UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA E.A.P INGENIERIA CIVIL
APUNTES DEL CURSO DE INSTALACIÓNES IN STALACIÓNES SANITARIAS Ing Rubén López Carranza
SEMESTRE 2009-I IX CICLO
ALTERNATIVAS DE DISEÑO:
SISTEMA DIRECTO
El sistema de abastecimiento de agua de un edificio depende de los sgts factores:
Presión de agua en la red pública. Altura y forma del edificio Presiones interiores necesarias.
De aquí puede ser que se emplee cualquier método como: directo, indirecto y mixto.
Sistema Directo de abastecimiento de agua: Se presenta cuando la Red pública es suficiente para serv ir a todos los puntos de consumo a cualquier hora del día. El abastecimiento de la Red pública debe ser permanente y abastecer directamente toda la instalación interna. Ventajas:
Menor peligro de contaminación de abastecimiento de agua Los sistemas económicos Posibilidad de medición de los caudales de consumo con mas exactitud.
Desventajas: CAJA MEDIDOR
No hay almacenamiento de agua en caso de paralización del suministro de agua. Abastecer solo edificios de baja altura (2 a 3 pisos) por lo general. Necesita grandes diámetros de tuberías para grandes instalaciones Posibilidad de que las variaciones horarias afecten el abastecimiento en los puertos de consumo mas elevados.
M MATRIZ RED PUBLICA
Sistema Indirecto de abastecimiento de agua :
SISTEMA INDIRECTO
Cuando la presión en la red no es suficiente para dar servicio a loa artefactos sanitarios de los niveles más altos, se hace necesario que la red pública suministre agua a reservorios domiciliarios (cisterna y tanque elevados) Ventajas: Existe
reserva de agua , para el caso de interrupción del servicio Presión constante y razonable en cualquier punto de la red interior. Elimina los sifones, por la separación de la red interna de la externa por los reservorios domiciliarios. Las presiones en las redes de agua caliente son mas constantes. Desventajas: Mayores posibilidades
de contaminación del agua dentro
edificio. Requieren de equipo de bombeo Mayor costo y mantenimiento.
del EQUIPO DE BOMBE CAJA MEDIDOR
M MATRIZ RED PUBLICA
CISTERNA
Sistema Mixto de abastecimiento de agua:
SISTEMA MIXTO
Cuando las presiones en la red pública lo permitan, los pisos o niveles inferiores pueden ser alimentados en forma directa y los superiores en forma indirecta . Este sistema tiene la ventaja de que se requieren capacidades de cisterna y tanque elevado más pequeñas que en el método indirecto, lo mismo que bombas de menor capacidad.
Componentes: RAMAL EQUIPO DE BOMBE
Caja portamedidor
CAJA MEDIDOR
Llave
de paso Medidor Válvula compuerta general Tubería de aducción o alimentación. Ramales.
M
TUBERÍA DE ALIMENTACIÓN
MATRIZ RED PUBLICA
ACOMETIDA CAJA
MATRIZ
CISTERNA
Í LL.A
S.A.F Ø J
B-3
B-1 S.A.F Ø
B-2
LL.A.F Ø
S.A.F Ø LL.A.
J
0.60 m N.P.T
1° NIVEL
Salidas de los ptos al agua fría: Lavatorios
} Lado derecho Bidet } Lado derecho Inodoro } Lado izquierdo Tina de ducha } Lado derecho
2° NIVEL
Altura de salida Altura de
salida para bidet y inodoro a 30 cm Altura de salida para lavatorio es a 60 cm Altura de salida para ducha es de 1.80 m Altura de salida para lavadero de cocina es de 1.0-1.2 m Altura de salida para tina es a 30 cm
El cálculo de tuberías de agua fría en una edificación se sustenta por el uso que va ser destinada la edificación. Consiste en el cálculo de las medidas sub ramales, ramales, tuberías de alimentación. Tubería de impulsión, succión y aducción.
Tuberías sub ramales: Es la tubería de alimentación del aparato sanitario. RAMAL
TUBERIA DE ALIME NTACIÓN
SUB RAMALES
El diámetro de estas tuberías depende del tipo del aparato que va a servir. Generalmente se encuentra dentro de las especificaciones técnicas que estable el fabricante de los distintos aparatos sanitarios.
El RNC muestra un cuadro de los diámetros de las tuberías sub ramales que sirvan a los aparatos sanitarios.
½ ½ ¾-½ ¾ ¾ ½
½ ½ ¾ ½ ½ ½
½ ½ ½ ½ ½ ½
1½-2
1
1¼
1½-2
1
1
Tubería ramal: El diseño de esta tubería de hace considerando el consumo máximo simultaneo posible o el consumo máximo probable que puede presentarse durante el uso de los aparatos sanitarios. Si se considera el consumo máximo simultáneo el diámetro de la tubería sería mayor que si se considerara el consumo máximo probable.
Consumo simultaneo máximo posible: Consiste en admitir que todos los aparatos servidos por el ramal sean utilizados simultáneamente (a la vez) La selección de diámetros toma como base la unidad tubería de ½” , refiriéndose las demás salidas a esta tal modo sea equivalente hidráulicamente a la suma las secciones de los sub ramales que abastecen alimentador.
de de de el
La tabla sgte muestra para los diversos diámetros el número de tuberías de 1/2” que serian necesarias para dar las mismas descargas.
Ejemplo: Dimensionar un ramal que alimenta agua a 3 duchas y 4 lavatorios de un colegio interno.
O
B
A
3/4"
3/4"
D
D
O
C
3/4"
D
1/2"
G
1/2"
L
1/2"
L
1/2"
L
TRAMO
EQUIVALENCIA
ØTUBO (Pulg)
FG
1 de ½ = 1
½”
EF
2 de ½ = 2
¾”
DE
3 de ½ = 3
¾”
CD
4 de ½ = 4
1”
BC
4 de ½ + 1 de ¾ = 6.9
1 ¼”
AB
4 de ½ + 2 de ¾ = 9.8
1 ¼”
OA
4 de ½ + 3 de ¾ = 12.7
1 ½”
1/2"
L
1" D 3/4" E 3/4" F 1/2" G
3/4"
D
F
L
L
1 1/2" A1 1/4" B1 1/4" C
D
1/2"
3/4"
D
3/4"
E
D
1/2"
L
1/2"
L
Consumo simultaneo máximo probable: Considera ser poco probable el funcionamiento simultaneo de todos los apararos de un mismo ramal con la probabilidad de que el aumento del número de aparatos sanitarios el funcionamiento simultaneo disminuya. Este método basado en el cálculo matemático de probabilidad que considera un % del número de aparatos que se debe considerar funcionando simultáneamente, este método debe ser aplicado a sistemas con un elevado número de aparatos sujetos a uso frecuentes, pues pare condiciones normales considere a Ø exagerados, por tal motivo la selección del Ø debe realizarse dentro de un criterio lógico y realista. A continuación se muestra la tabla de probabilidades de uso de aparatos sanitarios.
N° Aparatos sanitarios
Factores de uso Aparatos con tanque %
Aparatos válvula %
2
100
100
3
80
65
4
68
50
5
62
42
6
58
38
7
56
35
8
53
31
9
51
29
10
50
27
20
42
16
30
38
12
40
37
9
50
36
8
60
35
7
70
34
6.1
80
33
5.3
90
32
4.6
100
31
4.2
500
27.5
1.5
1000
25
1.0
PROBLEMAS DE APLICACIÓN: Dimensionar el ramal de alimentación que suministra agua a los sgts aparatos sanitarios. un inodoro de válvula , una tina , un lavatorio y ducha , como se muestra en la figura (Trabajar con presión mínima) A C
B
1 1/4"
INODORO VÁLVULA
E
F
1/2"
T
1/2"
L
D
4 aparatos --------------------- 100% X -------------------- 50%
1/2"
D
AB = BC+BE AB = 1 de ¼ + 2 de ½ AB = 10.9 + 2 = 12.9 TRAMO
EQUIVALENCIA
Ø TUBO
A
1 1/2" C 1 1/4" B
BD
2 de ½ =2
BC
1 de 1 ¼ = 10.9
¾”
1 1/4"
10.9+2 de ½ =12.9
1/2"
D
1/2" 1/2"
1 ¼” INODORO
AB
E 3/4"F
1 ½”
VÁLVULA
T
L
D
Para que puedan ser instalados es necesario cumplir con 2 condiciones: 1. Que la red pública de agua no tenga presión suficiente en todo momento .Para que el agua llegue al aparato mas desfavorable con presión mínima a la salida de 5 lb/pul 2 1. Que la empresa de agua no pueda proporcionar mas la conexión domiciliaria el diámetro que se requiere para esta instalación, diámetro que en muchos casos son bastantes grandes.
Es así como la imposibilidad de cualquiera de estas 2 situaciones nos obligan a recurrir a la instalación de sistemas indirectos.
UBICACIÓN: La ubicación de los tanques de almacenamiento juega mucho con las facilidades que proporcione al ingeniero y/o arquitecto que afectúa los planos arquitectónicos. De la Cisterna. Patio
de servicio , alejado en lo posible de dormitorios de oficinas de trabajo En la caja de la escalera , esto permite colocar los equipos de bombeo bajo la escalera Jardines, pasadizos, garajes, sótanos, zonas de estacionamiento. Del Tanque Elevado: Sobre
la caja de la escalera mas alejado del frente del edificio por razones de estética Si es posible en la parte céntrica de los servicios de tender Debe ubicarse a una altura adecuada sobre el nivel de azotea a fin de que se garanticé una presión de 5 lb/pulg2 en el aparato mas desfavorable Lo
En
pisos intermedios en casos de edificios altos
.
CISTERNA
Rebose de cisterna: Deberá disponerse al sistema de desagüe del edificio en forma indirecta , es decir con descarga libre o malla de alambre a fin de evitar que los insectos o malos olores ingresen a la cisterna
Rebose de tanque elevado:
MALLA METALICA
0.15
0.10m
0.60
REBOSE 0.10
GRAVA CAJA
Deberá disponer a la bajante mas cercana en forma indirecta , mediante brecha o interruptor de aire de 5 cm de altura como mínimo .Para esto el tubo de rebose del tanque elevado se corte y a 5 cm se coloca 1 embudo de recepción de agua de rebose
DIÁMETRO DEL TUBO DE REBOSE
TANQUE ELEVADO 0.20m
Capacidad del tanque de almacenamiento
Diámetro del tubo de Reboce
REBOSE
0.30m
Hasta 5000 lts
2”
5001 a 6000 lts
2 ½”
BRECHA DE AIRE
0.10m
NIVEL MAXIMO
NIVEL DE RECARGA
6001 a 12 000 lts
SALID 0.30m
3”
0.10m
12 001 a 20 000 lts
3 1/2”
20 001 a 30 000 lts
4”
Mayor a 30 000 lts
6”
TUBERIA LIMPIA
CÁLCULO DEL VOLUMEN DE LA CISTERNA Y TANQUE ELEVADO El volumen total de almacenamiento para un edificio o casa es calculado para un día de consumo. Este volumen para un sistema debe estar almacenado en la cisterna y tanque elevado. Según el RNC especifica:
Donde: V C : Volumen de la cisterna V TE : Volumen del tanque elevado Para ambos con un mínimo de 1m3 (volumen mínimo de una cisterna y de un tanque elevado deben s er de 1 m 3)
Ejemplo:
Se tiene una casa de 2 plantas que tiene un total de 6 habitaciones y un cuarto de servicio y supongamos que hay dos personas por habitación .Hallar el volumen de la cisterna y tanque elevado. Solución:
De la tabla de dotaciones dadas por SEDAPAL TIPO DE HABITACIONES
DOTACION Lt/hab/día
Residencial
300
Popular
200
6 habitaciones x 2 personas 1 cuarto de servicio x 2 personas V CD= 14 personas x 300 Lt/hab/día
= 12 personas = 2 personas = 4200 lt/día
1. Para Residencias o edificios de poca altura:
Para Residencias o edificios:
Se recomienda que:
a.1) Prefabricados: De plástico o asbesto cemento capacidades de 250 lts a
2000lts a.2) De concreto armado:
HL = 0.20 o 0.30
Albañilería: Debe almacenar como mínimo 1 m 3 o 1/3 del volumen diario
Vc = b x HU Hl
L
Hu
Donde:
A
HU : Altura útil b : Área de la base a : Valor que damos
2. Para grandes edificios:
Para grandes edificios:
Se recomienda
Donde:
Hl
HL = 0-60 – 0.80
L
Hu
A
V aci = Volumen de agua contra incendio V aci = 11m3 (Para edificios de oficinas o Dpts) V aci = 28m3 (Para zonas industriales)
Es el tramo de tubería comprendida entre la tubería de matriz pública y la ubicación o dispositivo de regulación. Para el cálculo de la tubería hay que tener en cuenta lo sgte: A. Presión de agua en la Red Publica en el punto de conexión del servicio. B. Longitud de la tubería desde la matriz hasta la llegada a la cisterna. C. Altura estática entre la tubería de la Red Pública y el punto de entrad en el edificio. D. Las pérdidas por fricción en tuberías y accesorios en la línea de alimentación, desde la matriz hasta el medidor. E. Las pérdidas de carga en el medidor la que es recomendable que sea menor del 50% de la carga disponible. F. Las pérdidas de carga en la línea de servicio interior hasta el punto de entrada a la cisterna. G. Considerar una presión de salida en la cisterna mínima de 2 mts.
MATRÍZ PÚBLICA
M RAMAL DOMICILIARIO O ACOMETIDA
NOTA:
El cálculo de la tubería de alimentación debe efectuarse considerando que la cisterna se lleva en horas de mínimo consumo. En las que se obtiene la presión máxima y que corresponde a un periodo de 4 horas entre las 12:00 pm y 4:00 pm
