• Author / Uploaded
• Juan Ancco

Citation preview

MEMORIA DE DE CALCULO INSTALACIONES SANITARIAS 1.0 GENERALIDADES 1.1 REGLAMENTACIÓN UTILIZADA El diseño y los cálculos de las instalaciones de agua y alcantarillado se han realizado conforme a los lineamientos técnicos-normativos establecidos en el Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú, vigente en todo el territorio nacional peruano. Se han considerado las recomendaciones estipuladas en el Titulo II.3. Obras de Saneamiento y las propias del Titulo III.3. Instalaciones Sanitarias; específicas para instalaciones sanitarias en edificaciones. 1.2

DISEÑO DE LA RED DE AGUA POTABLE

El diseño de esta red se realizó utilizando el método de los gastos máximos probables de las unidades mueble (método de Hunter), cuidando los límites permisibles de presión y velocidad, considerando también, los diámetros y número de aparatos sanitarios. El análisis se efectuó por cada ramal de la red de distribución. 2.0 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DIRECTA DE AGUA POTABLE 2.1 METODOLOGIA Y CONSIDERACIONES  Para el cálculo de las redes de distribución se utilizó el Método de Hunter, de “gastos probables”, ya indicado anteriormente, se utilizaron los planos del proyecto específicamente los correspondientes a instalaciones sanitarias del coliseo (planos adjuntos). Las unidades de gasto se han considerado teniendo en cuenta su uso privado ó público, y el sistema de abastecimiento.  En cuanto a la presión de la red pública es de 13 m.c.a. que viene a ser un valor de presión admisible en la localidad de Torata. La cota correspondiente a tal presión es de 2,515.60 m.  Los servicios higiénicos ubicados en el bloque A están ubicados en un solo nivel, sobre una cota de 2,507.15 m. Los del bloque B se sitúan en un solo nivel sobre una cota de 2,506.25 y los servicios higiénicos ubicados en el bloque C se sitúan en dos niveles; un nivel inferior sobre una cota de 2,507.15 m., y un nivel superior sobre una cota de 2,510.05 m.  Debido a la posibilidad de instalar tanques elevados, se ubicó a la entrada de agua de la red, después del medidor; una válvula de retención o check, para evitar el reflujo de agua y pérdidas. 2.2 CALCULOS Y RESULTADOS

Parámetros generales y condiciones de diseño. Presión de la red = 13 m.c.a . El RNE establece un máximo permisible de 50 m. Presión mínima de salida en aparato, según RNE = 2 m Altura total o desnivel máximo = Ht = 2515.60 m – 2505.60 m = 10 m. Velocidad mínima en tuberías de PVC = 0.60 m/s según el R.N.E. Velocidades permisibles según diámetros de tuberías, ver el cuadro siguiente: VELOCIDAD MAXIMA ADMISIBLE EN TUBERIAS DAMETRO (mm.) 15 (1/2") 20 (3/4") 25 (1") 32 (1 1/4") 40 y mayores (1 1/2" y mayores)

VELOCIDAD MAXIMA (m/s) 1.9 2.2 2.48 2.85 3

Es importante señalar algunas consideraciones técnicas referentes a la velocidad del fluido a través de las tuberías, que se han tenido en cuenta en el proyecto de la red de agua. Un exceso de velocidad puede: Originar golpes de ariete, cuyo valor de sobrepresión puede provocar roturas. Producir excesivas pérdidas de carga. Favorecer las corrosiones por erosión. Producir ruidos, que pueden ser muy molestos. Una velocidad demasiado baja: Propicia la formación de depósitos de las sustancias en suspensión que pudiera llevar el agua, provocando obstrucciones. Implica un diámetro de tubería excesivo, sobredimensionado, con lo que la instalación se encarece de forma innecesaria. Determinación del punto y tramo más desfavorable de la red De acuerdo a los planos del proyecto de instalaciones sanitarias presentado, el punto más desfavorable es el punto es la salida para ducha que se encuentra ubicado en el bloque “C” segundo nivel en el servicio higiénico destinado para los árbitros. 1.

Determinación de la máxima demanda instantánea y gasto máximo

En el Cuadro 1 se han calculado las máximas demandas por cada bloque de consumo, determinándose el consumo total en la edificación. Cuadro 1 CALCULO DE LA DEMANDA INSTANTANEA BLOQUE  

A

B

C (Nivel inferior)

C (Nivel superior)

APARATOS   Lavamanos corriente Lavamanos múltiple Urinario individual Urinario múltiple Inodoro de tanque Inodoro de valvula Duchas

CANTIDAD  

Lavamanos corriente Urinario individual Urinario multiple Inodoro de tanque Inodoro de valvula Duchas Lavamanos multiple Urinario individual Urinario multiple Inodoro de tanque Inodoro de valvula Duchas Lavamanos corriente Urinario individual Urinario multiple Inodoro de tanque Inodoro de valvula Duchas

UG SUBTOTAL TOTAL PUBLICO     1.5 3 1.5 21 2 0 3 10.71 5 60 10 0 4 0 94.71 0.75 1.5 0 0 3 6 0 1.5 3 10.5 1.5 15 2 0 3 12.81 5 40 10 0 3 18 85.81 0.75 1.5 0 0 3 6 6 0 1.5 3 10.5 201.52

PRIVADO

2 14 0 3.57 12 0 0 2 0 0 2 0 2 10 0 4.27 8 0 6 2 0 0 2 0 2

Con esta información podemos estimar el gasto máximo probable que es de 2.46 l/s 2. Determinación de diámetros de tuberías, caudales, velocidad permisible, pérdidas de carga y presión dinámica al final de cada tramo. Como resultado en el Cuadro siguiente, hoja de cálculo, se presenta el diseño de la red de agua potable. Aquí se muestran las características más importantes que constituyen la red, así como los diámetros de tubería, velocidades permisibles y presiones dinámicas al final de cada uno de los tramos. En la Hoja de cálculo podemos verificar los siguientes aspectos concernientes a la red de agua potable, propuesto en el proyecto de instalaciones sanitarias: - Presión máxima del sistema

13.76 m.c.a o 1.38 kgf/cm2

- Diámetro de tubería de inicio de red (acometida)

1 ½”

- Las velocidades encontradas en las diferentes tuberías, se ajustan al rango mínimo – máximo establecido en el R.N.E. que es de 0.60 m/s como mínimo a un máximo, que esta en función del diámetro de la tubería. - El tramo resaltado de gris corresponde al punto y tramo más desfavorable de la red el mismo que presenta características optimas en cuanto a diseño. Pues la presión es de 5.47 m.c.a. versus a 2.00 m.c.a. como mínimo, establecido por el R.N.E. Del mismo modo la velocidad en la tubería de Ø ½” es de 1.86 m/s, siendo el mínimo de 0.60 m/s y un máximo de 1.9 m/s. - En los planos correspondientes al proyecto de instalaciones sanitarias que se adjuntan a la presente memoria, se indican los diferentes diámetros de tuberías PVC SAP C-75 que se han calculado.

HOJA DE CALCULO DE LA RED DE AGUA PROYECTO: INSTALACIONES SANITARIAS COLISEO CERRADO TORATA HOJA DE CALCULO DE LAS REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE LONGITU LONGITUD D BLOQUE UBICACIÓN TRAMO (m) EQUIVALEN T (m) Exterior (alimentador principal) A-Med-B 5 15.00 Exterior (alimentador) B-F 85.00 7.00 Exterior (alimentador) F-G 19.11 3.00 B ss.hh. Oficina G-H 2.60 4.12 Exterior (alimentador) F-F1 4.35 1.75 C ss.hh. Arbitr. F1-F2 2.60 4.12 C ss.hh. Varones (ramal inodoros) E-E1 6.05 4.00 C ss.hh. Varones (ramal bebederos) E-E2 10.30 3.98 C ss.hh. Varones (ramal duchas) E-E3 7.00 4.12 C ss.hh. Damas (ramal inodoros) D-D1 6.55 3.12 C ss.hh. Damas (ramal bebederos) D-D2 10.30 3.98 C ss.hh. Damas (ramal duchas) D-D3 7.00 4.12 C B A A A A A A A A A A A A

ss.hh. Oficina Exterior (alimentador) Exterior (alimentador) Exterior (alimentador) ss.hh. Varones (ramal inodoros) ss.hh. Varones (ramal inodoros) ss.hh. Varones (alimentador) ss.hh. Varones (alimentador) ss.hh. Varones (ramal bebederos) ss.hh. Varones (ramal 1/2 baño) ss.hh. Damas (ramal inodoros) ss.hh. Damas (ramal bebederos) ss.hh. Damas (ramal 1/2 baño) ss.hh. Damas (alimentador)

F'-G' E'-F' D'-E' B-D' F'-F'1 F'1-F'2 E'-G' G'-G'2 G'2-G'6 G'1-G'3 D'-D'2 C'3-C'4 C'1-C'2 C'-C'1

2.60 24.46 9.26 31.23 3.84 4.48 3.38 1.73 9.91 1.30 8.53 5.36 1.30 1.73

2.92 2.40 1.85 6.25 1.50 3.92 0.68 0.35 1.98 0.26 1.71 1.07 0.26 0.35

UNIDADES DE GASTO

GASTO PROBABLE (l/s)

GASTO DIAMETRO PROBABLE

(pulg)

DIAMETRO (m)

201.52 101.56 5.25 5.25 5.25 5.25 15 5 9 25 5 9

2.46 1.68 0.24 0.24 0.24 0.24 0.44 0.23 0.32 0.64 0.23 0.32

(m3/s) 0.00246 0.00168 0.00024 0.00024 0.00024 0.00024 0.00044 0.00023 0.00032 0.00064 0.00023 0.00032

1.5 1.5 0.75 0.5 0.75 0.5 0.75 0.5 0.75 0.75 0.5 0.75

1.273 0.038 0.038 0.019 0.013 0.019 0.013 0.019 0.013 0.019 0.019 0.013 0.019

5.25 5.25 52.75 99.96 25 25 49 24 9 6.5 25 7 6.5 13.5

0.24 0.24 1.16 1.67 0.64 0.64 1.11 0.61 0.32 0.27 0.64 0.28 0.27 0.55

0.00024 0.00024 0.00116 0.00167 0.00064 0.00064 0.00111 0.00061 0.00032 0.00027 0.00064 0.00028 0.00027 0.00055

0.5 0.75 1 1.25 0.75 0.75 1 0.75 0.75 0.5 0.75 0.75 0.5 0.75

0.013 0.019 0.025 0.032 0.019 0.019 0.025 0.019 0.019 0.013 0.019 0.019 0.013 0.019

VELOCIDAD CUMPLE PERDIDA DE PRESION NORMA CARGA TOTAL (m/s) (m) (al final del tramo) (m) 2.39 2.16 SI 10.61 5.43 1.48 SI 14.28 1.04 0.84 SI 12.59 2.18 1.86 SI 8.41 0.28 0.82 SI 9.65 2.18 1.86 SI 5.47 1.45 1.54 SI 12.08 4.46 1.82 SI 8.47 0.89 1.12 SI 11.24 2.79 2.20 SI 10.74 4.46 1.82 SI 8.47 0.89 1.12 SI 11.24 1.86 0.84 2.29 2.11 2.20 2.20 2.19 2.14 1.12 1.90 2.20 0.98 1.90 1.93

SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI

1.79 1.26 2.38 5.31 1.54 2.42 0.80 0.55 0.95 0.63 2.95 0.40 0.63 0.45

5.43 10.12 11.38 13.76 8.24 7.06 10.58 10.03 7.58 8.30 9.70 11.20 11.57 13.30

3.0 RED DE DESAGUE 3.1

Generalidades

El sistema integral de desagüe se ha diseñado y calculado en forma tal que las instalaciones permitan la rápida evacuación de las aguas servidas, desde todo aparato sanitario, sumidero u otro punto de colección, hasta el lugar de descarga con velocidades que permitan el arrastre de las excretas y materias en suspensión, evitando obstrucciones y depósitos de materiales. En concordancia con los niveles de la edificación se ha diseñado un sistema de evacuación de los desagües domésticos con diámetros convencionales y por gravedad. La red de desagüe esta conformada por un buzón B-1 de concreto armado, 10 cajas de registro de concreto simple. Las tuberías pertenecientes a la red interna de los ambientes húmedos son de PVC SAL Ø 2” y Ø 4”, los colectores secundarios distribuidos al interior del edificio y provenientes de los servicios higiénicos son tuberías de PVC SAL Ø 4”. La tubería de limpieza de la losa de eventos es de PVC SAL Ø 6”. En el exterior de la edificación los colectores son tuberías de PV SAL Ø 6”, todos confluyen al buzón B-1; para luego mediante el colector principal empalmar a la red publica, mediante una tubería de PVC SAL Ø 8”. Para el diseño de la red de desagüe se ha considerado lo normado en el R.N.E. del Perú. Considerando el numero máximo de unidades de descarga que pueden ser conectados a los colectores del edificio. Los diámetros de los colectores se han calculado para condiciones de máxima descarga y aplicando el método de unidades mueble (método de Hunter), cuidando los límites permisibles según diámetro y pendiente de la tubería analizada. Se han considerado las pendientes mínimas de las tuberías, para tuberías de 4” y mayores la pendiente mínima será de 1% y para tuberías de 3” o menos será de 1.5% como mínimo. Los empalmes de tuberías de aparatos a los colectores se han dispuesto a 45º de acuerdo a lo establecido en la norma. Criterios de diseño de la red sanitaria exterior e interior Para el diseño de la red sanitaria exterior e interior se deberá tener en cuenta que durante el funcionamiento del sistema de alcantarillado, se debe cumplir la condición de auto limpieza para limitar la sedimentación de arena y otras sustancias sediméntales (heces y otros productos de desecho) en los colectores. La eliminación continua de sedimentos es costosa y en caso de falta de mantenimiento se pueden generar problemas de obstrucción y taponamiento. En el caso de canales o canaletas abiertos la condición de auto limpieza esta determinada por la pendiente del conducto. Para tuberías de alcantarillado, la pendiente mínima puede ser calculada utilizando el criterio de velocidad mínima o el criterio de la tensión tractiva.

Para el proyecto utilizaremos el criterio de la pendiente mínima con velocidad y caudal a tubo lleno que seria la condición mas desfavorable. PENDIENTES MINIMAS - CRITERIO DE VELOCIDAD VELOCIDAD PENDIENTE DIAMETRO(m) A SECCION MINIMA(0/00) LLENA(m/s) 0.10 8.32 0.60 0.15 4.85 0.60 0.20 3.30 0.60 0.25 2.45 0.60 0.30 1.92 0.60 0.35 1.57 0.60 0.40 1.31 0.60 0.45 1.12 0.60 0.50 0.97 0.60

CAUDAL A SECCION LLENA(m3/s) 0.0047 0.0106 0.0188 0.0295 0.0424 0.0577 0.0754 0.0954 0.1178

En el diseño de la red sanitaria interior se ha contemplado lo recomendado por el R.N.E del Perú según el número máximo de unidades de descarga que pueden ser conectados a los conductos horizontales y montantes. NUMERO MAXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDE SER CONECTADO A LOS CONDUCTOS HORIZONTALES DE DESAGUE Y A LAS MONTANTES Montantes de mas de 3 pisos Cualquier Montantes Diametro del horizontal de de 3 pisos de Total en la Total por tubo(mm.) desague(*) altura montante piso

3.2

32 (1 1/4")

1

2

2

1

40 (1 1/2")

3

4

8

2

50 (2")

6

10

24

6

65 (2 1/2")

12

20

42

9

75 (3")

20

30

60

16

100 (4")

160

240

500

90

125 (5")

360

540

1100

200

150 (6")

620

960

1900

350

200 (8")

1400

2200

3600

600

250 (10")

2500

3800

5660

1000

300 (12")

3900

6000

8400

1500

375 (15")

7000

Diseño de la red sanitaria

-

-

-

El diseño se realizó utilizando el método de unidades mueble (método de Hunter), cuidando los límites permisibles según el diámetro y pendiente de la tubería analizada. 3.2.1

Valoración de unidades mueble de descarga.

La valoración de unidades mueble de descarga total, asi como el diámetro mínimo de descarga para cada mueble, se han calculado para cada bloque y se presenta en la siguiente tabla: UNIDADES DE DESCARGA TIPOS DE APARATOS

DIAMETRO MINIMO DE LA UNIDADES DE TRAMPA (mm.) DESCARGA

Inodoro (con tanque)

75 (3")

4

Inodoro (con tanque descarga reducida)

75 (3")

2

Inodoro (con válvula auto´matica y semiautomatica)

75 (3")

8

Inodoro (con válvula auto´matica y semiautomática de descarga reducida)

75 (3")

4

Bidé Lavatorio Lavadero de cocina

40 (1 1/2") 32 - 40 (1 1/4" - 1 1/2") 50 (2")

3 1.0 - 2.0 2

Lavadero con trituradora de desperdicios

50 (2")

3

Lavadero de ropa Ducha privada Ducha pública Tina Urinario de pared

40 (1 1/2") 50 (2") 50 (2") 40 - 50 (1 1/2" - 2") 40 (1 1/2")

2 2 3 2.0 - 3.0

Urinario de válvula automatica y semiautomatica

75 (3")

8

Urinario de válvula automatica y semiautomatica de descarga reducida Urinario corrido Bebedero Sumidero

75 (3") 75 (3") 25 (1") 50 (2")

4 4 1.0 - 2.0 2

4

4.0 VENTILACION La red de desagüe esta provisto de un sistema de ventilación adecuado, que transporta aire a todo el sistema y esta dispuesto de tal manera que evita el sifonaje de los sellos de agua ubicados en los aparatos. Además el sistema de ventilación de la red de aguas residuales tiene por objeto el que dentro de esta red no se tengan variaciones de presión, con respecto a la atmosférica, de más o menos 2.5 centímetros de columna de agua, para que no se elimine el sello de agua de las trampas y con esto se permita el paso de gases malolientes de la red de desagüe.

Ventilaciones individuales de muebles. El diámetro de una ventilación individual no será menor de 32 mm., ni menor de la mitad del diámetro del desagüe a que esté conectado. Ventilación de bajada de aguas negras. Las bajadas de aguas negras deben prolongarse hacia arriba hasta sobresalir de la azotea, sin disminución del diámetro menor de la bajada. Para determinar los diámetros de las tuberías de ventilación se utilizaron las siguientes tablas: Tabla BS-1. Diámetro mínimo de las tuberías de ventilación horizontales de acuerdo a las muebles. Aparato

Diámetro(mm.)

Lavatorio

32

Inodoro tanque

50

Fregadero

32

Lavadora

38

Ducha

32

5.0 DRENAJE PLUVIAL El sistema de drenaje pluvial se ha diseñado según el área servida y la intensidad pluvial máxima para el distrito de Torata. La red esta constituida por la misma cobertura del techo, canaletas de transporte, 8 montantes de PVC SAL Ø 4”que empalman a colectores y/o cajas de registro, finalmente mediante un colector principal que deberá ser de Ø 10”., se evacuan las aguas de lluvia hacia la zona del drenaje público. La descarga se hará provisionalmente en la primera etapa hacia las áreas verdes proyectadas en la parte noroeste del complejo, debiéndose realizar en la segunda etapa el drenaje completo hacia un sistema de drenaje competente o hacia el lecho del rio, no esta permitido en ningún caso el empalme con la red exterior de desagüe. Se deberá tener especial cuidado que las aguas pluviales no lleguen a la profundidad de desplante de las cimentaciones, ya que de ocurrir afectaría seriamente la estabilidad estructural del edificio. Para el cálculo de las montantes se aplicando el criterio de asignar 1 cm2 por cada 2 m2 de superficie de cubierta para una lluvia de 200 mm. Por hora y de acuerdo al cuadro siguiente se ha calculado 8 tuberías PVC SAL Ø 4”. Además se ha considerado la precipitación máxima registrada en la localidad de Torata que es de 251 mm. Para el mes de marzo del 1995.

DIAMETRO DE MONTANTES PLUVIALES

Ø (PULG) 2 2 1/2 3 4 5 6 8

SUPERFICIE DE CUBIERTA(m2) 50 90 140 290 500 780 1620

Para el cálculo de los colectores externos, se han considerado datos contenidos en el siguiente cuadro: DIAMETRO DE LOS COLECTORES DE AGUAS PLUVIALES Ø DE LA TUBERIA (PULG)     3 4 5 6 8 10

PENDIENTE DE LA TUBERIA 1 POR 1000 2 POR 1000 4 POR MIL SUPERFICIE DE CUBIERTA (M2) 70 95 140 150 200 290 250 340 500 390 560 780 810 1100 1620 1410 1820 2820

Del cuadro anterior y de acuerdo a la superficie de servicio que esta representado por la cobertura de techo y la superficie de pavimentos, se ha calculado el diámetro del colector debe ser de 8 pulg. de sección útil. 6.0 AGUA CONTRAINCENDIO El sistema de contraincendios se ha previsto para que sean utilizados por los ocupantes del edificio., ya que por los niveles de ocupación masiva amerita que se considere este sistema. La fuente de abastecimiento es directa de la red pública mediante tuberías de Ø 2 1/2” que abastecen a los dos alimentadores (gabinete contraincendios) uno en el bloque A y el otro en el bloque C; los mismos que dispondrán de dos salidas para mangueras de Ø 1 ½ - Ø 2”, de 30 m. de longitud suficiente para coberturar toda la edificación en casos de incendio.