HOTEL INSTALACIÓN HIDRÁULICA, SANITARIA Y DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CÁLCULO
HOTEL INSTALACIÓN HIDRÁULICA, SANITARIA Y DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CÁLCULO
1. GENERALIDADES 1.1 UBICACIÓN Y REFERENCIA DE LA OBRA 1.2 INFORMACIÓN DE APOYO 1.3 MEMORIA DESCRIPTIVA DEL SISTEMA 1.3.1 Red de alimentación de agua potable 1.3.2 Sistema de drenaje 1.3.3 Sistema de protección contra incendio
2. PROYECTO DE AGUA POTABLE 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
Dotación de agua potable Cálculo de la demanda diaria Cálculo de los gastos hidráulicos de diseño Cálculo de la toma domiciliaria Cálculo de los volúmenes de almacenamiento de agua dentro del predio Cálculo y diseño de las redes generales de alimentación Diseño del sistema de bombeo Sistema de protección contra incendio Datos de proyecto
3. ALCANTARILLADO SANITARIO 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
Evaluación de los gastos de aportación de aguas negras Velocidades permisibles en las tuberías Pendientes de diseño Colchón mínimo de tuberías Conexión al drenaje Datos de proyecto
4. ALCANTARILLADO PLUVIAL 4.1 Metodología a emplear 4.2 Evaluación del gasto pluvial a captar dentro del predio 4.3 Coeficiente de escurrimiento 4.4 Intensidad de lluvia 4.5 Tiempo de concentración 4.6 Cálculo y diseño de las bajadas pluviales 4.7 Cálculo y diseño de las redes generales del sistema 4.8 Capacidad de almacenamiento de la cisterna de aguas pluviales 4.9 Conexión al drenaje 4.10 Datos de proyecto
Anexo 1. Cálculo de consumos de agua Anexo 2. Datos de proyecto Anexo 3. Planta de tratamiento de aguas residuales
1. GENERALIDADE S
1.1 UBICACIÓN Y REFERENCIA DE LA OBRA Se proyecta el edificio de Hotel ubicado en Av. Lázaro Cárdenas Norte S/N Col. El Deni Jilotepec Estado de México Sobre un predio con superficie total de 14,660 m2, se construirá un edificio de Hotel con las siguientes áreas generales:
Área construida total: 17,984 m2
1.2 INFORMACIÓN DE APOYO Se deberán seguir e incorporar al diseño las siguientes Normas y Reglamentos: Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal Normas Técnicas Complementarias para instalaciones de agua potable y drenaje NOM-028-STPS-1993 Código de colores para la identificación de fluidos en tuberías http://www.ordenjuridico.gob.mx/Estatal/DISTRITO %20FEDERAL/Normas/DFNORMpdf http://www.ordenjuridico.gob.mx/Estatal/DISTRITO %20FEDERAL/Normas/DFNORM12.pdf
1.3 MEMORIA DESCRIPTIVA DEL SISTEMA 1.3.1 Red de alimentación de agua potable
El sistema se abastecerá de la red municipal, con una toma domiciliaria, de la que se alimentará la cisterna general, a partir de la que se bombeará para la distribución de agua a los muebles a través
de dos equipos de bombeo, uno a tanque elevado y otro, tipo booster, en azotea. Para asegurar que la reserva contra incendio sea intocable, se instalará la succión de los equipos de bombeo por encima del volumen destinado para la protección contra incendio. Todos los excusados y mingitorios deberán ser de bajo consumo. Los lavabos en zonas públicas estarán equipados con sensor electrónico de cierre automático y dispositivos economizadores de agua.
Los sistemas de agua potable se diseñarán para una velocidad máxima de 1.8 metros por segundo y caída máxima de presión del 5%
1.3 2 Sistema de drenaje Se proyecta un sistema de drenaje separado para conducir por diferentes tuberías el agua negra y el agua pluvial. Las aguas negras serán enviadas para su tratamiento en una planta de tratamiento propia, para su reuso. La totalidad de agua pluvial captada en el predio será enviada a un tanque de tormentas para su regulación previa al filtrado y reutilización, conjuntamente con el agua residual tratada proveniente de la planta, en usos que no requieran calidad potable: Riego de áreas verdes y lavado de automóviles. El diseño de la red de desagüe se llevará a cabo utilizando el Método de Hunter para determinación de gastos y la fórmula de Manning para el cálculo de los conductos. La red será calculada utilizando el Método Racional Americano para una lluvia de diseño con duración de 60 minutos y período de retorno de 10 años.
1.3.3 Sistema de protección contra incendio Se proyectará un sistema de protección contra incendio a base de rociadores automáticos e hidrantes, válvulas para toma de manguera de bomberos y extinguidores manuales, de acuerdo con las normas del Reglamento de Construcciones del Distrito El sistema contará con los siguientes elementos: toma siamesa, reserva en cisterna, equipo de bombeo eléctrico y de combustión interna (diesel), bomba sostenedora de presión (jockey) y redes de rociadores e hidrantes con manguera de 30 metros de longitud para cubrir la totalidad del área construida. Adicionalmente deberá proyectarse un sistema de
alarma, detección y voceo. La reserva contra incendio total del edificio se almacenará en la cisterna general, en cuyo cuarto de máquinas se instalará un equipo de bombeo para abastecer la totalidad del sistema.
Se proyecta la instalación de rociadores en áreas públicas tales como vestíbulo principal, vestíbulos de elevadores, escaleras, núcleos de sanitarios, etc. dejando preparaciones para la instalación, por parte de los usuarios de los rociadores en oficinas, locales comerciales, etc.
2. PROYECTO DE AGUA POTABLE 2.1 Dotación de agua potable De acuerdo con las Normas Técnicas Complementarias para Instalaciones de Abastecimiento de Agua Potable y Drenaje del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal, se propone la utilización de las siguientes dotaciones de proyecto: Hotel L/huesped/día
300
2.2 Cálculo de la demanda diaria
Consumo diario
59.94 m3
2.3 Cálculo de los gastos hidráulicos de diseño Qmedio =
ConsumoDiario = 86,400seg / día
Gasto medio diario, L/s:
3.4 7
Q máximo diario = 1.2 X Q. medio diario Gasto máximo diario, L/s:
4.1 6
Q máx. horario = 1.5 x Q. máximo diario Gasto máximo horario, L/s:
6.2 4
2.4 Cálculo de la toma domiciliaria Las tomas se calculan con la siguiente expresión: d=
4Q
πV
Donde: d: diámetro en la toma, m. Q: gasto de proyecto, m3/s. V: velocidad en la toma, m/s. Consumo diario: 59.94 m3 Gasto de proyecto: 3.47 L/s Diámetro de Cálculo: 37.47 mm. Diámetro comercial: 38.1 mm. Velocidad real en la toma: 2.42 m/s.
2.5 Cálculo de los volúmenes de almacenamiento de agua dentro del predio Se calcula una cisterna para almacenar 2 días de consumo más la reserva contra incendio. Consumo diario = 59.94 m3 x 2 días = 119.88 m3 Reserva contra incendio: De acuerdo con el planfleto 13 de la NFPA, el volumen de la reserva contra incendio se calcula de la siguiente manera: Gasto total = 500 GPM Duración mínima (tabla 5-2.3) = 90 minutos Volumen de reserva = Reserva = Total de almacenamiento requerido =
45,0 galon 00 170. es m3 3 567 m3
2.6 Cálculo y diseño de las redes generales de alimentación Las redes se calculan con el gasto máximo instantáneo obtenido con el Método Probabilístico de Hunter, al 80%.
Las pérdidas de carga por fricción se calculan con la fórmula de HazenWilliams:
H=
Q
c d 2.63 0.01774 × 4 ×
1.852
× L
Donde: HF = Pérdida de carga por fricción, m Q = Gasto de proyecto, L/s C = Coeficiente de rugosidad d = Diámetro del conducto, pulg. L = Longitud del tramo, m
2.7 Diseño del sistema de bombeo Gasto de proyecto: Se seleccionarán equipos hidroneumáticos de bombeo para abastecer el gasto máximo instantáneo obtenido por el Método Probabilístico de Hunter, con los valores propuestos en las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal. Carga manométrica total: Se calcula con la siguiente expresión:
HMT = HS + HE + HF + HU Donde: HMT = Carga manométrica total, m. HS = Carga de succión, m HE = Carga estática, m HF = Pérdida de carga por fricción, m HU = Carga útil, m
2.8 Sistema de protección contra incendio
Se proyectará un sistema de protección contra incendio a base de rociadores que contará con los siguientes elementos: tomas siamesas, reserva en cisterna, equipos de bombeo con motor eléctrico y de combustión interna, hidrantes con manguera de 30 metros de longitud, extinguidores manuales de polvo químico ABC y areneros en la zona de estacionamiento. El sistema contará con tres bombas: una eléctrica, una acoplada a motor de combustión interna (diesel), y una tercera sostenedora de presión "jockey" Gasto de proyecto 500 GPM Gasto total = 3.47 L/s Carga manométrica total: HS = 0.00 m. HE = 59.94 m. HF SUCCIÓN = 3.00 m. HF DESCARGA = 1.50 m. HF RISERS = 7.00 m. HU = 35.15 m. HMT = 206.15 293.24
Qxh Potencia =
m. HMT = psi.
76η
Eficiencia = 60% Potencia teórica = 213.92 HP Motor comercial =
250 HP
Bombas jockey: Se seleccionan para el 1% del gasto de proyecto y el 110 % de la carga. 2.9 Datos de proyecto Alimentación de agua potable Total
Consumo diario agua potable, m3: Gasto medio diario, l/s: Coeficiente de variación diaria:
59.9 4 3.47 1.2
Gasto máximo diario, l/s: Coeficiente de variación horaria: Gasto máximo horario, l/s: Volumen total de cisterna agua potable, m3: Diámetro de toma domiciliaria, mm: Velocidad en la toma domiciliaria, m/s: Sistema de protección contra incendio Total Reserva contra incendio, m3: Gasto equipos contra incendio, L/s: Carga equipos contra incendio, psi:
3.47 1.5 6.24 567 38.1 2.42
170. 3 32 293. 2
d=4Q
π
V
3. ALCANTARILLADO SANITARIO 3.1 Evaluación de los gastos de aportación de aguas negras Aportación diaria de aguas negras: Se considera un coeficiente de retorno al drenaje de 0.80 Aportación aguas negras = 0.80 x Consumo diario de aguas negras Consumo diario agua potable = 59.94 m3/día Aportación diaria de aguas negras = 158.8 m3/día Gasto medio = 1.84 L/s Coeficiente de Harmon = 3.98 Gasto máximo = 7.31 L/s Gasto mínimo = 0.46 L/s El gasto máximo instantáneo de aguas negras se calcularán con el Método de Hunter: Determinación de Unidades Mueble de Aguas Negras MUEBLE Excusado privado Lavabo privado Mingitorio Excusado público Lavabo público
U.M . 3 2 4 8 2
En el Anexo 4 se presenta el cálculo de las Unidades Mueble U.M. Desague: Gasto máximo instantáneo de aguas negras:
2,760 25.85 L/s
3.2 Velocidades permisibles en las tuberías Se utilizarán las indicadas en las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de
Construcciones para el Distrito Federal V mín. = 0.6 m/s V máx. = 3.0 m/s
La capacidad de las tuberías de drenaje se calcula con la Fórmula de Manning:
Q=
A 2
2
1
R S 3
n
Donde: Q = Gasto del conducto, m3/s. A = Área hidráulica, m2. R = Radio hidráulico, m. S = Pendiente hidráulica, m/m.
3.3 Pendientes de diseño Se utilizarán las indicadas en las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal: Es decir, aquellas que producen velocidades dentro del rango establecido.
3.4 Colchón mínimo de tuberías Se utilizarán los indicados en las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal
3.5 Conexión al drenaje Las aguas negras serán enviadas a una planta de tratamiento propia, para reutilizar el efluente en los siguientes usos que no requieren calidad potable: Lavado de automóviles Riego de áreas verdes Se instalará una conexión al drenaje para las demasías provenientes de la planta de tratamiento. Gasto de proyecto: 7.31 L/s Diámetro propuesto: 15.0 cm Pendiente de diseño: 1.5 % Capacidad a tubo lleno: 18.7 L/s
3.6 Datos de proyecto Drenaje sanitario Totalde obra Tipo Gasto medio, L/s: Coeficiente de Harmon (pob equiv.): Gasto mínimo, L/s: Gasto máximo, L/s:
Hotel 3.47 3.98 0.46 7.31
d=4Q
π
V
4. ALCANTARILLADO PLUVIAL 4.1 Metodología a emplear Los gastos pluviales se calculan con el Método Racional Americano:
Q=
CiA = 3,60 0
Donde: Q = Gasto pluvial, L/s. C = Coeficiente de escurrimiento i = Intensidad de lluvia, mm/h. A = Área de aportación, m2.
Q=
A 2
2
1 3
R S
n Donde: Q = Gasto del conducto, m3/s. A = Área hidráulica, m2. R = Radio hidráulico, m. S = Pendiente hidráulica, m/m.
4.2 Evaluación del gasto pluvial a captar dentro del predio 4.3 Coeficiente de escurrimiento Coeficiente de escurrimiento =
0.95
4.4 Intensidad de lluvia Estación pluviográfica utilizada: "Comisión Federal de Electricidad"
Para la Estación pluviográfica considerada (que es la mas cercana al predio), se tiene una altura de precipitación, asociada a una duración de 30 minutos y 5 años de periodo de retorno, (Hp base) de: Hp base = 30.1 mm Periodo de retorno de proyecto: Se determina de acuerdo a la Tabla 3.1 del Manual de Hidráulica Urbana Periodo de retorno = 5 años Duración de la lluvia: Se considera una duración de la lluvia de proyecto de 60 minutos. La altura de lluvia (Hp) de diseño se obtiene con la siguiente expresión: Hp (5,60) = Hp base x Frt x Fd x Fa Donde: Hp (5,60) = Lluvia media asociada a periodo de retorno 5 años y duración 60 minutos. Hp base = Lluvia media asociada a periodo de retorno 5 años y duración 30 minutos. Frt = Factor de ajuste por periodo de retorno, adimensional Fd= Factor de ajuste por duración, adimensional Fa= Factor de ajuste por área, adimensional Los valores de los factores de ajuste utilizados se obtuvieron del Manual de Hidráulica Urbana. (Ver Anexo 8). Hp (5,60) = 30.1 x 1.0 x 1.20 x 1.0 Hp (5,60) = 36.12 mm
4.5 Tiempo de concentración El tiempo de concentración considerado para este proyecto es de 60 minutos. Tc =
60 minutos
Intensidad de lluvia de proyecto:
I (tr ,d = )
60Hp(tr ,d ) t c
I (5,60) = 36.12 mm 4.6 Cálculo y diseño de las bajadas pluviales De acuerdo con las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento, las bajadas se calcularán para una intensidad de 150 mm/h , utilizando el 25% de superficie de la sección transversal de la tubería.
4.7 Cálculo y diseño de las redes generales del sistema Gasto máximo pluvial:
Q=
CiA
= 3,6 0 0 Coeficiente de escurrimiento = Intensidad de lluvia = 36.12 mm/h Área de aportación =
0.95
3,172 m2
Gasto máximo pluvial = 30.23 L/s 4.8 Capacidad de almacenamiento de la cisterna de aguas pluviales El volumen del tanque de tormentas se calcula para la totalidad del predio, (aún cuando, para garantizar la calidad del agua, se captará únicamente la de azoteas). Se utiliza la fórmula Racional Americana. Coeficiente de escurrimiento = 0.95 ntensidad de lluvia (para 60 minutos duración) = 36.12 mm Área de aportación (total del predio) =
4,370 m2
Gasto pluvial = 41.65 L/s Por 60 minutos = 150.0 m3 Se proponen dos celdas del mismo volumen, una para recibir el agua de lluvia y otra para almacenar el agua una vez filtrada para su aprovechamiento en el edificio.
Volumen cisterna de agua pluvial: Volumen cisterna de agua pluvial:
2 x 150.0 299.9 m3
4.9 Conexión al drenaje Se instalará una conexión al drenaje para las demasías provenientes del tanque de tormentas,
considerando que la condición de diseño es que se presente una lluvia con periodo de retorno de 5 años, con el tanque pluvial lleno. Gasto de proyecto: 30.23 L/s Diámetro propuesto: 20.0 cm Pendiente de diseño: 1.5 % Capacidad a tubo lleno: 40.2 L/s
4.10 Datos de proyecto Drenaje pluvial Total de aportación pluvial, m2: Área Coeficiente de escurrimiento: Intensidad de lluvia, mm/h: Gasto máximo pluvial, L/s: Sistema de drenaje a utilizar Métodos de cálculo utilizados
3,17 2 0.95 36.1 30.2 3 Separa do Racion al
Anexo 1. Cálculo de consumos de agua Agua potable Concepto Dotación Hotel
Consumo14660 m2
Agua tratada Concepto Dotación Riego de áreas Consumo Lavado automóviles 60 0
600 per
600 autos
300 59.9 L/huesped/día 4 Consumo diario 59.94 m3/día
8 L/auto/díadiario Consumo 134.8 m3/día
130. 04.8
Anexo 2. Datos de proyecto
Alimentación de agua potable Total Consumo diario agua potable, m3: Gasto medio diario, l/s: Gasto máximo diario, l/s: Gasto máximo horario, l/s: Almacenamiento agua servicios, m3 incendio, m3: Reserva contra Volumen de cisterna agua potable, m3: Diámetro de toma domiciliaria, mm: Velocidad en la toma domiciliaria, m/s:
59.9 4 3.47 4.16 6.24 396. 9 170. 3 567 38.1 2.42
Sistema de protección contra incendio Reserva contra incendio, m3: 170. 3750 Gasto equipos contra incendio, GPM: Drenaje sanitario Gasto medio, L/s: Coeficiente de Harmon: Gasto mínimo, L/s: Gasto máximo, L/s: Volumen cisterna agua tratada, m3: Drenaje pluvial Área de aportación, m2: Coeficiente de escurrimiento Intensidad de lluvia, mm/h Volumen agua pluvial cruda, m3: Volumen agua pluvial filtrada, m3: Volumen tanque de tormentas, Gasto pluvial,m3: L/s
1.84 3.26 0.5 6 5.9 9 158. 77 4,37 0 0.95 36.1 2 108. 84 108. 84 376 .5 41.6 5
Anexo 4. Cálculo de Unidades Mueble
Mueble Lavabo Tarja
54 26 26 26 26 26 18 4 8 8
WC 38 fluxómetro Mingitorio 11
2 3
38 8
1 4 1 WC tanque 19 26 26 26 26 26 149 3
Total unidades mueble
Unidades Mueble
Nivel 5 total
Nivel 4
Nivel 2 Nivel 3
Nivel 1
Planta Baja
Alimentaciones agua potable
36 824 30 4 12 1 44 7
Total: Q=
1,264 12.00 L/s
Mueble Lavabo
54 26 26 26 26 26 18 4 8 8
3
36 824
38 8
30
1 4
4 12
WC tanque 19 26 26 26 26 26 1149 3
1 44 7
Tarja
WC 38 fluxómetro Mingitorio 11
2
Total unidades mueble
Unidades Mueble
Nivel 5 total
Nivel 4
Nivel 2 Nivel 3
Nivel 1
Planta Baja
Desagües
Total: Q= Anexo 4. Áreas construidas CONCEPTO SUMA Hotel 17,984 m2 Área construida total
17,984 m2
Área del terreno
14660 m2
1,264 12.00 L/s
