Instalaciones Hidráulicas Sanitarias - ESIA Zacatenco

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

I.P.N

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

E.S.I.A ZACATENCO

PROFESOR:

ING. VICTOR RAMIREZ PINEDA CÁLCULISTAS:

ALARCON RÍOS RICARDO CISNEROS AKÉ JESÚS REYES SÁNCHEZ JORGE ASIGNATURA:

INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS ACADEMIA:

SANITARIA GRUPO:

9CV3

MEXICO, D.F.; A 7 DICIEMBRE DE 2010


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MEMORIA DESCRIPTIVA DATOS DE LA OBRA: PROPIETARIO: CALCULISTAS: USO DEL INMUEBLE: UBICACIÓN: DESCRIPCION DEL EDIFICIO Constará de 5 niveles: Piso 1: Piso 2 a Piso 4: Piso 5: DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA Las instalaciones hidráulicas y sanitarias estarán formadas con los siguientes criterios:

RESIDENCIAL “VERONA” FLORESTA COUNTRY CLUB S.A. DE C.V. ALARCON RÍOS RICARDO CISNEROS AKÉ JESÚS REYES SÁNCHEZ JORGE RESIDENCIAL. MZA. XXXI LT. 2 AV. CLUB DE GOLF, LOMAS COUNTRY CLUB, HUIXQUILUCAN; EDO.DE MEXICO. Dara lugar a el área de recepción, escaleras, gerencia, gimnasio, áreas recreativas tales como cuartos de mantenimiento y limpieza, además de estacionamiento con cajones en 5 pisos. Piso 2 a Piso 4 constara de dos departamentos tipo, elevadores, sanitarios y escaleras. Planta Azotea, dará lugar a cuando menos dos tinacos, con capacidad de 2200 litros como suministro en caso de haber fallas en los hidroneumáticos. TUBERIA DE COBRE TIPO “M” DIAMETRO DE TUBERIA EN mm TODAS LAS TUBERIAS VISIBLES

VERTICALES DEBERAN QUEDAR DEBIDAMENTE SUJETAS CON SOPORTES A CADA 1.50 m. COMO MAXIMO. Y LAS HORIZONTALES A CADA 3.00 m. COMO MAXIMO.

LAS TUBERIAS HIDRAULICAS, DEBERAN SER PROBADAS HIDROSTATICAMENTE A UNA PRESION DE 8.8 Kg/cm2 DURANTE 24 H., EN LA CUAL NO DEBE PRESENTARSE PERDIDA APRECIABLE DE PRESION.


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PRUEBA PARA TUBERÍA DE COBRE. La prueba consiste en lo siguiente: 1.- Llenado de la tubería con agua a baja presión, lo cual tiene por objeto eliminar lentamente el aire del sistema y detectar las posibles fugas graves de la instalación. 2.- Aumento de la presión al doble de la presión de trabajo pero en ningún caso a una presión menor de 8.8Kg/cm2 (125Lbs/in2). La duración mínima de la prueba será de 3 horas y la máxima de 5. Después de realizada la prueba, deberán dejarse cargadas las tuberías soportando la presión de trabajo hasta la colocación de muebles y equipos. Para verificar esto, deberán permanecer instalados los manómetros en lugares de fácil observación. 3.-Las pruebas deberán hacerse por secciones a medida que se vayan terminado estas y antes de terminar los trabajos relativos a albañilería, a fin de detectar las posibles fugas y corregirlas de inmediato. 4.-Los extremos abiertos de los tubos y conexiones deben estar cerrados con tapones. 5.-Se deberán colocar válvulas eliminadoras de aire y otro dispositivo adecuado al inicio de la prueba con el objeto de que el aire que ocupe la tubería pueda ser eliminado para evitar averías en el sistema. 6.-Cuando no existan fugas durante la prueba ni posteriormente a estas, durante el tiempo que existan cargadas las tuberías y se observe que la presión del manómetro desciende, se verificara si este se encuentra en buen estado, o si existen fallas de la bomba de prueba o de la válvula de retención. Una vez verificado lo anterior y que se encuentra en buenas condiciones, se procederá a recorrer nuevamente las líneas examinando todas las uniones hasta descubrir la fuga en la tubería. 7.-Se tomara en cuenta la expansión que sufre el agua con el incremente de la temperatura; por lo tanto, se evitara llevar a cabo la prueba cuando existan cambios bruscos de temperatura. 8.-Para que proceda la prueba, la tubería deberá estar totalmente soportada y sin forro. VELOCIDADES PERMISIBLES La velocidad mínima es aquella con la cual no se presentan depósitos de sólidos suspendidos en las atarjeas que provoquen azolves y taponamientos; su valor es de 0.3 m/s, considerando el gasto mínimo. Adicionalmente, debe asegurarse que el tirante correspondiente a esta velocidad tenga un valor mínimo de 1.0 cm en casos de pendientes máximas y de 1.5 cm en casos de pendientes mínimas. La velocidad máxima es el límite superior de diseño, con el cual se trata de evitar la erosión de las paredes de los conductos y estructuras.


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DIAMETROS PERMISIBLES Diámetro mínimo. Para evitar obstrucciones, el diámetro mínimo en las tuberías de drenaje de aguas negras debe ser de 20 cm. Diámetro máximo. La selección del diámetro máximo depende de las velocidades permisibles, aprovechando al máximo la capacidad hidráulica del tubo trabajando a superficie libre. SISTEMAS HIDRONEUMATICOS El sistema de hidroneumáticos se requerirá siempre de una instalación adicional de otro hidroneumático que funcione en caso de emergencia o de manera alternada. Cuando los sistemas de drenaje de la edificación sean de tipo separado (sanitario y pluvial), se deberá aprovechar al máximo el uso de las aguas pluviales captadas en las épocas de lluvias, con la finalidad de fomentar el ahorro de agua potable. Esta disposición se observará particularmente en industrias cuyos procesos no requieran uso obligatorio de agua potable. Para el caso de las industrias, es obligatorio el que aprovechen las aguas pluviales a captar dentro del predio, debido a que la mayoría de éstas, en algunos procesos, no requieren el uso obligatorio de agua potable. Las edificaciones que requieran de licencia de uso del suelo se deberán sujetar a lo dispuesto por la legislación ambiental y demás ordenamientos aplicables. Estas edificaciones deberán contar con instalaciones para separar las aguas pluviales, jabonosas y negras, las cuales se canalizarán por sus respectivos albañales para su uso, aprovechamiento o desalojo. Las instalaciones de infraestructura hidráulica y sanitaria que deban realizarse en el interior de predios de conjuntos habitacionales, industriales, comerciales, de servicios, mixtos y otras edificaciones de gran magnitud que requieran de licencia de uso del suelo, deberán sujetarse a las disposiciones que emita la Administración. Las instalaciones hidráulicas de baños y sanitarios deberán tener llaves de cierre automático o aditamentos economizadores de agua; los excusados tendrán una descarga máxima de seis litros en cada servicio; las regaderas y los mingitorios tendrán una descarga de diez litros por minuto, y los dispositivos de apertura y cierre de agua que evite su desperdicio; los lavabos, tinas, lavaderos de ropa y fregaderos tendrán llaves que no permitan más de diez litros por minuto.


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MEMORIA DE CÁLCULO A continuación se presenta el cálculo de un sistema hidroneumático para el Residencial Verona, y en el cuenta con cinco niveles. Planta Baja y Cuatro Plantas Tipo. En la planta tipo cuenta con dos departamentos de tres recamaras más un cuarto de servicio. CÁLCULO DE LOS USUARIOS Dotación: 200 lts/hab./día (por contar con un área mayor a los 90 m2, según las Normas Técnicas Complementarias en Hidráulica) Departamento 1: 3 recamaras * 2 hab.= 6hab.+1cto. De servicio= 7hab.+1hab= 8hab. Departamento 2: 3 recamaras * 2 hab.= 6hab.+1cto. De servicio= 7hab.+1hab= 8hab. Total de habitantes = 16 hab. * 5 plantas tipo= 80 hab. Dotación: 200 lts/hab./día * 80 hab. = 16’000 lts. ≈ 16 m3


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푄푚푒푑 = 16000푙푡푠

86400= 0.19푙.푝. 푠

Qmáxdia = 0.19 ∗ 1.2 = 0.23l. p. s

Qmáxdia = 0.19 ∗ 1.5 = 0.29l. p. 푠

DISEÑO DE LA CISTERNA La cisterna estar diseñada para tres días, es decir;

16푚 ∗ 3푑푖푎푠 = 48푚

2.00 m

6.00 m

4.00 m

CÁLCULO DE LAS U.M. POR NIVELES

UM DE ALIMENTACION EN PLANTA BAJA

MUEBLES GASTO U.M. P.B. TOT. U.M.

LAVABO 1 10 10

W.C. 3 8 24

TARJAS 2 2 4

REGADERAS 2 4 8

MINGITORIOS 2 4 8

LAVADORAS 2 0 0

TOTAL 54


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UM DE ALIMENTACION EN DEPARTAMENTOS

MUEBLES GASTO U.M. P.2 A P.12 TOT. U.M.

LAVABO 1 48 48

W.C. 3 40 120

TARJAS 2 16 32

REGADERAS 2 40 80

MINGITORIOS 2 0 0

LAVADORAS 2 16 32

TOTAL 312

TOTAL U.M. 366

DE ACUERDO A LA SIGUIENTE GRAFICA Y DE ACUERDO CON EL TOTAL DE UNIDADES MUEBLE DEL EDIFICIO, SE TIENE: Qb= 366 U.M. = 420 l.p.m /60 seg = 7.0 l.p.s (obtenido de la grafica “ESTIMACION DE LA DEMANDA L.P.M.)


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CÁLCULO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA. DE ACUERDO A LA ECUACION DE CONTINUIDAD, SE TIENE:

푄 = 푉 ∗ 퐴 SUSTITUYENDO EL AREA Y DESPEJANDO, EL DIAMETRO; SE TIENE:

퐷 = 4 ∗ 푄휋 ∗ 푉

TOMANDO UNA VELOCIDAD DE 2 m/Seg.

퐷 = 4 ∗ 0.007푚

휋 ∗ 2푚푆= 0.067푚 = 66.75푚푚 ≈ 70푚푚 ≈ 7푐푚


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D de descarga= 68 mm D de succión= 76 mm CÁLCULO DE LAS PERDIDAS POR FRICCIÓN.

Hsf (Perdida de fricción por succión ᴓ 76) H= 18 m Hs= 3.0 m Tubería 2.0 m V. de globo 16.0 m V. check horizontal 16.0 m 2 Codos de 90 8.0 m Tee contra C 7.0 m Pichancha 12.0 m 61.0 m

퐾 =10.3 ∗ 푛

퐷=

10.3 ∗ 0.009

0.076= 776.80

Hf= L*K*Q2

Hf= 61.0m * 776.80*.0072 m3= 2.3 m

Hsf (Perdida de fricción por descarga ᴓ 68)

Tuberia 18.0 m V.ret. Vertical 7.2 m Tee contra C 6.5 m V. compuerta 0.95 m Tee de paso s/Q 0.75 m 3 codos de 90 6.5 m 39.90 m

퐾 =10.3 ∗ 푛

퐷=

10.3 ∗ 0.009

0.068= 1408.90

Hf= L*K*Q2

Hf= 39.90 m * 1408.90*.0072 m3= 2.75 m

ALTURA DINAMICA TOTAL

C.D.T.=H + hs + hfs + hfd + hv + ho

C.D.T.= 18 m + 3.0 m + 2.3 m + 2.75 m + 20 m= 46.10 m C.D.T.= 46.10 m DIFERENCIAL= 20 m


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PARO = 66.10 m Qb = 7.0 L.P.S; Solo Se Tomara La Mitad Para El Cálculo De La Bomba CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE LA BOMBA

푃 = 퐶.퐷.푇.∗ 푄푏

76 ∗ 푛

푃 = 66.10.∗ 3.5

76 ∗ 0.5 = 6.08퐻푃 ≈ 7.5퐻푃

SE COLOCARAN TRES BOMBAS DE 2.5 HP Se utilizara un equipo triplex el cual constara de: 3 bombas en la cual cada una proporcionara el 50% de gasto y 100% de altura Tanque hidroneumático Cisterna Tablero de Fuerza y control Lote de accesorios Compresora

CAPACIDAD DEL TANQUE HIDRONEUMÁTICO

푉푡 = 900 ∗ 푄푏

휑 ∗ (1−푊) ∗ 푃푎∆푃

푉푡 = 900 ∗ 19퐿.푃푆12 ∗ (1 − 0.2) ∗

2.0 퐾푔푐푚2

1.2 퐾푔푐푚2

= 2968.75푀3

POR TANTO SE UTILIZARA UN TANQUE HIDRONEUMATICO CON UN GASTO DE BOMBEO DE 5 L.P.S; Y CAPACIDAD DE 3090 LITROS; DE LAS CUALES SUS DIMENSIONES DEL MISMO SERAN DE 1.06 M DE DIAMETRO Y 3.65 M DE LARGO.


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CALCULO DE LA COMPRESORA DE AIRE

푄푐 = 푉푡

2000푃푏푃푎

(1−푊) − 1

푄푐 = 432000

20002.6 푘푔

푐푚22.0 푘푔

푐푚2(1− 0.2)− 1 = 8.64푚3 = 8640푙푡푠.

Por tanto la potencia del motor de la compresora de aire será de 2.0 caballos de potencia.

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