade de extintores Até 270 kg 2 x 4 kg De 271 kg até 1800 kg 2 x 6 kg Acima de 1800 kg 2 x 12 kg Fonte: ABNT (1995)
O número de cilindros de GLP da central de gás pode ser determinado através das seguintes etapas:
o
Verificar a potência nominal de cada aparelho de utilização de gás através das Tabelas 6.5. e 6.6.
Caso o fabricante forneça a potência nominal do aparelho, ela poderá ser utilizada.
o
Determinar a potência computada (C) em função do número e da potência nominal dos aparelhos.
o
Calcular o consumo de GLP por meio da equação 1.
PCI
C
Cg = (1)
Onde: Cg é o consumo de GLP (kg/h); C é a potência computada (kcal/h); PCI é o poder calorífico inferior do GLP (kcal/kg).
Observação: o poder calorífico do GLP pode variar de 11000 kcal/kg a 11800 kcal/kg em função dos teores de butano e de propano do gás (MACINTYRE, 1996).
o
Determinar o número de cilindros de GLP através da Tabela 6.7.
Exercício 6.1. Determinar a quantidade de cilindros de GLP para a central de gás de um edifício de
10 pavimentos, sendo 2 apartamentos por pavimento, com os seguintes aparelhos por economia: 1 fogão de 4 bocas com forno e 1 aquecedor de passagem de 25 l/min. Adotar cilindros P45.
Exercício 6.2. Determinar o número de capacidades extintoras necessárias para a proteção contra
incêndios da central de gás dimensionada no exercício 6.1. Adotar os parâmetros da NSCI (1994).
6.5.2. Instalações para uso alternativo de GN e GLP
Face aos investimentos na extensão das redes de distribuição de GN, é apropriado tecnicamente projetar as instalações prediais de distribuição de gás para uso alternativo de GN ou GLP. Desse modo, os consumidores podem optar pela utilização do gás combustível mais conveniente.
O projeto da rede de distribuição interna é semelhante ao das instalações para uso exclusivo de GLP. Além da central de gás, cujos requisitos foram descritos no item 6.5.1.2, é necessária a previsão de um ramal para interligação com a rede de distribuição da concessionária de GN. A Figura 6.13 ilustra uma rede de distribuição para uso alternativo de GN ou GLP.
Figura 6.13. Exemplo de rede de distribuição interna de GN / GLP com prumada coletiva
6.5.2.1 Requisitos de projeto
Devem ser atendidos os requisitos apresentados no item 6.5.1.1 e na NBR 14570 (ABNT, 2000c). O projetista deve atentar para:
- A instalação de gás deve ser provida de válvulas de fechamento manual em cada ponto em que sejam necessárias para a segurança, a operação e manutenção;
- As tubulações não podem ser consideradas como elementos estruturais e não devem passar por pontos que as sujeitem a tensões inerentes à estrutura da edificação;
- É proibida a utilização de tubulações de gás como aterramento elétrico;
- As tubulações devem ser envoltas em revestimento maciço quando embutidas em paredes;
- Deve-se garantir que o consumidor final fique com uma planta (projeto como construído) da tubulação.
6.6. Dimensionamento da tubulação
O dimensionamento da tubulação de gás e a especificação dos reguladores de pressão devem manter a pressão, nos pontos de utilização, tão próxima quanto possível da pressão nominal estabelecida pelas normas brasileiras para os respectivos aparelhos de utilização de gás ou, na falta destes, da pressão nominal informada pelo fabricante. Deve ser garantida a vazão necessária para suprir a instalação levando-se em conta a perda de carga máxima admitida para permitir um perfeito funcionamento dos aparelhos de utilização de gás. A pressão máxima para condução do gás na rede interna deve ser definida em função da norma técnica utilizada para dimensionamento: a) Dimensionamento pela NBR 13932 ou pela NBR 14570
- 150 kPa (≅ 1,50 kgf/cm²) para redes primárias;
- 5 kPa (≅ 0,05 kgf/cm²) para redes secundárias. b) Dimensionamento pela NBR 13933 (para gás natural)
- 35 kPa (≅ 0,35 kgf/cm²) para média pressão;
- 5 kPa (≅ 0,05 kgf/cm²) para baixa pressão.
As normas brasileiras estabelecem uma série de requisitos para dimensionamento da rede interna de distribuição de gás. Entretanto, observou-se durante a elaboração desta apostila, a inexistência de padronização na apresentação desses requisitos. Assim sendo, elaborou-se um resumo das condições preconizadas nas normas atualmente vigentes conforme apresenta a Tabela 6.8.
Cabe ao projetista verificar as condições prováveis da utilização dos equipamentos e possíveis expansões de utilizações para decidir sobre qual valor será utilizado no fator de simultaneidade, sendo permitido o valor encontrado através do gráfico da Figura 6.14 ou o calculado pelas equações 2 a 5.
C < 350 F = 100 (2) 350 < C < 9612 F = 100 / [1 + 0,001 (C - 349) 0,8712^ ] (3) 9612 < C < 20000 F = 100 / [1 + 0,4705 (C - 1055) 0,19931^ ] (4) C > 20000 F = 23 (5)
Onde: C é a potência computada (kcal/min); F é o fator de simultaneidade (%).
Observação: para um único equipamento o fator de simultaneidade deve ser igual a 100%
o
Calcular a potência adotada (A) através da equação 6.
A = C x F / 100 (6)
Onde: A é a potência adotada (kcal/h); C é a potência computada (kcal/h); F é o fator de simultaneidade (%).
o
Determinar a vazão de gás (Q) por meio da equação 7.
Q = A / PCI (7)
Onde: Q é a vazão de gás (m³/h); A é a potência adotada (kcal/h); PCI é o poder calorífico inferior do gás (kcal/m³).
O poder calorífico do gás deve ser adotado em função dos seguintes usos para as instalações internas:
- Uso exclusivo de gás liquefeito de petróleo: PCIGLP = 24000 kcal/m³ (ABNT, 1997a);
- Uso exclusivo de gás natural: PCIGN = 9230 kcal/m³ (ABNT, 1997b);
- Uso alternativo de GN ou GLP: PCIGLP = 24000 kcal/m³, PCIGN = 8600 kcal/m³ (ABNT, 2000c).
o
Adotar um diâmetro interno inicial (D) para determinar o comprimento equivalente total (L).
O comprimento equivalente total deve ser calculado somando-se os trechos retos da tubulação e os comprimentos equivalentes de conexões e registros conforme valores fornecidos pelos fabricantes. Na falta destes dados, pode-se utilizar valores consagrados internacionalmente, desde que se garanta que a perda de carga localizada real não ultrapasse o valor utilizado no cálculo. As Tabelas 6.9 e 6.10 apresentam os comprimentos equivalentes para diferentes conexões em função do diâmetro nominal para tubos de cobre e aço, respectivamente. Nestas tabelas são apresentados ainda os diâmetros internos dos tubos.
Na rede de distribuição interna são admitidos tubos de cobre rígido, sem costura, com espessura mínima de 0,8 mm para baixa pressão e classes A ou I para média pressão. São admitidos também tubos de aço, com ou sem costura, preto ou galvanizado, das classes normal ou média. Caso forem utilizados tubos de aço preto, quando na montagem, deverão receber tratamento superficial anticorrosivo (ABNT, 1997a; ABNT, 1997b; ABNT, 2000c). Os tubos de cobre de classe A ou I
também podem ser utilizados para baixa pressão, visto que os tubos da classe E somente apresentam espessura de parede superior a 0,8 mm para diâmetros maiores que 35 mm.
As conexões para tubos de aço, acopladas por rosqueamento, podem ter roscas cônicas (sistema NPT - padrão americano) ou do tipo macho cônica e fêmea paralela (sistema BSP - padrão internacional). As conexões com rosca BSP devem ser acopladas em tubos de aço de classe média e as conexões com rosca NPT devem ser acopladas em tubos de aço de classe normal (ABNT, 1997a; ABNT, 1997b; ABNT, 2000c).
Figura 6.14. Fator de simultaneidade em função da potência computada Fonte: ABNT (1997a), ABNT (1997b) e ABNT (2000c)
Tabela 6.9. - Perda de carga em conexões – comprimento equivalente para tubos de cobre (m) Diâmetro Diâmetro interno (mm) Tipo de conexão nominal (mm) Classe A^ Classe I^ Cotovelo 90^
o (^) Curva 45 o Tê passagem direta
Tê passagem lateral 15 13,4 13,0 1,1 0,4 0,7 2, 22 20,2 19,8 1,2 0,5 0,8 2, 28 26,2 25,6 1,5 0,7 0,9 3, 35 32,8 32,2 2,0 1,0 1,5 4, 42 39,8 39,2 3,2 1,0 2,2 7, 54 51,6 51,0 3,4 1,3 2,3 7, 66 64,3 63,7 3,7 1,7 2,4 7, 79 76,4 75,6 3,9 1,8 2,5 8, 104 101,8 100,8 4,3 1,9 2,6 8, Fonte: ELUMA (2006)
Os valores apresentados na Tabela 6.10 foram determinados através de ensaios efetuados pelo Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos, estado de São Paulo, em maio de 1976.