VIVIENDA MULTIFAMILIAR

Instalaciones en edificaciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: INSTALACIONES EN EDIFICACIONESDocente: Zenon Mellado Vargaz

TRABAJO ENCARGADOTrabajo final

ALUMNO:CASTILLO QUISPE, Henry Abad

SEMESTRE: VIIIPUNO – PERU

2013VIVIENDA MULTIFAMILIAR

1.- Dotación de Agua del Edificio

1.1.- Dotación del Edificio

Se tiene una edificación multifamiliar conformada por:

- primer nivel 1 familia 3 dormitorios

Castillo Quispe Henry Abad Página 1


- segundo nivel 3 familias 2 dormitorios

- tercer nivel 3familias 2 dormitorios

Según el RNE

Para viviendas multifamiliares la dotación será:

Entonces la dotación total será 1200+(3*850)+(3*850)=6300 l/d

1.2.- Agua contra incendio

1.2.1.- Sistema contra incendio

No se considera ningún sistema contra incendio puesto que nuestro edificio no cumple ningún requisito de los sistemas estipulados por el REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES detallados a continuación:

SISTEMA DE TUBERÍA Y DISPOSITIVOS PARA SER USADOS POR LOS OCUPANTES DE EDIFICIO.

Será obligatorio el sistema de tuberías y dispositivos para ser usado por los ocupantes del edificio, en todo aquel que sea de más de 15 metros de altura.

JUSTIFICACIÓN:

Nuestra edificación cuenta con solo 8.95 m de altura total.

SISTEMA DE TUBERÍA Y DISPOSITIVOS PARA SER USADOS POR EL CUERPO DE BOMBEROS

Se instalarán sistemas de tuberías y dispositivos para ser usados por el Cuerpo de Bomberos de la ciudad, en las plantas industriales, edificios de más de 50 m de altura.

JUSTIFICACIÓN:

Nuestra edificación cuenta con solo 8.95 m de altura total.



SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS

Edificaciones usadas para manufactura, almacenaje de materiales o mercadería combustible.

Playas de estacionamiento cerradas y techadas. Talleres de reparación automotriz.

JUSTIFICACIÓN:

Nuestra edificación no es ninguno de los establecimientos mencionados para los SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS.

1.2.2.- Dotación contra incendio

Considerando un mínimo riesgo y utilizando el GRÁFICO PARA AGUA CONTRA INCENDIO DE SÓLIDOS (Ver ANEXO Nº 01) del Reglamento Nacional de Edificaciones.

Obtenemos un volumen contra incendio de: 5m³.

1.3.- Resumen de la dotación total

Dotación del edificio: 6300 Litros/dia Dotación contra incendio: 5000 Litros/diaLa dotación total será: 11300 Litros/dia

2.- Capacidad del Cisterna y Tanque Elevado

Según el REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES cuando sea necesario emplear una combinación de cisterna, bombas de elevación y tanque elevado, la capacidad de la primera no será menor de las 3/4 partes de la dotación diaria y la del segundo no menor de 1/3 de dicha volumen, cada uno de ellos con mínimo absoluto de 1000 litros.

Entonces para una dotación total, calculada en el paso anterior, de 11300 Litros/día se tendrá:

2.1.- Capacidad del Tanque Elevado

Capacidad Tanque Elevado = (1/3) (11300 Litros/día) = 3766.6 Litros

= 3.7 m³

2.2.- Capacidad del Cisterna

Capacidad Cisterna = (3/4) (11300 Litros/día) = 8475 Litros

= 8.4 m³



3.- Dimensionamiento del cisterna y tanque elevado

3.1.- Dimensionamiento del Cisterna

Datos:

Capacidad Cisterna = 8.4 m³ a= 1.20 m b= 3.35 m

Calculando:

h= (10.68 )/(1.2 m * 3.35 m)= 2.08 m se asumirá: h = 2.1 m Además considerando una altura libre de: h libre = 0.40 m Entonces se tendrá una altura total de: h total = 2.5 m

3.2.- Dimensionamiento del Tanque elevado

Datos:

Capacidad Tanque Elevado = 4.7 m³ a= 1.90 m b= 2.50 m

Calculando:

h= (4.7 m³) / (1.9 m * 2.5 m) = 0.98 m se asumirá: h = 1.10 m (se considera más 0.10 m por el volumen ocupado por el ROMPE AGUA)


h=2.5


Además considerando una altura libre de: h libre = 0.40 m Entonces se tendrá una altura total de: h total = 1.40 m

4.- Redimensionando Capacidad del Cisterna y Tanque Elevado

Como la altura de la cisterna y del tanque han sido modificados, en la primera por una cuestión de redondeo y en la segunda por un volumen adicional, entonces el volumen inicialmente considerado debe ser corregido:

4.1.- Redimensionando la capacidad de la cisterna:

Capacidad Cisterna = (1.2 m)*(3.35 m)*(2.5 m) = 10.05 m³

Se asumirá: 10.1 m³

4.2.- Redimensionando la capacidad del tanque:

Capacidad Tanque = (1.9 m) * (2.5 m) * (1.1 m) = 5.23 m³

Se asumirá: 5.25 m³

5.- Cálculo de la Tubería de Alimentación de la Red Pública hasta la Cisterna

5.1.- Procedimiento de cálculo

El problema consiste en calcular el gasto de entrada y la carga disponible seleccionándose luego el medidor, tomando en cuenta que la máxima pérdida de carga que debe consumir el medidor debe ser el 50% de carga disponible.



Obteniendo así la verdadera carga del medidor, se obtendrá la nueva carga disponible, procediéndose luego mediante tanteos de diámetros, a seleccionar el más conveniente.

5.2.- Consideraciones iniciales

Según el reglamento la presión en la red pública en el punto de conexión del servicio, puede variar entre 20 y 30 lb/pulg². Ya que nos encontramos en la ciudad de Puno se considera el más crítico es decir 20 lb/pulg².

El cálculo de la tubería de alimentación se calculó considerando que la cisterna se llena en un período de 3 horas (1 de la mañana a 4 de la mañana).

Presión en la red pública: 20.00 libras/pulg² Presión mínima de agua a la salida de la cisterna : 2.00 m Desnivel entre la red pública y el punto de entrega a la cisterna : 1.00 m

(Se considera un 1.00 m debido a las fuertes pendientes que se presenta la ciudad de PUNO en sus calles)

Longitud de la línea de servicio : 12m La cisterna debe llenarse en un período de : 3.00 horas = 10800 seg Volumen de la cisterna: 10.90m³ = 10900 Litros Accesorios a utilizar:

1 Válvula de paso

1 Válvula de compuerta

2 Codos de 90°

5.3.- Cálculo del gasto de entrada:

Q=volumen/tiempo =8400/10800 =0.78litros/seg

=12.32galon/min

Factor de conversion multiplicativoLitro 0.26417287 0.2642 galón(US)

litros/seg 0.26417287 0.2642 galón/seglitros/seg 15.8503725 15.85 galón/min

5.4.- Cálculo de la carga disponible:

H : Carga disponible ?PR : Presión en la red 20.00 lbf/pulg² = 14.06 mPS : Presión a la salida 2.00 m = 2.84 lbf/pulg²HT : Altura red a cisterna 1.00 m = 1.42 lbf/pulg²


H¿PR−PS−HT


Factor de conversion multiplicativom.c.a. 1.42233433 1.4223 lbf/pulg²

lbf / pulg² 0.70306958 0.7031 m.c.a.

Entonces: 20 - 2.84 - 1.42 = 15.73 lbf/pulg²o también: 14 - 2 - 1 = 11.06 m

Hൌ��ோ��ൌ��ௌ��ൌܪ� ��=Hൌ��ோ��ൌ��ௌ��ൌܪ� ��=

5.5.- Selección del medidor:

Siendo la máxima pérdida de carga del medidor el 50% de la carga disponible, se tiene: H = 50% (15.73lbf/pulg²) = 7.87 lb/pulg²

Según el ábaco de medidores (Ver ANEXO Nº 02) se tiene para un caudal de gasto de entrada de: 16.00 galón/min se tiene:DIÁMETRO PÉRDIDA DE CARGA

pulg lb/pulg² m5 / 8 15.10 10.623 / 4 5.20 3.661 2.10 1.48

Elegimos: 3.66

Seleccionamos el medidor de 3/4" con una pérdida de carga de 5.2 lb/pulg² (3.66m)

Entonces la nueva pérdida de carga es: H=15.73 lb/pulg² - 5.2 lb/pulg² = 10.53 lb/pulg²

Por lo tanto se asumirá un diámetro de 3/4" también para los accesorios.

5.6.- Selección del diámetro de tubería:

Longitud equivalente por accesorios: (Ver ANEXO Nº 03)

Longitud equivalente por accesorios:

1 Válvula de paso de 3/4" = 0.164 m1 Válvula de compuerta de 3/4" = 0.164 m2 Codos de 90° de 3/4" = 2 * 0.648 = 3.886 m

Longitud equivalente= 4.215 m

Longitud Total:

Longitud Total:DATO: Longitud de la línea de servicio : 12.00 mCALCULADO: Longitud equivalente por accesorios: 4.215 m

Longitud Total= 16.21 m



Perdida de carga en metros por 1000 metros

Fórmula de Hazen Williams (Mecánica de los Fluidos I , WENDOR CHEREQUE MORAN, pag. 172)

Donde: Q: Caudal en m³/segCH: Coeficiente de rugosidadS: Pendiente (Pérdida de carga en metros por 1000 metros)D: Diámetro de tubería en pulg.

Entonces para:Cáudal de gasto de entrada Q de: 0.778 Litros/seg = 0.0007778 m³Diámetro (en pulgadas) de: 3/4 pulgCoeficiente de rugosidad (CH) 140

469.931000

= 0.47 m/m =

� ൌ��ͲǤͲͲͲͲͳ ଶǤଷܦ��ܥ � Ǥହସ

� ൌ��

ͲǤͲͲͲͲͳ ��ܥ ଶǤଷܦబǤఱర

esto quiere decir 469.93 por cada 1000m

La nueva longitud total será: H = 16.21 * 0.47 = 7.62 metros:

5.7.- Verificando:

H < 8.40 ok ¡¡¡ (El diámetro de la tubería es correcto)

H > 8.40 mal ¡¡¡ (Redimensionar el diámetro de la tubería)

Entonces: (H = 10.52) > 8.40 ok ¡¡¡ (el diámetro de la tubería es correcta)

5.8.- Conclusión

Diámetro del medidor: 3/4"

Diámetro tubería de entrada: 3/4"

6.- Equipos de Impulsión para Suministro de Agua en Edificaciones

DATOS:

Volumen del Tanque: 5.25 m³ = 5250 Litros

Longitud equivalente de la línea de succión: 3.41 m

Longitud equivalente línea de impulsión: 19.45 m

El tanque debe llenarse en un período de: 2.00 horas = 7200 seg

6.1.- Cálculo del gasto de impulsión:

Litrosseg

= 0.72972005250

Litros/seg


Q=VolumenTiempo

=¿


6.2.- Cálculo del diámetro de las líneas de impulsión de las bombas

Este diámetro se obtiene directamente del cuadro "Diámetros de las tuberías de impulsión en función del gasto de bombeo" del libro de " Instalaciones en Edificaciones", ENRIQUE JIMENO BLASCO, pág. 145

Litros Hasta 0.50 20 mm 3/4 pulgseg Hasta 1.00 25 mm 1 pulg

Hasta 1.60 32 mm 1 1/4 pulg

Se utilizara el diámetro inmediato superior es decir: Hasta 3.00 40 mm 1 1/2 pulg

25 mm = 1 pulg Hasta 5.00 50 mm 2 pulgHasta 8.00 65 mm 2 1/2 pulgHasta 15.00 75 mm 3 pulgHasta 25.00 100 mm 4 pulg

Gastos de bombeo (L.p.s.)

Diámetro de la Tubería de impulsión

= 0.729 Litros/seg52507200

� ൌ�� ݑ ݑ �� ൌ��

6.3.- Cálculo de la diámetro de las tuberías de succión:

Según el reglamento la tubería de succión debe ser siempre de un diámetro mayor que la tubería mayor que la tubería de impulsión.

Para nuestro diseño consideramos el diámetro comercial inmediato superior es decir: 31.75 mm= 1 ¼ pulg

6.4.- Calculo de las Características del Equipo:

6.4.1.- Cálculo de la pérdida de carga total por Succión

6.4.1.1.- Cálculo de la velocidad real

6.4.1.2.- Calculo de la gradiente hidráulica real (S real)

6.4.1.3.- Longitud equivalente (Le)

La longitud en la línea de succión es: Le = 1.10 (3.41) = 3.75 m

6.4.1.4.- Calculo de Pérdida de carga por succión:



6.4.2.- Cálculo de la pérdida de carga total por Impulsión

6.4.2.1.- Cálculo de la velocidad real

Donde: Q : Caudal (m³/seg) = 0.729 Litros/seg = m³/segø : Diametro comercial (m) = 25.4 mm = 1 pulgAcomercial : Área comercial de tubería (m²) = ?vreal : Velocidad real (m/seg) = ?

Entonces remplazando en las formulas:Acomercial = m²vreal = m/seg

0.0007292

0.00050671.4390288

ܣ ൌߨ�� ଶ

Ͷ� ൌݒ�� ܣכ ՜ ݒ ൌ��

ܣ

6.4.2.2.- Calculo de la gradiente hidráulica real (S real)

Donde: Q: Caudal (m³/seg) = 0.729 Litros/seg = m³/segCH: Coeficiente de rugosidad = 140R: Radio hidráulico (m) = (25.4/1000)/4= mø: Diametro comercial (m) = 25.4 mm = 1 pulgSreal: Gradiente hidráulica real = ?A: Área de la tubería (m²) = m²

Despejando S: 102.93

1000

0.0007292

=

0.006

= m/m0.10293

0.0005067

� ൌ��ͲǤͷ��ܥܣ� Ǥଷ � ǤହସǢ� �� ǣ�ݏ ൌ��

Ͷ

� ൌ�� ͲǤͷ ܣ ��ܥ � Ǥଷ

బǤఱర

6.4.2.3.- Longitud equivalente (Le)

La longitud en la línea de succión es: Le = 1.25 (19.45) = 24.31 m

6.4.2.4.- Calculo de Pérdida de carga por Impulsión:

Pérdida de carga (hreal)Longitud equivalente (Le)

Entonces: Pérdida de carga en la línea de impulsión (hreal) = (Longitud equivalente Le) x (Sreal) =

= ( 24.31 m ) x ( 0.10293 ) = 2.5025 m

Sreal = 0.1029 =



6.5.- Cálculo teórico de la potencia de la bomba

Donde:Hp : Potencia de la bomba (hp) = ?Q : Gasto de bombeo (Litros/seg) = 0.729 Litros/segHt : Pérdida de carga total (m) = 0.13 + 2.503 = 2.633 me : Eficiencia de la bomba ( de 60% a 70%) = 65%

(0.729 lts/seg)*(2.633m + 3.41 m + 19.45 m)75 * (65%)

0.38130 hp=

ܪ� ൌ�� ௧ܪͷ ��

ܪ� ൌ�� ௧ܪͷ �� ൌ��

Fórmula utilizada del libro de " Instalaciones en Edificaciones", ENRIQUE JIMENO BLASCO, pág. 148



AnexosAnexo Nº 1.- GRÁFICO PARA AGUA CONTRA INCENDIO DE

SÓLIDOS

Donde:

Q: Caudal de agua en L/S para extinguir el fuego R: Volumen de agua en m³ necesarios para reserva. g: Factor de Apilamiento:

0.9 : Compacto

0.5 : Medio

0.1 : Poco Compacto

Riesgo: Volumen aparente del incendio en m³



Anexo Nº 2.- PERDIDA DE PRESIÓN EN EL MEDIDOR TIPO DISCO


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