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INSTALACIONES SANITARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA TRABAJO ESCALONADO TE-01 Facultad de Ingeniería Civil UNI-FIC
RED DE AGUA FRIA PARA UN PROYECTO VIVIENDA
MULTIFAMILIAR USANDO EL METODO DIRECTO
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INSTALACIONES SANITARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA TRABAJO ESCALONADO TE-01 Facultad de Ingeniería Civil UNI-FIC
INDICE
INTRODUCCIÓN.................................................................................................................3
DESCRIPCION....................................................................................................................4
MEMORIA DESCRIPTIVA.................................................................................................5
MEMORIA DE METRADO.................................................................................................6
A. UNIDADES DE GASTO.........................................................................................6
MEMORIA DE CÁLCULO..................................................................................................8
CONCLUSIONES..............................................................................................................13
RECOMENDACIONES.....................................................................................................13
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INTRODUCCIÓN.
El presente trabajo escalonado comprende el diseño de la red de suministro de agua fría usando el sistema directo de suministro de agua.
Este sistema es el suministro de agua a todos los puntos de consumo (aparatos sanitarios) en forma directa por la presión existente en la red pública.
Este sistema se inicia con la tubería de acometida hasta la caja de medidor e ingresar al predio con tubería de alimentación previa colocación de válvula de control general y prolongarse a cada uno de los niveles y llegar a los puntos de salida instalados de los aparatos sanitarios o artefactos y equipos con necesidad de agua.
Este sistema ha demostrado ser una opción eficiente y versátil, cabe resaltar que tiene ventajas y también desventajas frente a otros sistemas.
Sus ventajas son: No hay contacto del agua con el medio ambiente, no existiendo por lo tanto puntos de posible contaminación, bajo costo inicial, bajo costo de operación, bajo costo de mantenimiento y no utiliza equipos; y las desventajas que presenta este sistema son: está supeditado a la calidad, continuidad y presión del sistema público, se puede quedar sin el servicio cuando el suministro público es cortado.
El presente trabajo solo tiene un fin educativo ya que hoy en día se usa comúnmente los sistemas mixtos e indirectos para diseñar redes de tuberías de agua fría.
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DESCRIPCION
La características del Proyecto "VIVIENDA MULTIFAMILIAR”, de propiedad de
INMOBILIARIA BLUE STAR S.A.C; el Proyecto está conformado por una
edificación de 3 pisos y prefabricado habilitado en la azotea donde se plantea la
construcción de una edificación para uso de vivienda multifamiliar. La vivienda
multifamiliar contara con 1 departamento común y dos duplex. En el primer piso se
tendrá cinco (05) ambientes: un (01) cuarto de servicio con 1/2 baño , un (01) car port,
una (01) cocina, una (01) sala-comedor y un (01) 1/2 baño, en el segundo piso se
tendrá cinco (05) ambientes: cuatro (04) dormitorios y un (01) baño completo, el tercer
piso tendrá ocho (08) ambientes: una (01) cocina, una (01) sala-comedor, un (01) patio
de servicio y un (01) 1/2 baño y finalmente el cuarto piso tendrá seis (06) ambientes:
dos (02) dormitorios, dos (02) 3/4 de baño y dos (02) salas de juegos.
El proyecto plantea un sistema de suministro directo para abastecer en todos los
aparatos sanitarios. Se plantea ofrecer una presión de servicio de 3 metros de
columna de agua. La presión manométrica externa que otorgara la empresa de la zona
(SEDAPAL) es 30 metros de columna de agua.
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MEMORIA DESCRIPTIVATIPO DE VIVIENDA : MULTIFAMILIAR
N° PISOS : CUATRO (03) Y UNA (01) AZOTEA
TIPO DE CONEXIÓN : DOMICILIARIA CORTA
PROF. DE CONEXIÓN : 1.50 mts
PRESION ACOMETIDA : 30 m.c.a.
SISTEMA DE SUMINISTRO : DIRECTO
DISTRIBUCION : 01 DEPARTAMENTO COMUN Y 2
DEPARTAMENTOS DUPLEX
(01) DEPARTAMENTO COMÚN
01 car port
01 sala-comedor
01 ½ baño.
01 cocina
01 cuarto de servicio
04 dormitorios
01 baño completo
(02) DEPARTAMENTOS DUPLEX
DEPARTAMENTO DUPLEX N°1
01 cocina
01 sala-comedor
01 ½ de baño
01 patio de servicio
01 dormitorio
01 ¾ de baño
01 sala de juego
DEPARTAMENTO DUPLEX N°2
01 cocina
01 sala-comedor
01 ½ de baño
01 patio de servicio
01 dormitorio
01 ¾ de baño
01 sala de juego
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MEMORIA DE METRADOSe contabilizara las unidades de gasto que cada aparato sanitario aporta en la vivienda multifamiliar
I. SISTEMA DE TUBERIAS DE AGUA.
PRIMERO PISO
Cantidad U.G. Parcial2 2 42 3 61 3 32 1 2
Total 15
Aparato Sanitario Grifo de RiegoInodorosLavadero de CocinaLavatorios de baño
SEGUNDO PISO
Cantidad U.G. Parcial1 2 21 3 31 1 11 1 1
Total 7
Aparato Sanitario TinaInodoroBidéLavatorios de Baño
TERCER PISO
Cantidad U.G. Parcial2 3 62 3 62 1 22 3 62 4 8
Total 28
LavadorasAparato Sanitario
Lavadero de Ropa
Lavatorios de BañoInodoros
Lavadero de Cocina
CUARTO PISO
Cantidad U.G. Parcial2 2 42 3 62 1 2
Total 12Lavatorios de Baño
Aparato Sanitario DuchasInodoros
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Ahora, sumando las unidades de gastos de todos los pisos obtenemos las unidades de gasto totales. Finalmente, según el Anexo N°3 de la Norma RNE IS.010 obtenemos el gasto probable de Hunter.
TOTAL UNIDADES DE GASTO 62GASTO PROBABLE HUNTER ( L/S )* 1.274
*el valor se obtuvo interpolando valores existentes del Anexo N°3.
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MEMORIA DE CÁLCULO.
A. Calculo hidráulico para el punto de consumo más desfavorable
Según se observa en los planos (ver Anexos), el punto de consumo más desfavorable es la ducha del Baño 4to nivel. Según el isométrico adjunto en los anexos, la ruta crítica es: A-B-C-D-E-F-G-H-I.
Los valores con los que se realizará el cálculo se muestran en la siguiente tabla. La presión en la red matriz fue dada de dato. La presión mínima de servicio se asume 2.00 m tal como lo indica la norma IS.010. La altura estática se toma desde la profundidad de la red matriz hasta el punto de consumo más desfavorable. Con estos valores podemos calcular la pérdida de carga disponible para el diseño. Por último, la constante del material se asume 150 (PVC).
P Matriz 30.00 mP min servicio 2.00 m
H estática 11.25 mProf Red 1.50 m
Hf 16.75 mC 150
Tramo AB
A partir del isométrico generado para el punto de consumo más desfavorable obtenemos los datos iniciales para empezar con el cálculo
Pa 30.00 mL ab 6.70 m
Δ H ab 1.50 mU.G. 62
Q (l/s) 1.27ϕ (pulg) 1.25
Primero, verificamos la velocidad en la tubería
V=1.974 ×1.27
1.252=1.61
ms<2.85
ms…OK
En segundo lugar, se halla la longitud de equivalente para las pérdidas locales:
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Cantidad Accesorio Long. Equiv. Parcial1 Codo 45° de 1.25" 0.61 m 0.615 Codo 90° de 1.25" 1.31 m 6.551 Válvula de 1.25" 0.27 m 0.271 TEE de 1.25" 2.82 m 2.82
Total 10.24 m
En tercer lugar, se calcula la pérdida de carga por unidad de longitud, es decir “S”. Luego calculamos la pérdida de carga en todo el tramo AB. Por último calculamos la presión en el punto “B”.
S=1741×(1.27
150)
1.85
1.254.87 =0.0866
Hfab=(Lab+Leq )×S=(6.70+10.24 )×0.0866=1.47mPb=Pa−∆ Hab−Hfab=30−1.50−1.47=27.03m
Este proceso se repite para todos los tramos de análisis, de esta manera obtenemos los siguientes resultados:
Tramo BC
Tramo CD
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Pb 27.03 mL bc 3.05 m
Δ H bc 0.00 mU.G. 60
Q (l/s) 1.25ϕ (pulg) 1
Leq 3.09 mV (m/s) 2.47
S 0.2479Hf ab 1.52 m
Pc 25.51 m
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Pc 25.51 mL cd 3.54 m
Δ H cd 2.60 mU.G. 47
Q (l/s) 1.06ϕ (pulg) 1
Leq 3.07 mV (m/s) 2.09
S 0.1827Hf cd 1.21 m
Pd 21.70 m
Tramo DE
Pd 21.70 mL de 2.60 m
Δ H de 2.60 mU.G. 40
Q (l/s) 0.88ϕ (pulg) 1
Leq 2.05 mV (m/s) 1.74
S 0.1295Hf de 0.60 m
Pe 18.50 m
Tramo EF
Pe 18.50 mL ef 3.82 m
Δ H ef 2.60 mU.G. 12
Q (l/s) 0.38ϕ (pulg) 0.75
Leq 4.31 mV (m/s) 1.33
S 0.1112Hf de 0.90 m
Pf 15.00 m
Tramo FG
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Pf 15.00 mL fg 5.88 m
Δ H fg 0.00 mU.G. 6
Q (l/s) 0.25ϕ (pulg) 0.75
Leq 5.56 mV (m/s) 0.88
S 0.0512Hf fg 0.59 mPg 14.41 m
Tramo GH
Pg 14.41 mL gh 0.65 m
Δ H gh 0.00 mU.G. 5
Q (l/s) 0.23ϕ (pulg) 0.5
Leq 1.23 mV (m/s) 1.82
S 0.3164Hf gh 0.59 m
Ph 13.82 m
Tramo HI
Ph 13.82 mL hi 4.30 m
Δ H hi 1.80 mU.G. 2
Q (l/s) 0.08ϕ (pulg) 0.5
Leq 1.06 mV (m/s) 0.63
S 0.0449Hf gh 0.24 m
Pi 11.78 m
Presión I=11.78m>2.0m…OK
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Ahora comprobamos la pérdida de carga:
∑ Hf local=7.12m<16.75m(Hf disponible)….OK
Para el cálculo de los diámetros de los ramales, hemos considerado el ramal con mayor unidad de gasto (UG), el cual se encuentra en el 3er piso.
Ramal EX:
A partir del isométrico generado obtenemos los datos iniciales para empezar con el cálculo
Pe 18.72 mL ex 5.76 mH ex 0 mU.G 14
Q(l/s) 0.42ɸ(plg) 0.75
Primero, verificamos la velocidad en la tubería
V=1.974 ×0.42
0.752=1.47
ms
<2.2ms…OK
En segundo lugar, se halla la longitud de equivalente para las pérdidas locales:
CANTIDAD ACCESORIO LONG. EQUIV
PARCIAL
1 reducción 1'' a 0.75'' 0.216 0.2161 codo 90° de 0.75'' 0.777 0.7772 TEE de 0.75'' 1.654 3.308 TOTAL 4.301 m
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En tercer lugar, se calcula la pérdida de carga por unidad de longitud, es decir “S”. Luego calculamos la pérdida de carga en todo el tramo EX. Por último calculamos la presión en el punto “X”.
S=1741×(0.42
150)
1.85
0.754.87 =0.13
Hfab=(Lex+Leq )×S=(5.76+4.301 )×0.13=1.35mPx=Pe−∆ ¿Hfex=18.72−0−1.35=17.37 m
El diámetro a usar para todos nuestros ramales es ¾”.
CONCLUSIONES
De acuerdo con la memoria de cálculo desarrollado, la presión es admisible para cada aparato sanitario de la vivienda multifamiliar. El aparato más desfavorable cuenta con una presión de 11.69 MCA, dicha presión cumple con los requisitos establecidos en un inicio (7 MCA como mínimo para cada aparato sanitario).
La dimensiones del tanque hidroneumático conllevan a que este deba ser ubicado en la parte derecha de la cisterna (Véase en plano adjuntado). La altura de 4.50 del tanque conlleva a que este debe ser ubicado en la zona de área no techada, es decir en un área libre.
De acuerdo a calculo la bomba que se debe de usar tendrá una potencia de 6 Hp y que debe de funcionar con 4 arranques.
Las bombas están funcionando entre dos puntos de operación de presión y por consiguiente de caudal, por lo que al no ser un punto único, no podrá estar permanentemente en su óptimo de eficiencia.
Cuando se selecciona el tipo de bomba, se debe tener en cuenta que la bomba por si sola debe ser capaz de abastecer la demanda máxima dentro del rango de presiones y caudales, extendiendo siempre una bomba adicional para alternancia con las otras y cubrir entre todas.
Cuando se dimensiona un tanque se debe considerar la frecuencia del número de arranques del motor en la bomba, llamados ciclos de bombeo. Si el tanque es demasiado pequeño, la demanda requerida generara el agotamiento de forma rápida de agua en el tanque hidroneumático y los arranques de las bombas serán demasiados fuertes, lo que causaría un desgaste innecesario de la bomba y un consumo excesivo de potencia.
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RECOMENDACIONES
Conocer el sistema de agua que se utilizara en la vivienda para poder tener un correcto diseño.
Definir los tipos de aparatos sanitarios que contara la vivienda familiar, este puede ser tanque y válvula.
Mantener un respectivo orden para poder contabilizar las unidades de gasto correctamente y que nuestro diseño del sistema funcione correctamente.
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