Drenaje Pluvial en Edificaciones-procedimiento de Calculo Ok

U.A.G.R.M – FAC. POLITECNICA –CARRERA DE CONSTRUCCIONES CONSTRUCCIONES CIVILES MATERIA . CTS-504 INSTALACIONES Santa Cruz – Bolivia

DRENAJE PLUVIAL EN EDIFICACIONES

INTRODUCCION El drenaje pluvial que se diseña para evacuar las aguas de lluvias hacia la calle a nivel base del cordón cuneta (cuando no hay alcantarillado Pluvial Público) y al Alcantarillado Pluvial público instalado en las calles (lo más correcto), funciona por gravedad o libre flujo por pendientes y no así a presión , por lo que su diseño obedece a criterios técnicos concretos para el flujo del agua por gravedad y por pendientes %. COMPONENTES -Canaletas. Diseñadas y calculadas para drenar el agua de lluvia que caye desde techos y terrazas hacia los bajantes verticales. Las canaletas tienen una inclinación con pendientes % para drenar el agua, lo ideal es que no sean de longitudes mayores a 10 ms con una misma pendiente %. Por ello la pendiente (%) de los techos con tejas cerámica debe ser de 30% y de placas onduladas de asbesto cemento (tipo Duralit) o teja española del 37% como mínimo y de calamínas entre el 20% al 25%. -Bajantes. -Bajantes. Diseñados y calculado para drenar en forma vertical el agua de lluvias que baja de las canaletas hacia los sumideros en el terreno, jardines ,patios etc. -Tuberias horizontales. horizontales. Diseñadas para captar el agua de lluvia de bajantes y de sumideros , llevan el agua ( están enterradas y con inclinaciones de pendientes i%) hacia una cámara de registro o receptora para llevar el agua desde allí por una conexión hasta la red pública de alcantarillado pluvial instalada en la calle o en su caso hacia la base de los cordones de cunetas de calles.

PROCEDIMIENTO 1.- Para el diseño del drenaje Pluvial de la vivienda se debe contar con : -Planos arquitectónicos de la edificación y del terreno (Planos aprobado por el Plan Regulador y Catastro), techos y cortes de la vivienda a escala 1:50 -Topografia del Terreno (lote) con línea y nivel autorizada por el Municipio local donde por lo menos haya un desnivel mínimo de 30 cm entre el eje de la calle a nivel pavimento y el lote de la vivienda a nivel piso terminado. -De ninguna manera proyectar el nivel pisos terminados del patio o jardines y habitaciones a niveles iguales o más bajos que el eje de la calle a nivel pavimento ( ya que eso acarreo problemas de inundación al interior de la vivienda). El proyecto de Drenaje Pluvial de la vivienda nace desde el momento en que se planifica con los Planos Arquitectónicos la vivienda dejando el suficiente desnivel entre

Cat. Ing. Juan Carlos López Aparicio

[email protected] jclopez@c otas.com.bo

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los pisos y la calle para que el agua de lluvia salga con la suficiente velocidad y pendiente sin dificultad.El sobrecimiento cumple el rol de regular la altura del terreno. 2.-Diseño del drenaje pluvial interno de una edificación

Se diseña: -Canaletas (De semicirculares o rectangulares) -Bajantes (De secciones circulares o rectangulares) -Tuberías del drenaje pluvial con sumideros (cámaras de entrada del agua pluvial) en el lote de terreno (patios y jardines o áreas sin cubierta) -Cámara de registro final para la conexiona la red pública de alcantarillado pluvial. 2.1- Diseño de Canaletas

Las canaletas son de material de planchas flexibles de zing de calaminas (N°28) o de PVC, vienen con secciones transversales semicirculares o rectangulares. El cálculo y diseño en forma práctica en este Item concerniente a las canaletas se lo realiza auxiliándose de la TABLA N°17 en función del área cubierta que drena a cada canaleta desde el techo y la pendiente que se asume %(0.3%,05%,0.7%,1.0%) para cada canaleta que drena a su véz a un bajante. Proceso: a).-Planificar la ubicación de los bajantes para ser drenados con canaletas. Dividir y calcular en áreas parciales de drenaje el Plano de techos hacia las caídas desde las cumbreras. b)._Numerar con el menor número el punto de arranque de cada canaleta y con números mayores siguientes los extremos para cada área a drenar c).-Tener cuidado que la longitud de las canaletas en los bordes del techo no supere los 10 metros de longitud y una pendiente no mayor a 1% ni menor a 0.3% d).- Las canaletas son como pequeños canales de drenaje pluvial ,por lo que en la práctica se toma como Unidad de Descarga Stándar (UD (UD)) igual o equivalente a 17 2 m de área de techo drenada para 100 mm/hora de intensidad de lluvia o precipitación promedio pluvial, es decir: 1 UD= 17 m2 de Techo (Lluvia promedio de 100 mm/hr) En el caso de que varias áreas parciales de techo drenen hacia una canaleta se las debe sumar o acumular para su dimensionamiento di mensionamiento y cálculo. e).-Seleccionar el tipo de Sección transversal de la Canaleta y la Pendiente % del sentido de drenaje de la TABLA N°17, pueden ser de sección semicircular o cuadradas o rectangulares.



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Ejemplo : Se tiene un techo rectangular inclinado con 30% hacia un patio de dimensiones 15 de largo largo x 10 de ancho. Diseñar las canaletas de sección sección semicircular .



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15 m.

A1

2

A2

1

7.5 m.

bajant e

10 m.

3

7.5 m

0. 50%

0. 50%

150 Area total A= 15 x 10 10 = La dividimos en dos areas parciales A1 y A2:

m

2

A1=

7.5 x 10 =

75 m

2

A2=

7.5 x 10 =

75 m

2

Longitud de las dos canaletas : Pediente asumida hacia los bajantes: bajantes:

bajant e

7.5 m. 0.5% 0.5%

TAB TABLA N°17 °17

(Sección semicircular) 2

En dicha Tabla Tabla en la Col. Col. con 0.5% comparamos comparamos los 75 m al area mas aproximada ,en este caso es 90 m 2 (hacia el valor mayor) Con los 90 m 2 horizontalmente se lee en la prtimera Col. (Dimensiones en cm (Base cm (Base xAltura) igual a 9x12 cm.

S oluci on : Dos canaleta canaletass i g uales de 7.5 de larg larg o por secci secc i on semici semi ci rcular rc ular de 9x12 cm

En realidad la sección es de d e 10x12 y no de 9x12. El mismo ejemplo se lo puede encarar con canaletas de sección semicircular, adoptando por ejemplo una pendiente de 0.7% para los 75 m 2 el área más aproximada en esa columna es de 85 m 2 correspondiente a una canaleta de sección 8x12. 2.2- Diseño de Bajantes Pluviales

Los Bajantes Pluviales son Tuberías verticales que llevan el agua acumulada de cada canaleta hacia los sumideros en el terreno a nivel patio o jardín, estos bajantes deben estar disimulados en lo posible en las paredes (en esquina son recodos de los muros) Proceso: a).- Cada bajante trabaja con el mismo caudal de aguas de lluvias drenado hacia el por su canaleta o canaletas respectivas y esto asume en áreas acumuladas para entrar a La TABLA N° 15.



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b).- Con el área acumulada drenante a cada Bajante (numerado) se busca la más aproximada en la TABLA N° 15 y con ella horizontalmente asumir el Diámetro (mm) del bajante (Bj) de la Col. a la derecha de esa Tabla.

Ejemplo: Continuar el Ejemplo anterior diseñando los dos bajantes pluviales ubicados en los puntos 1 y 2 del Plano de Techos mostrado. Área drenada hacia el bajante N°1 A1 = 75 m 2 , luego en la TABLA N°15 la más aproximada en la Col. uno es de 125 m 2 para el Bj(1), lo propio ocurre con el Bj(2) ya que es gemelo o simétrico en este caso. Solución: Bj(1)=100 mm(4’’) para 125 m2 Bj(2)=100 mm(4’’) para 125 m2

2.3- Diseño de las Tuberías Pluviales en el Terreno o Lote de la vivienda v ivienda

Como resultado de drenar desde el techo con canaletas y bajantes el agua de lluvia que cae sobre esta área cubierta, estas aguas deben ir a parar a las CÁMARAS SUMIDEROS (Con tapas con rejillas para el acceso del agua) y desde allí ser conducidas mediante TUBERIAS INCLINADAS con Diámetro a dimensionar y % pendiente de inclinación hacia la calle u otra cámara siguiente. Proceso: a) Ubicar en puntos estratégicos los SUMIDEROS debidamente numerados en forma secuencial en el terreno de tal manera que drenen la mayor cantidad posible de agua pluvial. b) Dividir y calcular en Áreas Parciales el lote de terreno, teniendo en cuenta el área de influencia de drenaje hacia cada sumidero.



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c) Sumar o acumular el Área Acumulada que baja desde el o los Bajantes ‘’Bj’’ para cada arranque en el SUMIDERO respectivo para calcular el diámetro de la TUBERIA PLUVIAL inclinada con una pendiente asumida %de sumidero a sumidero. El agua que entre por la rejilla de un Sumidero influencia en el cálculo del diámetro de la tubería desde ese sumidero hasta el siguiente debiendo sumarse las áreas posteriores que vienen desde el techo por lo bajantes hacia ese sumidero. Utilizar para este proceso la TABLA N°16 con N°16 con pendientes a asumir desde ½% a 4% según el desnivel en el terreno. Este proceso se lo puede resumir mediante una Planilla sencilla.

Ejemplo: Continuando con el mismo ejemplo, el lote de terreno tiene una superficie de 15m(ancho)x30(m) de largo o fondo y un desnivel de 40 cm respecto al eje de la calle, como se ve a continuación donde la vivienda esta ubicad al fondo del lote. Cota promedio superficie del lote = 540.50 m Cota del eje de calle = 540.10 m. Ubicamos los sumideros Sum.1 y Sum.1 y Sum.2 más Sum.2 más o menos al centro de las dos partes del Patio o jardín frontal como se ve en el Plano para que el agua del patio y la que viene desde cada Bj entre por ellos , esto se manifiesta acumulando Áreas de Drenaje. Area de influencia en cada sumidero Sumidero en el Bj.2=A1=75 Bj.2=A1=75 m2 pasa hacia el Sum.1 para calcular el diámetro de la tubería entre el Bj.2 y el Sum.1 2 Sumidero en el Bj.3=A2=75 Bj.3=A2=75 m pasa hacia el Sum.2 para calcular el diámetro de la tubería entre el Bj.3 y el Sum.2 Sum.1=A1+A3=7.5x10+7.5*20=75+150= Sum.1=A1+A3=7.5x10+7.5*20=75+150=225 225 m2 pasa hacia la Cámara de Reg. Sum.2=A2+A4=7.5x10+7.5*20=75+150= Sum.2=A2+A4=7.5x10+7.5*20=75+150=225 225 m2 pasa hacia la Cámara de Reg. Diámetros de las tuberías en el terreno ,de bajante a sumidero o de sumidero a

sumidero y desde sumidero a la cámara final de registro.



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Pendiente asumida para este caso para la inclinación de las tuberías desde cada arranque hasta cada llegada entre sumideros y/o cámara de reg.: 2% En la TABLA N°16 en la final : 2% (Asumida entre ½% y 4%) se entra en esa fila con el área calculada al área más aproximada de la tabla en la Co. Del % adoptado como pendiente y se determina el Diámetro de la tubería en la primera Col.

Tramos

Áreas de aporte

Diámetro mm (Pulg.)

Bj(2) –Sum.1 = A1 =75 m2 prox. a 280 m2 Sum.1-Cám.Reg = A1+A3 =75+150=225 m2 prox. a 280 m 2



100(4’’) 100(4’’)

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Bj(3)-Sum.2 = A2 =75 m2 prox. a 280 m2 Sum.(2)-Cám.Reg = A2+A4 =75+150=225 m2 prox. a 280 m2

100(4’’) 100(4’’)

Se nota que en los tramos Sum.1 –Cám.Reg y Sum.2-Cam.R los nuevos aportes son las áreas de drenaje del jardín A3 y A4 de drenaje las cuales se suman a las áreas del techo A1 y A3 respectivamente. Para calcular el caudal de agua de salida desde la Cám. De Reg. Hasta la calle , se suman las áreas equivalentes que llegan desde los Sum.1 y Sum.2 y con ello se adopta el diámetro según la pendiente en % adoptada de la Tabla N°16., la Cota de arranque desde la Cám.Reg será la de llegada desde el tramo anterior del Sum1 y el Sum.2. Tramo final

Áreas de aporte

Cám. Reg. – Conex. hacia la calle=(A1+A3)+(A2+A4)=225+225=450m calle=(A1+A3)+(A2+A4)=225+225=450m 2 tabla N°16 con 1% se aproxima al área de 650 m2 equivale a 150(6’’)

, en la

Finalmente hay que calcular las cotas de arranque y de llegada a cada sumidero y a la cámara final de registro. Partiendo desde la superficie de llegada al patio o jardín del Bj(1) con una cota de la superficie de 540.50 m. se debe calcular la diferencia di ferencia de altura ‘’h’’ para llegar hasta la Cámara de registro y de ahí a la calle con una pendiente en % determinado entre 0.5% a 4%, en este caso solo se dispone de h=540.50-540.10 = 0.40 m. Bajante )

Cota=540.50 m. Sumidero 30 cm

20 cm. 540.30 m. -30cm.-

Nivel Piso terminado o Jardín. L=11 m. 2%

Cota de llegada al Sumidero (1)=540.30-0.22= 540.08

Sumidero(2) h=0.02*11m=0.22 m=22 cm. m.

A la cámara de R. Cota de arranque del sumidero que drena al Bj(1) = 540.30 m Cota de llegada al sumidero(1) en el jardín =540.30-h=540.30-0.11=540.19 m.

De la misma forma se procede desde el Sum(1) hasta la Cámara de registro , cambiando solo como Cota de partida del Sum(1) = 540.19 y se halla la cota de llegada con una pendiente % a adoptar para llegar a la Cámara de registro con una Cota de llegada y de ahí de idéntica manera hasta el alcantarillado pluvial en la calle o hacia el cordón de la cuneta en la calle.



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U.A.G.R.M – FAC. POLITECNICA –CARRERA DE CONSTRUCCIONES CONSTRUCCIONES CIVILES MATERIA . CTS-504 INSTALACIONES Santa Cruz – Bolivia EJEMPLO: REALIZAR EL CALCULO Y DISEO DEL DR ENAJE PLUVIAL DEL PLANO DE TECHOS EN EL LOTE DE TERRENO QUE SE VE EN LA FIG. ADJUNTA.

PLANO DE TECHOS PARA INSTALACION PLUVIAL

A1

A2

108

108 m 8

5m

2

17 m

1

1'

m 0 1

A8 42.5 m2

3

8,5 m

A10 51 m2

185

2' 2

2

m

Canaletas

A12 102 m2

m 2 1

A11 51 m2

4 5

7

A13 A1 63.75 m2

A14 63. 75 m2

5' 5

A3 110

A9 42.5 m2

Sum1

A4

5m

2

A7 85 m2

m

Sum. 2 2

m

A5 7'

1

75 m2

A15 A1 63.75 m2

A16 63. 75 m2

6

8

C. C . I-1

A6 170 m2 m 0

Bajante Canaleta Canaleta

1

C. R.

C.I-2

Sum 3

CALLE S/N



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U.A.G.R.M – FAC. POLITECNICA –CARRERA DE CONSTRUCCIONES CONSTRUCCIONES CIVILES MATERIA . CTS-504 INSTALACIONES Santa Cruz – Bolivia Soluciòn:

Se asume un desnivel desnivel mínimo mínimo de de 30 cm entre entre el nivel lot lote e y eje de call calle e

Lote de : 19x19 ms

CANALETAS SECCION RECTANGULAR- EN AMBOS ALEROS CON CADA CAIDA DE AGUAS CANALETAS 2

BAJANTES PLUVIALES

TRAMO

SUP. CONT.(M )

LARGO (m)

Pdte. i%

BASE(cm)

ALTURA(cm)

Nº

SUP.ACUM.

D(mm) y( y('')

1-1' 1'-2 2'-2 2'-7

85

8.5

0 .5

85

100(4'')

42 42.5

8.5

0 .5

42 42.5

10

0 .5

2

85

100(4'')

10 102

12

0 .5

12 10 10 12

1

8 8 8 10

63 63.75

7.5

0 .5

63 63.75

7.5

0 .5

102

14.7

0 .5

63 63.75

7.5

0 .5

63 63.75

7.7

0 .5

10 10 12 10 10

165.75

8 8 10 8 8

7'-7 7'-8 ´3-5 5'-5 5'-6

5 6 7

63.75

165.75

125(5'') 100(4'') 125(5'')

8

63.75

100(4'')

83.9 Tuberias horizontales en los retiros de la casa (con pdte. i%) Sup. Contrib(m 2)

S up up .R .Re ti ti ro ro s( s( m2) Co nt riri buc io io n c au aud al t

TRAMO

Long. (m)

Sum.1-C-I-1

30

85

293

378

1

150(6')

C.I-1 - Sum.3

15

85

293

378

2

125(5'')

Sum.2 -C.I-2

46

250.75

293

543.75

1

150(6'')

C.I-2-Sum.3

15

250.75

293

543.75

1

150(6'')

CI.3-Calle

8

1087.5

1

200(8'')

Pdte. i%

Diam. (mm) ('')

114

Con la sup. calculadas acumuladas para cada sumidero y con la pdte. i% seleccionada se adoptan los diàmetros de la tabla Nº 16

Muro

Sum.2

Cota= 1500

C.I.-2

cota=1495

Nivel patio terminado

Sum. 3-C.R cota=1492

Acera = 2.5 m. Acera

1499.6

i=1% L= 46 m.

i=1% Tub. PVCClase 6D=6''

cota sal.=

tang. (alfa)= h/L

1495-0.86= 1494.14

h=i*L =0.01*46=

Tub. PVC Clae 6 D= 6''

hmin >= 30 cm. i=1%

L= 15 m.

1492-1.01=

0.46 0.46 m.

CALCULAR ALTURA DE RELLENO + SOBRECIMIENTOS EN FUNCION DEL DRENAJE PLUVIAL D ELA VIVIENDA HAI

7.0 m. 10 cm.

1490.99

h=

h=0.01*15 0.15 m. 0.86 1.01 m.

L= 8 m. i=h/L=1.18/8= 0.1475 i=0.475*100 = 14.75%

h =??

b= 2% al 4%

b= 2% al 4%

100 1.18 m. h= (b/100)*ac/2 h= 0.02*3.5= 0.07 7 cm.

m.

Desnivel disponible para el ejemplo : 30 +7 = 37 cm.



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