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Memoria de Calculo
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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 SANITARIOSNivel Inodoro Lavatorio Ducha Lav. Cocina Lav. Ropa1er 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 edificioCálculo de máxima Demanda Simultánea Cálculo de dimensiones de Cisterna y Tanque elevadoCálculo de la red de alimentación
INSTALACIONES SANITARIAS-1-
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
INSTALACIONES SANITARIAS-2-
CÁLCULO DE MÁXIMA DEMANDA SIMULTANEA
Nivel Nº 01
Aparatos Sanitarios
Inodoro Lavatorio Ducha Lavatoriococina
Lavadero de ropa
2 2 1 1 -
Nivel Nº 02
Aparatos Sanitarios
Inodoro Lavatorio Ducha Lavatoriococina
Lavadero de ropa
2 2 2 - -
Nivel Nº 03(Azotea)
Aparatos Sanitarios
Inodoro Lavatorio Ducha Lavatoriococina
Lavadero de ropa
1 1 1 - 1
INSTALACIONES SANITARIAS-3-
Tabla de Unidades de Gasto
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 3Tota
l 13 12 8
Gastos probables para aplicación del Método de Hunter:
# de unidades de gasto Gasto Probable13 Qa = 0.4112 Qb = 0.388 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.
INSTALACIONES SANITARIAS-4-
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 ltSe 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 mB2 = (1.125 x 3/ (2x1.5)) B = 1.125 mA = (2/3) X 1.125A = 0.75 m
Prediseñando:
A = 0.75 mB = 1.15 mHu = 1.5 m
Según el RNE
Volumen Diametro (pulg)500-5000 2
INSTALACIONES SANITARIAS-5-
5001-12000 312000-30000 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 25001-12000 312000-30000 4>30000 6
Entonces asumimos que el diámetro de rebose equivale a: 2 pulg.
INSTALACIONES SANITARIAS-6-
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
C. S ELECCIÓN DEL MEDIDOR:
INSTALACIONES SANITARIAS-7-
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 Carga5/8 ‘’ 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
INSTALACIONES SANITARIAS-8-
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. ParcialValvulas Compuertas 1 0.22 0.22Valvula de ampliacion de 1 " a 3/4" 1 0.20 0.20Valvual de Reduccion de 3/4" a 1 1 0.21 0.21Codos 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
hf= Q1.85× L0.09414×C1.85×D 4.87
Q = 0,00026 m³ / segØ = 1” = 0,0254 mL = 14.88 m C= 140
Hf = 0.23
7.54 > 0.23 ….ok
Calculo del Diametro de las tuberías de Impulsion y Succion
Caudal de Bombeo (Qb)
INSTALACIONES SANITARIAS-9-
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 ImpulsionHasta 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”
Calculo de Potencia de Bomba
a) Volumen consumo diario = 1.5 m3 /día
b) Volumen del tanque elevado = 0.5 m3 /día
INSTALACIONES SANITARIAS-10-
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 = 140D: Diámetro de la tubería de succión en metros = 0.03mQ: Caudal de bombeo = 1.4 x 10-4 m3/ seg S: Relacion HL/LReemplazando 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
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 = 140D: Diámetro de la tubería de impulsion en metros = 0.02mQ: Caudal de bombeo = 1.4 x 10-4m3/ seg S: Relacion HL/L
INSTALACIONES SANITARIAS-11-
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 + HfsHDT = 3 + 10 + 0.125 + 0.007HDT = 13.13 m
g) Calculo de la potencia de la bomba:
P = (Qb x HDT)/75nP = (0.14 x 13.13)/75x0.65P = 0.03HPP = ½ HP
Calculo de Alimentadores
Diagrama de Alimentadores
INSTALACIONES SANITARIAS-12-
A
A’ CB
34
2.8
3.2
Long. EG = 11 m Long. EG’= 10.5 m
Punto mas desfavorable
`l
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
INSTALACIONES SANITARIAS-13-
D
J
EF G G’
I
K L
H
6
6
6
3
6
1 6
Unidades de Gasto
2.8
2.8
smax=Hd¿ = 3.2+2.8−3.5(3.2+2+2.8+11)∗1.2
=0.1
Donde :
Hd = Altura disponibleLe = Longitud equivalente
Tramo A A’ (l=3 .2) Ø = 1 ” Q = 34 UG = 0.82 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.13
Calculado la perdida de carga de A a A’
Hf=s∗l=0.13∗3.2∗1.2=0.5
Presion en A’:
PA '=H−Hf=3.2−0.5=2.7m
Tramo A’C (l=2)
Ø = ¾ ” Q = 16 UG = 0.46 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
INSTALACIONES SANITARIAS-14-
Resolviendo S = 0.18
Hf=s∗l=0.18∗2∗1.2=0.432
PC=PA−Hf=2.7−0 .432=2.3m
Tramo C E (l=2.8)
Ø = ¾ ” Q = 16 UG = 0.46 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.18
Hf=s∗l=0.18∗2.8∗1.2=0.6
PE=PC+H−Hf=2.3+2.8−0.6=4 .5m
Tramo EF (l=8)
Ø = ¾ ” Q = 16 UG = 0.46 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.18
INSTALACIONES SANITARIAS-15-
Hf=s∗l=0.18∗8∗1.2=1.72
PF=PE+H−Hf=4.5−1.72=2.8m
Tramo FG (l=3)
Ø = ¾ ” Q = 10 UG = 0.43 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.16
Hf=s∗l=0.16∗3∗1.2=0.5
PG=PF+H−Hf=2.8−0.5=2.3m >= 2.0 m (min según RNE)…ok
Tramo FG ’ (l=2.5)
Ø = ¾ ” Q = 10 UG = 0.43 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.15
INSTALACIONES SANITARIAS-16-
Hf=s∗l=0.15∗2.5∗1.2=0.45
PG'=PF+H−Hf=2.8−0. 45=2. 35m
Presiones A Partir De G
Tramo GK (l=5.6)
Ø = ¾ ” Q = 7 UG = 0.28 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.07
Hf=s∗l=0.07∗5.6∗1.2=0.47
PK=PG+H−Hf=2 .35+5.6−0.47=7. 48m
Tramo KL (l=7)
Ø = ½ ” Q = 6 UG = 0.25 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
INSTALACIONES SANITARIAS-17-
Resolviendo S = 0.4
Hf=s∗l=0.4∗7∗1.2=3.36
PL=PK+H−Hf=7. 43−3.36=4.m
Presiones A Partir De G’
Tramo G’I (l=2.8)
Ø = ½ ” Q = 6 UG = 0.25 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.4
Hf=s∗l=0.4∗2.8∗1.2=1.3
PI=PG'+H−Hf=2.05+2.8−1.3=3.55m
Calculo de Presiones B,D,H,J
Calculo de Gradiente Hidraulica (A-D)
smax=Hd¿ = 3.2+2.8−3.5(3 .2+1+2.8 )∗1.2
=0.29
Partimos de A’ , PA = 2.7 m
INSTALACIONES SANITARIAS-18-
Tramo A’B (l=1)
Ø = ¾ ” Q = 18 UG = 0.50 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.2
Hf=s∗l=0.2∗1∗1.2=0.24
PB=P A'+H−Hf=2.7−0.24=2.46m
Tramo BD (l=2.8)
Ø = ¾ ” Q = 18 UG = 0.50 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.2
Hf=s∗l=0.2∗2.8∗1.2=0.67
PD=PB+H−Hf=2. 46+2.8−0 .67=4.6m
Tramo DH (l=2.8)
Ø = ½ ”
INSTALACIONES SANITARIAS-19-
Q = 12 UG = 0.38 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.9
Hf=s∗l=0.9∗2.8∗1.2=3.0
PH=PD+H−Hf=4.6+2.8−3=4. 4m
Tramo HJ (l=2.8)
Ø = ½ ” Q = 6 UG = 0.25 l/sC = 140
s=( Q0.2785∗C∗D2.63 )
1.85
Donde:Q = (m³/s)D = (m)
Resolviendo S = 0.4
Hf=s∗l=0.4∗2.8∗1.2=1.3
PJ=PH+H−Hf=4.4+2.8−1.3=5.9m
INSTALACIONES SANITARIAS-20-
CUADRO FINAL DE DIAMETROS Y PRESIONES EN ALIMENTADORESTramo 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 1.62A'C 2.00 0.00 2.40 16 0.46 0.025 3/4" 0.0190 0.181 0.434 2.27 1.62CE 2.80 2.80 3.36 16 0.46 0.025 3/4" 0.0190 0.181 0.608 4.46 1.62EF 8.00 0.00 9.60 16 0.46 0.025 3/4" 0.0190 0.181 1.737 2.72 1.62FG 3.00 0.00 3.60 10 0.43 0.025 3/4" 0.0190 0.160 0.575 2.15 1.52FG' 2.50 0.00 3.00 10 0.43 0.025 3/4" 0.0190 0.160 0.479 2.24 1.52GK 5.60 5.60 6.72 7 0.28 0.860 3/4" 0.0190 0.072 0.485 7.26 0.99KL 7.00 0.00 8.40 6 0.25 0.380 1/2" 0.0127 0.416 3.493 3.77 1.97G'I 2.80 2.80 3.36 6 0.25 0.900 1/2" 0.0127 0.416 1.397 3.64 1.97A'B 1.00 0.00 1.20 18 0.5 0.080 3/4" 0.0190 0.211 0.253 2.45 1.76BD 2.80 2.80 3.36 18 0.5 0.080 3/4" 0.0190 0.211 0.709 4.54 1.76DH 2.80 2.80 3.36 12 0.38 0.900 1/2" 0.0127 0.902 3.031 4.31 3.00HJ 2.80 2.80 3.36 6 0.25 1.270 1/2" 0.0127 0.416 1.397 5.71 1.97
Cálculo de Montante de Desagüe
Nivel Nº 01
Aparatos Sanitarios
Inodoro Lavatorio Ducha Lavatoriococina
Lavadero de ropa
2 2 1 1 -Unidad de
descarga2x4=8 2x2=4 1x2=2 1x2=2
INSTALACIONES SANITARIAS-21-
∑ Total U.D. = 16 U.D.
Nivel Nº 02
Aparatos Sanitarios
Inodoro Lavatorio Ducha Lavatoriococina
Lavadero de ropa
2 2 2 - -Unidad de
descarga2x4=8 2x2=4 2x2=4
∑ Total U.D. = 16 U.D.
Nivel Nº 03(Azotea)
Aparatos Sanitarios
Inodoro Lavatorio Ducha Lavatoriococina
Lavadero de ropa
1 1 1 - 1Unidad de
descarga1x4=4 1x2=2 1x2=2 1x2=2
∑ Total U.D. = 10 U.D.
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.
INSTALACIONES SANITARIAS-22-
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”
Sdf Sdf Sdfsd f
INSTALACIONES SANITARIAS-23-