Diseño de un sistema convencional

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I. ASPECTOS GENERALES DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: N° de pisos = 4 Primer piso = Restaurante de cuatro tenedores. Segundo piso = Cuatro departamentos Tercer piso = Cuatro departamentos Cuarto piso = Cuatro departamentos N° de dormitorios por departamento = Dos RESTAURANTE: Área = 1208.97 m² Área del comedor = 775.00 m² Capacidad de comensales = 310.00 DEPARTAMENTOS: Área de cada departamento = 160.82 m² II. NUMERO REQUERIDOS DE APARATOS SANITARIOS: 2.1. PARA TRABAJADORES: Se dispondrá de servicios sanitarios separados para hombres y para mujeres; según tabla N° 1. Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio 61-150 1 1 1 1 1 151-350 2 2 1 2 2 351-600 2 2 2 3 3 601-900 3 3 2 4 4 901-1250 4 4 3 4 4 Como tenemos 1208.97 m² , entonces se dispondrá de aparatos sanitarios como se indica: Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio 4 4 3 4 4 2.2. PARA COMENSALES: Según la norma se dispondrá de servicios sanitarios separados para hombres y mujeres, según tabla N° 2. Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio 16-60 1 1 1 1 1 61-150 2 2 1 2 2 x cada 100 1 1 1 1 1 TABLA N° 1 Area del local (m2) Hombres Mujeres INSTALACIONES DE AGUA 1 Hombres Mujeres TABLA N° 2 Capacidad (personas) Hombres Mujeres Por cada 400 m2 adicionales 1 1 1 1 En la edificación se procederá hacer la instalacion de agua, utilizando el sistema indirecto convencional, contando con las siguientes caracteristicas:

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Diseño de agua usando el sistema convencional (Tanque Elevado).

Transcript of Diseño de un sistema convencional

  • I. ASPECTOS GENERALES

    DESCRIPCIN DEL PROYECTO:

    N de pisos = 4

    Primer piso = Restaurante de cuatro tenedores.

    Segundo piso = Cuatro departamentos

    Tercer piso = Cuatro departamentos

    Cuarto piso = Cuatro departamentos

    N de dormitorios por departamento = Dos

    RESTAURANTE:

    rea = 1208.97 m

    rea del comedor = 775.00 m

    Capacidad de comensales = 310.00

    DEPARTAMENTOS:

    rea de cada departamento = 160.82 m

    II. NUMERO REQUERIDOS DE APARATOS SANITARIOS:

    2.1. PARA TRABAJADORES:

    Se dispondr de servicios sanitarios separados para hombres y para mujeres; segn tabla N 1.

    Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio

    61-150 1 1 1 1 1

    151-350 2 2 1 2 2

    351-600 2 2 2 3 3

    601-900 3 3 2 4 4

    901-1250 4 4 3 4 4

    Como tenemos 1208.97 m , entonces se dispondr de aparatos sanitarios como se indica:

    Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio

    4 4 3 4 4

    2.2. PARA COMENSALES:

    Segn la norma se dispondr de servicios sanitarios separados para hombres y mujeres, segn tabla N 2.

    Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio

    16-60 1 1 1 1 1

    61-150 2 2 1 2 2

    x cada 100 1 1 1 1 1

    TABLA N 1

    Area del

    local (m2)

    Hombres Mujeres

    INSTALACIONES DE AGUA

    1

    Hombres Mujeres

    TABLA N 2

    Capacidad

    (personas)

    Hombres Mujeres

    Por cada 400

    m2

    adicionales

    1 1 1 1

    En la edificacin se proceder hacer la instalacion de agua, utilizando el sistema indirecto convencional, contando con

    las siguientes caracteristicas:

  • Como tenemos 310.00 comensales, se dispondr de aparatos sanitarios como se indica:

    Inodoro Lavatorio Urinario Inodoro Lavatorio

    4 4 3 4 4

    III. DOTACIONES DE AGUA:

    3.1. PARA EL RESTAURANTE:

    PRIMER MTODO:

    La dotacin de agua segn la norma para restaurantes est en funcin del rea de los

    comedores, segn la siguiente tabla:

    Hasta 40 2000 L

    41 - 100 50 L por m2

    Mas de 100 40 L por m2

    Como tenemos 1208.97 m , entonces la dotacin para el restaurante es:

    48359 Lt

    SEGUNDO MTODO:

    Repartiendo las reas de la siguiente manera, tenemos:

    AREA (m2) DOTAC. (L)

    40 2000

    60 3000

    1108.97 44359

    DOT. TOT. 49359

    Por lo tanto la dotacin para el restaurante es = 49359 Lt

    3.1. PARA EL SEGUNDO PISO:

    La dotacin de agua para edificios multifamiliares, segn la siguiente tabla:

    Como tenemos dos (2) dormitorios por departamento, entonces la dotacin es:

    3400 Lt

    (*) Como el tercer (3) y cuarto (4) piso tienen las mismas caractersticas, entonces:

    DOTACIN PARA EL 3 Y 4 PISO = 3400 Lt

    DOTACIN TOTAL PARA EL EDIFICIO = 59559 Lt

    IV. CLCULOS DE LA TUBERA DE ADUCCION:

    Para poder calcular la tubera de aduccin, se tiene las siguientes caracterstica:

    Presin de servicio = 15.00 m.c.a

    Tubera a emplear = PVC

    Dotacion por departamento

    L/d

    4 1350

    5 1500

    1 500

    2 850

    3 1200

    Hombres Mujeres

    Area de los

    comedores en

    m2

    Dotacin

    N de dormitorios por

    departamento

    = 40

    = 1208.97 40 =

    = 850

    = 4 850 =

  • Presin (mn.) de la salida de la cisterna = 2.00 m.c.a

    Denivel entre la matriz y la cisterna = 0.80 m

    Longitud de aduccin = 14.62 m

    Accesorios = 1 Vlvula compuerta, 8 codos 90, 1 Tee giro 90

    Dotacin = 59559 Lt

    4.1. Clculo del dimetro del medidor:

    Volmen del tanque cisterna:

    44.67 m

    Caudal de ingreso:

    186.12 Lt/min

    Carga disponible:

    H = 15-2-0.8 = 12.20 m.c.a

    Seleccin del medidor:

    Segn el Reglamento Nacional de Edificaciones, debe ser como mximo el 50% de la carga

    disponible, entonces:

    H = 6.10 m.c.a

    Seleccin del dimetro del medidor:

    Para un caudal de 186.12 Lt/min , tenemos la siguiente tabla:

    No tomamos el medidor de 1" porque genera una carga mayor a la carga mxima disponible.

    Por lo tanto el dametro del medidor ser = 1.50 pulg

    El cual nos originar una prdida de carga = 3.92 m.c.a

    4.2. Clculo del dimetro de la tubera de aduccin:

    La nueva carga es:

    H = 12.20 - 3.92 = 8.28 m.c.a

    Clculo del dimetro:

    Eligiendo el dimetro = 1.50 pulg

    * Longitud equivalente:

    Valv. Comp. Codo 90 Tee giro 90

    Cantidad 1.00 8.00 1.00

    Equivalencia 0.25 1.20 1.80

    Sub Total 0.25 9.60 1.80

    LON. EQUIV.

    * Longitud total:

    LT = 26.27 m

    * Gradiente hidrulico:

    Donde:

    = Coeficiente que depende de la rugosidad, para PVC = 14

    d = Dimetro interior seleccionado (cm)

    Q = Gasto (L/s)

    Sf = 0.1678 m/m

    11.65

    = 3

    4=59559

    1000

    3

    4=

    =

    240=

    =

  • *Prdida de carga:

    4.41 m.c.a < 8.28 m.c.a OK

    Por lo tanto el dimetro a usar es = 1.50 pulg

    V. DISEO DEL TANQUE SISTERNA:

    5.1. Clculo del volmen del tanque cisterna:

    Vtc = 44.67 m

    5.2. Clculo de las dimensiones del tanque cisterna:

    Ssbemod que:

    Vtc = b * l * h .. (1)

    Donde:

    b = Ancho

    l = Largo

    h = Altura til

    Recomendable: b/l = 1/2 1/2.5

    b/l = 1/2, de donde, b = 0.50 *l

    Recomendable: h/l = 2/3

    de donde h = 0.67 *l

    Luego reemplazando estos datos en la ecuacin (1), tenemos:

    Vtc = (0.5*l) * (l) * (2*l/3) = 44.67 m

    0.33 *l = 44.67 m

    De donde se obtiene:

    l = 5.12 m

    Aproximando: l (Largo) = 5.50 m

    b (Ancho) = 2.75 m

    h (Alto) = 3.67 m

    Asumiendo un borde libre (bl) = 0.60 m

    Por tanto la altura total del tanque (ht) ser:

    ht = h + bl

    ht = 4.27 m

    Las dimensiones del tanque cisterna sern las siguientes:

    b = 2.75 m

    VI. DISEO DEL TANQUE ELEVADO:

    6.1. Clculo del volmen del tanque elevado:

    Vte = Volmen del tanque elevado

    Vte = 1/3 (Gasto total) (2)

    bl = 0.6 m

    3.67 m

    l = 5.5 m

    PC= =

  • Vte = 1/3 * (59559 Lt)

    Vte = 19.85 m

    6.2. Clculo de las dimensiones del tanque elevado:

    Vte = l' * l * h (3)

    Donde:

    b = l' = Ancho

    l = Largo

    h = Altura til

    NOTA: Considerando un tanque elevado de seccin cuadrada, donde el ancho es igual al largo:

    (Segn el Reglamento Nacional de Edificaciones).

    Asumiendo un borde libre (bl) = 0.45 m

    Luego:

    Vte = l * l * l = 19.85 m

    l3 = 19.85 m

    l = 2.71 m

    Tomamos l= 2.80 m

    Entonces de la frmula tenemos:

    h = 2.53 m

    Por lo tanto: ht = Altura total del tanque elevado

    ht = h + bl

    ht = 2.98 m

    Aproximando: ht = 3.00 m

    Las dimensiones del tanque elevado sern las siguientes:

    b = l' = 2.80 m

    l = 2.80 m

    h = 2.53 m

    bl = 0.45 m

    b = 2.8 m

    l = 2.8 m

    6.3. Clculo de la altura mnima del tanque elevado:

    Teniendo los siguientes datos:

    Altura del cuarto nivel = 3.00 m

    Alimentacin para los tres niveles = 261.00 UH

    Alimentacin del ramal del cuarto nivel = 87.00 UH

    Alimentacin del cuarto de bao = 6.00 UH

    Altura de alimentacin dentro del TE = 0.15 m

    Altura de la losa terminada del cuarto psio = 0.25 m

    Segn el cuadro de diseo hidrulico para las tuberas del cuartopiso, la carga para el aparato ms

    desfavorable en el cuarto piso (Ducha) es:

    H = 9.10 m.c.a

    bl = 0.45 m

    h = 2.53 m

  • Luego:

    Altura mnima del tanque elevado (TE) = H - (Altura del cuarto nivel + Altura de alimentacin dentro del TE

    + Altura de la losa terminada del cuarto piso)

    Altura mnima del Tanque Elevado = 5.70 m

    Altura del tanque elevado = 6.00 m

    VII. CLCULO DE LAS TUBERAS DEL SISTEMA DE BOMBEO:

    7.1. Clculo de la tubera de impulsin:

    7.1.1. Clculo del caudal de bombeo:

    Qe = Vte/t (4)

    Vte = 19.85 m

    Consideramos, dos (2) horas como tiempo de llenado del tanque elevado:

    t = 2.00 horas

    t = 7200.00 seg

    Reemplazando estos valores en la ecuacin (4), tenemos:

    Qe =

    7.1.2. Clculo del dimetro de la tubera de bombeo:

    De la ecuacin de continuidad, tenemos:

    Donde:

    V = Velocidad del fludo en la tubera.

    D = Dimetro de la tubera.

    Despejando, tenemos:

    Dimetro mximo: (Para velocidad mnima = 0.6 m/s)

    D = 0.0765 m

    D = 3.012 pulg

    Dimetro mnimo: (Para velocidad mxima = 3 m/s)

    D = 0.0342 m

    D = 1.347 pulg

    Tomaremos un valor del dimetro entre este rango, adems el dimetro elegido ser comercial:

    D(elegido) = 1.500 pulg -------------- 0.0381 m

    Verificamos la velocidad:

    V = 2.42 m/s

    (0.60 m/s < 2.42 m/s < 3.00 m/s) OK

    PRDIDA DE CARGA POR METRO DE LONGITUD EN LA TUBERA

    Pci = (B * Q^2)/(D^5)

    donde: B = 0.0014 (para PVC rgido)

    Luego:

    Pci = 0.1326 m

    7.2. Clculo de la tubera de succin:

    Se escoge el dimetro comercial siguiente a la tubera de impulsin.

    D = 2.000 pulg -------------- 0.0508 m

    Luego:

    Sfs = 0.0315 m

    0.002757 m/s

    = = 2

    4

    =4

    =4

    2

  • Clculo del NPSH disponible

    Por frmula tenemos:

    Donde:

    PAL = Presin atmosfrica local = 7.50 Kg/cm

    Pv = Pres. de saturac. de vapor = 0.80 Kg/cm

    V = Velocidad = 1.36 m/s

    g = Acelerac. de la gravedad = 9.81 m/s

    Hs = Altura de succin = 1.50 m

    hf = Prdida de carga = 0.0472 m

    Entonces:

    NPSHd = 5.058 m > 4.00 --------- OK

    7.3. Diseo de la bomba:

    Donde:

    Q = 2.757 Lt/s

    R = Eficiencia de la bomba (40% a 70%) = 0.60

    Hd = 21.98 m

    Luego:

    Pot = 1.34681 HP

    1.34681 HP * 0.746 KW/HP = 1.0047 KW

    Potencia de la bomba = 1.0047 KW

    VIII. THERMA ELCTRICA:

    Vamos a considerar que la therma va a abastecer a dos baos, los cuales tienen los siguientes apartatos:

    Tina (1), Ducha (1), Lavatorio (1).

    De acuerdo a la separata, los gastos por aparatos, son:

    TINA = 75.00 L/h

    DUCHA = 280.00 L/h

    LAVATORIO = 8.00 L/h

    En total es = 363.00 L/h

    Tambin:

    Coeficiente de demanda provable = 0.300

    Coeficiente de almacenamiento = 0.700

    Por lo tanto el volmen ser = 76.23 L/h ------------ 80.00 Lt

    IX. AGUA CONTRA INCENDIO:

    El agua contra incendio ser abastecido del tanque elevado, segn norma, el tanque debe tener un volmen

    mnimo de 25 m3, por lo que faltara 11.15 m3. Pero solo ser de 10 m3, pues ste aumento de volmen

    contamina al volmen de consumo.

    La tubera de alimentacin, segn norma ser de 4".

    El gabinete contra incendios contar con una manguera de 2 1/2", con 30 m de longitud.

    = 2

    2

    =

    75