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Diseño de sistemas de edificación
1. PLOMERÍA
- Cuántos aparatos?
- Cómputo del tanque/cisterna de reserva?
- Diagrama monolineal
2. MEDIOS DE SALIDA
- Cuántas salidas?
- Cuán distantes?
- Máxima distancia e viaje / trayecto común?
3. SISTEMA DE DETECCIÓN/ALARMA Y EXTINCIÓN DE FUEGO
- Determinar si lleva sprinklers (IBC 2009) Bussiness
- Determinar hazard classification NFPA 13 (Ordinary Hazard I)
- Requisitos de manguera: cuántas?, cuán distantes?, diámetro abasto?
- Cómputo del tanque cisterna?
- Diagrama monolineal
4. AIRE ACONDICIONADO
- Qué sistema de aire acondicionado?
- Cómputo del tamaño del sistema?
- Ruta de refrigerante?
- Conductos de A/C (SAD-RAD-EXH-FAI)?
5. ELECTRICIDAD
- Estudio de carga (KVA)?
- Transformadores – Planta – Banco de Medición- Dist. Primaria/secundaria?
- Monolineal
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Diseño del sujeto de estudio a partir del
Kit of parts
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Ejemplos de composiciones de edificios…
U
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Ejemplos de composiciones de edificios…
Slab-barra
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Ejemplos de composiciones de edificios…
Torre
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Diagramas de distribución
Loop
Grid/net
Main-Branch
Fractals/hub O
U
Slab-barra
L
Esquemas planimétricos
A
B
A-3
A-2
A-1
B-3
B-2
B-1 Eléctrico
2
1
3
Plomería
A/C
Monolineales
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DIAGRAMA MONOLINEAL DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE
? ?
?
? ¿Ruta de distribución de abasto de
agua (por ala y por piso)? Fittings?,
válvulas? Diámetros de linea?
Caja de metro de agua –
Ubicación?, tamaño?, válvulas?
Cisterna de abasto de agua-
Tamaño/capacidad?, ubicación?, ?
Estación de bombeo/riser –
Ubicación? Tamaño?/capacidad?
? Recolector agua de lluvia–
Ubicación? Tamaño?/capacidad?
2 1
3
PLOMERIA
ería
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DIAGRAMA MONOLINEAL DE RECOLECCIÓN DE AGUAS USADAS
?
?
?
Bajantes y troncal de recolección
sanitaria - ruta?, diámetros?,
registros?
Punto de conexión sanitaria -
Ubicación?, tamaño?
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Vivienda privada 400 galones/diario X unidad básica de vivienda (UBV)
Vivienda pública 300 galones/diario X unidad básica de vivienda (UBV)
Vivienda rural 250 galones/diario X unidad básica de vivienda (UBV)
Comercial (local) 300 galones/diario X 1,000 pies2
Comercial (desarrollo) 7,000 galones/diario X cuerda de terreno destinada a comercio
Oficina (local) 300 galones/diario X 1,000 pies2
Industria liviana (local) 350 galones/diario X 1,000 pies2
Industria liviana (desarrollo) 10,000 galones/diario X cuerda de terreno destinada a comercio
Hospital 350 galones/diario X cada cama
Escuela 30 galones/diario X estudiante
Hotel 700 galones/diario X habitación (considera todo el consumo)
Descuentos por facilidades/servicios no provistos:
No lavandería: - Deducir 100 gals x habitación
No playa: - Deducir 100 gals x habitación
No comida: - Deducir 100 gals x habitación
No piscina: - Deducir 50 gals x habitación
ABASTO DE AGUA REQUERIDO POR USO PROPUESTO
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CÁLCULO DE CANTIDAD DE APARATOS A PARTIR DE LA CANTIDAD DE OCUPANTES (OCCUPANCY LOAD)
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CÁ
LC
UL
O D
E C
AN
TID
AD
DE
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AR
AT
OS
A
PA
RT
IR D
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A C
AN
TID
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DE
OC
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OC
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PA
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OA
D)
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CÁLCULO DE SUSTITUCIÓN DE URINALES
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Líneas de ventilación (Stack Vent)
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Building Construction Illustrated; Francis D.K. Ching)
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Maximum Fixture Units per Branch & per Stack
CÁLCULO DE LÍNEAS SANITARIAS
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Minimum Size of Drainage Pipe by Fixture
ixture Units on one Stack
CÁLCULO DE LÍNEAS SANITARIAS
“DOUBLE CHECK OVERRIDE”
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?
?
? ?
? ?
? Entrada de agua al sistema-
origen?, ruta?, diámetros?
Cisterna de extinción de fuegos –
Capaciad/tamaño?, ubicación?
Sistema de bombeo sprinklers –
Capaciad/Tamaño?, ubicación?
SIAMESA – Cantidad? Ubicación?
Conexión al sistema?
RISER– cantidad? ubicación?.
Diametro de linea?, conexión?,
componentes?
Gabinetes de mangas – cantidad?
Ubicación/distancia max.?.
Diametro de linea?, conexión?
Distribución de cabecillas–
cantidad? Combinación (loop?
branc’h?)?. Diametros de linea?
(pipe shedule), conexión?,
componentes?
2
1
3
SPRINKLERS
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GRID
BRANCH
LOOP
El abasto de agua tiene múltiples
rutas para una misma cabecilla.
Requiere cómputo hidráulico
balanceando varios escenarios.
Diámetros promediados (NO PIPE
SCHEDULE)
El abasto de agua tiene una sola
ruta hasta cada cabecilla a través
de un sistema jerarquizado
(troncal/ramal). Se puede
establecer la cantidad de cabecillas
atendida por cada segmento de
tubo. (PIPE SCHEDULE)
El abasto de agua tiene múltiples
rutas para una misma cabecilla a
través de un sistema jerarquizado
(troncal/ramal). Se puede
establecer la cantidad de cabecillas
atendida por cada segmento de
tubo. (PIPE SCHEDULE)
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Distancia máxima a la pared,
50% de la distancia entre
rociadores.
Distancia mínima a la pared,
4” (10 cm.)
Mínima distancia entre
rociadores, 6 ft. (1.8 mts.)
Verificar posibles
obstrucciones.
Cobertura máxima por
circuito (riser); riesgo ligero u
ordinario: 52,000 ft2.
(4,831m2), riesgo
extraordinario o almacenes:
40,000 ft2. (3,716m2)
Espaciamiento entre rociadores (8.6.3):
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Table 24.9 Protected Area, Maximum Spacing, and Distances Below Ceiling for Sprinklers
Part A. UPRIGHT (SSU) AND PENDANT (SSP) SPRINKLERS
Light Hazard Ordinary Hazard Extra Hazard High-Piled Storage
Construction Type
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Noncombustible obstructed
and unobstructed, and
combustible unobstructed
Combustible obstructed
225 15 130 15 100 12 100 12
168 15 130 15 100 12 100 12
Part B. STANDARD SIDEWALL SPRAY SPRINKLERS
Light Hazard Ordinary Hazard
Combustible
Finish
Noncombustible or
Limited-Combustible
Finish
Combustible
Finish
Noncombustible or
Limited-Combustible
Finish
Maximum distance along the
wall (S)
Maximum room width (L)
Maximum protection area
14ft 14ft 10ft 10ft
12ft 14ft 10ft 10ft 120ft 196ft 80ft 100ft
Part C. EXTENDED COVERAGE (EC) UPRIGHT AND PENDANT SPRAY SPRINKLERS
Construction Type
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Protection
Area, ft2
Spacing
(max.), ft
Unobstructed 400 20 400 20 196 14 196 14
324 18 324 18 144 12 144 12
256 16 256 16
196 14
144 12
Obstructed noncombustible
(when specifically listed for
such use)
Obstructed combustible
400 20 400 20 196 14 196 14
324 18 324 18 144 12 144 12
256 16 256 16
196 14
144 12
Light Hazard Ordinary Hazard Extra Hazard High-Piled Storage
NA NA NA NA NA NA NA NA
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Table 14.5.2.2.1 Light Hazard Pipe Schedules
Steel Copper
1 in. 2 sprinklers 1 in. 2 sprinklers
1 1/4 in. 3 sprinklers 1 1/4 in. 3 sprinklers
1 1/2 in. 5 sprinklers 1 1/2 in. 5 sprinklers
2 in. 10 sprinklers 2 in. 12 sprinklers
2 1/2 in. 30 sprinklers 2 1/2 in. 40 sprinklers
3 1/2 in. 100 sprinklers 3 1/2 in. 115 sprinklers
4 in. See Section 8.2 4 in. See Section 8.2
For SI units, 1 in. = 25.4 mm
Table 14.5.3.4 Ordinary Hazard Pipe Schedules
Steel Copper
1 in. 2 sprinklers 1 in. 2 sprinklers
1 1/4 in. 3 sprinklers 1 1/4 in. 3 sprinklers
1 1/2 in. 5 sprinklers 1 1/2 in. 5 sprinklers
2 in. 10 sprinklers 2 in. 12 sprinklers
2 1/2 in. 30 sprinklers 2 1/2 in. 40 sprinklers
3 1/2 in. 100 sprinklers 3 1/2 in. 115 sprinklers
4 in. 100 sprinklers 4 in. 115 sprinklers
5 in. 160 sprinklers 5 in. 180 sprinklers
6 in. 275 sprinklers 6 in. 300 sprinklers
8 in. See Section 8.2 8 in. See Section 8.2
For SI units, 1 in. = 25.4 mm
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IBC – OCCUPANCY GROUP [Determinar si lleva o no lleva sprinklers]
NFPA-13 - HAZARD GROUPS [Criterios para el diseño]
Light Hazard:- Desde 1,500 ft2 /.10 - Hasta 3000 ft2 / .07
Ordinary 1: - Desde 1,500 ft2/.15 - Hasta 4,000 ft2 /.10
Ordinary 2: - Desde 1,500 ft2/.20 - Hasta 4,000 ft2 /.15
Ext-Hazard 1:- Desde 2,500 ft2/.30 - Hasta 5,000 ft2/.20
Ext- Hazard 2:- Desde 2,500 ft2/.40 - Hasta 5,000 ft2/.30
Estos valores indican (para cada caso) la mínima superficie que se
deberá proteger en una activación del sistema (no se activa la totalidad)
y la densidad (GPM/pie2) requerida para atender dicha área. Nótese
que a mayor área, se ajusta la densidad, pero el resultado final (volúmen
despachado) aumenta junto con el área.
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Table: 11.2.3.1.1 Hose Stream Demand and Water Supply
Duration Requirements for Hydraulically Calculated System
Occupancy Inside Hose
(gpm)
Total Combined
Inside and Outside
Hose (gpm)
Duration
(minutes)
Light hazard 0, 50, or 100 250 60
Ordinary hazard 0, 50, or 100 500 60-90
Extra hazard 0, 50, or 100 750 120
For SI units, 1gpm = 3.785 L/min
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Para establecer el caudal (GPM) del sistema:
Se considera el área a ser protegida y se multiplica por la
densidad requerida. El valor de la densidad requerida se obtiene
de la tabla area/densidad (Hazard Classification) Este cómputo
establece el caudal requerido por el sistema de sprinklers.
A este número se suma el caudal considerado para los
gabinetes de manguera. Este es el número menor entre la
suma real de gabinetes y el total combinado a partir de la tabla
(Hazard Classification)
La suma de ambos caudales es la demanda de agua del
sistema en GPM’s. (Galones por minuto). Esta cifra se multiplica
por los minutos que se requiere operar el sistema (Hazard
Classification) y se conoce así el tamaño del tanque/cisterna de
fuego
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Diagrama monolineal bombeo-distribución
Cobertura máxima por circuito (riser); riesgo ligero u
ordinario: 52,000 ft2. (4,831m2), riesgo
extraordinario o almacenes: 40,000 ft2. (3,716m2)
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?
?
?
?
?
COOLING TOWER– cantidad?
Ubicación? conexión?,
componentes?
CHILLER/PUMPS– cantidad?
Ubicación? conexión?,
componentes?
Cicuito AC–
ruta SAD?(distribución),
ruta RAD? (recolección)
AHUs– cantidad? Ubicación?
conexión?, componentes?
CIRCUITO AGUA HELADA–
Ruta?, layout (loop)?, tamaño/diam?
A/C
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Sistema Chilled Water sirviendo múltiples pisos
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Sistema Chilled Water
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http://mingovalley.com/resources/hvac-dictionary.php
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1 TONELADA [ENFRIAMIENTO]
400 CFM [FLUJO AIRE]
200 Sq. Ft. [AREA SERVIDA] A R E A x 2 = C F M ’S
Ejemplo:
6,500 sq.ft /200 = 32 tons Ejemplo:
32 tons x 400 = 12,800 cfm’s
Ejemplo:
6,500 sq.ft x 2 = 13,000 cfm’s
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DISEÑO DE SISTEMAS DE A/C
III. Establecer el tamaño de los conductos [sistema de distribución]:
A partir del volúmen total de aire (Total CFM’s) se establece el
máximo tamaño del conducto, mediante tabla (DUCTOLATOR)
Se consideran entregas de aire en cada espacio/habitación a razón de 1.66
– 2.00 cfm’s por pie cuadrado. Las salidas de A/C deberán entregar entre
120 y 450 cfm’s. (alrededor de 200 cfm’s preferiblemente)
Conforme se distribuyen los CFM’s el volúmen de aire en el ducto se va
reduciendo, y consecuentemente la presión y la velocidad de flujo (Venturi)
se hace necesario reducir el tamaño del ducto para recuperar
presión/velocidad ante un volúmen menor.
El aire que se mueve en tramos de ducto particularmente largos pierde
velocidad por fricción. Se hace necesario reducir su tamaño para
recuperar. (Venturi: presión = velocidad)
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TÍPICO SISTEMA DISTRIBUCIÓN DE A/C
[CON RETORNO ABIERTO]
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ENSAMBLAJE TÍPICO DE COMPONENTES
[MANEJADORA DE AIRE]
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Voltio-amperios (VA) por pie²
Tipo de ocupación Iluminación Recept/Power AC eléctricos AC no-eléctricos % Incremento
en 10 años
Auditorios
General 1.0 - 2.0 0 12 – 20 5 – 8 20 – 40
Escenario 20 – 40 0.5
Galería de arte 2.0 – 4.0 0.5 5 – 7 2.0 – 3.2 20 – 40
Banco 1.5 – 2.5 5 – 7 2.0 – 3.2 30 – 50
Cafetería 1.0 – 1.6 0.5 6 – 10 2.5 – 4.5 20 – 40
Iglesia/templo 1.0 – 3.0 0.5 5 – 7 2.0 – 3.2 10 – 30
DPC (cuarto de data) 1.2 – 2.10 2.5g 12 – 20 5 – 8 50 – 200
Tiendas por departamento
Sótano 3 – 5 1.5 5 – 7 2.0 – 3.2 50 – 100
Nivel principal 2.0 – 3.5 1.5 5 – 7 2.0 – 3.2 50 – 100
Niveles superiores 2.0 – 3.5 1.0 2.0 – 3.2 50 – 100
(Multi) vivienda (no hotel)
0 - 3,000 ft² 3.0 5.0 – – 50 – 100
3,000 – 120,000 ft² 0.4 0.15 – –
sobre 120,000 ft² 1.5 – 2.5 2.0 – –
Garage/estacionamiento – – 10 – 30
Hospital 1.0 – 3.5 1.5 5 – 7 2.0 – 3.2 40 – 80
Hotel 1.0 – 2.0 0.5
Vestíbulo/Lobby 1.0 – 1.5 1.0 5 – 8 2.0 – 3.5
Cuartos (sin cocina) 2.0 – 3.0 5 – 20 3 – 5 1.5 – 2.5 30 – 60
Edificio industrial (ligero) 1.2 – 2.2 0.5 – – 50 – 100
Laboratorio 1.5 – 3.0 1.5 6 – 10 2.5 – 4.5 100 – 300
Biblioteca 1.0 – 2.0 0.5 5 – 7 2.2 – 3.2 30 – 40
Centro médico (clínica) 1.5 – 3.5 2.5 4 – 7 1.5 – 3.2 50 – 80
Motel 1.2 – 2.5 0.5 – – 30 – 60
Edificio de oficinas 1.5 – 2.8 2.5 4 – 7 1.5 – 3.2 50 – 80
Restaurante 6 – 10 2.5 – 4.5 20 – 40
Escuela 2.0 – 2.5 2.0 3.5 – 5.0 1.5 – 2.2 50 – 80
Tiendas (negocios) 2.0 – 3.5 0.5
Barbería/beauty 2.0 – 3.0 0.5 40 – 80
Ropa/vestidos 2.0 – 3.0 0.5 5 – 9 2 – 4 40 – 80
Farmacia 2.0 – 3.5 0.5 5 – 9 2 – 4 40 – 80
Convenience 0.25 – 1.0 – 4 – 7 1.5 – 3.2 40 – 80
Specialties 0.3 – 4 – 7 1.5 – 3.2 40 – 80
Almacén (storage) 0.25 – – – 10 - 30
Para todo lo de arriba (excepto vivienda sencilla):
Pasillos/closets/corredores 0.5
Espacios de almacén 0.25
ESTIMADO DE CARGA ELÉCTRICA (kVA)
Fuente: Mechanical & Electrical Equipment for Buildings 10th Edition; B. Stein et Al; John Wiley & Sons; Hoboken, New Jersey; 2006
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Distancia de trayecto en acceso a salida Exit Access Travel Distance
La distancia de
escape se mide en el
trayecto a recorrer en
el acceso a salida bajo
consideración. No se
trata de la distancia
total de escape (hasta
el exterior), sino más
bien la distancia que
un ocupante deberá
transitar dentro del
área de acceso a
salida, antes de
alcanzar el próximo
nivel de protección
(salida/exit) en la ruta
de escape Table provide the maximum length of exit-access travel distances, measured from the
most remote point in the exit-access space to the entrance to an exit along a “natural
and unobstructed path of egress travel”
Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)
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Ruta común del trayecto de salida Common-Path-of-Egress Travel
La porción del área de acceso a salida (exit access) que los ocupantes
deben atravesar antes de que legítimamente dispongan de dos o más
alternativas de escape (diferentes y discernibles), conducentes a dos
salidas diferentes.
Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)
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Cantidad requerida de salidas (exits) y salidas
del área de acceso a salida (exit-access doorways)
Se requerirá un mínimo de dos puertas/medios de salida, toda vez que
la carga de ocupación (occcupancyl oad) exceda los valores indicados
en la tabla 1015.1, o toda vez que las condiciones / distancia de la ruta
común del trayecto de salida exceda los parámetros establecidos en
1014.3
Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)
A. Assembly
B. Business
E. Educational
F. Factory Industrial
H. High Hazard
I. Institutional
M. Mercantile
R. Residential
S. Storage
U. Utility
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Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)
Disposición requerida de salidas (exits) y salidas
del área de acceso a salida (exit-access doorways)
Toda vez que se requieran dos
puertas/medios de salida, éstos se
dispondrán a una distancia no menor
que la máxima diagonal del
espacio/edifcio en cuestión.
Si el edificio cuenta con un pasillo de
escape asilado por una construcción
corta fuego de 1 hora, la distancia
entre escaleras no se verá limitada. En
caso de edificios que excedan 420’ de
altura, la distancia mínima será de 30’-
0”entre escaleras, y se requerirá una
tercera escalera.
Si el edificio cuenta con sprinklers, la
distancia mínima entre medios de salida
será 1/3 de la diagonal.
Toda vez que se requieran tres medios
de salida, se dispondrán a ½ de la
diagonal, con el tercero ubicado a
discresión de las autoridades.
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Ancho del medio de salida
Escaleras 0.3” por ocupante
min. 48” (ADA)
Otros 0.2” por ocupante
36” min
Area de refugio
Un espacio de 30” x 48” por
cada 200 ocupantes
(unsprinklered)
Toda vez que se requieran
múltiples medios de salida, por
lo menos dos de ellos deberán
diseñarse de forma que sean
accesibles a personas con
impedimentos (ADA) Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)
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Descansos de escaleras El ancho del descanso será igual al descanso de la escalera, o el
de la puerta de acceso a ésta; cual fuere mayor.
Dimensión mínima de 44”a lo largo de la dirección de viaje, excepto
en ocupaciones residenciales, en donde se acepta un largo mínimo
de 36”a lo largo de la dirección de viaje.
Puertas en serie (doble puerta una tras la otra) deberán disponerse
a una distancia mínima de 44”libres sin contar el arco de uso de la
puerta.
Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)