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• FRANKLIN LUIS TESEN MUÑOZ

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INSTALACIONES SANITARIAS

EQUIPOS DE CALENTAMIENTO CALENTADORES DE AGUA

1. CLASIFICACIÓN Se clasifican de acuerdo con el agente empleado en la producción de calor; puede ser carbón, gas, full-oil, vapor o electricidad. Las características de un calentador de agua son: el número de litros por hora que suministra y el número de grados al que eleva la temperatura; para el servicio doméstico el agua caliente se suministra a 55°-60°; par restaurantes y otros casos especiales se requiere a veces temperaturas de 70°-80° c.

2. CALENTADORES ELÉCTRICOS Consiste de un depósito metálico revestido con un material aislante y encerrado dentro de una envolvente también metálica. Tienen un gran inconveniente por el alto costo que representa la calefacción eléctrica. Para amortiguar este alto costo en algunas poblaciones se han establecido tarifas más bajas para el consumo hecho fuera de las horas de máximo consumo (horas punta). Para estos casos se construye unos calentadores formados por un depósito bien aislado con dos elementos eléctricos de calentamiento, uno para las horas de tarifa normal y otro para horas de tarifa rebajada, accionadas por interruptores horarios automáticos, y con reguladores de presión y temperatura. Tienen otro inconveniente que es el alto costo de su mantenimiento y volumen limitado de almacenamiento; por lo general se usan de capacidades de (80-100 litros); pero hay también capacidades de 50,150 y 200 litros. Sus elementos principales son: Una resistencia eléctrica que permite calentar el agua. Un termostato regulable que interrumpe la corriente cuando la temperatura alcanza un cierto límite y lo restablece nuevamente al descender hasta otro limite, ambas citadas de antemano. Debe así mismo poseer un termostato de comprobación.

Ubicación Se ubican preferentemente en el ambiente que se va a servir; también se puede colocar en zonas libres, patios de servicio, en azoteas. Por lo general los arquitectos lo ubican en closet; dentro de los baños es una buena solución. Nota En una vivienda por lo general se colocan 2 thermos.

3. CALENTADORES A GAS: Existen dos tipos de calentadores a gas; los instantáneos y los que tienen acumulador. 3.1.

Calentadores Instantáneos o Continuos:

Estos producen el agua en forma instantánea y no tienen depósito de reserva de agua caliente. La entrada de gas se regula de acuerdo con el caudal de agua que pasa a través del calentador y se aumenta automáticamente la cantidad de gas que alimenta las llamas. El agua circula por un serpentín de tubo de cobre, siendo calentado por un mechero de gas aplicada en la parte inferior del serpentín. Para esos

calentadores es necesario de una buena presión de agua y de un abundante y regular suministro de gas.

3.2.

Calentadores con Deposito Acumulador:

Están formados por un depósito servido por un serpentín de menor capacidad que el empleado en los calentadores instantáneos de igual capacidad. El agua del tanque pasa al serpentín donde se calienta periódicamente, a medida que lo requiere la temperatura deseada. Cuando se saca agua caliente del tanque, este se acaba de llenar de agua fría y el termostato abre la válvula de gas y este se enciende por medio de una llama piloto. Este tipo de calentador se fabrica con tanques de 300 a 2500 litros.

Ubicación Se los ubica en los baños, pasadizos, etc. Con estos calentadores se puede repartir agua a toda la casa y la tubería a emplearse debe ser de cobre.

INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE

INTRODUCCION La provisión del servicio de agua potable fría, tiene carácter obligatorio, pero no loes el suministro de agua caliente para las clases habitación, edificios de oficinas, escuelas, etc. El uso de agua caliente se considera en cierto modo como una comodidad que se ha incorporado a los hábitos de la población, es una necesidad en los hospitales, hoteles y en muchos procesos industriales. Las instalaciones de agua caliente se destinan a los baños, higiene, utilización en cocinas, en el lavado de ropa y vajillas, con finalidades médicas o industriales, pero en general estas instalaciones deben proporcionar: a) Una garantía de funcionamiento de agua que sea suficiente, sin ruido, con temperatura adecuada a la baja presión necesaria para el perfecto funcionamiento de las piezas o muebles sanitarios de utilización. b) La preservación rigurosa de la calidad del agua. Las temperaturas más usuales son:

Uso personal en baños o para higiene

35° a 50°C

En cocinas (disolución de grasas)

60° a 70°C

En lavanderías

75° a 85°C

En aplicaciones médicas (esterilización) 100°C o mas

El suministro o abastecimiento de agua caliente se hace por medio de tuberías que están separadas de las de agua fría y pueden ser de tres sistemas: a) Calentamiento individual o local b) Calentamiento central privado (domiciliar) c) Calentamiento central de edificio Los sistemas individuales generalmente se adaptan a viviendas individuales, edificios de departamentos y conjuntos de viviendas, de esta manera cada unidad

o vivienda se hace cargo de su instalación de agua caliente (uso, regulación), de la temperatura, mantenimiento, etc. En los sistemas de calentamiento central un conjunto de unidades o vivienda s comparten una misma fuente de calentamiento y las tuberías principales de distribución. Para el calentamiento se usan artefactos de gran capacidad o conjuntos de artefactos (tanques de almacenamiento de agua caliente o calentadores) de mediana capacidad. Estos sistemas en general son los más apropiados para grandes consumes (hoteles, escuelas, hospitales, centros deportivos, industrias, etc.), porque normalmente resultan más económicos que el uso de varios sistemas individuales. En cierto tipo de instalaciones puede haber un sistema central combinado, es decir, con calentamiento central y con calentadores de tipo individua para ciertas aplicaciones. Los sistemas de calefacción pueden estar alimentados de distintas fuentes de energía, como son: 

GAS: en sus distintas modalidades, en red de distribución de gas natural, envasado en cilindros portátiles o en tanques estacionarios.



ELECTRICIDAD



COMBUSTIBLES LIQUIDOS (kerosene, diáfano, etc.)



COMBUSTIBLES SOLIDOS (leña, carbón, etc.)



ENERGIA SOLAR

En el sistema de calentamiento individual o local (calentadores), el agua fría se saca de las columnas normales de abastecimiento, al contacto con una fuente de producción de calor (gas, aceite, electricidad, etc.) aumenta su temperatura, poniéndola en condiciones de utilización. Estos sistemas se localizan por lo general en los baños o cocinas y normalmente dan servicio a pocos aparatos; los calentadores pueden ser instantáneos o de paso. En el calentamiento central privado se tiene una instalación central para una unidad residencial de donde parten las tuberías para los distintos puntos de

utilización (baños, cocinas, toilet, etc.), estos calentadores son del tipo de acumulación.

NORMATIVA DE INSTALACIONES SANITARIAS 1. AGUA CALIENTE 1.1.

Instalaciones

a) Las instalaciones de agua caliente de una edificación, deberán satisfacer las necesidades de consumo y seguridad contra accidentes. Se deberá considerar un espacio independiente y seguro para el equipo de producción de agua caliente. b) Deberán instalarse dispositivos destinados a controlar el exceso de presión de los sistemas de producción de agua caliente. Dichos dispositivos se ubican en los equipos de producción, o o en las tuberías de agua fría o caliente próximas a él, siempre que no existan válvulas entre los dispositivos y el equipo; y se graduaran de tal modo que puedan operar a una presión de 10% mayor que la requerida para el normal funcionamiento del sistema. c) Deberá instalarse una válvula de retención en la tubería de abastecimiento de agua fría. Dicha válvula no podrá ser colocada entre el equipo de producción de agua caliente y el dispositivo para controlar el exceso de presión. d) Deberán instalarse dispositivo destinados a controlar el exceso de temperatura en los sistemas de producción de agua caliente. e) Los escapes de vapor o agua caliente, provenientes de los dispositivos de seguridad y control, deberán disponerse en forma indirecta al sistema de drenaje, ubicando los sitios de descarga en lugares que no causen accidentes. f) El sistema de alimentación y distribución de agua caliente estará dotado de válvulas de interrupción como mínimo en los siguientes puntos:  Inmediatamente después del calentador, en e ingreso de agua fría y salida de agua caliente.  En cada servicio sanitario. 1.2.

Dotaciones

La dotación de agua caliente serán las que se establecen a continuación. Las cantidades que se fijan son parte de las dotaciones de agua establecidos en el ítem 7 de la presente norma.

a) Residencias unifamiliares y multifamiliares, según las siguientes tablas Numero vivienda 1 2 3 4 5

de

dormitorios

por Dotación diaria en litros 120 250 390 420 450

Más de 5, a razón de 80 L/d, por dormitorio adicional. b) Establecimiento de hospedaje, según la siguiente tabla. Hoteles, apart-hoteles, hostales. Albergues

150 L por dormitorio 100L por m²

Esta cifra no incluye las dotaciones para otros servicios anexos, tales como restaurantes, bares, salones de baile, peluquerías y lavanderías, que se calculara adicionalmente de acuerdo con lo establecido en esta Norma para cada caso. c) restaurantes, según la siguiente tabla Área útil de los comedores(m²) Hasta 40 41 a 100 Mas de 100

Dotación diaria 900 L 15 L/m² 12 L/m²

En aquellos restaurantes donde se elaboran alimentos para ser consumidos fuera del local, se calculara una dotación complementaria a razón de 3 litros por cubierto preparado para este fin. d) Locales educacionales y residencias estudiantiles. Dotación diaria Alumnado y residente. e) Gimnasios. Dotación diaria. 10 L/m² área útil

personal 50 L/ persona

f) Hospitales, clínicas y similares, según la siguiente tabla Hospitales y clínicas hospitales. Consultorios médicos. Clínicas dentales

1.3.

con 250 L/d x cama. 130 L/d x consultorio. 100 L/d x unidad dental.

Distribucion

a) la distribución de agua caliente desde el equipo de producción a los aparatos sanitarios o puntos requeridos, se puede realizar con o retorno de agua caliente. b) El sistema sin retorno se permitirá solamente en instalaciones con calentadores individuales. c) El sistema con retorno deberá utilizarse en aquellos edificios donde se instalen equipos centrales de producción de agua caliente.

CONSIDERACIONES ESPECÍFICAS PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN 1.1.

GENERALIDADES

-

El agua caliente es producida a través de calentadores y es requerida para la higiene corporal lavado de utensilios, fines medicinales y fines de recreación.

-

El sistema de abastecimiento de agua caliente está constituido por un calentador con o sin tanque acumulador, una tubería que transporta el agua caliente a los diferentes aparatos y a continuación una tubería de retorno de agua caliente que devuelve al calentador el agua no utilizada. En pequeñas instalaciones no se usa el agua de retorno.

1.2.

TEMPERATURAS DEL AGUA CALIENTE PARA DIFERENTES USOS USOS ADECUADAS - Higiene corporal - 55º C - Lavado de ropa y utensilios - 70º C - Fines medicinales - 100º C

TEMPERATURAS 45º 60º 90º

2.

GENERADORES DE AGUA CALIENTE

2.1.

TIPOS DE CALENTADORES

Decisión - Tamaño de población -

-Eléctricos Agente de calor -Gas Costos O y M -Radiación solar 2.2. -

- Tipos de edificaciones - Existencia de equipos

DOTACION DE AGUA CALIENTE La dotación la establece la norma IS.010 (3.2 inciso a) Para residenciales unifamiliares y multifamiliares esta en función del Nº de dormitorios por vivienda: Nº Dormitorios 1 2 3 4 5

Dotación (Lt/día) 120 250 390 420 450

NOTA: Más de 5 dormitorios → Aumentar 80 l/día por dormitorio adicional 2.3. -

Otros usos ver la norma VOLUMEN DE CALENTADOR Según la norma, para calcular la capacidad del equipo de producción y del tanque de almacenamiento se usan las relaciones de la tabla.

Tipo de edificio Producción

Capac. Almacenamiento

Residencias unifamiliares 1/7 y multifamiliares 2.4.

Capac.

1/5

CALCULO DE CAPACIDAD DE CALENTADORES Ejemplo: En una vivienda se cuenta con 6 dormitorios, según norma IS. 010 Dotación

= Dot. 5 dormitorios + 80 Lt/Día = 530 Lt/Día

Vol. Terma

= 1/5 x 530

+ 1/7x 530 = 181.71 Lt ≈ 182 Lt

CAPACIDAD DE GENERADORES DE AGUA CALIENTE POR TIPO DE COBERTURA DE LA PROTECCION Y MARCA TIPO MARCA DE PROTECC ION DEL E'COLE TANQUE HUMAX Galvaniza da D'ACQUA

20

35

200

X X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

BRYANT SOLE

40

CAPACIDAD EN LITROS 50 80 100 110 150

X

X

X X X Aporcelana ROTOPLA S da X X KLIMATIC Fuente: http://www.metusa.com/Termas/espanol/index.htm, Fabrica de Termas Bryant, http://geocities.com/mhumax/TE.html Elaborado por: Ing. Pablo Valdivia Los volúmenes comerciales son: 20, 35, 40, 80, 100, 110, 150 y 200 Lt. Por lo tanto se combinan: 01 therma de 80 Lt + 01 therma de 110 Lt 2.5.

UBICACIÓN DE TERMAS

Patio, lavandería y azotea. APARATOS QUE NO NECESITAN AGUA CALIENTE Lavadero de ropa Baños de visita 2.6.

SIMBOLOGIA Y DIMENSIONES DE TERMAS

El diámetro de las termas varía poco, entre 0,30 y 0,58m. La altura es variable dependiendo de la capacidad de la misma. En general las termas se proyectan de 0,50 m de diámetro. La simbología según el RNE es T H

3. 3.1.

SELECCIÓN DEL MATERIAL DE LAS TUBERÍAS RELACIÓN DE COSTOS DE TUBERÍAS PARA AGUA

CALIENTE

Material

Relación de costos en U$ - CPVC - Fº Gº - Cobre tipo “L” 3.2.

RELACION DE COSTOS DE TUBERÍAS PARA AGUA FRIA Material TUB. PVC SP PVC Rosca Fº Gº

4.

1 5 7

→ → →

Relación de costos en U$ 1 3 5

TRAZADO DE TUBERÍAS DE AGUA CALIENTE La terma puede ir en posición vertical u horizontal. La terma no genera pérdida de carga. Si entran 10 mca, salen 10 mca. Si existe buena presión en la red no es necesario colocarla en el 3er piso. Los puntos de agua caliente se entregan a la izquierda de los aparatos. La instalación de agua caliente en un baño debe ser aislada mediante una válvula de compuerta. A la entrada y a la salida de la terma debe proyectarse una válvula de compuerta de interrupción del servicio.

Grafico 1: Plano en planta de las instalaciones de AF y AC de un baño.

5. ISOMETRICO DE AGUA CALIENTE

Grafico 2: Isométrico de Instalaciones interiores de una vivienda y baño del grafico 1.

En el isométrico, se coloca el diámetro de accesorios: Codos, tees, válvulas, reducciones, etc.

los

tubos

y

sus

Los diámetros comerciales se obtienen de los catálogos, folletos o manuales de los fabricantes. 6. CÁLCULO HIDRÁULICO DE LAS REDES DE AGUA CALIENTE El cálculo de las instalaciones de agua caliente se realiza de la misma forma que las instalaciones de agua fría; utilizando los ábacos para tubería de CPVC, Fo. Gdo. o cobre tipo L. 7. ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LOS SISTEMAS DE AGUA FRIA Y CALIENTE 1) Las tuberías de agua fría serán de plástico PVC clase 10, con uniones roscadas. 2) Las tuberías de agua fría serán de Fo Gdo con uniones roscadas para soportar una presión de 125 Lb/plug². 3) Las tuberías de agua caliente serán de plástico CPVC clase 10, unidas con pegamentos especiales para soportar altas temperaturas. 4) Las tuberías de agua caliente serán de Fo Gdo con aislamiento de asbesto cemento. 5) Las tuberías de agua caliente serán de cobre tipo “L” con recubrimiento de asbesto cemento o Poliuretano expandido. 6) Las válvulas de compuerta serán de bronce con uniones roscadas con 2 uniones universales, una a cada lado: Soportarán una presión de 125 Lb/plug². 7) Todos los puntos de agua terminan a ras del muro con el último accesorio de Fo. Gdo. 8) En las instalaciones de agua fría y caliente se realizan pruebas hidráulicas, en las que se somete las tuberías a presión interior con agua. Esta prueba se realiza a la presión nominal de la tubería. No se aceptarán fugas de agua en el cuerpo de la tubería ni en las uniones. 9) Las válvulas de compuerta van instaladas en una caja con dimensiones para permitir las operaciones de remoción y reparación. 10) Las tuberías de agua pueden cruzar vigas protegidas de un manguito o niple de fierro galvanizado. PARA INDIRECTO:

SISTEMA

11) Las válvulas de compuerta, retención, flotadora serán de bronce con uniones roscadas para soportar una presión de 125 Lb/plug². 8. PRINCIPALES PASOS GENERALES A SEGUIR PARA EL TRAZO DE INSTALACIONES SANITARIAS INTERIORES Los presentes pasos están desarrollados, considerando que las estructuras de concreto que soportan una edificación, no deben debilitarse o poner en riesgo la seguridad de la edificación en casos de sismo. Igualmente, en casos de sismo, las instalaciones de agua y desagüe colapsarán en los lugares de las

fallas y su reparación requerirá el picado en los lugares de las grietas, fisuras o fallas. 1.- Identificar las ubicaciones de las columnas (destacarlas, marcarlas o usar resaltador). 2.- Ubicar las vigas principales y de amarre y destacarlas o marcarlas. 3.- Identificar las viguetas de los techos y tomar nota del sentido de su instalación.

4.- Trazar las redes de agua fría (sin cruzar columnas). 5.- Para evitar el cruce de columnas puede: a) Bajar al nivel del piso, correr por el piso usando codos y volver a subir después de haber pasado la columna. b) Use el método de trazo de espina de pescado trazando las tuberías por el piso. 6.- Trazar las instalaciones de desagüe y ventilación (sin cruzar columnas ni vigas; sin cruzar viguetas). Nota: En caso de techos aligerados, las tuberías de 2” pueden correr por la losa del techo. 7.- Para evitar el cruce de vigas y/o viguetas se puede: a) Utilizar los vacíos, ductos (expuestos) o falsas columnas (empotrados). b) Bajar por muros no portantes o tabiques. c) Reubicar aparatos, previa coordinación con el Arquitecto. d) Levantar el nivel de piso terminado. e) Reforzar las estructuras en coordinación con el Ing. responsable de las estructuras. f) Utilizar 2 bajadas.

Bibliografía: Instalaciones Sanitarias para Edificaciones Anselmo. Editorial Universitaria. Primera Edición. 2004. Reglamento Nacional de Edificaciones. Junio 2006. Lima. Notas de clases: Ing. P. Valdivia Lincografía: http://www.metusa.com/Termas/espanol/in dex.htm. Fabrica de Termas Bryant. http://geocities.com/mhumax/TE.html Revisión: Diseño Agua caliente. Agosto 2011

Diseño.

Ing.

Luís

Castillo