100093064 Memoria de Calculo

INSTALACIONES SANITARIAS

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MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO DE SANITARIAS EN

VIVIENDA UNIFAMILIAR

La vivienda consta de las siguientes características:

Area total del lote: 147 m²

APARATOS SANITARIOS

Nivel Inodoro Lavatorio Ducha Lav. Cocina Lav. Ropa

1er Psio 2 2 1 1 -

2do Piso 2 2 2 - -

Azotea 1 1 1 - 1

Altura de Cisterna no mayor a 2.5m.

A continuación, realizaremos los estudios pertinentes para determinar:

Cálculo de dotación de Agua del edificio

Cálculo de máxima Demanda Simultánea

Cálculo de dimensiones de Cisterna y Tanque elevado

Cálculo de la red de alimentación


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Cálculo de dotación de Agua del edificio (Vivienda Unifamiliar)

Según RNE, las dotaciones de agua para viviendas Unifamiliares estarán de

acuerdo con el área del lote según la siguiente tabla

Según lo cual tomamos, área de lote 147 m², corresponde una dotación de :

Dotacion o consumo Diario de agua : 1500 l/dia =1.5 m³/dia = 0.017 l/seg


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CÁLCULO DE MÁXIMA DEMANDA SIMULTANEA

Nivel Nº 01

Aparatos

Sanitarios Inodoro Lavatorio Ducha

Lavatorio

cocina

Lavadero de

ropa

2 2 1 1 -

Nivel Nº 02

Aparatos


Lavatorio

cocina

Lavadero de

ropa

2 2 2 - -

Nivel Nº 03(Azotea)

Aparatos


Lavatorio

cocina

Lavadero de

ropa

1 1 1 - 1


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Tabla de Unidades de Gasto

Gastos probables para aplicación del Método de Hunter:

# de unidades de gasto Gasto Probable

13 Qa = 0.41

12 Qb = 0.38

8 Qc = 0.29

M. D. S. = Qt: ∑ Total (Qa + Qb + Qc + Qd)

M. D. S. = (0.41 + 0.38 +0.29) lts. /seg

M. D. S. = 1.08 lts. /seg.

U. G. Aparato Nivel Nº 1 Nivel Nº 2

Nivel Nº 3

(Azotea)

# Aparatos U. G. # Aparatos U. G. # Aparatos U. G.

3 Inodoro 2 6 2 6 1 3

1 Lavatorio 2 2 2 2 1 1

2 Ducha 1 2 2 4 1 2

3 Lav cocina 1 3 0 0 0 0

3 Lav. ropa 0 0 0 0 1 3 Total 13 12 8


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Cálculo de dimensiones de Tanque Cisterna y Tanque elevado

CÁLCULO DE DIMENSIONES DE CISTERNA

Considerando que el R.N.E. recomienda que el volumen que se debe almacenar

en la cisterna sea de 3/4 del volumen del consumo diario. Tenemos:

Dotación diaria de Agua: 1.5 m3

Volumen Útil de Tanque Cisterna = 3/4 x Dotación Diaria

Entonces:

Volumen Útil de Tanque Cisterna = (3/4 x 1.5 ) m3

Volumen Útil de T. C. = 1.125 m3 ó Vc: 1125 lt

Se recomienda la siguiente relación:

A : 2 ; HL = 0.5m

B 3

Despejando A:

A: (2/3) B

Ht = HL + HU Grafica Cisterna

2 m = 0.5 m + HU

HU = 1.5 m

Volumen cisterna = A X B X HU…………… (*)

Vc = (2/3) B X B X HU

1.125 = (2/3) B2 X 1.5 m

B2 = (1.125 x 3/ (2x1.5))

B = 1.125 m

A = (2/3) X 1.125

A = 0.75 m

Prediseñando:

A = 0.75 m

B = 1.15 m

Hu = 1.5 m


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Según el RNE

Volumen Diametro (pulg)

500-5000 2

5001-12000 3

12000-30000 4

>30000 6

Entonces asumimos un Diametro de rebose de 2 pulgadas

CÁLCULO DE DIMENSIONES DE TANQUE ELEVADO

Considerando que el R.N.E. recomienda que el volumen que se debe almacenar

en la cisterna sea de 1/3 del volumen útil de Cisterna. Tenemos:

Dotacion Diaria de Agua : 1.5 m3

Volumen Útil de Tanque Cisterna = 1/3 x Dotacion Diaria de Agua

Entonces:

Volumen Útil de Tanque Elevado = (1/3 x 1.5)m3

Volumen Útil de T. E. = 0.5 m3 ó 500 lt

Según R. N. E. tenemos la siguiente tabla:

Volumen Diametro (pulg)

500-5000 2

5001-12000 3

12000-30000 4

>30000 6

Entonces asumimos que el diámetro de rebose

equivale a: 2 pulg.


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Cálculo de la red de alimentación

A. CÁLCULO DEL CAUDAL DE ENTRADA (Q):

T = 4 horas

Q = (3750 lit.) / 4 x 3600 seg.

Q = 0.26 lit / seg = 0.00026 m3 / seg

B. CÁLCULO DE LA CARGA DISPONIBLE:

H: Carga disponible

PR: Presión en la Red Pública : 20lb. / pul2

PS: Presión mínima de agua a la salida : 5lb. / pul2

HT: Desnivel entre la red matriz y la tubería de Ingreso : 0.35 m

H = 20 – (5 + 0.35 x 1.42)

Hmedidor = 20 – (5 + 0.35 x 1.42)

Hmedidor = (14.50lb. / pul2) / 1.42

Hmedidor = 10.21m


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C. SELECCIÓN DEL MEDIDOR:

Siendo la máxima perdida de carga en el medidor el 50% d la carga disponible.

Hmedidor = 0.5 x (14.50lb. / pul2)

Hmedidor = 7.25 lb./pul2

Diámetro Perdida de Carga

5/8 ‘’ 10.5 lb. / pul2

¾’’ 3.8 lb. / pul2

1’’ 1.7 lb. / pul2

Según el R. N. E. una tubería de ¾ pulg. Tiene capacidad hasta de 8.19, entonces

7.25 es menor que esta cantidad.

Hmedidor = 14.50 – 3.8 = 10.7 lb / pul2

Hmedidor = 10.7lb. / pul2 Hmedidor = 7.54m


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Selección del Diametro dela Tuberia:

Asumiendo un: Ø = 1”

Longitud de tubería = 12.6 m

Accesorios a utilizar y longitud equivalente por accesorios:

Elemento Cant. L. E. (m) L. Parcial

Valvulas Compuertas 1 0.22 0.22

Valvula de ampliacion de 1 " a 3/4" 1 0.20 0.20

Valvual de Reduccion de 3/4" a 1 1 0.21 0.21

Codos de 90 2 0.68 1.36

TOTAL 1.99

Luego la longitud total: Lt = 12.6 + 0.35 + 1.99

Lt = 14.85 m

Perdida de Carga

Q = 0,00026 m³ / seg

Ø = 1” = 0,0254 m

L = 14.88 m

C= 140

Hf = 0.23

7.54 > 0.23 ….ok


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Calculo del Diametro de las tuberías de Impulsion y Succion

Caudal de Bombeo (Qb)

Qb = Volumen de TE / Tiempo de Llenado

Qb = 0.5 / 3600 = 1.4 x 10-4 m³ / seg = 0.14 lt/seg

Gasto de bombeo (lt/s) Ø Tuberia de Impulsion

Hasta 0.50 3/4 "

Hasta 1.00 1 "

Hasta 1.60 1 1/4"

Hasta 3.00 1 1/2 "

Hasta 5.00 2 "

Hasta 8.00 2 1/2 "

Hasta 15.00 3 "

Hasta 25.00 4 "

Diametro de Tuberia de Succion = 1“

Diametro de Tuberia de Impulsion = 3/4”


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Calculo de Potencia de Bomba

a) Volumen consumo diario = 1.5 m3 /día

b) Volumen del tanque elevado = 0.5 m3 /día

c) Caudal de bombeo (Tiempo de llenado 1 horas)

QB = VTE / 1X3600seg

QB = 0.5 / 1X3600seg

QB = 1.4 x 10-4 m3/ seg ó QB = 0.14 lt/ seg

d) Hallar perdida en tubería de succión: Hfs

S = (Q / 0.2785 X C X D2.63)1.85…………. (*)

C: Coeficiente de rugosidad del material PVC = 140

D: Diámetro de la tubería de succión en metros = 0.03m

Q: Caudal de bombeo = 1.4 x 10-4 m3/ seg

S: Relacion HL/L

Reemplazando valores en (*) tenemos:

S = (1.4 x 10-4 / 0.2785X140X0.032.63)1.85

S = 0.0021m

Hfs = S x Ls

Hfs = 0.0021 x 3 x 1.1

Hfs = 0.007m


-12-

e) Hallar perdida en tubería de impulsión: Hfi

S = (Q / 0.2785 X C X D2.63)1.85…………. (*)

C: Coeficiente de rugosidad del material PVC = 140

D: Diámetro de la tubería de impulsion en metros = 0.02m

Q: Caudal de bombeo = 1.4 x 10-4m3/ seg

S: Relacion HL/L

Reemplazando valores en (*) tenemos:

S = (1.4 x 10-4/ 0.2785X140X0.022.63)1.85

S = 0.01m

Hfi = S x Ls

Hfi = 0.01 x 10 x 1.25

Hfi = 0.125 m

f) Calculo de altura dinámica total:

HDT = Hs + Hi + Hfi + Hfs

HDT = 3 + 10 + 0.125 + 0.007

HDT = 13.13 m

g) Calculo de la potencia de la bomba:

P = (Qb x HDT)/75n

P = (0.14 x 13.13)/75x0.65

P = 0.03HP

P = ½ HP


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Calculo de Alimentadores

Diagrama de Alimentadores

`l

A

A’ C B

D

J

E F G G’

I

K L

H

6

6

6

3

6

1 6

34

Unidades de Gasto

2.8

2.8

2.8

3.2

Long. EG = 11 m

Long. EG’= 10.5 m

Punto mas desfavorable


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De la figura se observa que el punto mas desfavorable es G, teniendo en

cuenta que la presión mínima para arapatos con tanque es 3.5 m (RNE) y las

velocidades max. Según el diámetro de tubería

Se procede a calcular las presiones en puntos de interés.

Calculo de la Gradiente Hidraulica

( )

Donde :

Hd = Altura disponible

Le = Longitud equivalente

Tramo A A’ ( )

Ø = 1 ”

Q = 34 UG = 0.82 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)

Resolviendo S = 0.13

Calculado la perdida de carga de A a A’


-15-

Presion en A’:

Tramo A’C ( )

Ø = ¾ ”

Q = 16 UG = 0.46 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)


Tramo C E ( )

Ø = ¾ ”

Q = 16 UG = 0.46 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)



-16-

Tramo EF ( )

Ø = ¾ ”

Q = 16 UG = 0.46 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)


Tramo FG ( )

Ø = ¾ ”

Q = 10 UG = 0.43 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)


>= 2.0 m (min según RNE)…ok


-17-

Tramo FG’ ( )

Ø = ¾ ”

Q = 10 UG = 0.43 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)


Presiones A Partir De G

Tramo GK ( )

Ø = ¾ ”

Q = 7 UG = 0.28 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)



-18-

Tramo KL ( )

Ø = ½ ”

Q = 6 UG = 0.25 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)

Resolviendo S = 0.4

Presiones A Partir De G’

Tramo G’I ( )

Ø = ½ ”

Q = 6 UG = 0.25 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)

Resolviendo S = 0.4


-19-

Calculo de Presiones B,D,H,J

Calculo de Gradiente Hidraulica (A-D)

( )

Partimos de A’ , PA = 2.7 m

Tramo A’B ( )

Ø = ¾ ”

Q = 18 UG = 0.50 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)

Resolviendo S = 0.2

Tramo BD ( )

Ø = ¾ ”

Q = 18 UG = 0.50 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)


-20-

Resolviendo S = 0.2

Tramo DH ( )

Ø = ½ ”

Q = 12 UG = 0.38 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)

Resolviendo S = 0.9

Tramo HJ ( )

Ø = ½ ”

Q = 6 UG = 0.25 l/s

C = 140

(

)

Donde:

Q = (m³/s)

D = (m)

Resolviendo S = 0.4


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CUADRO FINAL DE DIAMETROS Y PRESIONES EN ALIMENTADORES

Tramo L Δ H Le UG Q Smax Ø Ø(mm) S real Hf real Presion Vel.

AA' 3.20 3.20 3.84 34 0.82 0.025 1 " 0.0254 0.128 0.493 2.70 1.62

A'C 2.00 0.00 2.40 16 0.46 0.025 3/4" 0.0190 0.181 0.434 2.27 1.62

CE 2.80 2.80 3.36 16 0.46 0.025 3/4" 0.0190 0.181 0.608 4.46 1.62

EF 8.00 0.00 9.60 16 0.46 0.025 3/4" 0.0190 0.181 1.737 2.72 1.62

FG 3.00 0.00 3.60 10 0.43 0.025 3/4" 0.0190 0.160 0.575 2.15 1.52

FG' 2.50 0.00 3.00 10 0.43 0.025 3/4" 0.0190 0.160 0.479 2.24 1.52

GK 5.60 5.60 6.72 7 0.28 0.860 3/4" 0.0190 0.072 0.485 7.26 0.99

KL 7.00 0.00 8.40 6 0.25 0.380 1/2" 0.0127 0.416 3.493 3.77 1.97

G'I 2.80 2.80 3.36 6 0.25 0.900 1/2" 0.0127 0.416 1.397 3.64 1.97

A'B 1.00 0.00 1.20 18 0.5 0.080 3/4" 0.0190 0.211 0.253 2.45 1.76

BD 2.80 2.80 3.36 18 0.5 0.080 3/4" 0.0190 0.211 0.709 4.54 1.76

DH 2.80 2.80 3.36 12 0.38 0.900 1/2" 0.0127 0.902 3.031 4.31 3.00

HJ 2.80 2.80 3.36 6 0.25 1.270 1/2" 0.0127 0.416 1.397 5.71 1.97


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Cálculo de Montante de Desagüe

Nivel Nº 01

Aparatos


Lavatorio

cocina

Lavadero de

ropa

2 2 1 1 -

Unidad de

descarga 2x4=8 2x2=4 1x2=2 1x2=2

∑ Total U.D. = 16 U.D.

Nivel Nº 02

Aparatos


Lavatorio

cocina

Lavadero de

ropa

2 2 2 - -

Unidad de

descarga 2x4=8 2x2=4 2x2=4


Nivel Nº 03(Azotea)

Aparatos


Lavatorio

cocina

Lavadero de

ropa

1 1 1 - 1

Unidad de

descarga 1x4=4 1x2=2 1x2=2 1x2=2



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SUMATORIA DE UNIDADES DE DESCARGA:

Nivel Nº 1 = 16 U.D.

Nivel Nº 2 = 16 U.D.

Nivel Nº 3 (Azotea) = 10 U.D.

42 U.D.

Cálculo de tuberías de ventilación

Nivel Nº 1 = 2 inod.

Nivel Nº 2 = 2 inod.

Nivel Nº 3(Azotea) = 1 inod.

5 inodoros

C/inodoro 4 U.D. = 4 U.D./inodoros x 5 inodoros = 20 U.D.

SEGÚN LA TABLA “DIMENSIONES DE LOS TUBOS DE VENTILACION PRINCIPAL”

2” 20 U.D.

La tubería de ventilación para 20 U.D. será: Ø 2”


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