UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERIA...

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERIA CIVIL

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

TEMA: CÁLCULO Y DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE

AGUA DE UN EDIFICIO DE TRES PISOS PARA DEPARTAMENTOS HABITACIONALES

TRABAJO PRÁCTICO DEL EXAMEN COMPLEXIVO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL

TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

AUTOR: AGUIRRE PESANTES WILLIAMS ALBERTO

MACHALA – EL ORO

II

CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR

Yo, AGUIRRE PESANTES WILLIAMS ALBERTO, con C.I. 0704360577, estudiante de la carrera de INGENIERÍA CIVIL de la UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL de la UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA, en calidad de Autor del siguiente trabajo de titulación CÁLCULO Y DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA DE UN EDIFICIO DE TRES PISOS PARA DEPARTAMENTOS HABITACIONALES

Declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional. En consecuencia, asumo la responsabilidad de la originalidad del mismo y el cuidado al remitirme a las fuentes bibliográficas respectivas para fundamentar el contenido expuesto, asumiendo la responsabilidad frente a cualquier reclamo o demanda por parte de terceros de manera EXCLUSIVA.

Cedo a la UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA de forma NO EXCLUSIVA con referencia a la obra en formato digital los derechos de:

a. Incorporar la mencionada obra al repositorio digital institucional para su

democratización a nivel mundial, respetando lo establecido por la Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0), la Ley de Propiedad Intelectual del Estado Ecuatoriano y el Reglamento Institucional.

b. Adecuarla a cualquier formato o tecnología de uso en internet, así como

incorporar cualquier sistema de seguridad para documentos electrónicos, correspondiéndome como Autor(a) la responsabilidad de velar por dichas adaptaciones con la finalidad de que no se desnaturalice el contenido o sentido de la misma.

Machala, 28 de noviembre de 2015

AGUIRRE PESANTES WILLIAMS ALBERTO

C.I. 0704360577

III

RESUMEN EJECUTIVO

Cálculo y diseño del sistema de abastecimiento y distribución de agua de un edificio de

tres pisos para departamentos habitacionales.

Autor: Williams Alberto Aguirre Pesantes El presente trabajo práctico tiene por objetivo diseñar el sistema de abastecimiento y

distribución de agua de un edificio empleando el método del factor de simultaneidad y el

de presunción total para establecer el predimensionamiento de los elementos empleados

en el sistema. Para esta investigación, se consultaron autores como: Rodriguez (2009),

Harper (2003), entre otros. El tipo de investigación realizada es aplicada, proyecto

factible; se considera un edificio destinado departamentos habitacionales, dispone de

tres pisos y requiere un sistema de suministro de agua potable. La presión en la red es

insuficiente para proyectar un sistema de abastecimiento directo. En base a la

información planteada, se realizará el cálculo y diseño del sistema de abastecimiento y

distribución de agua del edificio considerando, además de las redes de desagüe,

utilizando los Parámetros de Diseño y Cálculo especificados en la Normas Sanitarias.

Entre las conclusiones de esta investigación se tiene: los cálculos y diseños, las

instalaciones de agua potable propuestas contemplan un sistema formado por un

depósito bajo, bomba, depósito alto y red de distribución. Se recomienda elaborar

proyectos de este tipo considerando lo establecido en las normas sanitarias. Las tuberías

que se emplearan serán de PVC. Finalmente se espera obtener resultados adecuados

para el diseño y que presenten una opción conveniente en términos de factibilidad para

su ejecución.

Descriptores: Edificios departamentales, Instalaciones Sanitarias, Diseño y cálculo de la red, características de la red, Redes de desagüe.

IV

EXECUTIVE SUMMARY

Calculation and design of the supply system and water distribution of a three-story

building for housing departments.

Author: Williams Alberto Aguirre Pesantes This practical work aims to design the system of water supply and distribution of a building using the method of coincidence factor and total presumption to establish the pre-dimensioning of the elements used in the system. For this research, authors consulted as: Rodriguez (2009), Harper (2003), among others. The type of research is applied, feasible project; is considered a building housing departments, it has three floors and requires a system of water supply. The pressure in the network is insufficient to design a system of direct provision. Based on the proposed information, calculation and design of the supply system and water distribution considering building, in addition to drainage networks, using the design parameters and calculation specified in the Health Standards will be held. Among the findings of this research it has: calculations and design, drinking water facilities proposed include a system consisting of a low tank, pump, high deposit and distribution network. It is recommended to develop such projects considering the provisions of the health regulations. The pipes that will be used will be PVC. Finally expected results suitable for design and demonstrate a convenient option in terms of feasibility for implementation. Descriptors: apartment buildings, medical facilities, design and calculation of the network, network characteristics, drainage networks.

V

ÍNDICE DE CONTENIDO

RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................................................. III

EXECUTIVE SUMMARY .............................................................................................................................. IV

ÍNDICE DE CONTENIDO ............................................................................................................................... V

CAPÍTULO 1 ................................................................................................................................................. 1

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................... 1

CAPÍTULO 2 ................................................................................................................................................. 3

DESARROLLO ............................................................................................................................................... 3

2.1.- TIPO DE EDIFICACIÓN .......................................................................................................................... 3

2.1.1.- VIVIENDAS MULTIFAMILIARES (APARTAMENTOS) ........................................................................... 3

2.2.- CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO. ......................................................................................................... 3

2.3.- TIPOS DE ALIMENTACIÓN DE UNA RED ............................................................................................... 4

2.3.1.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN INDIRECTA .......................................................................................... 4

2.4.- EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE AUMENTACIÓN PARA INSTALACIONES HIDRÁULICAS EN

EDIFICACIONES ............................................................................................................................................ 4

2.4.1.- SISTEMA DEPÓSITOS BAJO – ALTO. .................................................................................................. 5

2.5.- DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN UN EDIFICIO DEPARTAMENTAL. ................................... 5

2.5.1.- DOTACIONES DE AGUA POTABLE. .................................................................................................... 5

2.1.1.- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO. .................................................................................................. 5

2.1.2.- DIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE BAJO Y TANQUE ELEVADO. ..................................................... 5

2.1.3.- EQUIPO DE BOMBEO ........................................................................................................................ 6

2.6.- DISEÑO DE LA RED INTERIOR DE AGUA POTABLE. .............................................................................. 6

2.6.1.- ESTIMACIÓN DE LOS CAUDALES CIRCULANTES ................................................................................ 6

2.6.2.- MÉTODO DEL FACTOR DE SIMULTANEIDAD. PREDIMENSIONAMIENTO .......................................... 7

2.6.3.- CASOS DE CERTEZA TOTAL ............................................................................................................... 7

2.7.- DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA MÍNIMA NECESARIA, EN EL MEDIDOR, PARA EL

FUNCIONAMIENTO ADECUADO DEL APARATO SANITARIO MÁS DESFAVORABLE. ..................................... 7

2.7.1.- CARACTERÍSTICAS DE LA RED HASTA EL APARATO MÁS DESFAVORABLE ........................................ 7

2.7.2.- PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR FRICCIÓN (hf)....................................................................................... 8

2.7.3.- PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR ACCESORIOS (hi) .................................................................................. 8

2.8.- SISTEMA DE DESAGÜE PLUVIAL. AGUAS LLUVIAS ............................................................................... 8

2.8.1.- PARÁMETROS DE DISEÑO ................................................................................................................ 8

2.8.2.- MÉTODO RACIONAL ......................................................................................................................... 8

2.8.3.- PENDIENTE ....................................................................................................................................... 9

VI

2.9.- DISEÑO DE LA BAJANTE ....................................................................................................................... 9

2.10.- RED DE AGUAS SERVIDAS DE UN DEPARTAMENTO. ......................................................................... 9

2.10.1.- ESTIMACIÓN DE LOS CAUDALES CIRCULANTES .............................................................................. 9

METODOLOGÍA ......................................................................................................................................... 10

CONCLUSIONES ......................................................................................................................................... 14

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................. 15

ANEXOS ....................................................................................................................................................... 1

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

“Las instalaciones hidráulicas han existido desde civilizaciones antiguas. Los romanos, crearon los acueductos”1, uno de los mayores logros de ingeniería del mundo antiguo, “fantásticas estructuras, que conducían el agua desde los puntos de extracción hasta los palacios y las viviendas. Los egipcios, crearon los sistemas de bombeo, lo que les permitía extraer agua del subsuelo. Las culturas Mesoamericanas, también construyeron sistemas hidráulicos que les permitió conducir agua a sus ciudades, ejemplo de esto son los Aztecas y los Incas”1. “Con el tiempo fueron apareciendo nuevas formas de conducir el agua, surgieron las primeras canalizaciones metálicas, los depósitos de almacenamiento elevados, las motobombas y las plantas de potabilizados. Las instalaciones hidráulicas se fueron sofisticando cada día más, en la actualidad existen sistemas automáticos que nos permiten suministrar agua con una mayor eficiencia, en si hoy las instalaciones hidráulicas son fundamentales para el eficiente funcionamiento de los edificios”1.

En la construcción de las edificaciones, uno de los aspectos más importantes es el diseño de la red de instalaciones sanitarias, debido a que debe satisfacer las necesidades básicas del ser humano, como son el agua potable para la preparación de alimentos, el aseo personal y la limpieza del hogar, eliminando desechos orgánicos, etc. Como dice Harper2, las instalaciones sanitarias tienen por objetivo retirar de las construcciones en forma segura, aunque no necesariamente económica, las aguas negras y pluviales, además de establecer obturaciones o trampas hidráulicas, para evitar que los gases y malos olores producidos por la descomposición de las materias orgánicas acarreadas, salgan por donde se usan los muebles sanitarios o por las coladeras en general. Evidenciando el problema surge de la necesidad de proponer un “Cálculo y diseño del sistema de abastecimiento y distribución de agua de un edificio de tres pisos para departamentos habitacionales”. Las instalaciones sanitarias estudiadas en este caso, son del tipo residencial, donde se consideran los aparatos sanitarios para uso particular. Estas instalaciones básicamente deben cumplir con las exigencias de habitabilidad, funcionabilidad, durabilidad y economía en toda la vivienda. El diseño de la red sanitaria, que comprende los procedimientos de cálculo, planeamiento, funcionalidad, ejecución, dirección, etc. de agua, desagüe de aguas servidas y evacuación de aguas fluviales. Para la realización del presente trabajo práctico se ha propuesto el siguiente objetivo general: Diseñar el sistema de abastecimiento y distribución de agua de un edificio empleando el método del factor de simultaneidad y el de presunción total para establecer el predimensionamiento de los elementos empleados en el sistema. El alcance del presente trabajo investigativo contempla: Un edificio de tres pisos, el mismo que está destinado para departamentos habitacionales, por planta se abarca un

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departamento cada uno de ellos contará con un lavadero, un medio baño y tres baños completos en el que habitarán aproximadamente una familia integrada por 4 miembros. En el techado del último piso se encuentra ubicado el tanque elevado para el suministro de agua con una adecuada presión.

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CAPÍTULO 2

DESARROLLO

2.1.- TIPO DE EDIFICACIÓN

Un aspecto clave en la diferenciación de los tipos de edificaciones es que el consumo de

éstas variará de acuerdo con el tipo, el tamaño o sus características.

Los tipos de edificaciones, de acuerdo con su tamaño y con la clase de suministro, se

dividen generalmente en:

• Viviendas unifamiliares (casas individuales). • Conjuntos residenciales de casas. • Viviendas multifamiliares (apartamentos). • Centros comerciales. • Planteles educacionales. • Edificios no habitables (oficinas). • Otros3.

2.1.1.- VIVIENDAS MULTIFAMILIARES (APARTAMENTOS)

Son edificaciones que pueden llegar a tener desde dos hasta veinte pisos en casos extremos, pero lo más frecuente es encontrarlos desde cuatro hasta diez pisos; también están dispuestos de tal manera que se encuentren desde uno hasta cuatro apartamentos por piso, pero lo más común es hallar dos apartamentos por piso. Su suministro puede ser directo o combinado si es menor de cuatro pisos y alcanza la presión con la que viene la red; también puede ser mediante un equipo hidroneumático3.

2.2.- CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO.

El presente trabajo consiste en realizar el cálculo y diseño del sistema de abastecimiento y distribución de agua en un edificio de tres niveles, con techado. La edificación cuenta con las siguientes dimensiones: 8m de ancho por 17m de largo teniendo un área total 136m2 de los cuales 125m2 son útiles para cada departamento. La distribución de habitaciones por cada nivel es el siguiente: Sala; Comedor; Cocina: Jardinera; Patio, con baño completo; Cuarto de estudio, con medio baño; Dormitorio, con baño completo; Dormitorio Principal, con baño completo y Cuarto del BB. Teniendo en cuenta las especificaciones y características descritas anteriormente de la edificación, es necesario contar con un sistema de abastecimiento y distribución de agua, que atienda y satisfaga las necesidades de sus eventuales habitantes3.

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2.3.- TIPOS DE ALIMENTACIÓN DE UNA RED

Para alimentar la red interior desde la red municipal se construye lo que comúnmente so conoce como instalación domiciliaria, que va desde la tubería de abastecimiento público hasta el medidor de consumo o contador. A este tramo se lo conoce como tubería de acometida y está unido a la tubería de abastecimiento público con una pieza especial llamada inserción; después de esta conexión sigue una serie de accesorios que conducen hasta el medidor instalado por la empresa de acueducto. Hay dos tipos de alimentación de una red: un sistema de alimentación directa y un sistema de alimentación indirecta3.

2.3.1.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN INDIRECTA

Este sistema ocurre cuando la red municipal de acueducto no surte directamente la edificación, por lo que se necesita de equipos auxiliares. Este sistema se utiliza cuando la presión de servicio es inferior a la necesitada para la alimentación de cada aparato de la edificación. Existen tres tipos de sistemas de alimentación indirecta: • Tanque elevado • Sistemas hidroneumátlcos • Sistemas de presión constante3. - TANQUE ELEVADO

Para la utilización de este sistema, el agua ha debido llegar previamente a un tanque de almacenamiento o depósito elevado. Esto se hace por alimentación directa desde la red municipal en edificaciones que no exceden los cuatro pisos cuando la presión en la red es suficiente o por medios mecánicos como bombas (que succionan agua de un tanque inferior auxiliar, ya que no se puede conectar una bomba directamente a la red municipal), se hace llegar el agua al tanque; este sistema es muy utilizado en edificaciones de tales características. El agua llega a los aparatos sanitarios en los diferentes pisos por acción de la energía potencial disponible, definida entre el nivel del tanque y la descarga del aparato. La renovación del agua del tanque de reserva en caso de no usarse constantemente puede hacerse a través de una tubería de desagüe, la cual vaciará el tanque en el momento en que se desee3.

2.4.- EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE AUMENTACIÓN PARA INSTALACIONES

HIDRÁULICAS EN EDIFICACIONES

Los avances tecnológicos permanentes y el desarrollo de nuevos materiales han permitido una evolución importante de los sistemas de alimentación de las instalaciones hidráulicas en edificios. En orden cronológico se ha presentado la siguiente evolución, fundamentalmente:

http://rnunicip.il/

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• Sistema depósitos bajo - alto. • Sistemas de velocidad variable. - Variador de velocidad mecánico. - Variador de velocidad eléctrico. • Sistemas de velocidad constante. • Equipo hidroneumático. • Equipo hidroneunático con dos, tres y cuatro bombas3.

2.4.1.- SISTEMA DEPÓSITOS BAJO – ALTO.

Estos sistemas utilizan fundamentalmente la energía potencial de un tanque elevado cuyo nivel (H) se encuentra por encima del apáralo más desfavorable. La alimentación de este tanque se realiza en la mayor parte de los casos utilizando un equipo de bombeo que toma el agua de un tanque colocado en un nivel inferior o bajo3.

2.5.- DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN UN EDIFICIO

DEPARTAMENTAL.

2.5.1.- DOTACIONES DE AGUA POTABLE.

La dotación es la cantidad de agua potable que en promedio consume una persona por día. Se calcula de acuerdo al uso que se le dé al agua (departamentos, oficinas, etc.) y al número de personas por departamentos que tiene la habitación3.

2.1.1.- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO.

Para su determinación se asume el consumo máximo diario que está en función de la dotación.

2.1.2.- DIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE BAJO Y TANQUE ELEVADO.

La reserva se diseña en función del C.M.D. de las instalaciones. Para el diseño de la cisterna se considera su altura, ancho y largo, donde se especifica su espesor en paredes y debe contar con una tapa de visita. Se recomienda que la capacidad del tanque bajo no sea menor de las dos terceras partes de la dotación diaria y que el volumen del tanque elevado no sea menor que la tercera parte de la misma dotación3.

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2.1.3.- EQUIPO DE BOMBEO

Para el caudal de bombeo uno de los métodos de cálculo estima en primer lugar la

dotación, es decir, el consumo de la edificación en 24 horas, determinado este parámetro

y convertido a caudal se multiplica por un coeficiente K para estimar el caudal máximo

probable que ocurrirá en la red.

K es un coeficiente que puede adoptar valores entre 8 y 10, de acuerdo con la dotación de la siguiente manera:

Dotación, D K (litros/día)

< 50.000 10 50000<D<100.000 9 >100.000 8

El sistema de bombeo, al igual que su tubería de descarga, debe estar capacitado para que pueda llenar el tanque elevado en un tiempo no mayor de dos horas. La altura dinámica total de bombeo se obtiene de la suma de la altura estática (diferencia de cotas entre el nivel del agua del tanque superior y el nivel del agua del tanque Inferior), las pérdidas de energía por fricción y localizadas. Por último, la potencia de la bomba en caballos de fuerza (H.P.) será el producto del caudal de bombeo (Ips) y de la altura dinámica total (m) dividido por el producto 75 (conversión de unidades) y la eficiencia n de la bomba, que puede tomarse alrededor de 0,7. Los motores eléctricos que accionan las bombas deben tener una potencia normal superior, de 30 y 50%, según sean trifásicos o monofásicos, respectivamente3.

2.6.- DISEÑO DE LA RED INTERIOR DE AGUA POTABLE.

2.6.1.- ESTIMACIÓN DE LOS CAUDALES CIRCULANTES

Existen varios criterios para determinar los caudales con los cuales se va a trabajar en el predimensionamiento, de acuerdo con el tipo de edificación y el tipo de instalación. Estos criterios son: • Método del factor de simultaneidad. • Casos de certeza total. • Método de presunción del gasto. • Método de Hunter original. • Método de Hunter modificado (de acuerdo con la norma Icontec 1500). Es importante mencionar que cada uno de los criterios anteriores para estimar caudales probables puede utilizarse y su uso depende de las características que se deseen satisfacer en el sistema que se va a diseñar3.

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2.6.2.- MÉTODO DEL FACTOR DE SIMULTANEIDAD. PREDIMENSIONAMIENTO

Este método se basa en la aplicación de un factor que evalúa la simultaneidad de funcionamiento de los aparatos sanitarios. Para aplicarlo se supone que se conocen los valores del caudal de cada aparato sanitario. Para un tramo de la red que alimenta un cierto número de aparatos sanitarios el caudal máximo posible será la suma de los caudales demandados por los aparatos al suponer que éstos funcionan simultáneamente. El método del factor de simultaneidad determina un caudal máximo probable que será el caudal del tramo suponiendo que no se presenta un funcionamiento de lodos los aparatos al mismo tiempo. Por tanto, el factor de simultaneidad se expresa de la siguiente manera;

F.S. = caudal máximo probable / caudal máximo potable Si se dispone de un F.S. será posible estimar el caudal máximo probable de cada tramo de la red, ya que el caudal máximo posible es un dato disponible. El factor de simultaneidad (F.S.), al ser probabilístico, depende fundamentalmente del número de aparatos que debe alimentar el tramo y de si su uso es común o privado, y de su forma de alimentación3.

2.6.3.- CASOS DE CERTEZA TOTAL

Este caso es para las edificaciones en las cuales hay completa seguridad de que un cierto número de apáralos estarán funcionando al tiempo. Tales casos es común utilizarlos, en instalaciones de tipo colectivo muy concentrado, como cuarteles, internados, escuetas, camerinos, etc. El ramal correspondiente a un cierto número de aparatos, como por ejemplo duchas, se calculará en función de un caudal máximo posible, ya que su simultaneidad de funcionamiento es del 100% con toda certeza3.

2.7.- DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA MÍNIMA NECESARIA, EN EL MEDIDOR,

PARA EL FUNCIONAMIENTO ADECUADO DEL APARATO SANITARIO MÁS

DESFAVORABLE.

De acuerdo con la configuración general de la red, se estima que el aparato más desfavorable es el que se encuentra ubicado al final del tramo, ya que exige una presión para un funcionamiento adecuado y correcto3.

2.7.1.- CARACTERÍSTICAS DE LA RED HASTA EL APARATO MÁS

DESFAVORABLE

Está establecida por los accesorios y longitudes de los tramos que alimentan al aparato más desfavorable.

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Para el planteamiento de la ecuación de la ecuación de energía entre el punto de suministro (medidor) y el punto de descarga del aparato más desfavorable, el nivel de referencia (cero) coincidirá con la cota del medidor3.

2.7.2.- PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR FRICCIÓN (hf)

La pérdida de energía por fricción es la debida al rozamiento del fluido con las paredes de la tubería o del conducto. Esta pérdida, continua en la dirección del flujo, puede resultar considerable en tramos largos y, por el contrario, ser prácticamente despreciable en tramos cortos3.

2.7.3.- PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR ACCESORIOS (hi)

Es la perdida de energía, diferente de la pérdida por fricción, producida en una pequeña región cercana al sitio donde se presenta cambio en la geometría del conducto o cambio en la dirección del flujo, que se traduce en una alteración de las condiciones de flujo. Estas pérdidas de energía en general se expresan como un coeficiente (k) multiplicado por la altura de velocidad3.

2.8.- SISTEMA DE DESAGÜE PLUVIAL. AGUAS LLUVIAS

Es aquel que recibe el flujo proveniente de la escorrentía superficial producida por la lluvia, es decir, que está conformado por el conjunto de colectores y canales necesarios para evacuar la escorrentía superficial producida por la lluvia y la entrega al sistema de alcantarillado pluvial del lugar3.

2.8.1.- PARÁMETROS DE DISEÑO

Los diseños de tos conductos se deben hacer de tal manera que el flujo sea a superficie libre. Además, se ha determinado que se puede utilizar cualquier modelo de lluvia-escorrentía, pero se recomienda que la conversión de esa precipitación característica a escorrentía se haga utilizando el método racional, debido a su simplicidad3.

2.8.2.- MÉTODO RACIONAL

Establece que el caudal superficial producido por una precipitación es directamente proporcional al producto del coeficiente de escorrentía (C), el cual es adimensional, por la intensidad promedio de la lluvia (I) en mm/hora/m2 por el área de drenaje en m2 3.

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2.8.3.- PENDIENTE

La velocidad mínima de diseño con flujo a tubo lleno es de 0,8 m/s, pero se aconseja que sea de 1,0 m/s. Las cubiertas entregan el caudal directamente a canales semicirculares o rectangulares, las cuales están dispuestas con determinada pendiente para suministrar energía al flujo3.

2.9.- DISEÑO DE LA BAJANTE

Son tramos verticales por los cuales se conducen las aguas servidas de los ramales horizontales, que son entregadas por medio de tees o de yees a 45°, con el fin de reducir las pérdidas de energía, mejorar las condiciones de entrega y así aumentar la capacidad de la tubería3.

2.10.- RED DE AGUAS SERVIDAS DE UN DEPARTAMENTO.

En el sistema de desagüe de las aguas servidas su transporte debe efectuarse mediante flujo a superficie libre, a través de conductos cerrados, cuya sección sea circular, y satisfaciendo las condiciones de descarga (caudal y velocidad) de todos los aparatos sanitarios de una edificación. Es necesario que la conducción del agua se haga con una presión igual a la presión atmosférica y por las características de la red, a través de canales de sección circular y para el diseño, suponiendo condiciones uniformes de flujo3.

2.10.1.- ESTIMACIÓN DE LOS CAUDALES CIRCULANTES

- UNIDADES DE DESCARGA La unidad de descarga es equivalente a una unidad de consumo que se ha definido como el caudal máximo demandado por un lavamanos de tipo privado, por grifo, y equivale a un caudal de 1 pie3/min. Para determinar el caudal que debe transportar un tramo de una red es necesario determinar el número de aparatos que son descargados por dicho tramo, sumar las correspondientes unidades de descarga y determinar el caudal que se va a transportar. El caudal total que circule por una bajante se estimará con base en las unidades de descarga de cada uno de los ramales que lleguen a esa bajante3.

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METODOLOGÍA

Como punto de partida se estableció las características de la red hidráulica, de

acuerdo con la ubicación de los aparatos sanitarios y sus circunstancias de funcionamiento, que satisfaga en los puntos en que se encuentran los mismos el caudal y presión requeridos para su correcto funcionamiento.

Se ejecutó el trazado de la red, una vez definida la ubicación en planta de los aparatos sanitarios (de acuerdo al diseño arquitectónico)

Realización de la vista isométrica de la red, teniendo en cuenta todos los detalles como

dimensiones, accesorios, diámetros altura de la tubería.

Se determinó la dotación de agua potable, de acuerdo al uso que se le va a dar a la edificación.

Como la presión de la red es insuficiente para proyectar un sistema de abastecimiento

directo, se optó por el sistema indirecto depósito bajo – alto, por lo que se procedió a calcular el volumen de almacenamiento. Volumen diario por departamento (Vdepartamento=DotaciónN°personas) Volumen total del edificio (Vtotal =Ʃ Vdepartamento).

Con el dato anterior se procedió a determinar el volumen de almacenamiento del tanque bajo y tanque elevado. - Volumen del tanque bajo debe ser mayor a los dos tercios del volumen total

VTb > 2/3 Vtotal

Sus dimensiones reales serán: VTb VRTb = AlturaLargoAncho - Volumen del tanque elevado debe ser mayor a un tercio del volumen total

VTe > 1/3 Vtotal Su volumen debe estar ligado por los ofertados comercialmente

Seguidamente se estableció el equipo de bombeo necesario determinando:

- El caudal de bombeo3

𝑄𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜(𝑙𝑝𝑠) =𝑘 ∙ 𝑑𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛(𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠)

86400(𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)

Donde: K = 10 (dotación < 50000)

- La potencia de la bomba3

𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎(𝐻. 𝑃. ) =𝑄𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜(𝑙𝑝𝑠) ∙ 𝐴𝐷𝑇(𝑚)

75𝜂

Donde: 𝜂 ≈ 0,7 Para la estimación de los caudales de los tramos de la red, para esta edificación se

utilizó el método de factor de simultaneidad. Procediendo de la siguiente forma: - Primeramente se establecieron los tramos - El No. De aparatos sanitarios por tramo

- El Factor de simultaneidad3. Anexo 3. 𝐹. 𝑆. =1

(𝑛−1)0,5

- Q máximo posible (lps). Anexo 2 - Q máximo probable (lps)= F.S.*Qposible

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- Diámetro mínimo (in) 3. 𝐷 = √4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝑉𝑥39,37

- Diámetro nominal (in). Anexo 6 - Diámetro efectivo (m). Anexo 6

- Velocidad real (m/s) 3. 𝑉 =4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝐷𝑒2

Luego para la determinación de la energía mínima necesaria, en el medidor, para el

funcionamiento adecuado del aparato sanitario más desfavorable. Se procedió a

seleccionar al sanitario tanto por su ubicación más alejada del medidor como por su

necesidad de presión para su funcionamiento adecuado.

Se determinó las Características de la red hasta el aparato más desfavorable, los

accesorios y longitudes de los tramos que alimentan el aparato más desfavorable,

como se indican a continuación:

- Seleccionar los tramos hasta el aparato más desfavorable. - Medir la longitud de cada tramo en metros. - Indicar los accesorios por tramo. - Señalar la cantidad de accesorios por tramos. - Seleccionar el diámetro (nominal) de la tubería ya determinado de acuerdo a su

tramo. - Seleccionar la velocidad ya calculada para el tramo establecido.

Se procedió al planteamiento de la ecuación de energía entre el punto de suministro

(medidor) y el punto de descarga del aparato más desfavorable (inodoro), el nivel de referencia (cero) coincidirá con la cota del medidor. La ecuación de la energía será3:

𝑍𝑠 + 𝑃𝑠 +𝑉𝑠

2

2𝑔= 𝑍𝑘 + 𝑃𝑘 +

𝑉𝑔2

2𝑔+ ∑ ℎ𝑓 + ∑ ℎ𝑖

∑ ℎ𝑓 = 𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛

∑ ℎ𝑖 = 𝑠𝑢𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠

Si 𝑍𝑠 = 0 pasando el N.R. por el punto S3.

𝑃𝑠 = 𝑍𝑘 + 𝑃𝑘 + ∑ ℎ𝑓 + ∑ ℎ𝑖

Posteriormente calculamos las pérdidas por fricción (hf) para ello se utilizó la ecuación

deducida del libro “DISEÑOS HIDRÁULICOS, SANITARIOS Y DE GAS EN EDIFICACIONES de Rodríguez Díaz, Hector” y obtenida para tubería PVC, considerada la tubería lisa3.

ℎ𝑓 =0,1066 ∙ 𝑉1,79 ∙ 𝑣0,21 ∙ 𝐿

𝐷1,21 ∙ 𝑔

Donde: g=9,806 m/s2

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v=0,000001141 m2/s

Para ello se procedió de la siguiente forma:

- A más de los tramos y longitud anteriores se seleccionó el diámetro efectivo en metros

- Luego la velocidad ya calculada para ese tramo - Se procedió a determinar el número de Reynolds Re=V.D/v - Para finalmente emplear la fórmula para determinar hf (m)

A continuación se determinó las pérdidas de energía por accesorios (hi) para ello se

utilizó la tabla de coeficiente K (Anexo 5: Pérdidas locales o por accesorios).

Enseguida para la determinación de las pérdidas locales, se utiliza la ecuación3:

ℎ𝑖 = 𝐾𝑉2

2𝑔

Para los medidores de velocidad se empleó la ecuación3:

ℎ𝑚 =1,264𝑉1,8357

𝐷0,1394 , D en metros.

Prontamente se procedió al cálculo de caudales en la tubería vertical de la edificación,

así mismo por el factor de simultaneidad. Hay que suponer que todos los aparatos trabajan simultáneamente. De acuerdo con el Anexo 3 se determina el valor de simultaneidad para el número de aparatos. Q máx prob (lps) = F.S. (Q máx posible)

Se determinó los diámetros de acuerdo con3:

𝑉 =4𝑄

𝜋𝐷2

V (m/s) 2, velocidad recomendada de acuerdo con la norma Icontec 1500.

De acuerdo a esto se estableció los diámetros efectivos en pulgadas y metros

mediante el anexo 6.

Velocidad real (m/s) 3. 𝑉 =4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝐷𝑒2

Así mismo se procedió con el cálculo de las Pérdidas por fricción (hf) y Pérdidas de

energía por accesorios (hi)

También se procedió a realizar el cálculo por el Método de presunción total

Por lo cual se establecen los aparatos sanitarios, su caudal (en lps) está dado en el anexo 2.

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Determinando de esta forma el caudal máximo probable por cada departamento

Se procede luego al diseño de la canaleta que recoge la escorrentía superficial y

entrega a las bajantes, Teniendo presente que la cubierta de la edificación es a dos

aguas.

La pendiente se determina de acuerdo con las recomendaciones de la norma, la

pendiente mínima debe ser superior al 1% para diámetros iguales o superiores a

cuatro pulgadas 3.

Como la determinación del diámetro es un proceso de ensayo y error, se supone una canaleta de sección semicircular con un diámetro de cuatro pulgadas en tubería PVC. Su capacidad se define para el 35 o 40% del radio 3.

Para determinar el diámetro de la bajante, la relación r entre el área de la corona circular y el área de la sección transversal del tubo se puede tomar como 1/3 para aumentar la capacidad de la bajante, teniendo en cuenta que se transporta agua lluvia3. De acuerdo con la fórmula para flujo en bajantes3: Q (lps) = 1,754D8/3

r5/3 y despejando el valor del diámetro3 D=[Q/(1,754* r5/3)]3/8

A continuación se realizó el cálculo de caudales, diámetros y pendientes de la red de

aguas servidas del departamento3.

Q=0,1163∙(UD0,6875) 𝑉 =1

0,12(

𝐷

(4𝑥39,37))

2

3√2

Los diámetros para cada bajante serán3: D=[Q/(1,754∙ r5/3)]3/8 r≤7/24 (relación de las áreas de la corona circular y el área del total del tubo)

14

CONCLUSIONES

La dotación es de 200 Lt/pers/día, por lo que el volumen de almacenamiento de la edificación será de 2,4 m3. Las dimensiones del tanque bajo son 1,50m de alto, 1,10 de largo y 1,10 de ancho; siendo por tanto su volumen real de 1,815 m3. El volumen del tanque elevado será de 1 m3 comercial. EL caudal de bombeo es de 0,278 lps y la Altura dinámica total (ADT) de 11,5m. La potencia de la bomba de agua será de 0,5 hp. El Predimensionamiento de la red de agua potable que consta de 16 tramos es el siguiente: 16,80 m de ᶲ 1/2´; 1,8 m de ᶲ 3/4´; y 13,95 de ᶲ 1´ toda la tubería de PVC. El aparato más desfavorable es el inodoro, ubicada al final del tramo G-inodoro, ya que exige una presión de 7 m.c.a. para un funcionamiento adecuado y correcto. Las pérdidas de energía por fricción (hf) es igual a 1,1406 y las pérdidas de energía por accesorios (hi) le corresponde 3,17854. Según lo establecido en la ecuación de energía y para las

pérdidas por accesorios, se tiene: PS/ (m.c.a.) es de 13,32 Para la tubería vertical compuesta de tres ramales se requiere de 3m de ᶲ1´; 3m de ᶲ1 ½´; y 16,8m de ᶲ 2´ de PVC. El área de la cubierta es de 139.23 m2 y, el caudal de escorrentía es de 3,87 lps. Las canaletas tendrán ᶲ4´, con una velocidad 0,824m/s que asegura el arrastre del posible material sedimentable. La bajante será de ᶲ2´. Para el dimensionamiento de la red de aguas servidas tenemos: 6,44 m de ᶲ 2´ y 10,12 m de ᶲ 4´ toda la tubería de PVC. Las unidades de descarga por bajante de la edificación son: para uno 1,12 lps; para la dos 0,75 lps; y para la bajante tres 1,52 lps. Los diámetros para cada bajante es de 4´ toda la tubería de PVC.

15

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Rubén Salvador Roux Gutiérrez. Instalaciones Hidráulicas, Sanitarias y de Gas

[Internet]. UNT; 2011. [1 de enero del 2011; citado 30 de octubre del 2015]. Disponible en: http://www.academia.edu/6672822/INSTALACIONES_HIDR%C3%81ULICAS_SANITARIAS_Y_DE_GAS.

2. Enríquez Harper. Manual de instalaciones electromecánicas en casas y edificios. México: Limusa; 2003

3. Héctor Rodríguez Díaz. Diseños hidraúlicos sanitarios y de gas en edificaciones. Primera Edición. Segunda Reimpresión. Bogotá – Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería; 2009

4. Soriano A, Pancorbo F. Suministro, distribución y evacuación interior de agua

sanitaria. Primera Edición. España: Marcombo; 2012.

http://www.academia.edu/6672822/INSTALACIONES_HIDR%C3%81ULICAS_SANITARIAS_Y_DE_GAS

http://www.academia.edu/6672822/INSTALACIONES_HIDR%C3%81ULICAS_SANITARIAS_Y_DE_GAS

ANEXOS

Anexo 1. Condiciones de funcionamiento de los aparatos

Fuente: Héctor Rodriguez Díaz, en DISEÑOS HIDRAÚLICOS SANITARIOS Y DE GAS EN EDIFICACIONES.

Anexo 2.

Gasto-diámetro y presión mínimos requeridos para el funcionamiento de los diferentes

artefactos y salidas


Anexo 3.

Factores de simultaneidad de acuerdo con diferentes clases de instalaciones

hidráulicas


Anexo 4.

Unidades de descarga de acuerdo con la norma Icontec 1500


Anexo 5.

Pérdidas locales o por accesorios


Anexo 6.

Tubosistemas Presión PAVCO. Agua fría


ANEXO 7

CÁLCULO

CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO.

PLANTA NIVEL ÁREA USO Planta Baja ± 0.00 125.04 m2 Departamento 1° Planta Alta + 3.00 116.20 m2 Departamento 2° Planta Alta +6.00 116.20 m2 Departamento

DOTACIONES DE AGUA POTABLE.

DESCRIPCIÓN DOTACIÓN UNIDAD departamentos 200 Lt/pers/día

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO.

Dotaciones Asumidas y Consumos Calculados.

USO DOTACIÓN POBLACIÓN VOLUMEN

CANTIDAD UNIDAD CANTIDAD UNIDAD VALOR UNIDAD

DEPARTAMENTO 200 Lt/pers/día 4 Pers, 800 lt



2400 lt Total 2,40 m3

Se asume un volumen de 2400 lt/día (2,4 m3) Dimensionamiento del tanque bajo y tanque elevado.

Tanque Bajo

TANQUE BAJO > 2/3 Vd

Volumen de diseño 2,40 m3

Altura 1,50 m

Largo 1,10 m

Ancho 1,10 m

Volumen real 1,815 m3

Tanque Elevado

TANQUE ELEVADO > 1/3 Vd

Volumen de diseño 2,40 m3

Volumen mínimo 0,80 m3

Volumen comercial 1 m3

EQUIPO DE BOMBEO

Caudal de bombeo

𝑄𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜 = 0.278 𝑙𝑝𝑠 Potencia de la bomba Altura dinámica total (ADT) = 11,5m

𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 = 0,0608 𝐻. 𝑃. En conclusión, con la potencia de la bomba, ya que es la mínima requerida se tiene la libertad de elegir una bomba y motor desde 0.5 hp, que es suficiente para abastecer el sistema.

DISEÑO DE LA RED INTERIOR DE AGUA POTABLE.

MÉTODO DEL FACTOR DE SIMULTANEIDAD. PREDIMENSIONAMIENTO

Predimensionamiento

Tramo No. De

aparatos sanitarios

Factor de simultaneidad

Q máximo posible

(lps)

Q máximo probable

(lps)

Diámetro mínimo (in)

Diámetro nominal

(in)

Diámetro efectivo

(m)

Velocidad real (m/s)

Anexo 3 Anexo 2

Fsimult*Qpo

Anexo 6

Anexo 6

Lavamanos-A

1 1,000 0,2 0,200 0,4442 1/2 0,01897 0,708

A-B 2 1,000 0,5 0,500 0,7024 1/2 0,01897 1,769

Ducha-D 1 1,000 0,2 0,200 0,4442 1/2 0,01897 0,708

D-C 2 1,000 0,4 0,400 0,6283 1/2 0,01897 1,415

C-B 3 0,707 0,6 0,424 0,6470 1/2 0,01897 1,501

B-E 5 0,500 1,1 0,550 0,7367 3/4 0,02424 1,192

E-F 6 0,447 1,4 0,626 0,7860 3/4 0,02424 1,357

Inodoro-G 1 1,000 0,3 0,300 0,5441 1/2 0,01897 1,061

G-F 2 1,000 0,5 0,500 0,7024 1/2 0,01897 1,769

F-H 8 0,378 1,9 0,718 0,8418 1 0,03094 0,955

Ducha-J 1 1,000 0,2 0,200 0,4442 1/2 0,01897 0,708

J-I 2 1,000 0,5 0,500 0,7024 1/2 0,01897 1,769

I-H 3 0,707 0,7 0,495 0,6989 1/2 0,01897 1,751

H-K 11 0,316 2,6 0,822 0,9007 1 0,03094 1,094

K-L 12 0,302 2,9 0,874 0,9289 1 0,03094 1,163

L-Medidor 12 0,302 2,9 0,874 0,9289 1 0,03094 1,163

𝐹. 𝑆. =1

(𝑛 − 1)0,5

𝐷 = √4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝑉𝑥39,37 𝑉 =

4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝐷𝑒2

DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA MÍNIMA NECESARIA, EN EL MEDIDOR, PARA

EL FUNCIONAMIENTO ADECUADO DEL APARATO SANITARIO MÁS

DESFAVORABLE.

De acuerdo con la configuración general de la red, se estima que el aparato más desfavorable es el inodoro, ubicada al final del tramo G-inodoro, ya que exige una presión de 7 m.c.a. para un funcionamiento adecuado y correcto. Es el aparato más alejado de la red. Características de la red hasta el aparato más desfavorable

Tramo Longitud tramo (m)

Accesorios Cantidad ᶲ de tubería

(in) Velocidad

(m/s)

K-L 7,04 Medidor 1 1 1,163

Válvula check 1 1

Codo 2 1

Tee (paso directo) 1 1

H-K 4,36 Tee (paso directo) 1 1 1,094

F-H 2,55 Tee (paso directo) 1 1 0,955

E-F 0,45 Tee (paso directo) 1 3/4 1,357

B-E 1,37 Tee (salida lateral) 1 3/4 1,192

C-B 0,44 Tee (paso directo) 1 1/2 1,501

D-C 0,88 Tee (paso directo) 1 1/2 1,415

Ducha-D 2,91 Codo 1 1/2 0,708

Pérdidas de energía por fricción (hf)

Tramo Longitud

tramo (m)

Diámetro efectivo

(m)

Velocidad (m/s)

No. De Reynolds Re=V.D/v

hf (m)

K-L 7,04 0,0309 1,1630 31535,9429 0,3799

H-K 4,36 0,0309 1,0936 29653,6060 0,2108

F-H 2,55 0,0309 0,9552 25900,5356 0,0967

E-F 0,45 0,0242 1,3567 28822,7153 0,0430

B-E 1,37 0,0242 1,192 25319,4664 0,1038

C-B 0,44 0,0190 1,5011 24957,0584 0,0678

D-C 0,88 0,01897 1,4153 23529,7403 0,1220

Ducha-D 2,91 0,01897 0,7076 11764,8702 0,1166

hf = 1,1406

Pérdidas de energía por accesorios (h i)

Tramo Accesorios ᶲ de

tubería (in)

Velocidad (m/s)

k hi

K-L Medidor 1 1,163 2,78280

Válvula check 1 1,163 2,5 0,17241

Codo 1 1,163 0,9 0,06207

Tee (paso directo) 1 1,163 0,15 0,01034

H-K Tee (paso directo) 1 1,094 0,15 0,00915

F-H Tee (paso directo) 1 0,955 0,15 0,00698

E-F Tee (paso directo) 3/4 1,357 0,15 0,01408

B-E Tee (salida lateral) 3/4 1,192 0,9 0,06518

C-B Tee (paso directo) 1/2 1,5011072 0,15 0,01723

D-C Tee (paso directo) 1/2 1,41525745 0,15 0,01532

Ducha-D Codo 1/2 0,70762872 0,9 0,02298

hi = 3,17854

Según lo establecido en la ecuación de energía y para las pérdidas por accesorios, se tiene:

Cota del medidor a ducha Presión adecuada para la ducha Anexo 1

CÁLCULO DE CAUDALES EN LA TUBERÍA VERTICAL DE LA EDIFICACIÓN

Mediante el factor de simultaneidad

El número de aparatos sanitarios por departamento es 12. n = 12

Q máx pos (lps) = 2,9 De acuerdo con el Anexo 3, el valor de simultaneidad para n=12, es: F.S. = 0,30 Q máx prob (lps) = 0,874 para cada departamento. El edificio está compuesto por un departamento tipo por piso.

Tramo

Q (lps) Q (m³/s) Diámetro mínimo

(in)

Diámetro mínimo

(m)

Diámetro efectivo

(in)

Diámetro efectivo

(m)


0,874 por piso

Anexo 6 Anexo 6

A - B 0,874 0,000874 0,9287 0,023588 1 0,03094 1,162

B - C 1,748 0,001748 1,3133 0,033358 1 1/2 0,04597 1,053

C - D 2,622 0,002622 1,6085 0,040856 2 0,05745 1,011

D - SUM 3,496 0,003496 1,8573 0,047176 2 0,05745 1,349

ZS (m) = 0 ZK (m) = 2

PK/ (m.c.a.) = 7

hf (m) = 1,1406 hi (m) = 3,1785

PS/ (m.c.a.) = 13,32


1000𝜋𝑉𝑥39,37 𝑉 =

4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝐷𝑒2

Pérdidas por fricción (hf)

Tramo Longitud

(m)

Diámetro efectivo

(m)


No. De Reynolds Re=V.D/v

hf (m)

A - B 3 0,03094 1,162 31522,13 0,161778

B - C 3 0,04597 1,053 42431,79 0,083966

C - D 3 0,05745 1,011 50929,23 0,059643

A - SUM 13,8 0,05745 1,349 67905,64 0,459153

hf = 0,7645

Pérdidas de energía por accesorios (h i)

Tramo Accesorios ᶲ de

tubería (in)

Cantidad Velocidad

(m/s) k hi

A-B Tee (salida lateral) 1 1 1,1625 0,9 0,06201

B-C Tee (salida lateral) 1 1/2 1 1,0532 0,9 0,05090

C-D Codo 2 1 1,0115 0,9 0,04695

A-SUM Codo 2 3 1,3487 0,9 0,08347

Válvula check 2 1 1,3487 2,5 0,23186

hi = 0,47519

De acuerdo con lo establecido en la ecuación de energía:

ZS (m) = 0 ZK (m) = 2

PK/ (m.c.a.) = 7

hf (m) = 0,7645 hi (m) = 0,4752

PS/ (m.c.a.) = 10,24

MÉTODO DE PRESUNCIÓN TOTAL

APARATOS SANITARIOS

Q (lps) Anexo 2

Lavamanos 0,2

Ducha 0,2

Inodoro 0,3

Lavadero 0,4

Q (lps) 1,1

Q máx prob (lps) = 1,1 para cada departamento.

El edificio está compuesto por un departamento tipo por piso.

Composición del edificio

Tramo

Q (lps) Q (m³/s) Diámetro

mínimo (in) Diámetro

mínimo (m) Diámetro

efectivo (in)

Diámetro efectivo

(m)


1,1 por piso

V = 2 m/s recomendada

Anexo 6 Anexo6

A - B 1,1 0,001100 1,0418 0,0264628 1 0,03094 1,463

B - C 2,2 0,002200 1,4734 0,0374241 1 1/2 0,04597 1,326

C - D 3,3 0,003300 1,8045 0,0458350 2 0,05745 1,273

D - SUM 4,4 0,004400 2,0837 0,0529257 2 0,05745 1,697

DISEÑO DE LA CANALETA QUE RECOGE LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL Y

ENTREGA A LAS BAJANTES

Asumiendo que la intensidad de la lluvia es de 100 mm/h/m2 ≡ 0,1 m3/h ≡ 1/36 lps

Q=C*I*A, C=1 coeficiente de escorrentía El área de la cubierta es de 139.23 m2 y, por tanto, el caudal de escorrentía es de 3,87 lps.

Pendiente

ᶲ = 4 pulg

Q= 1,93 lps

n = 0,011

Yc = 0,0602 m

Yn = 0,0523 m

V = 0,824 m/s

n = Coeficiente de rugosidad de Manning V ≥ 0,8 m/s De acuerdo con los cálculos anteriores la capacidad de la canaleta resulta suficiente, ya que su capacidad se define para el 35 o 40% del radio. Con estas condiciones se garantiza un borde libre adecuado y una velocidad aproximada de 0,8 m/s, que asegura el arrastre del posible material sedimentable.

Diseño de la bajante

Caudal por bajante = 1,93 lps D = 2,06 pulg Dcomercial en PVC = 2 pulg


1000𝜋𝑉𝑥39,37 𝑉 =

4𝑄𝑝𝑟𝑜

1000𝜋𝐷𝑒2

CÁLCULO DE CAUDALES, DIÁMETROS Y PENDIENTES DE LA RED DE AGUAS

SERVIDAS DE UN DEPARTAMENTO.

Tramo

Unidades de

descarga (Anexo 4)

Q máximo probable

(lps)

Pendiente (%)

Diámetro comercial

(in)

V tubo lleno real

(m/s) Yc (m) Yn (m)

0,75* Dcomercial

LM-A 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

WC-A 3 0,2475 2 4 1,0183 0,0153 0,0121 0,0762

A-B 5 0,3517 2 4 1,0183 0,0183 0,0143 0,0762

DCH-C 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

C-B 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

B-D 7 0,4432 2 4 1,0183 0,0206 0,0530 0,0762 LVDERO-D

2 0,1873

2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

BAN #1 9 0,5268 2 4 1,0183 0,0225 0,1740 0,0762

LM-A 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

A-B 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

WC-B 3 0,2475 2 4 1,0183 0,0153 0,0121 0,0762

BAN #2 5 0,3517 2 4 1,0183 0,0183 0,0143 0,0762

WC-A 3 0,2475 2 4 1,0183 0,0153 0,0121 0,0762

DCH-A 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

A-B 5 0,3517 2 4 1,0183 0,0183 0,0143 0,0762

B-D 5 0,3517 2 4 1,0183 0,0183 0,0143 0,0762

LM-C 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

WC-C 3 0,2475 2 4 1,0183 0,0153 0,0121 0,0762

C-D 5 0,3517 2 4 1,0183 0,0183 0,0143 0,0762

D-E 10 0,5663 2 4 1,0183 0,0219 0,1700 0,0762

DCH-E 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

E-F 12 0,6420 2 4 1,0183 0,0249 0,1920 0,0762

LM-F 2 0,1873 2 2 0,6415 0,0161 0,0130 0,0381

BAN #3 14 0,7137 2 4 1,0183 0,0263 0,0200 0,0762

Las unidades de descarga por bajante de la edificación son:

Bajante U.D. Caudal

(lps)

BAN #1 (∙3Pisos) 27 1,12109471

BAN #2 (∙3Pisos) 15 0,74841495

BAN #3 (∙3Pisos) 42 1,51902038

Diámetros para cada bajante

Bajante Caudal

(lps)

ᶲ calculado

(pulg)

ᶲ bajante (pulg)

BAN #1 1,1211 1,8262 4

BAN #2 0,7484 1,5694 4

BAN #3 1,5190 2,0465 4

A4

PROY. VOLADIZO

PUERTA PLEGADIZA

COMEDOR

DE DIARIO

PROY. CAMPANA

PROY. MUEBLE ALTO

PROY. RACK/TV.

2.55 .90

.60 1.20 .60 .15 .90

1.79 .80

.60

101°

3.45

.15

3.95

.50 1.70 .15 .80 .80.30

PLANTA DEL APARTAMENTO TIPO CON LA UBICACIÓN DE LOS APARATOS

SANITARIOS

A4

PROY. VOLADIZO

PUERTA PLEGADIZA

COMEDOR

DE DIARIO

PROY. CAMPANA

PROY. MUEBLE ALTO

PROY. RACK/TV.

2.55 .90

.60 1.20 .60 .15 .90

1.79 .80

.60

101°

3.45

.15

3.95

.50 1.70 .15 .80 .80.30

M

PLANTA DEL APARTAMENTO TIPO CON LA RED DE AGUA POTABLE

3.9

03.1

4

4.3

6

2.5

5

.43

1.3

7

2.4

5

.66

.46

.52

1.2

8

5.8

3

.48

.43

.88

.88

.44

.42

1.4

5

K

I

J

G

E

C

D

A

F

H

A4

VISTA ISOMÉTRICA DE LA RED DE AGUA POTABLE E

IDENTIFICACIÓN DE LOS TRAMOS

B

Tramo Longitud (m)

Lavamanos-A 0,88

A-B 2,87

Ducha-D 0,91

D-C 0,88

C-B 0,44

B-E 1,37

E-F 0,43

Inodoro-G 1,80

G-F 5,83

F-H 2,55

Ducha-J 1,45

J-I 0,66

I-H 0,46

H-K 4,36

K-L 3,14

L-Medidor 3,90

A4

PROY. VOLADIZO

PUERTA PLEGADIZA

COMEDOR

DE DIARIO

PROY. CAMPANA

PROY. MUEBLE ALTO

PROY. RACK/TV.

2.55 .90

.60 1.20 .60 .15 .90

1.79 .80

.60

101°

3.45

.15

3.95

.50 1.70 .15 .80 .80.30

PLANTA DEL APARTAMENTO TIPO CON LA RED DE DESAGUE

Convenciones

W.C. Inodoro

LM Lavamanos

DCH Ducha

LVDERO Lavadero

- Punto de conexión del aparato sanitario

a la red de aguas servidas

- Bajante de aguas servidas (BAN)

- Tubería de ventilación (T-VEN)

LVDERO

W.C.

W.C.

W.C.

W.C.

LM

LM

LM

LM

DCH

DCH

DCH

BAN #2

BAN #1

BAN #3

T-VEN

T-VEN

T-VEN

B

C

A

D

A

B

A

B

D

C

EF

A4

TRAZADO DE LA RED DE DESAGÜE E IDENTIFICACIÓN DE LOS TRAMOS

Tramo Longitud (m)

LM-A 0,46

WC-A 0,47

A-B 1,25

DCH-C 0,35

C-B 0,47

B-D 2,36

LVDERO-D 1,97

BAN #1 0,00

LM-A 1,36

A-B 0,08

WC-B 0,25

BAN #2 0,18

WC-A 1,26

DCH-A 0,14

A-B 0,96

B-D 0,34

LM-C 0,70

WC-C 0,64

C-D 1,44

D-E 0,48

DCH-E 0,17

E-F 0,19

LM-F 0,74

BAN #3 0,30

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