Como dimensionar uma calha de águas pluviais pela NBR 10844
Manning-Strickler com K = 60 000, a Tabela 2 dos materiais, a Tabela 3 das calhas semicirculares, a declividade mínima e a curva perto da saída.
A calha recolhe a água do telhado e a leva até o condutor vertical. Dimensionar é escolher uma seção que, com a declividade e o material, escoa a vazão de projeto sem transbordar. São cinco passos.
O que a calha faz
É um canal aberto, no beiral ou na platibanda, com inclinação para a saída. A água entra ao longo dela e vai ficando mais funda até o ponto de saída, onde o condutor vertical a recebe. Quanto maior a seção, mais inclinada e mais lisa, mais água ela leva.
A fórmula de Manning-Strickler
A norma manda dimensionar as calhas pela fórmula de Manning-Strickler, ou equivalente (5.5.7):
- S — a área da seção molhada, em m²: a parte da seção ocupada pela água.
- P — o perímetro molhado, em m: o contorno da calha em contato com a água (sem a superfície livre).
- R — o raio hidráulico, S / P, em m.
- n — o coeficiente de rugosidade do material (Tabela 2).
- i — a declividade, em m/m.
- K = 60 000 — a constante que dá o resultado em litros por minuto.
Passo 1 · A vazão que chega
Some as vazões de projeto das áreas que caem nessa calha (artigo Como calcular a área de contribuição e a vazão de projeto (Figura 2 da NBR 10844)).
Passo 2 · A seção e a lâmina
Escolha a forma e as medidas internas, e até onde a água pode subir: a lâmina. A norma calcula a Tabela 3 com a calha semicircular cheia até a borda (lâmina igual à metade do diâmetro, ou seja, o raio). Deixar uma folga (lâmina menor) é escolha de projeto: a calha fica maior, mas não transborda numa chuva um pouco acima da de projeto.
| Seção | Seção molhada S | Perímetro molhado P |
|---|---|---|
| Retangular, largura b, lâmina y | b · y | b + 2y |
| Semicircular, diâmetro D, lâmina y (até o raio) | a área do segmento de círculo abaixo de y | o arco molhado |
| Trapezoidal, base menor b, talude z, lâmina y | (b + z · y) · y | b + 2y · √(1 + z²) |
Passo 3 · O material (Tabela 2)
Quanto mais liso o material, menor o n e mais água passa.
| Material | n |
|---|---|
| plástico, fibrocimento, aço, metais não ferrosos | 0,011 |
| ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida | 0,012 |
| cerâmica, concreto não alisado | 0,013 |
| alvenaria de tijolos não revestida | 0,015 |
Passo 4 · A declividade
As calhas de beiral e platibanda têm inclinação uniforme, de no mínimo 0,5% (5.5.2). As de água-furtada seguem a inclinação do telhado (5.5.3). Mais declividade, mais capacidade: a 1% a calha leva 41% a mais do que a 0,5%.
Passo 5 · A capacidade e a conferência
A capacidade tem de ser maior ou igual à vazão que chega.
A Tabela 3: calhas semicirculares prontas
Para a calha semicircular de PVC (n = 0,011) cheia até a borda, a norma já fez a conta (5.5.7.2). A conta do app reproduz a tabela.
| Diâmetro interno | 0,5% | 1% | 2% |
|---|---|---|---|
| 100 mm | 130 | 183 | 256 |
| 125 mm | 236 | 333 | 466 |
| 150 mm | 384 | 541 | 757 |
| 200 mm | 829 | 1 167 | 1 634 |
A saída: curva perto e saída no meio
Duas regras da norma mudam a vazão a usar na calha de beiral ou platibanda:
- Saída fora da extremidade (5.5.4): a calha é dimensionada para a maior das áreas que caem nela, não para a soma. A água dos dois lados corre em sentidos opostos até a saída: cada trecho leva só o seu lado.
- Saída a menos de 4 m de uma mudança de direção (5.5.6): a curva atrapalha o escoamento, e a vazão de projeto é multiplicada pelo coeficiente da Tabela 1.
| Tipo de curva | Curva a menos de 2 m da saída | Curva entre 2 e 4 m da saída |
|---|---|---|
| canto reto | 1,20 | 1,10 |
| canto arredondado | 1,10 | 1,05 |
Erros comuns
- Usar i em % na fórmula. A fórmula pede m/m: 1% é 0,01, e a raiz quadrada é de 0,01.
- Contar a superfície livre no perímetro molhado. Só o contorno em contato com a água entra em P.
- Somar as duas águas numa calha com saída no meio. Vale a maior, pela 5.5.4.
- Esquecer a curva perto da saída. Um canto reto a 1 m do condutor pede 20% a mais de vazão.
Como o AquaFlow faz
O cartão da calha recebe a soma das áreas ligadas nele. Na janela (tutorial Ligar e dimensionar) você escolhe a seção, as medidas, a lâmina, a declividade, o material e a curva perto da saída; o desenho mostra a água, e a conta mostra S, P, R, n e a capacidade, com o veredito. Para a saída no meio, modele duas calhas, uma de cada lado, caindo no mesmo condutor.
- 1Retangular, semicircular ou trapezoidal
- 2As medidas internas
- 3A lâmina, em % da altura
- 4A declividade e o material
- 5A curva perto da saída (Tabela 1)
- 6O que chega, o que cabe e o veredito
Referências
- ABNT NBR 10844:1989 — Instalações prediais de águas pluviais — Procedimento. Item 5.5 e Tabelas 1, 2 e 3.