Dimensionamento dos tubos da rede de hidrantes

O dimensionamento dos tubos do projeto de hidrantes pode ser efetuado para atender a vazão ou pressão. Para o dimensionamento dos tubos inicialmente é necessário definir alguns critérios como o risco da edificação, a pressão ou vazão mínima nos esguichos, a quantidade de hidrantes em uso simultâneo, o tipo de mangueira e o traçado da tubulação.

A partir das definições citadas acima será possível definir a vazão total necessária para atender um número pré-definido de hidrantes simultaneamente e as perdas de carga no sistema. As perdas são calculadas nos tubos e nas conexões pelo método dos comprimentos equivalentes.

Observação: O artigo Perda de carga no esguicho associado ao hidrante no projeto de incêndio apresenta também mais detalhes sobre as perdas de carga neste ponto.

Critérios de dimensionamento

Na plataforma AltoQi Builder pode-se optar pelo critério de vazão ou pressão na janela de propriedades da edificação e definir a quantidade de hidrantes em uso simultâneo, conforme apresentado no artigo Alterando a quantidade de hidrantes em uso simultâneo.

Observação: A plataforma AltoQi Builder não verifica a pressão e vazão mínimas necessárias simultaneamente. Os valores obtidos com o dimensionamento podem ser analisados acessando a planilha de pressões, como explica do artigo Como gerar o relatório da planilha de pressões (memorial de cálculo) das peças no projeto de gás, hidráulico e de incêndio?.

Cálculo do diâmetro mínimo da tubulação

Após a definição dos critério desejados o dimensionamento é realizado através de um processo iterativo que relaciona a vazão definida, área da seção transversal do tubo e velocidade máxima de escoamento do fluído, conforme as equações apresentadas abaixo. Sabe-se que a área de uma tubulação pode ser calculada através da equação:

Obtendo-se estes os dados de área e velocidade máxima, é possível calcular a vazão da tubulação, a partir da fórmula da vazão abaixo:

Substituindo-se as equações da velocidade e área na equação acima, e isolando-se o diâmetro da tubulação D, tem-se:

Conversão Pressão x Vazão

Para projetos nos quais foi definida a utilização do critério de pressão, a conversão entre as pressões e as vazões são realizadas pelo programa AltoQi Builder utilizando a equação genérica de descarga em bocais.

Onde:

Q: Vazão nominal, (m³/s);
Cv: Coeficiente de vazão ou descarga (0,98);
G: Gravidade, (9,81 m/s²);
P: Pressão dinâmica residual, (mca);
S: área do esguicho (m²).

Desta forma o processo iterativo é realizado até que seja encontrado o menor diâmetro para o qual a velocidade e o critério de dimensionamento adotado sejam atendidos.