“instalaciones sanitarias en el nuevo...
TRANSCRIPT
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL
INSTALACIONES SANITARIAS EN EL NUEVO MERCADO
CENTRAL DE ABASTOS DE BAMBAMARCA -CAJAMARCA
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO SANITARIO
POR LA MODALIDAD DE: ACTUALIZACIN DE CONOCIMIENTOS
PRESENTADO POR:
ALEJANDRO ALCIDES ARIAS CUYA LIMA
PER 2013
-
ii
DEDICO ESTE INFORME CON TODO CARIO:
A mis padres, por su gran amor
impartido en mi niez, por darme su
valioso apoyo en mi formacin
profesional, por creer en m en cada
momento, porque en momentos difciles
siempre me han sabido dar el mejor
consejo,.......por ser mis padres.
A mis padres polticos, por su apoyo
incondicional, por brindar a mi familia los
mejores concejos, por ser los mejores
suegros.
-
iii
AGRADECIMIENTO
Deseo agradecer de manera especial y sincera
al profesor Ing. Pablo Roberto Paccha Huamani
por aceptarme para realizar este informe de
suficiencia bajo su direccin. Su apoyo y
confianza en mi trabajo y su capacidad para
guiar mis ideas han sido un aporte invaluable.
Muchas gracias profesor y espero verlo pronto.
-
iv
RESUMEN
CAPITULO 1: DESCRIPCIN DEL PROYECTO Se dar a conocer los datos bsicos del proyecto Nuevo Mercado Central de
Abastos de Bambamarca Cajamarca.
CAPITULO 2: DISPONIBILIDAD DEL SERVICIO DE AGUA Y DESAGE Se describe las redes disponibles con respecto al abastecimiento de agua potable y
la disposicin final de las aguas servidas y aguas pluviales.
CAPITULO 3: VOLMENES DE ALMACENAMIENTO Se describen los clculos de capacidad de almacenamiento de agua de consumo
domstico y para combatir incendios (A.C.I.), as como el dimensionamiento de las
unidades de almacenamientos de los mismos.
CAPITULO 4: SISTEMA DE AGUA FRA Se describe los clculos del sistema de agua fra: mxima demanda simultnea de
agua fra, nivel de fondo de tanque elevado, equipos de bombeo, dimetros de
succin e impulsin, altura dinmica total, N.P.S.H. y redes de agua fra.
CAPITULO 5: SISTEMA DE AGUA CALIENTE Se describe los clculos del sistema de agua caliente: dotacin, mxima demanda
simultnea de agua caliente, equipos de produccin y redes de agua caliente.
CAPITULO 6: SISTEMA CONTRA INCENDIOS Diseo del sistema contra incendio, el cual estar conformado bsicamente por una
cisterna, equipo de bombeo, tuberas y gabinetes contra incendio.
CAPITULO 7: SISTEMA DE DESAGE Y VENTILACIN Diseo de los sistemas de desage de aguas servidas, drenaje de cuarto de
bombas, desage de tanque elevado, de trampas de grasa y sistema de ventilacin.
-
v
CAPITULO 8: SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL Y DE A.C.I. En este captulo disearemos los sistemas de drenaje pluvial, tomando como criterio
la evacuacin rpida e inmediata del agua acumulada en techos. El drenaje se
realizara por medio de canaletas y montantes ubicados en lugares que favorecen la
rpida evacuacin de aguas pluviales.
CAPITULO 9: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se dan unas conclusiones y recomendaciones en cuanto al sistema de instalaciones
sanitarias adoptado.
-
vi
NDICE
Pg.
INTRODUCCIN........................................................................................................ 1 CAPTULO 1 .............................................................................................................. 2 DESCRIPCIN DEL PROYECTO ............................................................................. 2 1.1 UBICACIN ........................................................................................................ 2 1.2 DESCRIPCIN DEL NUEVO MERCADO CENTRAL DE ABASTOS ............... 3 1.3 INSTALACIONES GENERALES Y SERVICIOS ESPECIALES ........................ 6
1.3.1 SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA FRA Y CALIENTE ...... 6 1.3.2 SISTEMA DE AGUA CONTRA INCENDIO .......................................... 7 1.3.3 SISTEMA DE DESAGE ...................................................................... 7 1.3.4 SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL ...................................................... 8
CAPTULO 2 .............................................................................................................. 9 DISPONBILIDAD DEL SERVICIO DE AGUA Y DESAGE ..................................... 9 2.1 FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE ................................... 9 2.2 DISPOSICIPN FINAL DE DESAGE .............................................................. 9 2.3 DISPOSICIN FINAL DE DRENAJE PLUVIAL ............................................... 10 CAPTULO 3 ............................................................................................................ 11 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO .................................................................. 11 3.1 GENERALIDADES ........................................................................................... 11 3.2 CLCULO DE DOTACIN SEGN EL R.N.E. ................................................ 11 3.3 CLCULO DE LOS VOLUMENES DE ALMACENAMIENTO ......................... 12
3.3.1 ALMACENAMIENTO DE AGUA DE CONSUMO DOMSTICO ........ 12 3.3.2 ALMACENAMIENTO DE AGUA CONTRA INCENDIO ...................... 14
3.4 CLCULO DEL CAUDAL Y TIEMPO DE LLENADO DE CISTERNAS .......... 15 3.5 SELECCIN DEL MEDIDOR DE LA CONEXIN DOMICILIARIA ................. 15 3.6 CLCULO DE LA TUBERIA DE ALIMENTACIN DE LA CISTERNA .......... 18
-
vii
CAPTULO 4 ............................................................................................................ 20 SISTEMA DE AGUA FRA ....................................................................................... 20 4.1 GENERALIDADES ........................................................................................... 20 4.2 CLCULO DE LA MXIMA DEMANDA SIMULTANEA DE AGUA (MDS) ..... 21 4.3 CLCULO DEL NIVEL DE FONDO DEL TANQUE ELEVADO ...................... 23 4.4 CLCULO DEL CAUDAL DE BOMBEO ......................................................... 25 4.5 DIMENSIONAMIENTO DE DIMETROS DE SUCCIN E IMPULSIN ......... 26 4.6 CLCULO DE LA ALTURA DINMICA TOTAL (H.D.T.) ................................ 27 4.7 CLCULO DE LA CARGA NETA DE SUCCIN POSITIVA (NPSH) ............. 29 4.8 CLCULO Y SELECCIN DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO ......................... 31 4.9 DIMENSIONAMIENTO DE RED DE AGUA FRA-TRAZADO Y CLCULO ... 33 4.10 TIPO DE TUBERIAS Y VALVULAS ............................................................... 35 CAPTULO 5 ............................................................................................................ 37 SISTEMA DE AGUA CALIENTE ............................................................................. 37 5.1 GENERALIDADES ........................................................................................... 37 5.2 CLCULO DE LA DOTACIN DE AGUA CALIENTE .................................... 39 5.3 CLCULO DE LA MXIMA DEMANDA SIMULTANEA DE AGUA CALIENTE (MDS) ....................................................................................................................... 39 5.4 CLCULO DE LOS EQUIPOS DE PRODUCCIN DE AGUA CALIENTE ..... 40 5.5 TIPO DE TUBERIAS Y VALVULAS ................................................................. 40 5.6 CLCULOS DE TUBERIA DE DISTRIBUCIN DE AGUA CALIENTE .......... 40 CAPTULO 6 ............................................................................................................ 42 SISTEMA DE AGUA CONTRA INCENDIO ............................................................. 42 6.1 GENERALIDADES ........................................................................................... 42 6.2 GABINETE DE AGUA CONTRA INCENDIO ................................................... 42 6.3 DESCRIPCCIN DEL SISTEMA ...................................................................... 46 6.4 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE AGUA CONTRA INCENDIO ....... 46 6.5 CALCULO DEL SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA CONTRA INCENDIO .... 46 6.6 CLCULO DEL SISTEMA DE AGUA CONTRA INCENDIO ........................... 51
-
viii
CAPTULO 7 ............................................................................................................ 54 SISTEMA DE DESAGE Y VENTILACIN ............................................................ 54 7.1 GENERALIDADES ........................................................................................... 54 7.2 SISTEMA DE DESAGE .................................................................................. 54 7.3 CRITERIOS DE DISEO .................................................................................. 55 7.4 CLCULO DE RAMALES Y MONTANTES ..................................................... 56 7.5 DISEO DE TRAMPA DE GRASAS ................................................................ 58 7.6 CLCULO DE REDES DE DESAGE ............................................................. 61 7.7 SISTEMA DE VENTILACIN ........................................................................... 61 7.8 TIPO DE TUBERIAS ......................................................................................... 65 7.9 CAJAS DE REGISTRO ..................................................................................... 65 CAPTULO 8 ............................................................................................................ 66 SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL ......................................................................... 66 8.1 DRENAJE PLUVIAL ......................................................................................... 66 8.2 CRITERIOS DE DISEO .................................................................................. 66 8.3 ESTIMACIN DE LOS CAUDALES DE ESCORRENTIA ............................... 67 8.4 OPERACIN Y MANTENIMIENTO DEL SIST. DE DRENAJE PLUVIAL ....... 70 CAPTULO 9 ............................................................................................................ 71 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... 71 9.1 CONCLUSIONES .............................................................................................. 71 9.2 RECOMENDACIONES ..................................................................................... 72 9.3 RELACIN DE PLANOS .................................................................................. 73 BIBLIOGRAFA ....................................................................................................... 74 ANEXO N01: TABLA DE DIMENSIONES DE ELECTROBOMBA DE ACD ......... 75
-
1
INTRODUCCIN
El sector edificacin comprende obras habitacionales, comerciales, industriales, de
tipo social. El presente informe analiza las instalaciones sanitarias del Nuevo
Mercado Central de Abastos de Bambamarca-Cajamarca
En la construccin de las edificaciones, uno de los aspectos ms importantes es el
diseo de la red de instalaciones sanitarias, debido a que debe satisfacer las
necesidades bsicas del ser humano, como son el agua potable para la preparacin
de alimentos, el aseo personal, la limpieza del hogar y la eliminacin de desechos
orgnicos, etc.
El sector de Construccin en nuestro pas ha tenido un crecimiento significativo en
los ltimos aos debido al desarrollo del pas, haciendo esto ms atractivo para los
inversionistas, nacionales y extranjeros invirtiendo millones de dlares en los ltimos
aos en construccin, creando miles de puestos de trabajo directos e indirectos.
El principal aporte de este trabajo es contribuir con el diseo de proyectos de
instalaciones sanitarias de mercados de abastos, en cuanto a diseo de las
instalaciones de agua fra, agua caliente, desage, ventilacin, sistema de drenaje
pluvial y agua contra incendios.
Es as que luego se dispondr de un documento tcnico que sirva de consulta para
un adecuado dimensionamiento de las instalaciones en proyectos similares, de tal
forma que se pueda asegurar la continuidad del servicio y satisfaccin del usuario
en concordancia con el reglamento Nacional de Edificaciones.
-
2
CAPTULO 1
DESCRIPCIN DEL PROYECTO
1.1 UBICACIN
El terreno para el desarrollo del proyecto denominado Instalaciones sanitarias
en el nuevo mercado central de abastos de Bambamarca Cajamarca, est
ubicado entre los Jirones Piura, Lima, Loreto y Ayacucho, en el distrito de
Bambamarca, provincia de Chotta, en el departamento de Cajamarca.
Bambamarca se encuentra aproximadamente a 2532 m.s.n.m., presenta 2
microclimas (quechua y jalca), la temperatura durante el da sobrepasa los 20C
y en las noches desciende hasta los 0C. Cuenta aproximadamente con 60 000
habitantes de los cuales el 80% pertenece a la zona rural
-
3
La Municipalidad de Cajamarca con la finalidad de dar mayor seguridad y
confort a los pobladores del Distrito de Bambamarca, ha visto la necesidad de la
construccin de un nuevo Mercado de Abastos, de acuerdo a la
Reglamentacin vigente considerando para ello la demolicin de la edificacin
existente.
1.2 DESCRIPCIN DEL NUEVO MERCADO CENTRAL DE ABASTOS
El proyecto contempla la construccin de un nuevo mercado de abastos con un
diseo funcional y moderno de acuerdo a la Reglamentacin vigente, normas
de seguridad y evacuacin, adems de las consideraciones de accesibilidad
para las personas con discapacidad. Tomando en cuenta la inclusin social a
travs de las mejoras en la infraestructura incentivando la superacin de la
pobreza y ofreciendo mejoras en el entorno de la ciudad.
Se desarrolla en diferentes niveles como consecuencia de la topografa del
terreno, especialmente debido al desnivel existente entre las calles Piura y
Loreto (diferencia de nivel en su diagonal de 4.90 metros).
Por las dimensiones del terreno y la topografa se plantean cinco ingresos
pblicos para dar mayor accesibilidad a los usuarios y un ingreso vehicular
hacia el patio de maniobras para el abastecimiento a los diferentes puestos de
venta. Distribuidos de la siguiente manera:
2 ingresos pblicos por el Jr. Piura los cuales estn en las cotas +0.60 y
+1.30.
1 ingreso pblico por el Jr. Ayacucho el cual est en la cota +3.25.
1 ingreso pblico por el Jr. Lima el cual est en la cota +1.10.
1 ingreso pblico por el Jr. Loreto el cual est en la cota +3.60.
-
4
1 ingreso vehicular para el abastecimiento al patio de maniobras, Jr. Loreto
el cual est en la cota +4.10.
El nivel +/-0.00 corresponde al nivel de la calzada en el encuentro de los jirones
Lima y Piura.
Se ha considerado la siguiente distribucin para el desarrollo del proyecto:
1er Piso (N.P.T.+4.05)
8 Puestos de verduras, 16 puestos de frutas, 37 puestos de carnes (res,
carnero, chancho, pollo, pescado), 10 tiendas para el expendio de artculos de
1 necesidad, patio de maniobras, acopio, control de pesos y medidas,
vigilancia, cmaras fras, 02 bateras de SSHH, cuarto de basura, ducto de
basura, montacargas con capacidad para 1 Tn., escalera de servicio, cuarto
elctrico, cuarto de mquinas y bombas.
2do Piso (N.P.T.+7.95)
16 tiendas para el expendio de artculos de 1 necesidad, 35 stands,
administracin, 02 bateras de SSHH, guardera y tpico.
3er Piso (N.P.T.+11.25)
Zona de Venta de Comida, 20 puestos para comidas individuales, 4 zonas con
4 puestos para comidas que comparten un patio de comidas comn, 06
jugueras, 02 bateras de SSHH, laboratorio Bromatolgico, tpico y depsito.
Techos
Tanque elevado.
-
5
Figura N 1.2.: Imagen en 3D del mercado, interseccin de Jr. Ayacucho y Jr. Piura
El proyecto contempla dos pasadizos principales que recorren la totalidad del
mercado con escaleras que unen los diferentes niveles. Asimismo, se plantean
4 escaleras distribuidas de la siguiente manera: La escalera principal se ubica
en la esquina formada por los Jirones Ayacucho y Piura, se desarrolla a lo largo
de los tres pisos del mercado rodeada por grandes reas de ventana que
permiten una gran visibilidad e integracin con el espacio exterior. Dos
escaleras de escape, ubicadas con frente a los Jirones Ayacucho y Lima;
desarrolladas en forma integral desde el tercer piso al primero, lo que permite
una evacuacin directa hacia la calle. Se ha previsto una escalera de servicio
que al igual que las otras recorren los 3 niveles del mercado.
Con la finalidad de procurar mayor ventilacin en la zona de expendio de carnes
y pescados, se han proyectado dos grandes ductos sobre dichas reas que
adems de integrar todo el conjunto mediante una triple altura. La cobertura se
proyecta con planchas de teja ondulada de fibrocemento sobre una estructura
de tijerales de fierro, que otorga una vista acorde al contexto circundante y
paisaje propio de la sierra.
-
6
Se proyecta la construccin de un sistema contraincendios por extincin
mediante extintores, gabinetes, luces de emergencia, distribuidos en los tres
pisos. Asimismo, la instalacin de la sealtica de evacuacin indicada en todos
los niveles indicando las rutas de evacuacin.
1.3 INSTALACIONES GENERALES Y SERVICIOS ESPECIALES
En este captulo haremos una descripcin general de como se ha planteado el
diseo de las instalaciones sanitarias de agua fra, agua caliente, agua contra
incendio, evacuacin de desages, ventilacin y evacuacin de agua de lluvia.
1.3.1 SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA FRA Y CALIENTE
El abastecimiento de agua estar conformado por dos sistemas:
El primer sistema es directo, mediante el cual abastecer solo a los aparatos
sanitarios de las tiendas del primer nivel, contando cada uno con su
respectivo medidor de agua potable.
El segundo sistema es indirecto; donde mediante una conexin domiciliaria
se alimentar a las cisternas de agua de consumo domstico (ACD) y agua
contra incendio (ACI). La cisterna de ACD de 62 m3 servir para el consumo
de los aparatos sanitarios de los puestos de carne y servicios higinicos del
primer nivel, stands, comercios de artculos de primera necesidad,
restaurants, jugueras y servicios higinicos de los niveles restantes. La
cisterna de ACI de 25 m3 corresponde al almacenamiento para el sistema
contra incendio proyectado. El agua para las actividades del mercado ser
impulsada mediante un equipo de bombeo hacia un Tanque Elevado de
27.4m3 de capacidad, el cual alimentara a cada aparato sanitario por
gravedad.
-
7
El sistema de agua caliente solo es requerido para el servicio higinico de
administracin, para el cual se proyectara un calentador elctrico.
1.3.2 SISTEMA DE AGUA CONTRA INCENDIO
En este proyecto se est considerando un sistema de agua contra incendios
del tipo hmedo el cual estar permanentemente presurizado y lleno de agua,
el mismo estar compuesto por un equipo de bombeo, redes, gabinetes de
agua contra incendio, extintores, etc. Los cuales se ubicaran en lugares
estratgicos y sern operados por sus ocupantes y personal preparado y
entrenado (bomberos).
Para el volumen de agua contra incendios (ACI), se ha considerado una
cisterna individual adyacente a la de consumo domstico.
1.3.3 SISTEMA DE DESAGE El sistema de desage est conformado por 03 sistemas independientes:
El primero sistema lo conforma las redes de aguas residuales de los
servicios higinicos de las tiendas del primer piso, contando cada una con su
respectiva caja de desage y conexin a la red de alcantarillado pblico. Para
este sistema el mercado cuenta con 15 conexiones domiciliarias.
El segundo sistema lo conforma las redes de desage del tercer nivel,
corresponde a los restaurants y jugueras, y del primer nivel correspondiente a
puestos de carnes, todos estos puesto emiten aguas residuales con
contenidos de grasa. Las redes llegan por gravedad desde el tercer piso hasta
el primero y se interconectara con una red de tuberas y cajas de registro que
recolectan el agua residual de los puestos que expenden carne hasta las
-
8
unidades de trampa de grasa para luego descargar a la red de alcantarillado
de la ciudad.
El desage del tercer, segundo y primer nivel correspondiente a los servicios
higinicos descargaran mediante montantes y tuberas hacia las cajas de
registro para luego integrarse a la red colectora de la ciudad.
1.3.4 SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL
El sistema de drenaje pluvial es evacuado por medio de canaletas ubicadas
en todos los permetros de los techos, estos descargan a montantes ubicadas
estratgicamente para que luego se viertan las aguas a la red de drenaje
pluvial de la localidad por medio de cajas de registro.
-
9
CAPTULO 2
DISPONBILIDAD DEL SERVICIO DE AGUA Y DESAGE
2.1 FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
Se tomara como fuente de abastecimiento la red pblica que pasa por el
contorno del mercado las cuales son administradas por la Municipalidad de la
localidad. En el siguiente cuadro se muestra las redes que existen en el
contorno del mercado, con sus dimetros y nmero de conexiones para cada
lado:
Jirn Red de agua N de conexiones de
agua " 2"
Jr. Piura red de PVC de 160 mm 5
Jr. Ayacucho red de PVC de 90 mm 5 1
Jr. Loreto red de PVC de 90 mm
Jr. Lima red de PVC de 90 mm 5
Por medio de la conexin domiciliaria cuyo dimetro es de 1 se abastecer a
la cisterna de consumo domstico, y contra incendio y con 15 conexiones
domiciliarias de 1/2 se alimentara las 15 tiendas que se encuentra en la parte
externa del primer piso, cada tienda con su propio medidor.
2.2 DISPOSICIPN FINAL DE DESAGE
Todo el sistema de desage se empalmara por gravedad a la red de
alcantarillado, las que son administradas por la municipalidad de la localidad.
Existen redes de alcantarillado en todos los frentes del mercado en los cuales
se realizaran las conexiones de la siguiente manera:
-
10
Jirn Red de alcantarillado N de conexiones de
desage
4" 6"
Jr. Piura red de PVC de 200 mm 5 1
Jr. Ayacucho red de PVC de 200 mm 5
Jr. Loreto red de PVC de 200 mm 1 1
Jr. Lima red de PVC de 200 mm 5 1
2.3 DISPOSICIN FINAL DE DRENAJE PLUVIAL
Todo el sistema de drenaje pluvial de techos se empalmara por gravedad a las
cunetas de drenaje pluvial municipal las que son administradas por la
municipalidad de la localidad, estas cunetas de drenaje circunda todo el
mercado.
Las descargas son hacia las cunetas de la siguiente manera:
Jirn N de conexiones de
drenaje pluvial
4"
Jr. Piura 4
Jr. Ayacucho 1
Jr. Loreto 3
Jr. Lima 1
-
11
CAPTULO 3
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO
3.1 GENERALIDADES
Se han considerado para el clculo del volumen de las cisternas y tanque
Elevado las dotaciones indicadas en el Reglamento Nacional de Edificaciones
y las consideraciones en referencia de la NFPA 14.
3.2 CLCULO DE DOTACIN SEGN EL R.N.E. La edificacin est destinada para la construccin del Nuevo Mercado Central
de Abastos, siendo su dotacin segn el Reglamento Nacional de
Edificaciones - Norma IS.010, lo siguiente:
Locales de venta de carnes, pescados y similares la dotacin de agua ser
de 15 litros por rea ocupada, esto segn el tem 2.2.Dotaciones, sub tem (l)
del RNE-IS.010.
Locales de venta de frutas, verduras, comercio de 1 necesidad y stand la
dotacin ser de 6 litros por m2 por da, esto segn el tem 2.2.Dotaciones, sub
tem (k) del RNE-IS.010.
Restaurantes ubicados en el piso 3, la dotacin ser de 40 litros por m2 por
da (para reas con ms de 100m2), esto segn el tem 2.2.Dotaciones, sub
tem (d) del RNE-IS.010.
Jugueras la dotacin ser de 60 litros por m2 por da (para reas de 31 a 60
m2), esto segn el tem 2.2.Dotaciones, sub tem (r) del RNE-IS.010.
La dotacin para oficinas ser de 6 litros por m2 por da, esto segn el tem
2.2.Dotaciones, sub tem (i) del RNE-IS.010.
La dotacin para depsitos ser de 0.50 litros por m2 por da por cada turno
de trabajo, esto segn el tem 2.2.Dotaciones, sub tem (j) del RNE-IS.010.
-
12
Tabla N 3.2.: Clculo de dotacin
ZONA AREA (m2) DOTACIN (Lt/da/m2) CANTIDAD
VOLUMEN (Lt/da)
Venta de carnes 300 15 1 4500 Venta de frutas* 6.25 500 16 8000 Venta de verduras* 7.5 500 8 4000 Venta de artculos de 1 necesidad* 15.38 500 26 13000 Stand* 9.14 500 35 17500 Restaurantes 400 40 1 16000 Jugueras 39 60 1 2340 Oficinas 30 6 1 180 Depsitos 25 1.5 1 37.5
TOTAL(Lt/da)= 65557.5
TOTAL(m3/da)= 65.56
*Las dotaciones consideradas son para locales comerciales, el valor de la
dotacin mnima se considera debido a que los locales no superan los 500 lts.
Segn los clculos realizados en la tabla N 3.2, la dotacin para el nuevo
mercado es 65.56 m3/da, de lo cual consideraremos 25% adicional de
almacenamiento, resultndonos una dotacin total de:
Dotacin total=1.25xDotacin calculada (de la tabla N3.2)
Dotacin total = 1.25x65.56m3/da
DOTACIN TOTAL = 82.00 m3/da
3.3 CLCULO DE LOS VOLUMENES DE ALMACENAMIENTO
3.3.1 ALMACENAMIENTO DE AGUA DE CONSUMO DOMSTICO
De la Norma IS.010, tem 2.4)e. indica las capacidades de la cisterna y tanque
elevado para depsitos de agua para consumo domstico, con lo cual tenemos:
Clculo del volumen de la cisterna
Para un sistema de cisterna, equipo de bombeo y tanque elevado, el volumen
de agua de consumo domstico (A.C.D.) para la cisterna es los de la
dotacin calculada.
-
13
Dotacin = 82.00 m3/da Vol. Cist. A.C.D.= x dotacin Vol. Cist. A.C.D.= x (82.00) Vol. Cist. A.C.D.= 62.00 m3
Clculo del Volumen del Tanque Elevado
Segn lo calculado anteriormente:
Dotacin = 82.00 m3/da Vol. Tanq. Elev.= 1/3 x dotacin Vol. Tanq. Elev = 1/3 x (82.00) Vol. Tanq. Elev = 27.4 m3
Dimensionamiento de la Cisterna y Tanque Elevado a). Dimensiones de la Cisterna Cisterna A.C.D. Esta cisterna est ubicada a un lado de la batera N01 de SSHH, con una
capacidad de 62.00m3.
Las dimensiones sern:
Largo = 10.90m. Ancho = 5,45m. Altura til = 1.05m. Altura libre = 0.90m.
b). Dimensiones del tanque Elevado Tanque Elevado: El Tanque ser ubicado en el techo del mercado, aproximadamente en la
vertical sobre las cisternas, con una capacidad de 27.4m3.
-
14
Las dimensiones sern:
Largo = 5.55m. Ancho = 3.60m. Altura til = 1.40m. Altura libre = 0.45m
El diseo del tanque elevado tiene las siguientes caractersticas:
Tapa de Inspeccin de 0.70x0.70m.
Tubera de Ventilacin.
Tubera de Limpia o Desage de Fondo.
Tubera de Rebose.
Ingreso de Agua o Tubera de Impulsin.
Tubera de Alimentacin.
3.3.2 ALMACENAMIENTO DE AGUA CONTRA INCENDIO - Calculo del Volumen de la Cisterna
El sistema agua contra incendio del Nuevo Mercado Central de Abastos est
diseado para que funcionen dos mangueras contraincendios en forma
simultnea de 125 gpm, c/u. El volumen contra incendio ha sido determinado en
base a la norma (Norma IS010Item 4.2 seccin b) siendo el volumen de 25 m3.
Vol. ACI = 25.0 m3
- Cuarto de bombas
El equipo de bombeo se ubicara en un cuarto acondicionado con acceso para
los equipos para su instalacin, operacin y mantenimiento, adems este
cuarto estar ventilado para evitar el deterioro de los equipos. Este cuarto de
bombas se encuentra a lado de las cisternas, a lado y bajo la batera de baos
N01.
-
15
- Dimensionamiento de la Cisterna
Cisterna ACI:
Esta cisterna est ubicada enterrada en el desnivel que existe entre pisos del
mercado, sobre el est el corredor del mercado. Su capacidad es de 25.00 m3.
Largo = 7.30m. Ancho = 3.30m. Altura til = 1.05m. Altura libre = 0.90m
3.4 CLCULO DEL CAUDAL Y TIEMPO DE LLENADO DE CISTERNAS
Para el clculo del caudal de llenado de las cisternas se considera el tiempo de
llenado del volumen de agua de consumo domstico: la dotacin total del
mercado, el volumen de ACI no se considera en este clculo ya que dicho
volumen no es consumible.
Volumen de agua = 82.00 m3 = 21,662.11gal Tiempo de llenado = 5 horas = 300 min Caudal de llenado = 16.4 m3/horas = 72.21 gal/min.
Nota: se est considerando el volumen de agua equivalente a la dotacin diaria del mercado y el tiempo de llenado el cual sera cuando hay mayor presin en
la red externa y bajo consumo de la poblacin, esto sucede desde las 12.00 am
hasta las 5:00am, lo cual da un total de 5 hrs.
3.5 SELECCIN DEL MEDIDOR DE LA CONEXIN DOMICILIARIA
Para determinar el dimetro del medidor a usar en la conexin a las cisternas
se considera que perdida de carga mxima del medidor elegido deber ser el
50% de la carga disponible, con lo cual se tiene lo siguiente:
-
16
Calculo del caudal de llenado
Caudal de llenado = 72.21 gal/min.(del item3.4)
Calculamos la carga disponible (H)
H = Pr - Ps - Ht
Dnde:
H : Carga disponible
Pr : Presin en la red (10 m.c.a.)
Ps : Presin de salida en la cisterna (2 m.c.a.)
Ht : Altura de red a cisterna (0.8 m.c.a.)
H = 10m.c.a. 2m.c.a. 0.8m.c.a.
H = 7.2 m.c.a. = 10.30 lbs/pulg2
Seleccin del medidor
Teniendo en cuenta que la mxima prdida de carga del medidor debe ser el
50% de la carga disponible, se tiene:
Hmedidor = 50% x H
Hmax.medidor = 50% x 7.2 m.c.a. = 3.6 m.c.a. = 5.15 lbs/pulg2
Segn la tabla adjunta de prdidas de presin para un medidor de tipo disco y
con un caudal= 72.21 gal/min. Para tres dimetros diferentes obtenemos los siguientes resultados.
-
17
Tabla N 3.5.1.:
Tablas y bacos ms utilizados en el diseo de las instalaciones sanitarias
PERDIDA DE PRESIN EN EL MEDIDOR TIPO DISCO
Tabla N 3.5.2.: Clculo del dimetro del medidor
DIMETRO PERDIDA DE CARGA 1(40mm) 13.0 lbs/pulg2
2(50mm) 4.8 lbs/pulg2 3(75mm) 1.2 lbs/pulg2
Entonces, como la prdida de carga del medidor elegido debe ser menor o igual
a la Hmax.medidor= 5.15 lbs/pulg2, el medidor elegido ser de 2 con lo cual se tiene:
Hmedidor= 3.36 m.c.a. = 4.80 lbs/pulg2
-
18
3.6 CLCULO DE LA TUBERIA DE ALIMENTACIN DE LA CISTERNA
Del tem 3.5 sabemos que el medidor genera una prdida de carga de Hmedidor= 3.36 m.c.a. = 4.80 lbs/pulg2, entonces la nueva carga disponible ser:
H* = H - Hmedidor
H* = 7.2 m.c.a. 3.36 m.c.a. = 3.84 m.c.a. = 5.49 lbs/pulg2
Para poder encontrar el dimetro de la tubera de alimentacin, se debe cumplir
que la perdida de carga en esta (H**) deber ser menor o igual a la perdida disponible (H*).
(H**) < (H*)
Figura N 3.6.: Isomtrico de conexin domiciliaria de agua potable
Calculamos para un dimetro de tubera de alimentacin de 2 1/2, H**21/2 (asumido):
Longitud equivalente por accesorios:
1 vlvula de paso 2 1/2 = 0.544 m
1 vlvula de compuerta 2 1/2 = 0.544 m
-
19
19 codos de PVC de 90x2 1/2 (15 x 2.577) = 38.655 m
1 Tee de 2 1/2 = 5.154 m
Entonces la longitud equivalente ser = 44.897 m
De la frmula de Hazen y Williams obtenemos la gradiente S:
= 0,2785 2.63 0.54
Donde:
Q : Caudal de llenado(m3/s) = 15.5 m3/horas = 4.31 *10-3m3/seg
D : Dimetro asumido (m) = 0.063 m
C : Coeficiente de rugosidad = 150(PVC)
S : Pendiente (m/m)
S(m/m) = 0.0292
Luego: H**2 1/2= 44.897 *0.0292 =1.31 m
Con una tuberas de 2 1/2, H**2 1/2(1.31m)< H*(3.84m), lo cual SI cumple con el requerimiento.
Entonces concluimos que nuestro alimentador ser de 2 1/2.
Nota: para los medidores de las tiendas se les considera un medidor de 1/2,
estos solo controlaran un medio servicio higinico (inodoro y lavatorio).
Tambin se hizo el clculo para dimetros 2 y 3 llegando a no cumplir la
siguiente relacin: (H**) < (H*)
-
20
CAPTULO 4
SISTEMA DE AGUA FRA
4.1 GENERALIDADES
El abastecimiento de agua potable al Nuevo Mercado Central de abastos ser a
travs de un Sistema Indirecto, el cual cuenta con Cisterna, equipo de bombeo y Tanque Elevado, este sistema est conformado de la siguiente manera:
Una tubera de alimentacin que inicia en la conexin domiciliaria hasta la
cisterna, esta conduce el caudal necesario para llenarla, generalmente en las
horas de mnimo consumo.
Una cisterna que cuenta con una capacidad mnima de acuerdo a la norma
vigente del 75% del consumo diario.
Un equipo de bombeo para elevar el agua de la cisterna al tanque elevado a
travs de una tubera de succin y una de impulsin o elevacin.
Un tanque elevado con una capacidad mnima equivalente a un tercio del
consumo diario.
Y una red de distribucin que se inicia en el tanque elevado y termina en
cada uno de los aparatos sanitarios y equipos con necesidades de agua.
El sistema de Cisterna, Equipo de Bombeo y Tanque Elevado ser
exclusivamente para abastecer a los servicios internos del mercado (quedan
excluidos las tiendas del 1 piso que cuentan con puerta independiente hacia la
calle, estas tendrn conexin directa independiente para cada una), puestos de
carnes, de verduras, de frutas, cmaras conservadoras, restaurantes, SSHH,
los servicios de Administracin y los SS.HH. de damas, caballeros y
discapacitados.
-
21
Figura N4.1.: Sistema indirecto, cisterna, equipo de bombeo y tanque elevado
El sistema de distribucin de agua fra est diseado de tal manera que cubra la
demanda existente para los diferentes servicios del mercado y mantenga las
condiciones sanitarias del abastecimiento.
4.2 CLCULO DE LA MXIMA DEMANDA SIMULTANEA DE AGUA (MDS)
El clculo de la mxima demanda simultnea lo haremos utilizando el mtodo
de Roy Hunter (mtodo basado en las probabilidades) el cual figura en la
Norma IS.010 de Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)-2006.
-
22
A continuacin definimos las unidades Hunter segn los aparatos sanitarios
segn la norma IS.010 del RNE, los inodoros son de tanque y los lavaderos y
lavatorios son de vlvula simple:
Tabla N 4.2.1.: Unidades Hunter por aparato sanitario para sistemas privados y pblicos (segn ANEXO 1 y 2 de IS.010-RNE)
USO DEL AMBIENTE SANITARIO
UNIDADES HUNTER - TOTAL
Inodoro c/tanque Lavatorio Ducha Urinario
Lavadero Cocina
Lava-trapos
Privado 3 1 2 2.5 3 2 Pblico 4 2 4 2.5 4 4
Tabla N 4.2.2.: Numero de aparatos sanitarios por ambiente del mercado
Multiplicando la cantidad de cada aparato sanitario con su respectiva cantidad
de unidades Hunter por tipo de aparato, sumando los resultados obtenemos la
cantidad total de UH= 567.
Pblico 4 4 4 2 4 2.5Pblico 5 4 4 2Pblico 37 4Pblico 1 4Pblico 1 4Pblico 2 4 2 2Pblico 1 4Pblico 4 4 4 2 4 2.5Pblico 5 4 4 2Pblico 2 4 2 2Priv ado 1 3 1 1Priv ado 1 3 1 1 1 2Pblico 1 4Pblico 4 4 4 2 4 2.5Pblico 5 4 4 2Pblico 1 4Pblico 6 4Pblico 20 4Pblico 16 4Priv ado 1 3 1 1 1 3Pblico 1 4
30 319 24TOTAL DE UH= 567
133TOTAL DE UH POR TIPO DE APARATO= 59 2
Cuarto de basura-2 piso
S.S.H.H.Caballeros-1 pisoS.S.H.H.Damas-1 pisoPuestos de carne(01-37)-1 pisoCuarto de basura-1 piso
SSHH discapacitados-1 piso
USO DEL AMBIENTE SANITARIO
Inodoro c/tanque
Lav ado-1 piso
MDULO
S.S.H.H.Caballeros-3 pisoS.S.H.H.Damas-3 piso
Lavatorio
Ducha
Cuarto de limpieza-3 pisoJuguerias(01-06)-3 piso
SSHH laboratorio-3 piso
S.S.H.H.Caballeros-2 pisoS.S.H.H.Damas-2 pisoSSHH discapacitados-2 pisoSSHH guarderia-2 piso
Punto para camaras conser.-1
Lava-trapos
SSHH Administracion-2 piso
Comida(01-20)-3 pisoArea de comidas(01-04)-3 piso
Cuarto de basura-3 piso
U.H U.H
APARATOS SANITARIOS
U.H U.H U.H Urinario U.HLavadero Cocina
-
23
De acuerdo al ANEXO N03 de la norma IS.0.10 del RNE y efectuando la
interpolacin obtenemos el caudal de M.D.S.=5.13 l/s.
Tabla N 4.2.3.: Interpolacin para clculo de caudal de la Mxima demanda simultnea
UH Q(lps) 550 5.02 567 5.13 600 5.34
4.3 CLCULO DEL NIVEL DE FONDO DEL TANQUE ELEVADO
Para el clculo del nivel de fondo del Tanque Elevado tendremos que hacer un
clculo hidrulico, considerando la presin en el punto ms desfavorable de 2m,
el nivel del tanque elevado lo hallaremos realizando el clculo desde el punto
ms desfavorable hasta el punto de salida del tanque elevado.
Procedemos a determinar el nivel de fondo del Tanque Elevado considerando lo
siguiente:
Figura N 4.3.: Esquema para clculo de nivel de tanque elevado
-
24
El esquema de la figura N4.3. muestra la ruta ms crtica para el clculo
hidrulico, ya que es la de mayor longitud y se encuentra ms alejada al tanque
elevado, se exceptan la de los pisos inferiores ya que cuenta con mayor
energa potencial gravitatoria.
Utilizamos para el clculo la frmula de Hazen y Williams para un valor de
C=150 por utilizar tubera de PVC en la red de distribucin. A continuacin
procedemos a realizar el clculo hidrulico para el punto ms desfavorable que
ser como ya hemos mencionado el punto F, segn la tabla de clculo N4.3.
Tabla N 4.3.: Calculo hidrulico para obtener el nivel de fondo del t. elevado
Entonces, procedemos al clculo de las presiones en cada punto:
La presin en F se considera de 2m (punto de aparato sanitario):
PF = 2 m
La presin en E ser segn la siguiente expresin:
PE = PF + hf(F-E) + Cotas PE = 2m + 0.409m + 0.55m PE = 2.96m
La presin en D ser segn la siguiente expresin:
PD = PE + hf(E-D) PD = 2.96m + 0.678m PD = 3.64m
La presin en C ser segn la siguiente expresin:
INICIAL FINAL (lts/seg) (in) (m/seg) (m) Cant. (m) Cant. (m) Cant. (m) Cant. (m) (m) m/m (m) INICIAL FINAL (m) (m)
T-01 F E 3 0.12 1/2 0.95 1.7 3 0.532 1 1.064 4.360 0.0939 0.409 11.8 11.25 PF PE=PF+hf(F-E)+CotasT-02 E D 6 0.25 3/4 0.88 7.6 3 0.777 2 1.554 1 0.164 1 0.168 13.371 0.0507 0.678 11.25 11.25 PE PD=PE+hf(E-D)T-03 D C 22 0.58 1 1.14 17.8 2 2.045 1 0.216 22.106 0.0594 1.313 11.25 11.25 PD PC=PD+hf(D-C)T-04 C B 43 1 1 1/4 1.26 4.5 2 1.309 1 0.278 7.396 0.0549 0.406 11.25 11.25 PC PB=PC+hf(C-B)T-05 B A 567 5.13 2 2.53 X 2 2.043 1 0.432 4.518+X 0.1150 0.0353x(4.518+X) 11.25 11.25+X PB PA=PB+hf(B-A)-CotasT-06 A TE 567 5.13 2 1/2 1.62 36 6 2.043 2 4.091 1 0.432 56.872 0.0388 2.206 11.25+X 11.25+X PA PTE=PA+hf(TE-A)
TRAMODIFERENCIA DE
COTASP
(Inicial)P (Final)PUNTO
CLCULO HIDRULICO PARA HALLAR EL NIVEL DE FONDO DEL TANQUE ELEVADO
DIAM.QLONGITUD
TOTALS hf
U.H.
LONGITUDES EQUIVALENTES POR ACCESORIOS
CODO TEE REDUCCIN VLVULALONG. TUB.
V
-
25
PC = PD + hf(D-C) PC = 3.64m + 1.313m PC = 4.96m
La presin en B ser segn la siguiente expresin:
PB = PC + hf(C-B) PB = 4.96m + 0.406m PB = 5.37m
La presin en A ser segn la siguiente expresin:
PA = PB + hf(B-A) - Cotas Donde: hf(B-A) = 0.0353x(4.518+X)
Cotas = X Entonces: PA = 5.37m + 0.0353x(4.518+X) - X
La presin en TE ser segn la siguiente expresin:
PTE = PA + hf(TE-A)
Donde: PTE=Altura til de tanque elevado/2=1.40m/2=0.70m
PA = 5.37m + 0.0353 x (4.518+X) X
hf(TE-A) = 2.006m
Entonces formamos la siguiente ecuacin:
0.70m = 5.37m + 0.0353m x (4.518m+X) X + 2.006m
Desarrollando: X = 7.10m + 1.15m(seguridad) =8.25m
Por lo tanto el nivel de fondo del tanque elevado ser:
NFTE =11.25m + 8.25m = 19.50m
NFTE = 19.50m
4.4 CLCULO DEL CAUDAL DE BOMBEO
El caudal de bombeo se determina comprando los caudales correspondientes a
la mxima demanda simultnea (MDS) con el caudal de llenado del tanque
elevado, del cual tomaremos el ms desfavorable.
M.D.S. = 5.13 l/s
-
26
Para determinar el caudal de llenado del Tanque Elevado consideramos su
volumen (VTE=27.4 m3) y un tiempo de llenado de 2 horas, donde el caudal
ser:
Q llenado(TE) = VTE / (2 horas)
Q llenado (TE) = 27400 / (2x 3,600)
Q llenado (TE) = 3.81 l/s
Como el caudal de bombeo deber ser igual a la mxima capacidad necesaria,
entonces el caudal de bombeo ser la MDS, es decir:
Q Bombeo = M.D.S.
Q Bombeo = 5.13 l/s
4.5 DIMENSIONAMIENTO DE DIMETROS DE SUCCIN E IMPULSIN
Del anexo N5 de la Norma IS.010 de Reglamento Nacional de Edificaciones
que estipula los Dimetros de la Tubera de Impulsin en Funcin del Gasto de
Bombeo obtenemos que para Q Bombeo = 5.13 l/s el dimetro de impulsin ser:
Impulsin = 2
Por lo tanto el dimetro de la tubera de succin ser de 3
ANEXO N5
DIMETROS DE LAS TUBERAS DE IMPULSIN EN FUNCIN DEL GASTO DE BOMBEO
Gasto de bombeo en L/s Dimetro de la tubera de impulsin (mm) Hasta 0.50 20 (3/4) Hasta 1.00 25 (1) Hasta 1.60 32 (1) Hasta 3.00 40 (1 ) Hasta 5.00 50 (2) Hasta 8.00 65 (2) Hasta 15.00 75 (3) Hasta 25.00 100 (4)
-
27
4.6 CLCULO DE LA ALTURA DINMICA TOTAL (H.D.T.)
La altura dinmica total del equipo de bombeo ser igual:
H.D.T. = Hg + Hf + Ps
Dnde:
Hg: Altura geomtrica
Hf: Perdida de carga en la tuberia
Ps: Presin de salida en la conexin al tanque elevado= 2m
Figura N 4.6.: Esquema de lnea de succin e impulsin
-
28
Clculo de la Altura Geomtrica (Hg)
Hg =Diferencia de cotas alt. de agua en la cisterna = 18.85m - 0.85m
Hg=18.0m.
Clculo de la Perdida de Carga en la tubera (Hf)
i) Para la Succin:
Calculamos la longitud equivalente por accesorios: ACCESORIOS CANTIDAD L. EQUIV. TOTAL
Canastilla de succin 3" 1 20.761 20.761 Codo 3"x90 1 3.068 3.068 Valv. de compuerta 3" 1 0.648 0.648 Red. Excntrica 1 0.648 0.648 Longitud de tubera de 3" 1 1.3 1.3
Longitud total(m)= 26.425
Longitud Total =26.425 mt.
Dimetro = 3
Caudal = 5.13 L/s.
C(Hazen y Williams) = 140 (FG)
Por Hazen Williams:
Hf succin = 0.48m
ii) Para la Impulsin:
Calculamos la Longitud equivalente por accesorios: ACCESORIOS CANTIDAD L. EQUIV. TOTAL
Valv. de compuerta 2 1/2" 2 0.544 1.088 Val. De retencin 2 1/2" 1 5.326 5.326 Codo 2 1/2"x90 12 2.577 30.924 Tee 2 1/2" 1 5.154 5.154 Longitud de tubera de 2" 1 30.85 30.85
Longitud total(m)= 73.342
Longitude Total = 73.342 mt
Dimetro = 2
-
29
Caudal = 5.13 L/s.
C (Hazen y Williams) = 140 (FG)
Por Hazen Williams:
Hf impulsion = 3.23m.
Por lo tanto:
Hf = Hf succin + Hf impulsin = 0.48m + 3.23m
Hf = 3.71m.
Remplazando tenemos:
HDT= 18.0m + 3.71m + 2m = 23.71m.
Redondeando tenemos: H.D.T.=24.0m
4.7 CLCULO DE LA CARGA NETA DE SUCCIN POSITIVA (NPSH)
El NPSH es un parmetro muy importante en el diseo de un sistema de
bombeo ya que cuando el agua fluye a travs de la bomba, la presin en la
entrada y en la tubera de succin tiende a disminuir debido a las altas
velocidades del flujo. Si la reduccin va ms all de la presin de vapor del
agua, se producir la vaporizacin y se formarn burbujas de vapor en el seno
del lquido. Estas burbujas son transportadas por l lquido hasta llegar a una
regin de mayor presin, donde el vapor regresa al estado lquido de manera
sbita, "aplastndose" bruscamente las burbujas, a este fenmeno se llama
cavitacin el cual dificulta o impide la circulacin del lquido, y tambin puede
causar daos en los elementos del sistema.
Para evitar el fenmeno de cavitacin deberemos garantizar lo siguiente:
NPSHdisponible>NPSHrequerido
Donde:
-
30
NPSHrequerido: es el NPSH mnimo que se requiere para evitar la cavitacin, esta
es una de las caractersticas de la electrobomba por lo que es un dato que debe
proporcionar el fabricante.
El NPSHdisponible: debemos hallarlo ya que depende de las caractersticas de
instalacin y del lquido a bombear. Su clculo se realiza con la siguiente
expresin:
NPSHdisponible = Hatm (Hvap + hs + Hs)
Donde:
NPSHdisponible = Carga neta de succin positiva disponible, m.
Hatm = Presin atmosfrica, m (vase tabla 1).
Hvap = Presin de vapor, m (vase tabla 2).
Hs = Altura esttica de succin, m.
H = Perdida de carga por friccin de accesorios y tubera, m.
-
31
El Nuevo Mercado Central de Abastos se encuentra a 2532 m.s.n.m. y cuenta
con una temperatura promedio de 7.4C(Fuente: Instituto Tiempo Libre de
Cajamarca), con estos valores y la tabla 1 y 2 calculamos el NPSHdisponible:
Hatm= 7.53m
Hvap= 0.107m
Hs= 0.50m
Hs=0.30m
NSPHdisponible=6.28
En la siguiente seccin se deber seleccionar un equipo de bombeo que
cumpla con las caractersticas hidrulicas y con un NPSHrequerido< 6.28 para
evitar la cavitacin, el buen funcionamiento del equipo de bombeo y su larga
duracin.
4.8 CLCULO Y SELECCIN DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO
El equipo para bombear el agua de la Cisterna al Tanque Elevado constituye
una de las partes fundamentales de las instalaciones interiores de la edificacin
por lo que se requiere de una adecuada eleccin. As mismo este deber estar
ubicado en un ambiente de suficiente espacio para su fcil operacin y/o
mantenimiento.
Segn los clculos efectuados anteriormente tenemos.
Q bombeo = 5.13 l/s
H.D.T.= 24.0m.
Para este proyecto se han considerado 2 electrobombas de funcionamiento
alternado. Cada una con el QBombeo, por seguridad si una de las bombas se
avera o deja de trabajar para no dejar sin abastecimiento a los servicios. Por lo
-
32
tanto efectuamos el clculo de la Potencia hidrulica estimada para cada
electrobomba,
= ..
De acuerdo a la figura N4.8, la eficiencia ser e=70%
POTh =5.13 x 24.075 x 0.70
= 2.35 HP
Pero la potencia del motor para cada electrobomba ser:
= .
Entonces: POTm=3.0 HP
Ntese que se est considerando una eficiencia del 70% y esta potencia
calculada es una Potencia terica. El equipo de bombeo de agua de la Cisterna
al Tanque Elevado, constituye una de las partes fundamentales de las
instalaciones interiores de la edificacin, por lo que se requiere de una
adecuada eleccin.
De catlogos de fabricantes obtenemos una electrobomba con las siguientes
caractersticas:
Caudal : 5.13 l/s. HDT. : 29.00m Velocidad : 3430 rpm.
Potencia : 3.50 HP Succin : 3 Descarga : 21/2
NPSHrequerido= 3.5 m
Esta es una alternativa de eleccin de equipo de bombeo.
-
33
Figura N 4.8.: Curvas de la electrobomba
De la figura N4.8 seleccionamos la electrobomba del modelo 32-125-137 la
cual cumple con todos los requerimiento para el buen funcionamiento. Las
dimensiones y medidas se muestran en el Anexo N01
4.9 DIMENSIONAMIENTO DE RED DE AGUA FRA-TRAZADO Y CLCULO
Para este proyecto hemos diseado dos alimentadores (N01 y N02) los cuales
descendern por ductos ubicados estratgicamente en coordinacin con los
arquitectos.
-
34
Figura N4.9.: Esquema isomtrico de agua fra-alimentador N01 y N02
-
35
El alimentador N01 abastecer a los servicios que se encuentran ms cercanos o
prximos al Jr. Bolognesi, y el alimentador N02 abastecer a los que se encuentra
ms cercanos al Jr. Lima, la divisin es aproximadamente equitativa.
Para el clculo del dimetro de los Alimentadores se aplic el mtodo de los gastos
probables de Roy Hunter, los cuales se muestra en la tabla N 4.9.
A continuacin mostraremos el clculo de los alimentadores indicando los
dimetros, velocidades y presiones las cuales se encuentran dentro del rango
establecido. Incluimos un esquema isomtrico del Alimentador N1 y N2.
4.10 TIPO DE TUBERIAS Y VALVULAS
4.10.1 TUBERIAS DE AGUA POTABLE.
Todas las tuberas sern de PVC clase 10 roscadas NTP 300.166 (de 5m cada
una) las que se encentren colgadas o adosadas. Las tuberas empotradas o
enterradas sern de PVC clase 10 simple presin NTP399.002 (de 5m cada una).
Las tuberas que se encuentren expuestos a la intemperie debern ser de polietileno
de alta densidad PN10 NTP ISO 4427:2008.
4.10.2 VALVULAS DE CONTROL
Todas las vlvulas sern de cuerpo de bronce tipo compuerta y fabricadas bajo la
norma EN 29000 ISO 9000.
-
36
Tabla N4.9.: Calculo hidrulico de redes de agua
INIC
IAL
FINAL
(lts/
seg)
(in)
(m/s
eg)
(m)
Cant
.(m
)Ca
nt.
(m)
Cant
.(m
)Ca
nt.
(m)
(m)
m/m
(m)
INIC
IAL
FINAL
(m)
(m)
TE -
OTE
O28
63.
122
1.54
11.7
54
2.04
51
4.09
11
0.43
224
.453
0.04
581.
1197
19.5
11.2
51
8.13
O -
O
15
32.
081
1/2
1.82
3.3
13.
300
0.08
770.
2895
11.2
57.
958.
1311
.14
-
N
N11
41.
781
1/2
1.56
3.9
13.
900
0.06
580.
2564
7.95
4.05
11.1
414
.78
N -
MN
M11
41.
781
1/2
1.56
12
1.55
41
3.10
91
0.32
81
0.32
87.
873
0.06
580.
5177
4.05
4.05
14.7
814
.27
M -
LM
L69
1.35
1 1/
41.
7114
31.
309
12.
618
10.
278
20.8
230.
0958
1.99
394.
054.
0514
.27
12.2
7
L -
KL
K28
0.71
11.
4018
12.
045
10.
216
20.2
610.
0864
1.74
994.
054.
0512
.27
10.5
2
K -
JK
J10
0.36
3/4
1.26
23
1.55
41
0.16
46.
826
0.09
970.
6805
4.05
4.05
10.5
29.
84
J -
IJ
I4
0.16
1/2
1.26
0.55
20.
532
11.
064
10.
112
2.79
00.
1600
0.44
644.
054.
69.
849.
95
TE -
HTE
H28
13.
082
1.52
40.5
72.
045
10.
432
10.
432
55.6
790.
0447
2.48
9319
.511
.25
16.
76
H -
GH
G15
52.
101
1/2
1.84
3.3
13.
109
6.40
90.
0893
0.57
2311
.25
7.95
6.76
9.49
G -
FG
F12
01.
831
1/2
1.61
3.9
13.
109
7.00
90.
0692
0.48
517.
954.
059.
4912
.90
F -
EF
E12
01.
831
1/2
1.61
24
1.55
41
3.10
91
0.32
81
0.32
811
.981
0.06
920.
8292
4.05
4.05
12.9
012
.07
E -
DE
D79
1.44
1 1/
41.
8214
21.
309
12.
618
10.
278
19.5
140.
1079
2.10
584.
054.
0512
.07
9.97
D -
CD
C29
0.73
11.
4413
11.
023
32.
045
10.
216
20.3
740.
0909
1.85
254.
054.
059.
978.
12
C -
BC
B10
0.36
3/4
1.26
21
1.55
41
0.16
43.
718
0.09
970.
3706
4.05
4.05
8.12
7.74
B -
AB
A4
0.16
1/2
1.26
0.55
30.
532
11.
064
10.
112
3.32
20.
1600
0.53
154.
054.
67.
747.
76
CALC
ULO
HIDR
AULI
CO P
ARA
REDE
S DE
AGU
A FR
IA -
NIVE
L DE
FON
DO D
E TA
NQUE
ELE
VADO
+19
.50
hfDI
FERE
NCIA
DE
COTA
SP
(Inici
al)P
(Fin
al)CO
DOTE
ERE
DUCC
IN
VLV
ULA
DIAM
.V
LONG
. TUB
.LO
NGIT
UDES
EQUI
VALE
NTES
POR
ACC
ESOR
IOS
LONG
ITUD
TO
TAL
SPU
NTO
U.H.
QTR
AMO
ALIM
ENTA
DOR
N01
ALIM
ENTA
DOR
N02
-
37
CAPTULO 5
SISTEMA DE AGUA CALIENTE
5.1 GENERALIDADES
Los dos sistemas bsicos que cualquier usuario puede usar para conseguir
agua caliente son el productor instantneo y el sistema por acumulacin. Cada
uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes, de forma que para realizar
una eleccin acertada es necesario conocer sus principales caractersticas.
Para nuestro caso requerimos agua caliente solo en el servicio higinico de
administracin, el cual cuenta con ducha, lavatorio e inodoro, en este caso
usaremos un calentador de paso el cual nos producir agua caliente para la
ducha y el lavatorio.
Calentadores de paso
Tambin llamamos calentadores instantneos o calentadores de flujo son
tambin de reducido tamao en los modelos elctricos y algo ms grande en los
modelos de gas natural o GLP. Son unidades que estn apagadas, sin
consumir energa, un sensor de flujo se activa cuando detectan circulacin de
agua e inician su procedimiento. Los modelos elctricos van desde los 8.000 W
(1,19 kcaloras/s) hasta los 22.000 W (5,26 kcaloras/s). Los modelos de gas
pueden alcanzar los 8 kcal/s como el caso de un calentador de 18 L/min. Los
modelos elctricos estn equipados con resistencias calentadoras de inmersin
y los de gas encienden una llama que calienta un intercambiador de calor por
donde circula el agua.
Los modelos elctricos pueden aplicar el 99% de la energa consumida al agua,
mientras que los modelos a gas alcanzan entre 80% y un 90% de eficiencia. En
-
38
el caso de los calentadores a gas la energa no utilizada se libera en forma de
aire caliente.
Los modelos elctricos pueden instalarse en lugares ventilados o, si se instalan
en lugares cerrados, deben dirigir los gases que expelen a travs de un ducto
de ventilacin al exterior.
Los calendarios elctricos tienen ventajas de ahorro de espacio, ahorro de
energa y agua caliente ilimitada pero solo son prcticos en pases de clima
templado o caliente dada su baja capacidad de calentamiento a grandes flujos
de agua, o si la temperatura inicial del agua es muy baja.
Calentadores de acumulacin
Estos calentadores son los ms econmicos de explotacin; poseen un tanque
donde acumulan el agua y la calientan hasta alcanzar una temperatura
seleccionada en su termostato. La capacidad de su depsito es muy variable y
va desde los 15 litros hasta modelos de 1000 L. Utilizan como energa gas
natural, gas propano (GLP), electricidad, carbn, luz solar, madera o querosn.
Para la seleccin del tamao se debe considerar la cantidad de agua caliente
que se pueda requerir en determinado momento, la temperatura de entrada del
agua y el espacio utilizable.
Estos calentadores tienen la ventaja de suministrar agua caliente a temperatura
constante por tantos litros como casi la totalidad de depsito. Adems admite
que se abran varios grifos a la vez sin que se vea afectada la temperatura del
agua que surte lo que no ocurre en los calentadores instantneos. Su
desventaja est en el tamao de su depsito si es mal elegido, pues si se
agotase el agua caliente acumulada puede pasar un rato largo ante de que se
recupere la temperatura, lo cual depende tambin de la energa utilizada.
-
39
5.2 CLCULO DE LA DOTACIN DE AGUA CALIENTE
Segn la norma IS.010 Instalaciones para Edificaciones del RNE en el tem 3.2.
Dotaciones de agua caliente, no especifica dotacin para ambientes
administrativos-oficina. Para el proyecto solo requerimos abastecer de agua
caliente al S.S.H.H de administracin (una ducha y un lavatorio), las dems
unidades de uso solo requieren agua fra. Por lo tanto usaremos la dotacin de
un consultorio mdico (130 Lts/consultorio) por tener la misma frecuencia de
uso.
DESCRIPCCION rea Numero de
consultorios y/o oficinas
Dotacin (lts/consult.)
Dotacin m2 (Lts/da)
Oficina de administracin 17.1 1 130 130.00
Capacidad de almacenamiento en Lts(2/5 * Dotacin diaria) = 52.00 Capacidad de produccin del calentador en Lts/hr (1/6 * Dotacin diaria) = 21.67 Capacidad de calentador (lts)= 73.67
Por lo tanto la dotacin requerida de agua caliente ser de 73.67 lts/dia.
5.3 CLCULO DE LA MXIMA DEMANDA SIMULTANEA DE AGUA CALIENTE (MDS)
Las zonas donde se necesita de Agua Caliente es el S.S.H.H. de
administracin. El gasto de agua caliente ha sido calculado de acuerdo a las
unidades de Roy Hunter y al tipo de aparato sanitario.
DESCRIPCCION CANTIDAD
U.H. TOTAL U.H. CAUDAL
Und (Lts/seg) Ducha de administracin 1 1.5 1.5 0.06 Lavatorio de administracin 1 0.75 0.75 0.04
M.D.S.(lts/seg)= 0.10
Por lo tanto la mxima demanda simultanea de agua caliente ser 0.10 lts/seg.
-
40
5.4 CLCULO DE LOS EQUIPOS DE PRODUCCIN DE AGUA CALIENTE
Para este servicios higinicos utilizaremos un calentador elctrico con
almacenamiento y segn la dotacin, se requiere un calentador de 73.67 lts
para abastecer a la ducha y lavatorio, por lo tanto elegimos un calentador
comercial de 80 lts para satisfacer la demanda requerida.
5.5 TIPO DE TUBERIAS Y VALVULAS
5.5.1 TUBERIAS DE AGUA CALIENTE.
Todas las tuberas sern de CPVC clase ASTM D 2846 para 82C y 100
PSI
5.5.2 VALVULAS DE CONTROL
Todas las vlvulas sern de cuerpo de bronce tipo compuerta y fabricadas bajo
la norma EN 29000 ISO 9000.
5.6 CLCULOS DE TUBERIA DE DISTRIBUCIN DE AGUA CALIENTE
El clculo de las tuberas de distribucin de agua caliente se realizara por medio
del mtodo de Roy Hunter, usando las unidades Hunter para el gasto de cada
aparato.
Debido que nuestro sistema es pequeo indicaremos los clculos en la figura
5.5. El calentador se encuentra ubicado muy cercana a los puntos de
abastecimiento (lavatorio y ducha), en tal sentido las tuberas de distribucin a
estos servicios sern de 3/4 y los alimentadores de agua fra a la ducha
sern de 1/2.
-
41
Figura 5.5.: Isomtrico de la instalacin de agua caliente del SSHH de administracin
-
42
CAPTULO 6
SISTEMA DE AGUA CONTRA INCENDIO
6.1 GENERALIDADES
Las instalaciones de proteccin contra incendios en determinados tipos de
edificios requieren el almacenamiento y distribucin de agua hasta puntos
cercanos a las zonas habitadas para su uso en caso de un posible fuego
accidental. Para combatir incendios se puede emplear los siguientes sistemas:
- Alimentadores y gabinetes contra incendio equipados con mangueras para uso de los ocupantes de la edificacin.
- Alimentadores y gabinetes contra incendio equipados con mangueras para uso de los ocupantes de la edificacin y salida contra incendio para ser utilizada
por el cuerpo de bomberos de la ciudad.
- Alimentadores y mangueras para uso combinado de los ocupantes del edificio y del cuerpo de bomberos.
- Rociadores automticos.
6.2 GABINETE DE AGUA CONTRA INCENDIO
Las mangueras contra incendio est considerada en la norma NFPA 14 como
un MEDIO PRIMARIO DE EXTINCION.
Clases de Gabinete de agua contra incendio:
Clase I Son sistemas equipados con mangueras de 2 y estn destinadas para el uso de bomberos y
personal entrenado en el manejo de chorros pesados.
-
43
Clase II Son sistemas equipados con mangueras de 1 con 30 m o 100 pies de
longitud y estn destinadas para el uso de los
ocupantes o para el uso de los bomberos y
personal entrenado en incendios de pequea y
mediana magnitud.
Clase III Son sistemas equipados tanto con mangueras de 2 como de 1 con 30 m o
100 pies de longitud y estn destinadas para el
uso de los ocupantes, bomberos y personal
entrenado en el manejo de chorros pesados.
Componentes de un Sistema de gabinetes contra incendio:
Tuberas. Las tuberas debern cumplir o exceder los estndares ANSI y ASTM, las tubera ms usada en el Per que cumple con los estndares ANSI y
ASTM es de Acero Negro Cedula 40 sin costura.
Conexiones. Las conexiones ms usadas en el Per que cumple con los estndares ANSI y ASTM son de Acero Negro Cedula 40 sin costura.
-
44
Mtodos de Unin. Los principales mtodos de unin son:
Roscado
Soldado
Ranurado
Bridado
Boquillas. Debern ser boquillas de chorro niebla en policarbonato de 1 .
Soportes y anclajes. Debern estar acorde con la NFPA, podrn ser diseado capaz de soportar 5 veces el peso de la tubera llena ms 250Lbs. (114 Kgs.),
todos sus componentes debern ser metlicos.
Vlvulas. Tipos de vlvula:
Vlvula tipo angular de 1 en bronce roscado UL/FM.
Vlvula tipo angular de 2 en bronce roscado UL/FM.
Vlvulas fire Check.
Vlvulas de Drenaje
Vlvulas tipo OS&Y en la succin y descarga de la bomba principal UL/FM.
Vlvulas de Drenaje
Conexin de prueba para inspecciones
Vlvulas de Alarma
Cada montante deber estar dotada con una vlvula de control sectorial que
pueda controlar la fuente de abastecimiento de agua, dicha vlvula no deber
interrumpir el flujo a otras montantes alimentadas por la misma fuente cuando
haya ms de una fuente de alimentacin de agua deber instalarse en cada
conexin de alimentacin un Vlvula fire check.
-
45
Gabinetes de agua contra incendios y conexiones de mangueras.
Los gabinetes contra incendio debern ser lo suficiente grandes como para
permitir el uso de los equipos sin ninguna dificultad durante un incendio, las
vlvulas angulares debern ubicarse entre 0.90m y 1.50m de NPT, los
gabinetes debern ser equipados con no menos de 30m de manguera listada
de 1 , estas sern de poliuretano con forro de polister y llevaran acoples de
bronce. Las mangueras debern estar instaladas sobre un porta manguera u
otro medio adecuado para almacenar la manguera, todos los gabinetes debern
contar con la etiqueta de instruccin de uso, las salidas de la vlvula (National
Hose Standard Threat).
Conexiones para uso de bomberos.
Deber instalarse una vlvula check en todas las conexiones para uso de
bomberos, no deber haber vlvula de corte en la lnea de inyeccin de los
bomberos, las conexiones para uso de bomberos debern ubicarse en la parte
exterior del edificio, debern ser visibles y accesibles a los camiones de
bomberos u se instalaran entre 18 y 48 del NPT, las conexiones para uso de
bomberos debern ser de rosca interna hembra con hilos compatibles con las
mangueras de los bomberos y deber estar provista con tapas.
Vlvulas de drenaje. Cada montante deber ser dotada con un sistema de drenaje equipado con una vlvula ubicada en el punto ms alto de la montante.
Unin Siamesa. La unin siamesa deber ser de tipo poste, de bronce, hilo interior NH, certificada y listada.
-
46
6.3 DESCRIPCCIN DEL SISTEMA
El sistema contra incendio del mercado estar dotado de gabinetes contra
incendio los cuales estarn alimentados por un equipo de bombeo, constituido
por una bomba principal y bomba jockey, el cual impulsara el agua hacia la
vlvula de los gabinetes contra incendio, ubicados en los ambientes indicados
de acuerdo al plano del sistema contra incendio, adicionalmente se dispondr
con una conexin de 2 para el uso exclusivo del cuerpo de bomberos.
El sistema elegido tiene referencia segn indica la Norma A.130 Requisitos de
seguridad, del RNE, en el Captulo VIII (proteccin contra incendio en
establecimientos de comercio).
Se ha proyectado un sistema de alimentacin de 4 de dimetro hacia los
gabinetes contra incendio, equipados con manguera de 1 1/2" de 30m, y
salidas de 2 1/2 para el cuerpo de bomberos.
De la cisterna se tomar el agua con un electro bomba horizontal de caja
partida normada contra incendio, aprobada por FM y listada por UL y ULC
segn especificado en las normas de National Fire Proteccin Asociation NFPA
N 20.
6.4 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE AGUA CONTRA INCENDIO
El sistema contra incendio est diseado para que funcionen dos mangueras
contraincendios en forma simultnea de 125 gpm, c/u. El volumen contra
incendio ha sido determinado en base a la norma (Norma IS.010 Item 4.2
seccin b) siendo el volumen de 25 m3.
6.5 CALCULO DEL SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA CONTRA INCENDIO
El sistema de bombeo contra incendio estar ubicado en la parte contigua a la
cisterna de almacenamiento. En la caseta de bombeo se encontrar ubicada 02
electrobombas: una bomba que ser para combatir el incendio y la otra
-
47
electrobomba (jockey) que servir para mantener con presin la lnea de tubera
(SCH-40) de dimetro de 4, asegurando su efectivo funcionamiento. El primer
equipo de bombeo, se diseara para combatir el incendio, impulsara el agua
hacia los respectivos gabinetes contra incendio, los cuales se ubicaran en cada
piso del edificio. La segunda electro bomba (jockey), que sirve para mantener la
presin del sistema se disea para una presin mnima de 45m. En el punto
ms desfavorable (3er nivel).
Clculo del Caudal de Bombeo
El caudal de bombeo de la bomba principal contra incendio lo obtenemos del
caudal necesario para el funcionamiento de 02 gabinetes contra incendio
(250gpm):
Bomba Principal contra incendio
Caudal de bombeo (Qb) 250 gpm
Altura dinmica total (HDT) 64.19 m.
La capacidad de la bomba Jockey vara entre 1% y el 5% con respecto a la capacidad de la bomba principal, por lo tanto tenemos:
La bomba Jockey tendr las siguientes caractersticas
Caudal de bombeo (Qb) 8 gpm
Altura dinmica total (HDT) 70.61 m.
Clculo de la Altura Dinmica Total
Para la determinacin total (HDT), es necesario efectuar el clculo hidrulico
con la condicin ms desfavorable:
-
48
Prdida de Carga por tubera y accesorios
Q= 15.77 Lts/seg impulsin = 4 Pulg succin = 6 Pulg
impulsin 4" Accesorio Cantidad Long. equivalente total (m)
Vlvula check 1 6.71 6.71 Vlvula mariposa 1 3.66 3.66 Codo 4"x90 13 3.05 39.65 Tee 4" 7 6.10 42.70 Longitud total por accesorios 92.72 Longitud de tubera 60.73
Longitud total de impulsin 153.45
Succin 6" Accesorio Cantidad Long. equivalente total (m)
Vlvula mariposa 1 3.05 3.05 Codo 6x90 1 4.27 4.27 Reduccin excntrica de 6x4 1 0.682 0.682 Longitud total por accesorios 8.002 Longitud de tubera 2.90
Longitud total de succin 10.902
Prdida de carga de impulsin
Para: Q = 15.77 Lts/seg = 4 pulgadas C = 120
Long. Impulsin = 153.45 m, de (1) y (2) tenemos que:
Hf impulsin = 7.32 m
Prdida de carga de succin
Para: Q=15.77Lts/seg =6pulgadas C=120
Long. Succin = 10.90 m, de (1) y (2) tenemos que:
Hf succin = 0.07 m
Prdida de carga por friccin
Hf = = Hf succin + Hf impulsin (4)
Hf = 7.39 m
-
49
Altura dinmica total
HDT = Ht + Hf + P ..(5)
Donde:
Ht = altura geomtrica ser la altura de succin ms la de impulsin
Hf = perdida de carga por friccin
P = presin mnima = 45 m
Clculo de Ht:
Nivel de succin de cisterna = 1.40 m
Nivel de ltima salida = 13.20 m
Ht = Diferencia de altura total = 11.80 m
De (5) tenemos que: H.D.T.= 11.8 + 7.39 + 45 = 64.19 m = 91.7 PSI
Clculo de la carga neta de succin positiva (npsh)
Para evitar el fenmeno de cavitacin deberemos garantizar lo siguiente:
NPSHdisponible>NPSHrequerido
El NPSHrequerido lo obtenemos al elegir la electrobomba, esta es una de las
caractersticas de esta. El NPSHdisponible debemos hallarlo con la siguiente
expresin:
= ( + + )
Donde:
NPSHdisponible = Carga neta de succin positiva disponible, m.
Hatm = Presin atmosfrica, m (vase tabla 1).
Hvap = Presin de vapor, m (vase tabla 2).
Hs = Altura esttica de succin, m.
H = Perdida de carga por friccin de accesorios y tubera, m.
-
50
El Nuevo Mercado Central de Abastos se encuentra a 2532 m.s.n.m. y cuenta
con una temperatura promedio de 7.4C(Fuente: Instituto Tiempo Libre de
Cajamarca), con estos valores y la tabla 1 y 2 calculamos el NPSHdisponible:
Hatm= 7.53m
Hvap= 0.107m
Hs= 0.7m
Hs=0.07m
NSPHdisponible=6.65
En la siguiente seccin se deber seleccionar un equipo de bombeo que
cumpla con las caractersticas hidrulicas y con un NPSHrequerido< 6.65.
Potencia de la bomba
= 70% 75
(6)
Donde: Q = 15.77lts/seg HDT = 64.19m e = eficiencia (70%)
De (6) tenemos que: HP = 19.28 HP
Caractersticas de la Bomba SCI
-
51
Q = 15.77 l/s
Potencia = 19.28 HP
HDT = 64.19 m.
NPSHrequerido
-
52
Tabla N6.6.: Calculo hidrulico de redes de agua contra incendio
INICIA
LFIN
AL(lts
/seg)
(in)
(m/se
g)(m
)Ca
nt.(m
)Ca
nt.(m
)Ca
nt.(m
)Ca
nt.(m
)(m
)m/
m(m
)INI
CIAL
FINAL
(m)
(m)
A -
BA
B15
.782 1
/214
04.9
81.5
12.5
771
0.544
4.621
0.353
11.6
316
13.25
13.25
4546
.63
B -
CB
C15
.782 1
/214
04.9
89.2
35.1
5424
.662
0.353
18.7
079
13.25
4.05
46.63
64.54
C -
DC
D31
.564
140
3.89
285
4.091
18.1
8256
.637
0.129
27.3
166
4.05
4.05
64.54
71.86
D -
ED
E31
.564
140
3.89
24.5
18.1
821
0.864
33.54
60.1
292
4.333
64.0
54.0
571
.8676
.19
E -
FE
F31
.564
140
3.89
12.2
64.0
911
8.182
20.8
6446
.656
0.129
26.0
272
4.05
1.85
76.19
84.42
TRAM
O MS
CRTI
CO DE
L SIST
EMA
CS
hfDIF
EREN
CIA DE
CO
TAS
P (Ini
cial)
P (Fin
al)CO
DOTE
ERE
DUCC
INV
LVUL
A
CALC
ULO H
IDRAU
LICO P
ARA E
L SIST
EMA P
RINCIP
AL DE
AGUA
CONT
RA IN
CEND
IO
TRAM
OPU
NTO
QDIA
M.V
LONG
. TUB
.LO
NGITU
DES E
QUIVA
LENT
ES PO
R ACC
ESOR
IOSLO
NGITU
D TO
TAL
-
53
Figura 6.6.: Isomtrico de la instalacin ms crtica del sistema de agua contra incendio
-
54
CAPTULO 7
SISTEMA DE DESAGE Y VENTILACIN
7.1 GENERALIDADES
El sistema integral de desage deber ser diseado y construido en forma tal
que las aguas servidas sean evacuadas rpidamente desde todo aparato
sanitario, sumidero u otro punto de coleccin hasta el lugar de descarga, con
velocidades que permitan el arrastre de las materias en suspensin, evitando
obstrucciones y depsitos de materiales fcilmente putrescibles.
Se deber prever diferentes puntos de ventilacin, distribuidos de tal forma que
impidan la formacin de vacos o alzas de presin que pudieran hacer
descargar las trampas o introducir malos olores a la edificacin.
La conexin de desage a la red pblica se realiza mediante cajas de registro
de profundidad apropiada, de acuerdo a lo especificado en la Norma IS.010.
El dimetro del colector principal de desage de una edificacin debe calcularse
para las condiciones de mxima descarga.
Todo sistema de desage deber estar dotado de suficiente nmero de
elementos de registro, a fin de facilitar su limpieza y mantenimiento.
Para desage provenientes de locales industriales u otros, cuya caractersticas
fsicas y qumicas difieran de los del tipo domstico, debern sujetarse
estrictamente a lo que establece en el Reglamento de Desage Industriales
vigente, aprobado por Decreto Supremo N 021-2009, antes de su descarga a
la red pblica.
7.2 SISTEMA DE DESAGE
El sistema de desage est formado por tres sistemas independientes:
-
55
El primero lo conforma las redes de desage de los servicios higinicos
correspondiente las tiendas del primer piso contando con su respectiva caja de
desage.
El sistema de desage del tercer nivel correspondiente a los restaurantes y
jugueras del tercer nivel llegar por gravedad hasta el primer piso, y se
interconectara por una red de tuberas y cajas de registro que variaran segn la
profundidad, hasta las unidades de trampa de grasa para luego descargar a la
red de alcantarillado.
La red colectora de desage del tercer, segundo y primer nivel
correspondiente a los servicios higinicos descargaran mediante montantes y
tuberas hacia las cajas de registro y la red colectora de la ciudad. Las
montantes estn siendo protegidas mediante falsa columna de estructuras de
drywall, adems las montantes estn sujetadas con abrazaderas cada 2m
instaladas mediante pernos sujetos al muro.
Para la descarga de aguas residuales a la red colectora estar conformada
por tubera de 2, 3, 4 y 6 de dimetro adems contar con cajas de desage
de 12 x 24, 18 x 24 y 24 x 24.
Se ha previsto 15 conexiones de desage independientes para las tiendas
del primer nivel, as como 04 conexiones de desage para el resto del
mercado.
Los drenajes de cisternas, tanque elevado y cuartos de bomba son
evacuados por gravedad al correspondiente sistema de desage.
Todos los pasadizos de ventas de carnes, frutas y verduras cuentan
canaletas que tienen la funcin de evacuar todo lo que drena por los pisos.
7.3 CRITERIOS DE DISEO
Los criterios generales utilizados en el desarrollo de este proyecto en la parte
de instalaciones de desage y ventilacin estn basados en lo que nos indica el
Item 6 de la Norma IS.010 Instalaciones para edificaciones Reglamento
Nacional De Edificaciones.
-
56
7.4 CLCULO DE RAMALES Y MONTANTES
Para el clculo de los ramales y montantes es necesario tener en cuenta los
siguientes puntos extrados del tem 6.2. de la Norma IS.010 del RNE.
Las dimensiones de los ramales de desage y montantes se calcularan
tomando como base el gasto relativo que pueda descargar cada aparato. El
clculo de los ramales, y colectores de desage se determinara por el mtodo
de unidades de descarga.
El dimetro de una montante no podr ser menor que el de cualquiera de lo
ramales horizontales que en el se descarguen.
Las montantes debern ser colocadas en ductos o espacios especialmente
previstos para tal fin y cuyas dimensiones y accesos permitan su instalacin,
reparacin, revisin y remocin. As mismo para el clculo haremos uso de los
siguiente anexos:
ANEXO N 6 UNIDADES DE DESCARGA
Tipos de aparatos Dimetro mnimo de la trampa(mm) Unidades de
descarga Inodoro (con tanque). 75 (3) 4 Inodoro (con tanque descarga reducida). 75 (3) 2 Inodoro (con vlvula automtica y semiautomtica). 75 (3) 8 Inodoro (con vlvula automtica y semiautomtica de descarga reducida). 75 (3) 4
Bid 40 (1 ) 3
Lavatorio 32 40 (1 1 ) 1 -2
Lavadero de cocina 50 (2) 2 Lavadero con triturador de desperdicio 50 (2) 3 Lavadero de ropa 40 (1 ) 2 Ducha privada 50 (2) 2 Ducha publica 50 (2) 3 Tina 40 50 (1 2) 2 -3 Urinario de pared 40 (1 ) 4 Urinario de vlvula automtica y semiautomtica. 75 (3) 8 Urinario de vlvula automtica y semiautomtica de descarga reducida 75 (3) 4
Urinario corrido 75 (3) 4 Bebedero 25 (1) 1 -2 Sumidero 50 (2) 2
-
57
ANEXO N 8 NMERO MXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDE SER
CONECTADO A LOS CONDUCTOS HORIZONTALES DE DESCARGA Y A LAS MONTANTES
Dimetro del tubo (mm)
Cualquier horizontal de desage (*)
Montantes de 3 piso de altura
Montantes de ms de 3 piso
Total en la montante
Total por piso
32 (1 ) 1 2 2 1 40 (1 ) 3 4 8 2
50 (2) 6 10 24 6 65 (2 ) 12 20 42 9
75 (3) 20 30 60 16 100 (4) 160 240 500 90 125 (5) 360 540 1100 200 150 (6) 620 960 1900 350 200 (8) 1400 2200 3600 600
250 (10) 2500 3800 5660 1000 300 (12) 3900 6000 8400 1500 375 (15) 7000 - - -
A continuacin mostraremos los clculos de las montantes de desage:
Tabla 7.4.: Clculo del dimetro de montantes
Numero de montante
Unidades de Descarga (U.D.) por montantes en
cada piso Total de U.D. en
montante
Dimetro de
montantes (pulg.) 3 piso 2 piso 1 piso
Mont.01 10 10 3 Mont.02 15 15 3 Mont.03 15 15 3 Mont.04 30 30 3 Mont.05 15 15 3 Mont.06 10 10 3 Mont.07 47 54 101 4 Mont.08 10 10 3 Mont.09 15 15 3 Mont.10 10 10 3 Mont.11 25 25 3 Mont.12 5 5 4 Mont.13 8 8 4 Mont.14 11 11 3 Mont.15 10 10 3 Mont.16 28 50 78 4 Mont.17 20 20 3 Mont.18 30 30 3
-
58
Por lo tanto, concluimos que segn la tabla 7.4., las montantes 7, 12,13 y 16
son de 4, el resto son de 3.
7.5 DISEO DE TRAMPA DE GRASAS
Es necesaria la instalacin de interceptores o separadores u otro sistema de
tratamiento cuando las aguas servidas de los establecimientos contengan
grasa, aceites, material inflamable, arena, yeso u otros solidos o lquidos
objetables, que pudieran afectar el buen funcionamiento del sistema de
evacuacin de la red pblica de desage; a pesar de los cuidados que se
tengan.
En este caso se instalara dos trampas de grasa para los desages provenientes
de la zona de restaurantes del 3 piso y de los puestos de carnes del 1 piso.
Para el buen funcionamiento una parte se dirige hacia la trampa de grasa N01
y otra a trampa de grasa N02.
Para el dimensionamiento de la trampa de grasa tendremos en cuenta lo
siguiente:
Tipo de grasa o aceite a remover.
Cantidad y volumen de grasa evacuados.
Caudal Promedio e instantneo descargado.
Periodo de mantenimiento previsto. En caso se estima un periodo de
limpieza cada 5 das.
Trampa de grasa N01
Datos:
Numero de descargas servidas: 54 unidades
Unidades Hunter por punto: 4 UH
Concentracin de grasa (Cgr): 250 mg/lt
Concentracin de solidos sedimntales (Cs): 15.00 ml/lt/hr
Periodo de retencin (Tr): 4 min (EETT del CEPIS Tr =2.5 min)
-
59
Tiempo de operacin (To): 8.0 horas/da
Periodo de limpieza (Tl): 7dias
Densidad de grasa (Dgr): 0.8 gr/cm3
Resultados:
Total de UH tratadas=54x4= 216 UH
Caudal consumido: Qc=2.53 l/s
Caudal descargado (Qd=80%x Qc)= 2.02 l/s
Volumen del lquido: Vliq.= QdxTr=2.02 l/s x 4 min =484.80 lts.... Vliq.=484.80 lts
Masa de grasas: Mgr= Cgr x Qd x To x Tl =250mg/lt x 2.02l/s x 8hr/dia x 5dia
Mgr=72 864 gr=72,86 Kg
Volumen de grasa: Vgr= Mgr x Dgr =72.86 kg/0.8 kg/lt .. Vgr=91.08 lts
Volumen de solidos:
Vs= Cs x Qd x To x Tl =15ml/lt/h x 2.02l/s x 8hr/dia x 5diaVs= 4371.84 lt
Volumen de trampa de grasa N01:
VTRN01 = Vliq. + Vgr + Vs =484.8+91.08+4371,84=4947.72 lts..... VTRN01 =5.0 m3
Dimensiones de la trampa de grasa N01:
Ancho til: 1.35m Largo til: 3.00m Altura til 1.25 m
Nota: las dimensiones y detalles son expresadas en el plano IS-16 del presente
documento.
Trampa de grasa N02
Datos:
Numero de descargas servidas: 22 unidades
-
60
Unidades Hunter por punto: 4 UH
Concentracin de grasa (Cgr): 250 mg/lt
Concentracin de solidos sedimntales (Cs): 15.00 ml/lt/hr
Periodo de retencin (Tr): 4 min (EETT del CEPIS Tr =2.5 min)
Tiempo de operacin (To): 8.0 horas/da
Periodo de limpieza (Tl): 7dias
Densidad de grasa (Dgr): 0.8 gr/cm3
Resultados:
Total de UH tratadas=22x4= 88 UH
Caudal consumido: Qc=1.50 l/s
Caudal descargado (Qd=80%x Qc)= 1.20 l/s
Volumen del lquido: Vliq.= QdxTr=1.20 l/s x 4 min =288.00 lts... Vliq.=288.00 lts
Masa de grasas: Mgr= Cgr x Qd x To x Tl =250mg/lt x 1.20l/s x 8hr/dia x 5dia
Mgr=43 200 gr=43,20 Kg
Volumen de grasa: Vgr= Mgr x Dgr =43,20 kg/0.8 kg/lt .. Vgr=54 lts
Volumen de solidos:
Vs= Cs x Qd x To x Tl =15ml/lt/h x 1.20l/s x 8hr/dia x 5diaVs= 2 592 lt
Volumen de trampa de grasa N02:
VTRN01 = Vliq. + Vgr + Vs =288+54+2592=2934 lts...................... VTRN02 =3.0 m3
Dimensiones de la trampa de grasa N02:
Ancho til = 1.35m Largo til = 2.50m Altura til = 0.90 m
Nota: las dimensiones y detalles son expresadas en el plano IS-16 del presente
documento.
-
61
7.6 CLCULO DE REDES DE DESAGE
Los colectores que recibirn la descarga final de las montantes de desages
proveniente de los niveles superiores se encontraran instalados en el primer
nivel, el nmero de unidades de descarga que recibir cada colector lo
determinaremos utilizando el Anexo N9 de la Norma IS.010 del RNE.
ANEXO N 9 NMERO MXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDEN SER
CONECTADOS A LOS COLECTORES DEL EDIFICIO Dimetro del tubo
(mm)
Pendiente 1% 2% 4%
50 (2) - 21 26 65 (2 ) - 24 31
75 (3) 20 27 36 100 (4) 180 216 250 125 (5) 390 480 575 150 (6) 700 840 1000 200 (8) 1600 1920 2300
250 (10) 2900 3500 4200 300 (12) 4600 5600 6700 375 (15) 8300 10000 12000
Para nuestro caso tenemos un total de 724 UD con dos salidas de descarga.
Por cada salida descargara aproximadamente el 50% del total (362UD) con lo
cual el dimetro de las descargas sern de 6.
Las descargas de las tiendas del 1 piso sern de 4, estos solo cuentan con un
medio bao (7 UD).
7.7 SISTEMA DE VENTILACIN
Estn constituidas por una serie de tuberas que acometen a la red de desage
cerca de las trampas estableciendo una comunicacin con el aire exterior.
Consta de las derivaciones que salen de los aparatos y se enlazan a las
columnas de ventilacin. Las derivaciones horizontales deben tener pendiente
-
62
para dar salida por los tubos de descarga al agua de condenacin que llegue a
formarse.
Las columnas deben tener el mismo dimetro en toda la altura. En su extremo
inferior se enlazan agua de condenacin.
Por la parte alta se prolongan hasta unirse nuevamente con las columnas de
descarga por encima del aparato ms alto, o bien independientemente hasta
atravesar la azotea y salir al exterior.
Cuando se trata de un edificio de mucha altura, los enlaces de la columna de
ventilacin y la de descarga no deben limitarse al interior y al superior, sino que
deben hacerse otros intermedios, pues al descargar los aparatos en columnas
altas, se producen en distintas cotas de la columna, diversos casos de
sobrepresin o depresin y aquellos enlaces restablecen el equilibrio.
Consideraciones del sistema de ventilacin.
El sistema de desage debe ser adecuadamente, de conformidad con los
prrafos siguientes, a fin de mantener la presin atmosfrica en todo momento
y proteger el sello de agua de cada una de las unidades del sistema.
El sello de agua deber ser protegido contra sifonaje mediante el uso adecuado
de ramales de ventilacin, tubos auxiliares de ventilacin, ventilacin en
conjunto, ventilacin hmeda o una combinacin de estos mtodos.
Los tubos de ventilacin debern tener una pendiente uniforme no menor de 1%
en forma tal que el agua que pudiere condensarse en ellos, escurra a un
conducto de desage o montante.
Los tramos horizontales de la tubera de ventilacin debern quedar a una
altura no menor de 0,15m por encima de la lnea de rebose del aparato sanitario
ms alto al cual ventilan. La distancia mxima entre la salida de un sello de