Apostila GLP

7/29/2019 Apostila GLP

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Universidade Federal de Santa CatarinaDepartamento de Engenharia CivilDisciplina ECV5317 Instalaes I

INSTALAES PREDIAIS DE GS COMBUSTVEL

Prof. Enedir Ghisi, PhD

Eng. Vinicius Luis Rocha, Mestrando

Florianpolis, Maio de 2007


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UFSC / Depto de Engenharia Civil / ECV 5317 Instalaes I 2

Sumrio

6. Instalaes prediais de gs combustvel............................................................................................. 36.1. Terminologia..................................................................................................................................... 36.2. Informaes gerais ........................................................................................................................... 46.2.1. Exigncia legal de projeto ............................................................................................................. 46.2.2. Responsabilidade tcnica ............................................................................................................. 46.3. Tipos de gases ................................................................................................................................. 46.3.1. Gs liquefeito de petrleo (GLP)................................................................................................... 46.3.2. Gs natural (GN) ........................................................................................................................... 56.4. Abastecimento dos gases ................................................................................................................ 66.4.1. Gs liquefeito de petrleo (GLP)................................................................................................... 66.4.2. Gs natural (GN) ........................................................................................................................... 76.5. Sistemas de distribuio dos gases................................................................................................. 76.5.1. Instalaes em GLP ...................................................................................................................... 76.5.1.1. Requisitos de projeto.................................................................................................................. 96.5.1.2. Central de gs .......................................................................................................................... 106.5.2. Instalaes para uso alternativo de GN e GLP........................................................................... 166.5.2.1 Requisitos de projeto................................................................................................................. 176.6. Dimensionamento da tubulao..................................................................................................... 176.7. Referncias bibliogrficas .............................................................................................................. 26

Prof. Enedir Ghisi / Eng. Vinicius Luis Rocha


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6. Instalaes prediais de gs combustvel

Normas pertinentes sobre a utilizao de gs combustvel em sistemas prediais:

Norma de segurana contra incndios (NSCI) - Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina(CBMSC, 1994);

NBR 13103 - Adequao de ambientes residenciais para instalao de aparelhos que utilizamgs combustvel (ABNT, 2000a); NBR 13523 - Central predial de gs liquefeito de petrleo (ABNT, 1995); NBR 13932 - Instalaes internas de gs liquefeito de petrleo (GLP) - Projeto e execuo

(ABNT, 1997a); NBR 13933 Instalaes internas de gs natural (GN) - Projeto e execuo (ABNT, 1997b); NBR 14024 - Centrais prediais e industriais de gs liquefeito de petrleo (GLP) - Sistema de

abastecimento a granel (ABNT, 2000b); NBR 14570 - Instalaes internas para uso alternativo dos gases GN e GLP - Projeto e

execuo (ABNT, 2000c).

6.1. Terminologia

Reproduz-se a seguir algumas das definies utilizadas nas normas e bibliografia tcnicaespecializada da rea:

Abrigo de medidores: construo destinada proteo de um ou mais medidores com seuscomplementos;

Alta presso: toda presso acima de 392 kPa (4 kgf/cm); Aparelho tcnico de queima ou aparelho de utilizao de gs: equipamento que utiliza gs

combustvel para produo de energia, aquecimento, coco de alimentos, secagem deroupas e iluminao, dentre outras finalidades;

Baixa presso: toda presso abaixo de 5 kPa (0,05 kgf/cm); Central de gs: rea devidamente delimitada (ou local) que contm os recipientes

transportveis ou estacionrio(s) e acessrios destinados ao armazenamento de gs

liquefeito de petrleo para consumo da prpria instalao; Consumidor: pessoa fsica ou jurdica responsvel pelo consumo de gs; Densidade relativa do gs: relao entre a densidade absoluta do gs e a densidade absoluta

do ar seco, na mesma presso e temperatura; Economia: a propriedade, servindo de habitao ou ocupao para qualquer finalidade,

podendo ser utilizada independentemente das demais; Fator de simultaneidade (F): coeficiente de minorao aplicado potncia computada para

obteno da potncia adotada; Mdia presso: toda presso compreendida entre 5 kPa (0,05 kgf/cm) e 392 kPa (4 kgf/cm)

para GLP ou toda presso compreendida entre 5 kPa (0,05 kgf/cm) e 35 kPa (0,35 kgf/cm)para GN;

Perda de carga: perda de presso do gs devida ao atrito ou obstruo em tubos, vlvulas,conexes, reguladores e queimadores;

Poder calorfico: a quantidade de calor que desprende na combusto (queima) de umdeterminado corpo por unidade de peso (kg) ou volume (m);

Potncia adotada (A): potncia utilizada para dimensionamento do trecho em questo; Potncia computada (C): somatria das potncias mximas dos aparelhos de utilizao de

gs, que potencialmente podem ser instalados a jusante do trecho considerado; Potncia nominal do aparelho de utilizao de gs: quantidade de calor contida no

combustvel consumido na unidade de tempo, pelo aparelho de utilizao de gs, com todosos queimadores acesos e devidamente regulados, indicada pelo fabricante do aparelho;

Purga: limpeza total de tubulao ou parte de um equipamento, de forma que todo materialnele contido seja removido. tambm a expulso do ar contido no mesmo, tendo em vista aadmisso de gs combustvel, de forma a evitar uma combinao indesejada;

Rede de alimentao: trecho da instalao predial situado entre a central de gs e oregulador de primeiro estgio ou regulador de estgio nico;



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Rede de distribuio: tubulao com seus acessrios, situada dentro do limite da propriedadedos consumidores, destinada ao fornecimento de gs, constituda pelas redes de alimentaoprimria e secundria;

Rede primria: trecho da instalao situado entre o regulador de primeiro estgio e oregulador de segundo estgio (opera no valor mximo de 150 kPa);

Rede secundria: trecho da instalao situado entre o regulador de segundo estgio ou

estgio nico e os aparelhos de utilizao (opera no valor mximo de 5 kPa); Rede de distribuio interna: conjunto de tubulaes e acessrios situada dentro do limite da

propriedade dos consumidores, aps o regulador de primeiro estgio ou regulador de estgionico, para GLP, e aps o regulador de presso ou na inexistncia deste aps o limite dapropriedade dos consumidores, para GN;

Registro de corte de fornecimento: dispositivo destinado a interromper o fornecimento de gspara uma economia;

Registro geral de corte: dispositivo destinado a interromper o fornecimento de gs para toda aedificao;

Regulador de primeiro estgio: dispositivo destinado a reduzir a presso do gs, antes de suaentrada na rede primria, para o valor de no mximo 150 kPa (1,50 kgf/cm);

Regulador de segundo estgio ou regulador de estgio nico: dispositivo destinado a reduzira presso do gs, antes de sua entrada na rede secundria, para um valor adequado aofuncionamento do aparelho de utilizao de gs abaixo de 5 kPa (0,05 kgf/cm);

Tubo-luva: tubo no interior do qual a tubulao de gs montada e cuja finalidade nopermitir o confinamento de gs em locais no ventilados.

6.2. Informaes gerais

6.2.1. Exigncia legal de projeto

De acordo com a norma de segurana contra incndios do Corpo de Bombeiros Militar de SantaCatarina (CBMSC, 1994) o sistema de gs de uma edificao dever fazer parte do Projeto dePreveno Contra Incndios, constando dos seguintes elementos:

Planta de locao, planta baixa e cortes;

Detalhes construtivos das canalizaes e do abrigo dos medidores da central de gs; Esquema isomtrico (em escala ou cotado); Planilha de dimensionamento das canalizaes; Planilha de dimensionamento da central de gs.

A Resoluo no 41/CAT/CCB/04 (CBMSC, 2004) prev a possibilidade da aplicao de normasdiversas a NSCI desde que os sistemas consignados em projeto confiram maior grau de seguranacontra incndios para a edificao. A mesma resoluo estabelece a no obrigatoriedade deatendimento do projeto por uma nica norma, ou seja, determinados aspectos podem ser amparadospor normas distintas (desde que oficialmente reconhecidas).

6.2.2. Responsabilidade tcnica

Segundo as normas NBR 13932 (ABNT, 1997a) e NBR 14570 (ABNT, 2000c) o projeto e a execuoda rede interna de gs devem ser elaborados por profissionais com registro no respectivo rgo declasse, acompanhado da devida Anotao de Responsabilidade Tcnica (ART).

6.3. Tipos de gases

6.3.1. Gs liquefeito de petrleo (GLP)

O gs liquefeito de petrleo o ltimo produto resultante do refino do petrleo, pois o mais leve detodos. uma mistura de dois hidrocarbonetos denominados propano (C3H8) e butano (C4H10). Emcondies normais de temperatura e presso (CNTP), se apresenta no estado gasoso; e quandomantido em presso, encontra-se no estado lquido, o que facilita sua armazenagem e utilizao(LIQUIGAS, 2006).

O GLP um combustvel de alto poder calorfico ( 24000 kcal/m) e sua combusto uma das maislimpas (ABNT, 1997a; ULTRAGAZ, 2006). Por ser um gs inodoro, adicionado um composto a base



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de enxofre na sua mistura para caracterizar seu cheiro e dessa forma detectar facilmentevazamentos. No txico, mas se inalado em grande quantidade tem efeito anestsico (FDE, 2004).

Todo combustvel inflamvel e, portanto, potencialmente perigoso. Assim como a gasolina, o lcoolou o querosene, o GLP tambm pega fogo com facilidade ao entrar em contato com chamas, brasasou fascas. Se houver um grande vazamento em um ambiente no ventilado, o gs se acumular no

ambiente. Assim, qualquer chama ou fasca provocar uma exploso e, conseqentemente, incndio.6.3.2. Gs natural (GN)

O gs natural um hidrocarboneto combustvel gasoso, essencialmente metano (CH4), cuja produopode ser associada ou no a produo de petrleo. Alm do metano, outros hidrocarbonetos fazemparte 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 calorfico do GN ( 9230 kcal/m) menor quando comparado ao GLP, entretanto suautilizao vem crescendo em diversos setores devido ao seu baixo custo de produo (ABNT, 1997b;COMPAGAS, 2006b). De acordo com Santos (2002), alm do preo do GN quando comparado com opreo de outros combustveis, um fator preponderante para sua escolha a caracterstica de gerar a

menor taxa de emisso de CO2 dentre os combustveis fsseis, contribuindo para a reduo do efeitoestufa. A Figura 6.1 mostra percentuais de aumento de emisso de CO2 em relao ao GN paradiversos combustveis.

Figura 6.1. Aumento da emisso de CO2 em relao ao GN para a mesma gerao de energiaFonte: adaptado de COMPAGAS (2006b)

Em relao viabilidade econmica do uso do GN em substituio ao GLP, alm dos preos unitriospraticados pelos fornecedores, deve-se analisar o custo das quantidades equivalentes dos gasespara gerar a mesma energia. O potencial energtico de 1 kg de GLP equivale ao potencial de 1,23 mde GN (COMGAS, 2007). Em Santa Catarina, 13 kg de GLP custam em mdia R$ 35,00 (R$ 2,69/kg)e 1-m de GN para residncias R$ 2,30 (SCGAS,.2007). Sendo assim, 1,23 m de GN custamR$.2,83, valor superior ao custo de 1 kg de GLP.



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6.4. Abastecimento dos gases

6.4.1. Gs liquefeito de petrleo (GLP)

O GLP pode ser comercializado em recipientes transportveis (geralmente de 2 a 90 kg) ou a granelatravs do abastecimento de recipientes estacionrios (acima de 90 kg) ou tanques. A

comercializao a granel ocorre em estabelecimentos com maior demanda de GLP, como indstrias,empresas e grandes condomnios. Para esta modalidade de abastecimento exige-se rea desegurana e fcil acesso para caminhes tanque. Na Tabela 6.1 so apresentados os recipientestransportveis mais encontrados no comrcio, bem como suas respectivas indicaes de utilizao.

Para serem seguros, os recipientes transportveis de gs (botijes e cilindros) precisam serfabricados de acordo com rigorosas normas tcnicas. Um recipiente de GLP no deve ser aceito seapresentar pintura danificada, ferrugem, partes soltas ou outros danos. Neste caso, deve-se solicitara imediata substituio por outro em boas condies de uso. Cabe s empresas engarrafadorasmanter seus recipientes em boas condies de utilizao e com a devida manuteno.

Tabela 6.1. - Capacidade de carga e indicao de uso de recipientes transportveis de GLPRecipiente Dimenses (mm)

Tipo Capacidadede carga (kg) Dimetro AlturaIndicao de uso / observao

P2 2 212 239 Fogareiros, lampies, soldas, laboratrios / noadaptvel a regulador de presso

P5 5 272 333 Foges residenciais

P13 13 360 460 Foges residenciais

P20 20 309 885Especfico para empilhadeiras / deve ser usado nahorizontal, porque o consumo se d na fase lquida

P45 45 380 1280Centrais de gs (edifcios residenciais e comerciais,restaurantes, bares, lavanderias, hospitais, escolas)

P90 90 555 1213 Centrais de gs (edifcios residenciais e comerciais,restaurantes, bares, lavanderias, hospitais, escolas)

Fonte: ULTRAGAZ (2006) e LIQUIGS (2006).

A Figura 6.2 ilustra os recipientes transportveis de GLP apresentados na Tabela 6.1. Os recipientesdo tipo P2, P5 e P13 so normalmente conhecidos como botijes e os recipientes P20, P45 e P90como cilindros.

(a) P2 (b) P5 (c) P13 (d) P20 (e) P45 (f) P90

Figura 6.2. Recipientes transportveis de GLPFonte: adaptado de ULTRAGAZ (2006)



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6.4.2. Gs natural (GN)

O gs natural chega ao local de consumo de forma canalizada atravs da rede de distribuio daconcessionria (no caso de Santa Catarina, a SCGS). Deste modo, elimina-se a necessidade deestocagem e reabastecimento, permitindo um fornecimento contnuo e propiciando a liberao derea nas edificaes. Nos locais de consumo, o GN conduzido ao fogo e aos demais

equipamentos pela rede interna da edificao.6.5. Sistemas de distribuio dos gases

6.5.1. Instalaes em GLP

Nas residncias unifamiliares no necessrio central de gs, assim como em edificaes onde acapacidade de armazenamento de GLP menor ou igual a 90 kg (CBMSC, 1994). Os botijes oucilindros devem ser instalados em abrigos prprios (de alvenaria ou concreto), fora da edificao, emlocais ventilados e de fcil acesso. Caso possuam porta, ela dever ter rea de ventilao. AFigura_6.3 apresenta um esquema tpico para instalao de botijes de 13 kg.

Figura 6.3. Esquema tpico de instalao de botijes P13Fonte: adaptado de FDE (2004)

Para conduzir o GLP dos recipientes at os aparelhos de queima so utilizadas mangueiras flexveisnormalizadas (fixadas com braadeiras metlicas), alm de outros dispositivos auxiliares comomostra a Figura 6.4.

As mangueiras flexveis devem ser feitas em PVC transparente e possuir uma tarja amarela na qualdevero estar gravados o prazo de sua validade (5 anos a partir da data de fabricao), a inscrioNBR_8613, a presso de utilizao e a marca de conformidade do INMETRO (FDE, 2004;MINASGAS, 2007). Alm disso, as mangueiras devem ter comprimento de 0,80 m e deve-se evitarsua utilizao em locais onde a temperatura seja superior a 50C (ABNT, 1997a).

O regulador de presso deve ser fabricado de acordo com os requisitos de construo efuncionamento estabelecidos pela NBR 8473 (ABNT, 2005). Em seu corpo devem estar gravados a

inscrio NBR 8473 e o prazo de sua validade (5 anos a partir da data de fabricao). Expirado esteprazo recomendada a sua substituio.



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Figura 6.4. Dispositivos utilizados em botijes

Fonte: adaptado de FDE (2004) e LIGUIGS (2006)

As finalidades dos dispositivos apresentados na Figura 6.4 so: Cone-borboleta: abrir a vlvula do recipiente e deixar passar o gs para o regulador (nos

botijes P13, a vlvula que permite a sada do gs fecha automaticamente sempre que ocone-borboleta for desconectado);

Regulador de presso: reduzir a presso com a qual o gs sai do recipiente at o nvel

necessrio para alimentao dos queimadores; Registro: bloquear o fluxo de gs do recipiente para o fogo (deve permanecer fechadosempre que o gs no estiver sendo usado).

As edificaes onde a capacidade de armazenamento de GLP maior que 90 kg devem dispor decentral de gs, independentemente do nmero de pavimentos ou da rea construda total(CBMSC,.1994). Alm da central de gs necessria uma rede interna de distribuio. Esta redepode ser projetada com prumadas individuais (maior custo de implantao) como mostra a Figura 6.5ou coletivas (menor agilidade na leitura in-loco dos medidores) como mostra a Figura 6.6, sendopermitida a leitura remota ou distncia dos medidores.

Figura 6.5. Exemplo de rede interna de distribuio de GLP com prumadas individuais



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Figura 6.6. Exemplo de rede interna de distribuio de GLP com prumada coletiva

A Figura 6.7 mostra os principais dispositivos utilizados nas redes de distribuio de GLP. Os

elementos identificados no desenho, esto acomodados em um abrigo exclusivo para instalaes degs e correspondem seguinte relao: 1: indicao do sentido de abastecimento da prumada; 2: prumada coletiva; 3: registro de corte de fornecimento; 4: regulador de 2o estgio; 5: medidor; 6: indicao do sentido de abastecimento da economia.

Figura 6.7. Dispositivos utilizados nas redes internas de distribuio de GLP

6.5.1.1. Requisitos de projetoA rede de distribuio pode ser embutida, enterrada ou aparente e deve atender a uma srie derequisitos dispostos na NSCI (CBMSC, 1994) e na NBR 13932 (ABNT, 1997a). Alguns dessesrequisitos so apresentados a seguir:

As tubulaes no devem passar no interior de: dutos de lixo, ar condicionado, guaspluviais, reservatrios de gua, incineradores de lixo, poos de elevadores, compartimentosde equipamento eltrico, dormitrios, locais de captao de ar para sistemas de ventilao,



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subsolos ou pores com p direito inferior a 1,20 m entre pisos, ao longo de qualquer tipo deforro falso (exceto quando utilizado tubo-luva) e em qualquer vazio ou parede de tijolosvazados (exceto shaftsprivativos para gs);

Toda tubulao aparente deve ser pintada de amarelo conforme o padro 5Y8/12 do sistemaMunsell (em conformidade com a NBR 13932) ou pintada na cor de alumnio (emconformidade com a NSCI);

As tubulaes aparentes devem ter um afastamento mnimo de: 0,30 m de tubos deeletricidade, 0,50 m de condutores de eletricidade e 2,00 m de pra-raios e de outrosdispositivos de aterramento;

Deve possuir um registro geral de corte instalado em local de fcil acesso e devidamenteidentificado;

A ligao dos aparelhos rede secundria deve ser feita por conexes rgidas, interpondo-seum registro entre cada aparelho e a rede, de modo a permitir isolar-se ou retirar-se o aparelhode gs sem interrupo do abastecimento dos demais pontos de consumo;

Os medidores, os registros de corte de fornecimento e os reguladores devem ser instaladosem abrigos exclusivos, situados em reas de servido comum e de fcil acesso;

Os abrigos para medidores no devem ser instalados em escadas e patamares,antecmaras, sadas de emergncia e em ambientes destinados a outros fins.

6.5.1.2. Central de gs

A central de gs pode ser composta por recipientes transportveis (cilindros P45 e P90) dispostos em2 baterias (uma ativa e outra de reserva) ou por recipientes estacionrios. Normalmente, o localdestinado sua instalao sobre a superfcie do terreno, porm a NBR 13523 prev a possibilidadede centrais de gs aterradas ou subterrneas para recipientes estacionrios. As principaisespecificaes da NSCI para projeto da edificao da central de gs composta por cilindros so:

Apresentar conjunto para controle e manobra, instalado em abrigo exclusivo junto paredeexterna da central de gs;

Teto em concreto com 10 cm de espessura, com declive para escoamento de gua pluvial; Paredes de vedao do tipo corta-fogo (proibido o uso de tijolos furados); Porta com veneziana para ventilao, de eixo vertical pivotante, com abertura no sentido do

fluxo de sada e dimenses de 0,90 x 1,70 m; Aberturas nas paredes laterais e frontais do abrigo para ventilao, posicionadas a cada

metro linear ao nvel do piso e do teto, nas dimenses de 15 x 10 cm, devidamenteprotegidas por telas quebra-chamas;

Piso em concreto com espessura de no mnimo 5 cm; Os recipientes devem ser dispostos sobre estrado de madeira tipo grade; Altura mnima de 1,80 m (medida na parte mais baixa do teto) e largura mnima de 0,90 m.

A principal finalidade do conjunto para controle e manobra possibilitar a interrupo do fornecimentode gs para o interior da edificao, atravs do fechamento de uma vlvula de fecho rpido, em casode incndio. Alm disso possvel controlar a presso na rede primria por meio de um manmetro eexecutar testes de entanqueidade na tubulao. A Figura 6.8 apresenta o detalhe de um conjuntopara controle e manobra elaborado de acordo com os requisitos da NSCI. As peas identificadas no

desenho correspondem relao: 1: tubo coletor de 3/4; 2: cotovelo 90 - 3/4; 3: bucha de reduo - 3/4 x 3/8; 4: niple duplo de reduo - 3/4 x 1/4; 5: regulador de 1o estgio; 6: vlvula de esfera (fecho rpido) - 3/4; 7: niple duplo - 3/4; 8: bujo - 1/2; 9: t de reduo - 3/4 x 1/2; 10: unio - 3/4; 11: niple duplo de reduo - 3/4 x 1;

12: luva de reduo - 1 x

do item 13; 13: tubo da rede primria.



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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 gs projetada de acordo com as especificaes da NSCI. Naplanta, pode ser visto o posicionamento dos cilindros, dos extintores, das aberturas para ventilao edo conjunto de controle e manobra (identificado pela sigla CCM). Os demais elementos contidos no

desenho so identificados por nmeros e obedecem a seguinte correspondncia: 1: cilindro removvel P45 ou P90; 2: registro de corte rpido (vlvula de esfera); 3: gambiarra (tubulao de interligao dos cilindros); 4: tubo de ao 3/4; 5: tredolet; 6: pig tail (em cobre ou borracha).

Figura 6.9. Modelo de central de gs de acordo com a NSCI (1994)Fonte: adaptado de Oliveira e Coelho Neto (2006)



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Os dispositivos e acessrios comumente utilizados na rede interna de interligao dos cilindros dacentral de gs so apresentados na Figura 6.10. A vlvula de esfera, conhecida tambm por registrode corte, serve para controlar o fluxo de gs na tubulao.

Figura 6.10. Dispositivos e acessrios utilizados na interligao dos cilindros da central de gsFonte: adaptado de FDE (2004)

A Figura 6.11 mostra a vista externa da central de gs de um edifcio residencial localizado emFlorianpolis. O projeto e a execuo da edificao atendeu as especificaes da NSCI (1994). Naparede externa esto fixados os abrigos dos extintores e do conjunto para controle e manobra. Aporta possui veneziana para ventilao, eixo vertical pivotante, dimenses de 0,90 x 1,70 m e abre-separa fora, ou seja, no sentido do fluxo de sada. A sinalizao de segurana atende a NSCI, masseria considerada insuficiente caso a central tivesse sido projetada pela NBR 13523, porque faltam osseguintes avisos: perigo, inflamvel e proibido fumar.

Figura 6.11. Vista externa da central de gs de um edifcio residencial em Florianpolis



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Alunos que atuaro em outros estados do pas devero verificar a legislao local do Corpo deBombeiros no tocante ao projeto da central de gs. Um padro de abrigo muito utilizado em outrosestados brasileiros agrupa os cilindros em linha conforme mostra a Figura 6.12, onde podem servistos, tambm, trechos das redes primria e secundria de distribuio.

Figura 6.12. Modelo de central de gs com cilindros agrupados em linhaFonte: adaptado de FDE (2004)

A central de gs deve estar afastada das demais edificaes do terreno de acordo com os dados daTabela_6.2 e respeitando simultaneamente os afastamentos mnimos preconizados na NBR 13523, aseguir relacionados:

1,50 m de aberturas como ralos, poos, canaletas e outras em nvel inferior aos recipientes; 3,00 m de qualquer fonte de ignio, material de fcil combusto e estacionamento de

veculos; 3,00 m de linhas de eletricidade (medida em projeo horizontal); 6,00 m de qualquer depsito de materiais inflamveis; 15,00 m de depsitos de hidrognio.

Tabela 6.2. - Afastamento da central de gs em relao projeo de outras edificaesQuantidade de GLP Afastamento mnimo

De 91 kg a 179 kg 0,50 mDe 180 kg a 359 kg 1,00 mDe 360 kg a 539 kg 1,50 mDe 540 kg a 719 kg 2,00 mDe 720 kg a 899 kg 2,50 m

Acima de 899 kg para cada 180 kg de GLP excedente, acrescentar 0,50 mFonte: CBMSC (1994)

Observao: os afastamentos preconizados na NBR13523 so inferiores aos da NSCI, no sendoaceitos pelo Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina.

Alm dos afastamentos mencionados anteriormente, a central de gs no poder ser instalada emfossos de iluminao e ventilao, garagens e subsolos, cota negativa (levando em considerao ologradouro pblico) e local de difcil acesso (CBMSC, 1994).

A proteo contra incndios da central de gs dever ser feita por extintores de p qumico emfuno da capacidade de armazenamento de GLP e do nmero de capacidades extintoras (CE),conforme indicado na Tabela 6.3.



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Tabela 6.3. - Nmero de capacidades extintoras em funo da quantidade de GLPQuantidade de GLP Total de CE

At 360 kg 01De 361 kg at 720 kg 02De 721 kg at 1080 kg 03

Acima de 1080 kg para cada 360 kg de GLP excedente, acrescentar 01 CEFonte: CBMSC (1994)

A condio mnima para que se constitua uma CE, obedece a critrios de tipo e quantidade deagente extintor:

Espuma: capacidade extintora igual a 10 litros; Gs Carbnico (CO2): capacidade extintora igual a 4kg; P Qumico: capacidade extintora igual a 4 kg ( base de bicarbonato de sdio); gua pressurizada: capacidade extintora igual a 10 litros.

A NBR 13523 apresenta quantidades diferenciadas de agente extintor para a proteo contraincndios da central de gs em relao a NSCI, como mostra a Tabela 6.4. Caso o projetista optepela utilizao das duas normas, dever comparar as quantidades obtidas para o agente extintor eadotar o valor que confira maior grau de segurana contra incndios (CBMSC, 2004).

Tabela 6.4. - Nmero de capacidades extintoras em funo da quantidade de GLPQuantidade de GLP Quantidade e capacidade de extintores

At 270 kg 2 x 4 kgDe 271 kg at 1800 kg 2 x 6 kgAcima de 1800 kg 2 x 12 kg

Fonte: ABNT (1995)

O nmero de cilindros de GLP da central de gs pode ser determinado atravs das seguintes etapas:

1o Verificar a potncia nominal de cada aparelho de utilizao de gs atravs das Tabelas 6.5. e 6.6.Caso o fabricante fornea a potncia nominal do aparelho, ela poder ser utilizada.

2o Determinar a potncia computada (C) em funo do nmero e da potncia nominal dos aparelhos.

3o Calcular o consumo de GLP por meio da equao 1.

PCI

CCg = (1)

Onde:Cg o consumo de GLP (kg/h);C a potncia computada (kcal/h);PCI o poder calorfico inferior do GLP (kcal/kg).

Observao: o poder calorfico do GLP pode variar de 11000 kcal/kg a 11800 kcal/kg em funo dosteores de butano e de propano do gs (MACINTYRE, 1996).

4o Determinar o nmero de cilindros de GLP atravs da Tabela 6.7.



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Tabela 6.5. - Potncia nominal dos aparelhos de utilizao pela NBR 13932 e NBR 13933Aparelho Tipo Potncia nominal (kcal/h)

Fogo 4 bocas Com forno 7000Fogo 4 bocas Sem forno 5000Fogo 6 bocas Com forno 11000

Fogo 6 bocas Sem forno 8000Forno de parede - 3000Aquecedor de acumulao 50 L - 75 L 7500Aquecedor de acumulao 100 L - 150 L 9000Aquecedor de acumulao 200 L - 300 L 15000Aquecedor de passagem 6 L/min 9000Aquecedor de passagem 8 L/min 12000Aquecedor de passagem 10 L/min 14700Aquecedor de passagem 15 L/min 22000Aquecedor de passagem 25 L/min 38000Aquecedor de passagem 30 L/min 45000

Secadora de roupa - 6000Fonte: adaptado de ABNT (1997a) e ABNT (1997b)

Tabela 6.6. - Potncia nominal dos aparelhos de utilizao pela NSCIPotncia nominal (kcal/min)

AparelhoModelo residencial Modelo comercial

Aquecedor de gua 380 -Fogo 35 cada queimador 120 cada queimadorForno de fogo 45 120Forno de parede 80 -Banho maria - 120

Chapa - 120Secadora 100 -

Fonte: CBMSC (1994)

Tabela 6.7. - Nmero de cilindros de gs (P45) em funo do consumo de GLP pela NSCICg S NC Cg S NC Cg S NC Cg S NC2 100% 2+2 16 53% 8+8 30 36% 11+11 70 23% 17+173 100% 3+3 17 52% 9+9 32 35% 11+11 75 22% 17+174 95% 4+4 18 50% 9+9 34 34% 12+12 80 21% 17+175 83% 4+4 19 49% 9+9 36 32% 12+12 85 20% 17+176 80% 5+5 20 47% 9+9 38 31% 12+12 90 19% 18+18

7 77% 5+5 21 46% 10+10 40 30% 12+12 95 19% 18+188 73% 6+6 22 45% 10+10 42 29% 13+13 100 18% 18+189 70% 6+6 23 44% 10+10 44 28% 13+13 105 18% 19+1910 64% 6+6 24 43% 10+10 46 28% 13+13 110 17% 19+1911 63% 7+7 25 41% 10+10 48 27% 13+13 115 17% 20+2012 61% 7+7 26 40% 10+10 50 27% 14+14 120 17% 20+2013 59% 8+8 27 39% 10+10 55 26% 15+15 125 16% 20+2014 57% 8+8 28 38% 11+11 60 25% 15+15 130 16% 21+2115 55% 8+8 29 37% 11+11 65 24% 16+16 135 16% 22+22

Onde: Cg o consumo de GLP (kg/h), S o fator de simultaneidade e NC o nmero de cilindros de

45 kg de GLP.



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Exerccio 6.1. Determinar a quantidade de cilindros de GLP para a central de gs de um edifcio de10 pavimentos, sendo 2 apartamentos por pavimento, com os seguintes aparelhos por economia: 1fogo de 4 bocas com forno e 1 aquecedor de passagem de 25 l/min. Adotar cilindros P45.

Exerccio 6.2. Determinar o nmero de capacidades extintoras necessrias para a proteo contraincndios da central de gs dimensionada no exerccio 6.1. Adotar os parmetros da NSCI (1994).

6.5.2. Instalaes para uso alternativo de GN e GLP

Face aos investimentos na extenso das redes de distribuio de GN, apropriado tecnicamenteprojetar as instalaes prediais de distribuio de gs para uso alternativo de GN ou GLP. Dessemodo, os consumidores podem optar pela utilizao do gs combustvel mais conveniente.

O projeto da rede de distribuio interna semelhante ao das instalaes para uso exclusivo de GLP.

Alm da central de gs, cujos requisitos foram descritos no item 6.5.1.2, necessria a previso deum ramal para interligao com a rede de distribuio da concessionria de GN. A Figura 6.13 ilustrauma rede de distribuio para uso alternativo de GN ou GLP.



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Figura 6.13. Exemplo de rede de distribuio 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). Oprojetista deve atentar para:

A instalao de gs deve ser provida de vlvulas de fechamento manual em cada ponto emque sejam necessrias para a segurana, a operao e manuteno;

As tubulaes no podem ser consideradas como elementos estruturais e no devem passarpor pontos que as sujeitem a tenses inerentes estrutura da edificao;

proibida a utilizao de tubulaes de gs como aterramento eltrico; As tubulaes devem ser envoltas em revestimento macio quando embutidas em paredes; Deve-se garantir que o consumidor final fique com uma planta (projeto como construdo) da

tubulao.

6.6. Dimensionamento da tubulao

O dimensionamento da tubulao de gs e a especificao dos reguladores de presso devemmanter a presso, nos pontos de utilizao, to prxima quanto possvel da presso nominalestabelecida pelas normas brasileiras para os respectivos aparelhos de utilizao de gs ou, na faltadestes, da presso nominal informada pelo fabricante. Deve ser garantida a vazo necessria parasuprir a instalao levando-se em conta a perda de carga mxima admitida para permitir um perfeito

funcionamento dos aparelhos de utilizao de gs. A presso mxima para conduo do gs na redeinterna deve ser definida em funo da norma tcnica utilizada para dimensionamento:a) Dimensionamento pela NBR 13932 ou pela NBR 14570

150 kPa ( 1,50 kgf/cm) para redes primrias; 5 kPa ( 0,05 kgf/cm) para redes secundrias.

b) Dimensionamento pela NBR 13933 (para gs natural) 35 kPa ( 0,35 kgf/cm) para mdia presso; 5 kPa ( 0,05 kgf/cm) para baixa presso.

As normas brasileiras estabelecem uma srie de requisitos para dimensionamento da rede interna dedistribuio de gs. Entretanto, observou-se durante a elaborao desta apostila, a inexistncia depadronizao na apresentao desses requisitos. Assim sendo, elaborou-se um resumo dascondies preconizadas nas normas atualmente vigentes conforme apresenta a Tabela 6.8.



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Tabela 6.8. - Condies exigidas no dimensionamento da rede interna de distribuio de gsCondies

Indicador GLP(NBR 13932)

GN(NBR 13933)

GLP(NBR 14570)

GN(NBR 14570)

Perda de carga mxima narede primria

15 kPa narede primria -

15 kPa narede primria -

Perda de carga mxima narede interna -

0,19 kPa(20 mmca) - 10%

Presso inicial de clculo - - 2,74 kPa(280 mmca)1,96 kPa

(200 mmca)

Presso nominal paraaparelho de modelodomstico

2,8 kPa 2 kPa - -

Presso final mnima no pontode utilizao 2,6 kPa - 2,6 kPa -

DN mnimo na rede interna 15 mm (1/2) - 15 mm (1/2) -

Fonte: ABNT (1997a), ABNT (1997b) e ABNT (2000c)

A NBR.13932 e a NBR 13933 no estabelecem valores da presso inicial de clculo para odimensionamento das instalaes de GLP e GN. Sendo assim, a presso inicial dever ser definidaem funo da disposio dos reguladores de presso na rede interna, devendo-se respeitar aspresses mximas para conduo do gs na rede e os demais requisitos da Tabela 6.8.

Nos exemplos da NBR 13932, os trechos das redes internas de distribuio so dimensionados comas seguintes presses iniciais:

a) Trechos em baixa presso (aps o regulador de 2o estgio) : 2,8 kPa;b) Trechos em mdia presso (aps o regulador de 1o estgio): 150 kPa.

Salienta-se, porm, que os trechos dimensionados em baixa presso nos exemplos da NBR 13932,poderiam ter presso inicial de at 5 kPa, desde que a presso final nos pontos de utilizao

estivesse compreendida entre 2,6 kPa e 2,8 kPa. J nos exemplos da NBR 13933, as redes internasso dimensionadas considerando uma presso inicial de 1,96 kPa (200 mmca) e a perda de carganas tubulaes sempre inferior a 0,19 kPa (20 mmca).

Quando a rede de distribuio dimensionada para uso alternativo de GN ou GLP deve-se atentarpara as exigncias da NBR 14570. As tubulaes devero ser dimensionadas em baixa presso,tanto para GN quanto para GLP, e dever ser adotado o maior dimetro de tubulao calculado. Nosexemplos de dimensionamento desta norma, as presses iniciais de clculo so iguais a 2,80 kPapara GLP e 1,96 kPa para GN, porm, no texto da norma estabelecida uma presso inicialligeiramente inferior para o GLP, igual a 2,74.kPa. Essa diferena pode ser, possivelmente, oriundada converso das unidades de presso. Entretanto, importante ressaltar que boa parte dosreguladores de 2o estgio, comercializados atualmente, so dimensionados para uma presso desada de 2,80 kPa.

A seguir sugerido um roteiro de dimensionamento da tubulao baseado nas frmulas daNBR 13932, NBR 13933 e NBR 14570.

1o Verificar a potncia nominal de cada aparelho de utilizao de gs atravs da Tabela 6.5.Caso o fabricante fornea a potncia nominal do aparelho, ela poder ser utilizada.

2o Apurar a potncia computada (C) em cada trecho atravs do somatrio das potncias nominaisdos aparelhos por ele supridos.

3o Encontrar o fator de simultaneidade (F) em funo da potncia computada (C).



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Cabe ao projetista verificar as condies provveis da utilizao dos equipamentos e possveisexpanses de utilizaes para decidir sobre qual valor ser utilizado no fator de simultaneidade,sendo permitido o valor encontrado atravs do grfico da Figura 6.14 ou o calculado pelas equaes 2a 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 a potncia computada (kcal/min);F o fator de simultaneidade (%).

Observao: para um nico equipamento o fator de simultaneidade deve ser igual a 100%

4o Calcular a potncia adotada (A) atravs da equao 6.A = C x F / 100 (6)

Onde:A a potncia adotada (kcal/h);C a potncia computada (kcal/h);F o fator de simultaneidade (%).

5o Determinar a vazo de gs (Q) por meio da equao 7.Q = A / PCI (7)

Onde:Q a vazo de gs (m/h);A a potncia adotada (kcal/h);PCI o poder calorfico inferior do gs (kcal/m).

O poder calorfico do gs deve ser adotado em funo dos seguintes usos para as instalaesinternas:

Uso exclusivo de gs liquefeito de petrleo: PCIGLP = 24000 kcal/m (ABNT, 1997a); Uso exclusivo de gs natural: PCIGN = 9230 kcal/m (ABNT, 1997b); Uso alternativo de GN ou GLP: PCIGLP = 24000 kcal/m, PCIGN = 8600 kcal/m (ABNT, 2000c).

6

oAdotar um dimetro interno inicial (D) para determinar o comprimento equivalente total (L).

O comprimento equivalente total deve ser calculado somando-se os trechos retos da tubulao e oscomprimentos equivalentes de conexes e registros conforme valores fornecidos pelos fabricantes.Na falta destes dados, pode-se utilizar valores consagrados internacionalmente, desde que segaranta que a perda de carga localizada real no ultrapasse o valor utilizado no clculo. As Tabelas6.9 e 6.10 apresentam os comprimentos equivalentes para diferentes conexes em funo dodimetro nominal para tubos de cobre e ao, respectivamente. Nestas tabelas so apresentadosainda os dimetros internos dos tubos.

Na rede de distribuio interna so admitidos tubos de cobre rgido, sem costura, com espessuramnima de 0,8 mm para baixa presso e classes A ou I para mdia presso. So admitidos tambmtubos de ao, com ou sem costura, preto ou galvanizado, das classes normal ou mdia. Caso forem

utilizados tubos de ao preto, quando na montagem, devero receber tratamento superficialanticorrosivo (ABNT, 1997a; ABNT, 1997b; ABNT, 2000c). Os tubos de cobre de classe A ou I



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tambm podem ser utilizados para baixa presso, visto que os tubos da classe E somenteapresentam espessura de parede superior a 0,8 mm para dimetros maiores que 35 mm.

As conexes para tubos de ao, acopladas por rosqueamento, podem ter roscas cnicas (sistemaNPT - padro americano) ou do tipo macho cnica e fmea paralela (sistema BSP - padrointernacional). As conexes com rosca BSP devem ser acopladas em tubos de ao de classe mdia e

as conexes com rosca NPT devem ser acopladas em tubos de ao de classe normal (ABNT, 1997a;ABNT, 1997b; ABNT, 2000c).

Figura 6.14. Fator de simultaneidade em funo da potncia computadaFonte: ABNT (1997a), ABNT (1997b) e ABNT (2000c)

Tabela 6.9. - Perda de carga em conexes comprimento equivalente para tubos de cobre (m)Dimetro interno (mm) Tipo de conexoDimetro

nominal(mm) Classe A Classe I Cotovelo 90

o Curva 45o T passagem

direta

T passagem

lateral15 13,4 13,0 1,1 0,4 0,7 2,322 20,2 19,8 1,2 0,5 0,8 2,428 26,2 25,6 1,5 0,7 0,9 3,135 32,8 32,2 2,0 1,0 1,5 4,642 39,8 39,2 3,2 1,0 2,2 7,354 51,6 51,0 3,4 1,3 2,3 7,666 64,3 63,7 3,7 1,7 2,4 7,879 76,4 75,6 3,9 1,8 2,5 8,0104 101,8 100,8 4,3 1,9 2,6 8,3

Fonte: ELUMA (2006)

Os valores apresentados na Tabela 6.10 foram determinados atravs de ensaios efetuados pelo

Departamento de Hidrulica e Saneamento da Escola de Engenharia de So Carlos, estado de SoPaulo, em maio de 1976.



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Tabela 6.10. - Perda de carga em conexes comprimento equivalente para tubos de ao (m)Dimetro interno

mnimo (mm) Tipo de conexoDimetronominal

(pol) ClasseNormal

ClasseMdia

Cotovelo90o

Cotovelo45o

T fluxodireto

T fluxolateral

T 45ofluxodireto

T 45ofluxo emngulo

Vlvulade

esfera1/2 15,8 15,7 0,47 0,22 0,08 0,69 0,09 0,44 0,103/4 20,9 21,2 0,70 0,32 0,12 1,03 0,13 0,66 0,201 26,6 26,6 0,94 0,43 0,17 1,37 0,18 0,88 0,30

1.1/4 35,0 35,3 1,17 0,54 0,21 1,71 0,22 1,10 0,401.1/2 40,8 41,2 1,41 0,65 0,25 2,06 0,27 1,31 0,70

2 52,3 52,2 1,88 0,86 0,33 2,74 0,36 1,75 0,802.1/2 62,4 67,8 2,35 1,08 0,41 3,43 0,44 2,19 0,90

3 77,7 79,9 2,82 1,30 0,50 4,11 0,55 2,70 0,904 102,3 104,1 3,76 1,73 0,66 5,49 0,76 3,51 1,005 127,9 128,5 4,70 2,16 0,83 6,86 - - -6 154,1 153,5 5,64 2,59 0,99 8,23 - - -

Fonte: TUPY (2006)

7o Verificar a perda de carga.A verificao da perda de carga nas redes de distribuio de GLP pode ser realizada atravs dasequaes 8 e 9.

Rede de GLP em mdia presso (at 150 kPa)

82,4

82,1g

5

abs2

abs2

D

)QxLxdx10x67,4(PBPA = (8)

Onde:

PAabs a presso absoluta inicial na sada do regulador de 1o

estgio em mdia presso (kPa);PBabs a presso absoluta na entrada do regulador de 2o estgio no ponto mais crtico do trecho (kPa);

dg a densidade relativa do GLP (adota-se 1,8);L o comprimento equivalente total (m);Q a vazo de gs (m/h);D o dimetro interno do tubo (mm).

Rede de GLP em baixa presso (at 5 kPa)

82,4

82,1g

D

)QxLxdx2273(PBPA = (9)

Onde:PA a presso inicial na sada do regulador de 2o estgio ou estgio nico em baixa presso (kPa);PB a presso na entrada do aparelho de utilizao no ponto mais crtico do trecho (kPa);dg a densidade relativa do GLP (adota-se 1,8);L o comprimento equivalente total (m);Q a vazo de gs (m/h);D o dimetro interno do tubo (mm).

Nas redes de distribuio de GN a verificao da perda de carga efetuada por meio da equao 10.

8,4

8,08,1

D

)LxSxQx2029(PBPA = (10)

Onde:PA a presso de entrada de cada trecho (kPa);PB a presso de sada de cada trecho (kPa);



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S a densidade relativa do GN (adota-se 0,6);L o comprimento equivalente total (m);Q a vazo de gs (m/h);D o dimetro interno do tubo (mm).

8

o

Adicionar a perda ou ganho de carga devido ao peso da coluna de gs.A incluso da perda de carga devida ao peso da coluna de GLP nos trechos verticais de tubulao calculada pela equao 11.

)1d(xHx10x318,1z g2

= (11)

Onde:z a perda de presso (kPa);H a altura do trecho vertical (m);dg a densidade relativa do GLP (adotar 1,8);

Nas redes de distribuio de GN deve-se considerar um ganho de presso nos trechos verticais detubulao ascendente e uma perda de presso nos trechos verticais descendentes, amboscalculados pela equao 12.

Hx005,0z = (12)Onde:z a perda ou ganho de presso (kPa);H a altura do trecho vertical (m);

9o Conferir dimetros.

Caso a rede de distribuio seja projetada para uso alternativo de GN ou GLP, aps finalizar odimensionamento, necessrio conferir os dimetros calculados, devendo-se adotar os maioresdimetros encontrados para as tubulaes.

A NSCI apresenta tabelas para dimensionamento da tubulao da rede secundria. Inicialmente,verifica-se a potncia nominal dos aparelhos de utilizao de gs, apura-se as potncias computadasnos trechos da rede e os comprimentos da tubulao. Em seguida, com o auxlio de uma tabelapresente na norma, levanta-se a potncia adotada para cada trecho da tubulao e em posse destesvalores e dos comprimentos anteriormente apurados, determina-se o dimetro das tubulaes com oauxlio de uma segunda tabela (CBMSC, 1994). A NSCI no faz meno ao clculo da perda decarga, ao ganho ou perda de carga devido ao peso da coluna de gs, a densidade relativa do gs enem ao tipo de material utilizado.



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Exerccio 6.3. Dimensionar as tubulaes de distribuio de GLP para a rede esquematizadaabaixo (edificao residencial). Adotar tubos de cobre classe I.

Trecho

Potnciacomputada

(kcal/h)

Fatorsimult.

(%)

Potnciaadotada(kcal/h)

Vazo(m/h)

Comp.tubos(m)

Comp.equiv.

(m)

Comp.total(m)

z(kPa)

Pressoinicial(kPa)

P(kPa)

Pressofinal

(kPa)

(mm)

AB

BB

BC

CC

CD



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Exerccio 6.4. Dimensionar a rede de distribuio de GLP de um edifcio de 10 pavimentos, sendo4 apartamentos por pavimento, com os seguintes aparelhos por economia: 1 fogo de 6 bocas comforno e 1 aquecedor de passagem de 6 l/min. Adotar tubos de ao galvanizado classe normal.



25/27


TrechoPotncia

computada(kcal/h)

Fatorsimult.

(%)


Vazo(m/h)

Comp.tubos(m)

Comp.equiv.

(m)

Comp.total(m)

z(kPa)

Pressoinicial(kPa)

P(kPa)

Pressofinal

(kPa)

(mm)

AB

BC

CD

DE

EF

FG

GH

HI

IJ

JK

XY

YZ

YY

Exerccio 6.5. Dimensionar as tubulaes de distribuio de gs da rede esquematizada noexerccio 6.3 considerando uso alternativo de GN. Adotar tubos de cobre classe I.

Trecho

Potnciacomputada

(kcal/h)

Fatorsimult.

(%)


Vazo(m/h)

Comp.tubos(m)

Comp.equiv.

(m)

Comp.total(m)

z(kPa)

Pressoinicial(kPa)

P(kPa)

Pressofinal

(kPa)

(mm)

AB

BB

BC

CC

CD



26/27


Exerccio 6.5. (continuao)

Observaes:

1. A NBR 13103 (ABNT, 2000a) e a NBR 13523 (ABNT, 1995) encontravam-se em reviso at a1 edio desta apostila;

2. A NBR 13523 (ABNT, 1995) no inclui parmetros para dimensionamento das centrais de

gs.

6.7. Referncias bibliogrficas

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