i parte. instalaciones hidrosanitarias. 13. febrero 2011 (1)
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CURSO DE OBRAS VERTICALES
INSTALACIONES HIDRULICAS
Y SANITARIAS EN EDIFICIOS
Ing. Mara Elena Baldizn A.
I Parte.
Introduccin y Sistema de Agua Potable
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OBJETIVOS DEL CURSO Realizar el diseo de instalaciones sanitarias
internas en un edificio, de acuerdo con el
estado del arte y las prcticas usuales ennuestro pas.
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TEMASIntroduccin y Generalidades .
Abastecimiento de agua.
Mtodos distribucin.
Dotaciones y Consumos de agua.
Redes de distribucin interna de agua, mtodos de clculo,Verificaciones hidrulicas obligatorias
Clculo de depsitos,
Materiales.
Seleccin de sistemas de bombeo.
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TEMASDesages domsticos: Diseo, mtodos de clculo.
Columnas y colectores de eje horizontal. materiales.
Desages pluviales: Diseo, mtodos de clculo.
Columnas y colectores de eje horizontal, materiales.
Sistemas de proteccin contra incendios. Diseo,
materiales, clculo. Reserva mnima. Sistema de
presurizacin.
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INTRODUCCIN El estado satisfactorio de un edificio depende
mucho de:
Planeamiento interior
Ventilacin
Iluminacin
Instalaciones Hidrulicas y Sanitarias
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INTRODUCCIN
En la construccin de las edificaciones, uno de losaspectos ms importantes, es el Abastecimiento de Aguay la Red de drenaje y le corresponde al IngenieroSanitario de comn acuerdo con el Proyectista elegir lasolucin ms adecuada as como las posibles formas dealojar los sistemas en el cuerpo del edificio.
En el diseo de la red de instalaciones sanitarias, debesatisfacer las necesidades bsicas del ser humano,como son el agua potable para la preparacin dealimentos, el aseo personal y la limpieza del hogar,eliminando desechos orgnicos, etc.
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INTRODUCCIN Las Instalaciones pueden ser:
Instalacin exterior.- Conjunto de elementos que conforman lossistemas de abastecimiento y distribucin de agua, evacuacin de
desages e instalaciones sanitarias especiales, ubicadas fuera de la
edificacin y que no pertenecen al sistema pblico.
Instalacin interior.- Conjunto de elementos que conforman lossistemas de abastecimiento y distribucin de agua, evacuacin de
desages, su ventilacin, e instalaciones sanitarias especiales,
ubicados dentro de la edificacin.
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Son un conjunto de tuberas y conexiones de
diferentes dimetros y diferentes materiales; para
alimentar y distribuir agua dentro de la construccin, esta
instalacin surtir de agua a todos los puntos y lugares de
la obra arquitectnica que lo requiera, de manera que este
liquido llegue en cantidad y presin adecuada a todas las
zonas hmedas de esta instalacin, tambin constar de
muebles y equipos.
Estas instalaciones pueden ser dentro de la distribucin de
un edificio, en condiciones separadas y colectivas.
INSTALACIONES HIDRULICAS
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La red hidrulica deber cumplir con las siguientes
caractersticas:
Llevar agua a todos los muebles de la vivienda acualquier hora del da y durante cualquier da del
ao.
Cumplir con las presiones mnimas requeridas porlos muebles
Lograr la economa mxima posible en toda lainstalacin
INSTALACIONES HIDRAULICAS
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INSTALACION SANITARIA
La instalacin sanitaria, es el conjunto de
tuberas, equipos y accesorios que permiten
conducir las aguas de desecho de una
edificacin hasta el alcantarillado pblico, o a
los lugares donde puedan disponerse sin
peligro.
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INSTALACION SANITARIA
La red sanitaria deber cumplir con lo siguiente
Permitir una rpida evacuacin de las aguasservidas
No permitir el paso de aire, olores o sustancias atravs de ellas
Ser impermeable al agua, aire y a los gases
Ser lo ms ligera posible y con una rigidez quepermita pequeos movimientos sin perjudicar sufuncionamiento.
Ser compatibles en cuanto al material con el tipode aguas que va a canalizar.
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INSTALACION SANITARIA
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ABASTECIMIENTO DE AGUA
El sistema de abastecimiento de agua de un edificio, es
aquel que logra el transporte del lquido desde la fuente de
abastecimiento hasta los artefactos sanitarios del edificio,
con adecuada presin y caudal suficiente.
Partes del sistema: Pueden ser variable, dependen de
varios factores tales como:
Presin disponible en la fuente
Volumen de agua requerido
Tipos de artefactos a ser conectados
Forma y altura del edificio
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ABASTECIMIENTO DE AGUA
Partes del sistema:
Fuente
Conexin Domiciliaria
Sistemas de abastecimiento.
Red de Distribucin
Almacenamiento
Estacin de bombeo
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ABASTECIMIENTO DE AGUA
1. Fuente de agua.
Generalmente es la misma del sistema que da
servicio al rea donde est ubicado el edificio, pero
en algunos casos, la fuente puede ser un pozo
perforado, una vertiente etc.
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ABASTECIMIENTO DE AGUA2. Conexin domiciliaria. (Acometida exterior
edificio) (Acometidas perf. roscada, tee
reductora, abrazadera de servicio
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3. RED DE DISTRIBUCIN
La red de distribucin la conforma un conjunto de tuberas a surtir deagua cada uno de los artefactos o accesorios que la requieran, dependede la forma de la planta del edificio.
Ramales abiertos Circuitos cerrados o en anillo: mejor distribucin del flujo y amortigua
el golpe de ariete.
Dependiendo de su ubicacin se puede dividir:
Distribuidores: sectores horizontales de la red y estn colocadosen el primer nivel en los sistemas de tipo directo y de bombeodesde el stano o en el nivel ms alto desde en los sistemas porgravedad desde el tanque de almacenamiento.
Columnas: son los tramos verticales que son alimentados por losdistribuidores y transportan el agua a las derivaciones.
Derivaciones : a los Artefactos sanitarios.
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3. SISTEMAS DE ABASTECIMIENTOTipos de abastecimiento.
En el abastecimiento deagua de un edificio sepueden presentar doscasos:Tipo DirectoTipo Indirecto.
A. Directo. La Red del edificiopasa a formar parte de la Redde la zona interconectadaspor tomas domiciliares.Este sistema es ideal perolimitado en la realidad aedificios de 2 o 3 nivelesmximo.
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ABASTECIMIENTO DIRECTO
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ABASTECIMIENTO DIRECTO
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO
B. Indirecto :
Cuando la presin en la red
pblica no es suficiente, para
dar servicio a los artefactos
sanitarios en los niveles altos,
se hace necesario la utilizacin
de tanques de
almacenamiento o de
distribucin, localizados como:
B1. Tanque elevado de
alimentacin directa.
Durante algunas horas del da
se cuenta presin en la red
pblica para el llenado del
tanque.
Ventaja:
No requiere equipo de bombeo.
.
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ABASTECIMIENTO INDIRECTO
Ventaja:
No es necesario un equipo
de bombeo
Desventajas:
Que el tanque no llegue a
llenarse con la variacin
de presiones.
Que la demanda real sea
mayor que la estimada y el
tanque se vace antes de
tiempo
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO
Es una variante del anterior, en elcual el agua es elevada al tanquesuperior por medio de una bomba.
Desde el tanque hacia la red trabajapor gravedad
B.2. Tanque elevado alimentado por
bombeo. (Tipo Indirecto)
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO INDIRECTOB.3. Servicio por bombeo (Indirecto) :Depsito inferior y Se alimenta la red
directamente por bombeo.
La red de tuberas se calcula igual que el de tipo directo.
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO
Con depsito Inferior y
desde el mismo se da
servicio con bombepo
contra la red
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO
B.5 Tipo Indirecto conbombeo auxiliar en losniveles superiores.
Para mejorar laspresiones en los puntosms altos.
Coviene dejar previsto laposibilidad de conectarseambos sitemas en caso defallas en la bomba o de laenerga
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SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO COMBINADO
B.4. Combinado:
Cuando las condiciones de la
red pblica lo permitan, los
niveles inferiores se alimentan
en forma directa y los
superiores en forma indirecta
generalmente bombeo a tanque
elevado.
Se debe evitar interconexin
gravedad- presin directa)
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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO COMBINADO
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CONSUMO Y DEMANDA DE AGUA El Consumo en un edificio es generalmente variable y depende:
Del uso del edificio (domstico, industrial o comercial)
De las costumbres y hbitos de los ocupantes
Del sistema de distribucin adoptado
Del uso de medidores
Consumo medio: sirve para determinar la capacidad de la fuente y los
volmenes de los tanques de almacenamiento segn el sistema adoptado,
puede ser expresado:
Edificios destinados a vivienda unidad de consumo l/pers gal/pers
Oficinas y similares l/m2, gal/m2 por cada 1000 pies2
Edificios de uso muy particular como el caso de Hospitales en litros o gal / cama
Industrias por unidad de produccin l/kg, gal/kg libra de producto
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ConsumosCos umos diarios (Es paa 1978)
TipoCons umo
(litros )Unidad
Vivienda tipo medio 120 l/hab.
Escue las 50 alumno/da
Cuarte les 300 persona/da
Prisiones 50 persona/da
Hospitales (sin incluir riego y lavandera) 600 persona/da
Oficinas 50 persona/da
Hote les
1ra. categora 300 persona/da
2da. categora 200 persona/da
3ra. categora 150 persona/da
Jardines 2 m2
Fuente: Manual de Instalaciones Sanitarias OPS/OMS
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ConsumoM in n e s o ta P lu m b in g C o d e (1 9 7 8 )
T ip oC o n s u m o
( g a lo n e s )U n id a d
Ap a rta m e n to s M u ltifa m ilia re s 6 0 p e rs o n a /d a
H o te le s s in b a o p riva d o 5 0 p e rs o n a /d a
H o te le s c o n b a o p riva d o (c u a rto d o b le ) 6 0 p e rs o n a /d a
R e s ta u ra n te s (u s o s s a n tita rio s y c o c in a ) 7 a 1 0 c lie n te /d a
R e s ta u ra n te s (u s o e n c o c in a ) 2 1 /2 a 3 c o m id a s e rvid a
C a m p o s p a ra tra ile rs c o n b a o g e n e ra l 3 5 p e rs o n a /d a
C a m p o s p a ra tra ile rs c o n b a o in d ivid u a l 5 0 p e rs o n a /d a
E s c u e la s (s in c a fe te ra n i d u c h a s ) 1 5 p e rs o n a /d a
E s c u e la s (c o n c a fe te ra , s in d u c h a s ) 2 0 p e rs o n a /d a
E s c u e la s (c o n c a fe te ra y d u c h a s ) 2 5 p e rs o n a /d a
E s c u e la s c o n in te rn a d o 7 5 a 1 0 0 p e rs o n a /d a
T ra b a ja d o re s d e o fic in a s (p o r tu rn o ) 1 5 p e rs o n a /d a
H o s p ita le s 1 5 0 a 2 5 0 c a m a /d a
O tra s in s titu c io n e s 7 5 a 1 2 5 c a m a /d a
F a b ric a s (u s o h u m a n o e xc lu s iva m e n te ) 1 5 a 3 5 p e rs o n a /d a
Zo n a s d e re c re a c i n (p ic -n ic s ) 5 p e rs o n a /d a
P is c in a s y c a s a s d e b a o p b lic a s 1 0 p e rs o n a /d a
C lu b c a m p e s tre (s in re s id e n c ia s ) 2 5 p e rs o n a /d a
C lu b c a m p e s tre (c o n re s id e n c ia s ) 1 0 0 p e rs o n a /d a
M o te le s 4 0 c a m a /d a
M o te le s c o n c o c in a in d ivid u a l 5 0 c a m a /d a
Au to c in e m a s 5 a u to m vil/d a
T e a tro s 5 b u ta c a /d a
Ae ro p u e rto s 3 a 5 p a s a je ro /d a
La va n d e ra s d e a u to -s e rvic io 5 0 c lie n te /d a
Alm a c e n e s 4 0 0 c u a rto d e b a o /d a
G a s o lin e ra s 1 0 a u to m vil s e rvid o /d a
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Consumo
TipoCons umo
(galones )
Caba llos , m ula s novillos 1 2
Vacas (solo beb ida ) 1 5
Vacas (beb ida y uso de lechera ) 35
Oveja s 2
Cerdos 4
pollos (por cada 1 00) 4
pavos (por cada 1 00) 7
Tipo
Cons umo
(galones por
cada 1000
pi s2)
Hoteles 600 a 1 ,1 1 0
Edificios pa ra oficina s 1 00 a 500
Alm acenes 1 00 a 400
Apartam entos - vivienda 200 a 400
Fuente: Editorial John Wileyand Sons, New York
CONSUMO ANIMAL POR DA. MINNESOTTA PLUMBING
CODE
CONSUMO COMERCIAL. AREA DE MANHATTAN
NEW YORK.
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Consumo
Tipo
Cons umo
(galone s
diarios por
pe rs ona)
Ca m pa m entos 25 a 40
Vivienda s pequea s 40 a 60
Vivienda s gra ndes e interna dos 75 a 1 00
Ins tituciones (excep to hosp ita les ) 75 a 1 25
Hosp ita les 1 50 a 250
Escuela s diu rna s 1 5
Escuela s diu rna s con ducha s 20
F brica s (consum o hum a no) 25
Fuente: Editorial John Wileyand Sons, New York
Y SISTEMAS PRIVADOS
CONSUMO PARA INSTITUCIONES
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Consumo
Tip o
Co n s u m o ( l i tro s
d ia rio s p o r
p e rs o n a )
Ac a d e m ia d e P o l ic ia N a c io n a l 2 7 0
Ed ific io d e Co n d o m in io s (s t a n o , 2 n ive le s
c o m e r c ia le s , 1 n ive l d e o fic in a s , 6 n ive le s d e
vivie n d a s )
O fic in a y Co m e r c io (lt s / 1 0 0 m 2 ) 2 5 0
Vivie n d a s 2 5 0
Ho s p ita l d e Gin e c o lo g a y Ais la m ie n to (6 0
c a m a s ) (g a l/ p e r s o n a ) 2 0 0
In s ti tu to d e re c re a c i n d e lo s tra b a ja d o re s
(Ca p a c id a d m a x. 5 0 0 0 p e r s o n a s )
In s ti tu to N o rm a l , Zo n a 1 9
8 8 0 a lu m n o s e xt e r n o s 4 0
8 0 m a e s t r o s 5 0
5 r e s id e n t e s 2 0 0
Rie g o d e ja r d in e s (lt s . / m2) 2
U n ive rs id a d "Ra fa e l La n d iva r" (1 0 ,0 0 0
e s t u d ia n t e s m a x. )
Vivie n d a s d e p r o fe s o r e s 2 0 0
Au la s y o t r o s 7 5
Fuente: Ing. Carlos Solares B. Consultor OPS/OMS. Guatem ala
CONSUMO DIARIOS PARA INSTITUCIONES
Y SISTEMAS PRIVADOS EN GUATEMALA
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Consumo
Tip o
Co ns um o ( l i tro s
d ia rio s p o r
p e rs o na )
Es c ue la N o rm a l S o lo l
5 2 0 p e r s o n a s r e s id e n t e s 2 0 0
Cln ic a s p e rif ric a s IGS S , zo na 5
2 5 0 p a c ie n t e s a m b u la to r io s 5 0
Ho s p ita l d e l IGS S Que za lte na ng o
P o r c a m a 3 0 0
P o r m e d ic o in t e rn o 1 5 0
P o r e n fe rm e ra 1 0 0
P e r s o n a l a d m in is t r a t ivo 7 5
P e r s o n a l s e rvic io s va r io s 1 0 0
P e r s o n a l De le g a c i n 6 0
Vis it a s , c o b ro s , e t c . 2 0
Ed ific io Clin ic a s M d ic a s To rm e l
P o r c a d a 1 0 0 m 2 2 5 0
Ho s p ita l Ge ne ra l d e IGS S (P ro ye c t a d o p a ra
2 7 0 c a m a s d e a d u lto s y 9 5 c u n a s p a ra
n i o s )
P o r c a m a d e a d u lto (g a lo n e s ) 2 0 0
P o r c u n a (g a lo n e s ) 1 0 0
Fuente: Ing. Carlos Solares B. Consultor OPS/OMS. Guatemala
CONSUMO DIARIOS PARA INSTITUCIONES
Y SISTEMAS PRIVADOS EN GUATEMALA. CONTINUACIN
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Consumo
TipoCons umo (litros
diarios )
Pa ra beb ida 1 .5
Pa ra p repa ra cin de a lim entos 4 .5
Pa ra lim pieza de la ca sa y u tens ilios 50
Pa ra lim pieza corpora l 30
Pa ra lim pieza de la ropa 50
Pa ra e l ba o 30
Pa ra e l servicio de inodoro 80
Prdida s y pequeos consum os 41
Tota l 287
Fuente:"Obras Sanitarias" autor Walter Stevens Editorial Glem, Buenos Aires, Argentina
Distribucin del Consumo Domiciliario de Agua de 400 l.
Buenos Aires, Argentina.1989
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DEMANDA DE AGUA
Para el diseo del sistema de un edificio es indispensable ladeterminacin de la demanda de agua y se determina en base al
No. Artefactos sanitarios y el gasto asignado a cada uno de ellos.
No todos los artefactos de la red trabajan en forma simultnea ypor lo tanto se debe considerar el Factor de uso o Coeficiente deSimultaneidad (% del gasto en los tramos de distribucin).
Gasto se expresa:
Europa (l/min. l/seg.)
USA (Unidades de gasto o Fixture Units= 1 pie3/min)
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Gastos de artefactos (Europa)
(l/seg.) (gpm)
Lavamanos 0.1 1.6
Artesa 0.2 3.2
Ducha 0.1 1.6
Bidet 0.1 1.6
W.C de tanque 0.1 1.6
W.C de Fluxmetro 2 31.7
Fregadero de vivienda 0.15 2.4
Fregadero de restaurante 0.3 4.8
Lavenderos de ropa 0.2 3.2
Hidrante de riego (3/4") 0.6 9.5
Hidrante de incendios (2") 3 47.6
Hidrante de incendios (2 1/2") 8 126.8
Urinario de descarga automtica 0.05 0.8
Urinario de lavado controlado 0.1 1.6
Nota: Para valores de carga de entrada de 1 a 1.5 mca (1.4 a 2.1 psi)
GastoAparato Sanitario
Gasto mnimo en los grifos de los aparatos sanitarios corrientes
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GASTOS DE ARTEFACTOS (USA). MTODO DE HUNTER
Privado Pblico
Cuarto de bao completo (W.C. de vlvula) 6 -
Cuarto de bao completo (W.C. de fluxmetro) 8 -
Artesa Baera 2 4
Lavabacines o lavaplatos - 10
Bidet 2 4
Unidad dental (escupidera) - 1
Fuente para beber 1/2 1
Fregadero de cocina 2 4
Lavamanos 1 2
Ducha 2 4
Urinario con tanque - 3
Urinario con fluxmetro - 3
Urinario de Pedestal, con fluxmetro - 10
W.C. de tanque 3 5
W.C. con fluxmetro 6 10
Fregadero de servicio - 3
Nota: Los valores corresponden a la demanda total (agua fra y caliente)
Las demandas separadas equivalen a un 75 % de las anteriores
Unidades de Gasto segn el "Uniform Plumbing Code For Housing"
DescripcinUnidades de Gasto (pie
3/min)
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Gastos de artefactos (USA)
Agua fria Agua caliente
Inodoro (presin) 15-35 -
Inodoro (Tanque) 3-18 -
Mingitorio (presin) 15 -
Mingitorio (Tanque) 3 -
Lavamanos 5 5
Ducha 3-6 5
Artesa 6 6
Lavador de Cocina corriente 5 5
Lavadora de Cocina pequeo 2 2
Slop-Sink (Fregadero-Limpieza) 3 3
Lavadora Domstica 10 10
Nota: Los valores anteriores son los ideales, trabajando los artefactos corrientes
a una presin de 8 psi y lo fluxmetro a una presin de 15 psi.
AccesoriosCaudal de accesorios (gpm)
Caudal de los artefactos segn United States Department of Commerce, Building
code
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Gastos de artefactos (Cdigo de Costa Rica)
Pieza Dimetro mnimo
Presin Mnima Gasto mnimo
Privado PblicoBanera 18 2 0.3Bidet 12 3 0.1
Ducha 12 2 0.2 0.3Fregadero 12 2 0.2 0.3
Fuente 12 2.5 0.1Inodoro/tanque 12 2 0.2 0.25
Inodoro/vlvula semi automtica 31 de 7 a 14 1.5 1.9Lavatorio 12 2 0.15 0.2Lavadora 12 3.5 0.3
Llave de riego de jardn 12 10 0.3
orinal corrido 12 2 0.075/mlorinal con vlvula 18 de 5 a 10 1
Pileta de lavar 12 2 0.3
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DISEO DE LA RED DE AGUA
El diseo de la Red, comprende: :
El clculo de la prdida de carga disponible, la prdidade carga por tramos considerando los accesorios,
El clculo de las presiones de salida,
Requisitos:
Conocer la presin de la red pblica,
La presin mnima de salida,
Las velocidades mximas permisibles por cada tubera ylas diferencias de altura, entre otros.
Conociendo estos datos se lograr un correctodimensionamiento de las tuberas y accesorios de la
vivienda.
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Demanda y Valores de diseo
Para diseo el valor que interesa es aqueldonde han sido tomados el No. de
artefactos, gasto de los mismos y el Factor
de Uso Coeficiente de Simultaneidad.
Gasto Terico (Qt): Es la suma de gastosde los artefactos sanitarios alimentados por
el sector de la red que esta siendo
considerado.
Gasto de Diseo (Qd), se utiliza paradeterminar el dimetro de la red, es
equivalente al producto del Qd = Qt x
Factor de Uso (Coef. Simultaneidad). Su
valor es por lo tanto menor que el anterior.
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Factor de Uso Coeficiente de Simultaneidad Expresado como un porcentaje del gasto terico y
representa al caudal que posiblemente pasar por la red.
Su valor depende del nmero de artefactos y tipo
(corriente o de fluxmetro).
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Factor de Uso Coeficiente de Simultaneidad
En Francia
Donde (n) es el nmero total de grifos de la instalacin.
El mnimo factor recomendado por este pas es 0.2 (20%)
1
1
nFU
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Factor de Uso Coeficiente de Simultaneidad
Mtodo de Hunter
Consiste bsicamente en determinar el Qt de un ramal o
sector en Unidades de gasto, y por medio de la curva
especfica para el tipo de artefactos sanitarios, encontrar
el Qd en gpm.
Mtodo de U.S. Department of Comerce, BuildingCode
Se determina el Qt para cada grupo de artefactos y se
determina el No. de ellos. Con este valor y por medio de la
tabla respectiva se encuentra Factor de Uso (FU)
. Qd = FU x Qt
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Ejemplo 1. Clculo de la Demanda de aguaMtodo de Hunter
En un sector de una derivacin de un edificio se tienen los siguientes artefactos:
2 W.C de tanque
3 Lavamanos
1 Mingitorio con tanque
1 Fregadero de servicio
1) Hunter
Para determinar el Gasto de Diseo para el servicio de Agua Fra del Sector
Artefacto Sanitario Cantidad UG Total de UG
W.C de tanque 2 5 10
Lavamanos 3 2 6
Mingitorio con tanque 1 3 3
Fregadero de servicio 1 3 3
Gasto Teorico 22 U de gasto
Agua fria (75%) 16.5 U de gasto
Del Graf Hunter 12.5 gpm
Q af22*0.75 =
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Gastos de artefactos (USA)
Privado Pblico
Cuarto de bao completo (W.C. de vlvula) 6 -
Cuarto de bao completo (W.C. de fluxmetro) 8 -
Artesa Baera 2 4
Lavabacines o lavaplatos - 10
Bidet 2 4
Unidad dental (escupidera) - 1
Fuente para beber 1/2 1
Fregadero de cocina 2 4
Lavamanos 1 2
Ducha 2 4
Urinario con tanque - 3
Urinario con fluxmetro - 3
Urinario de Pedestal, con fluxmetro - 10
W.C. de tanque 3 5
W.C. con fluxmetro 6 10
Fregadero de servicio - 3
Nota: Los valores corresponden a la demanda total (agua fra y caliente)
Las demandas separadas equivalen a un 75 % de las anteriores
Unidades de Gasto segn el "Uniform Plumbing Code For Housing"
DescripcinUnidades de Gasto (pie
3/min)
-
16.5
GRAFICA DE HUNTER
-
CURVAS DE CARGAS DE DEMANDAS ESTIMADAS EN GPM
-
Cont. Ejemplo 1 Building Code2) US Department of Commerce. Building Code
Artefacto Sanitario Cantidad de
artefactos
Caudal
unitariogpm
W.C de tanque 2 2 4
Lavamanos 3 5 15
Mingitorio con tanque 1 3 3
Fregadero de servicio 1 3 3
Gasto Teorico 7 25 gpm
FU 0.56 14 gpm
De la tabla de factores de uso, se tiene que para 7 artefactos tiene
un valor de 56%. Por tanto
Qd = 0.56*25= 14 gpm
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Gastos de artefactos (USA)
Agua fria Agua caliente
Inodoro (presin) 15-35 -
Inodoro (Tanque) 3-18 -
Mingitorio (presin) 15 -
Mingitorio (Tanque) 3 -
Lavamanos 5 5
Ducha 3-6 5
Artesa 6 6
Lavador de Cocina corriente 5 5
Lavadora de Cocina pequeo 2 2
Slop-Sink (Fregadero-Limpieza) 3 3
Lavadora Domstica 10 10
Nota: Los valores anteriores son los ideales, trabajando los artefactos corrientes
a una presin de 8 psi y lo fluxmetro a una presin de 15 psi.
AccesoriosCaudal de accesorios (gpm)
Caudal de los artefactos segn United States Department of Commerce, Building
code
-
No. De
accesorios
Accesorio
ordinario
Accesorio con
vlvula de presin
No. De
accesorios
Accesorio
ordinario
Accesorio con
vlvula de presin
1 100 100 40 37 9
2 100 100 50 36 8
3 80 65 60 35 7
4 68 50 70 34 6
5 62 42 80 33 5.3
6 58 38 90 32 4.6
7 56 35 100 31 4.2
8 53 31 200 30 3.1
9 51 29 300 29 1.9
10 50 27 500 27 1.5
20 42 16 800 26 1.2
30 38 12 1000 25 1
U.S. Department of Commerce Building Code.
Relacin entre el numero de accesorios de un edificio y su probable porcentaje
Mximo de uso
Factor de uso
-
Cont. ejemplo 1 Mtodo Europeo
3) Formula Francesa
Artefacto Sanitario Cantidad de
artefactos
Caudal
unitariolitros
W.C de tanque 2 0.1 0.2
Lavamanos 3 0.1 0.3
Mingitorio con tanque 1 0.1 0.1
Fregadero de servicio 1 0.15 0.15
Gasto Teorico TOTAL 7 0.75 litros/SEG
FU 0.41 0.31 L/SEG
4.854 GPM
1
1
nFU
N= 7 FU= 0.41
Qd = Qt *FU= 0.75*0.41= 4.85 gpm
-
Comentarios al Ejemplo 1
El Resultado obtenido por el mtodo
Francs es mucho ms bajo que el USA, ya
que el Qt est expresado para columna de
1.4 a 2.1 m. (8 psi-15 psi.) ( Francesa de 1.0 -
1.50 m).
-
HIDRAULICA DE LA RED. Dimetros
Dimetros mnimos del ramal que da servicio a un artefacto sanitario son :
Artefacto Sanitario Diametro minimo en
pulgadas
Artesa 1/2"
Fuente para beber 1/2"
Lavaplatos domstico 1/2"
Fregadero de cocina 1/2"
Fregadero de cocina (comercial) 3/4"
Lavamanos 1/2"
Lava-trapeadores 1/2"
Urinario (tanque) 1/2"
Urinario (Fluxmetro) 3/4"
Inodoro (tanque) 1/2"
Inodoro (Fluxmetro) 1"
Toma para maguera 3/4"
Lavadora de ropa (domstica) 1/2"
Ducha (cada cabeza) 1/2"
1
1
nFU
-
HIDRAULICA DE LA RED.Dimetros
Recomendable que un ramal que le da servicio a unartefacto termine a una distancia no mayor de 0.75 metros
del punto de conexin.
Ningn ramal que quede oculto o enterrado debe sermenor de 1/2 de dimetro.
En residencias, el # mximo de artefactos sanitarioslocalizados en un mismo cuarto de bao, que pueden ser
alimentados por un tubo de 1/2 es de 3.
-
HIDRAULICA DE LA RED.Velocidades
Para el clculo de las velocidades en las tuberas se
puede calcular con la frmula de Hazen Williams, que se
describe a continuacin:
V= 0.355 CD0.63 Sf0.54
Donde:
V= velocidad en m/s
C= coef. que dependen del material
Sf= prdida de carga en m/m.
D= dimetro en m.
Sf = hf/l
Hf= prdida de carga en m
L= longitud en m
.
-
HIDRAULICA DE LA RED.Velocidades
Las altas velocidades del flujo en las redes causan los ruidos
molestos en el inmueble.
Codigos USA Vmax =10 pies/seg (3 m/s)
Europa Vmx = 2 m/seg
Velocidad es muy importante para sistemas con Presiones altas
producen Velocidades altas que hacen ruido y favorecen golpe de
ariete.
Situacin muy frecuente es sistemas con bombeo.
Limite para asegurar arrastre de partculas es V=0.6 m/seg = 2
pies/seg
-
HIDRAULICA DE LA RED.Prdida de carga
Prdida de carga disponible:
Conociendo la Presin media disponible al inicio de la red dedistribucin de agua, as como la distancia al punto ms lejano donde
estar instalado un artefacto sanitario y la presin mnima de trabajo
de este , se puede determinar fcilmente la prdida de carga
disponible.
Prdidas en los tramos (Hf)
Las prdidas de carga se calculan segn el caudal en el tramotomando en cuenta las prdidas (longitud equivalente) de los
accesorios.
Sf=10.67*Q1.85 Hf=Sf*L C1.85 * D4.87
-
Coeficientes de Hazen Williams
Tipo de Tuberia C
Hierro Galvanizado 125
Acero soldado nuevo 120
Acero soldado viejo 90
Acero soldado con revestimiento 130
Hierro fundido nuevo 130
Hierro fundido viejo s/incrust. 110
Hierro fundido viejo c/incrust. 90
Plstico, PVC (D=38 mm) 150
Cobre y latn 130
Concreto acabado liso 130
Concreto acabado camn 120
-
Longitud equivalente de conexiones a tubera en m
Eleme
nto
mm 13 19 25 32 38 50 63 75,1 100 125 150 200 250 300 350
pulg 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6 8 10 12 14
Codo
s de
90
Radio
Largo 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,6 2,1 2,7 3,4 4,3 5,5 6,1 7,3
Radio
medio 0,4 0,6 0,7 0,9 1,1 1,4 1,7 2,1 2,8 3,7 4,3 5,5 6,7 7,9 9,5
Radio
corto 0,5 0,7 0,8 1,1 1,3 1,7 2 2,5 3,4 4,5 4,9 6,4 7,9 9,5 10,5
Codo
s de
45 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1,2 1,5 1,9 2,3 3 3,8 4,6 5,3
R/D: 1
1/2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1 1,3 1,6 1,9 2,4 3 3,6 4,4
R/D: 1 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1 1,3 1,6 2,1 2,5 3,3 4,1 4,8 5,4
Curva
de 45 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1,1 1,5 1,8 2,2 2,5
Entra
da
Norma
l 0,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,6 2 2,5 3,5 4,5 5,5 6,2
De
borda 0,4 0,5 0,7 0,9 1 1,5 1,9 2,2 3,2 4 5 6 7,5 9 11
-
Longitud equivalente de conexiones a tubera en m
Vlvula 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6 8 10 12 14
de compuerta 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,4 1,7 2,1 2,4
de globo 4,9 6,7 8,2 11,3 13,4 17,4 21 26 34 45,3 51 67 85 102 120
de ngulo 2,6 3,6 4,6 5,6 6,7 8,5 10,0 13,0 17,0 21,0 26,0 34,0 43,0 51,0 60,0
de pie 3,6 5,6 7,3 10 11,6 14,0 17,0 20,0 23,0 31,0 39,0 52,0 65,0 78,0 90,0
Retencin
T. Liviano 1,1 1,6 2,1 2,7 3,2 4,2 5,2 6,3 6,4 10,4 12,5 16,0 20,0 24,0 38,0
T. Pesado 1,6 2,4 3,2 4 4,8 6,4 8,1 9,7 12,9 16,1 19,3 25,0 32,0 38,0 45,0
Te de Paso
Directo 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,6 2,1 2,7 3,4 4,3 5,5 6,1 7,3
lateral 1,0 1,4 1,7 2,3 2,8 3,5 4,3 5,2 6,7 8,4 10,0 13,0 16,0 19,0 22,0Te de salida
Bilateral 1,0 1,4 1,7 2,3 2,8 3,5 4,3 5,2 6,7 8,4 10,0 13,0 16,0 19,0 22,0
Salida de tubera 0,4 0,6 0,7 0,9 1,0 1,5 1,9 2,2 3,2 4,0 5,0 6,0 7,5 9,0 11,0
-
HIDRAULICA DE LA RED.Presiones
Presiones mnimas ocurren en puntos menos favorecidos, deben serfijadas de antemano y dependen del tipo de artefactos usados en eledificio.
Cdigos USA
-artefactos corrientes Pmin=8 psi=5.6 mc
-Fluxmetro Pmin=15 psi=10.5 mca
Con las presiones mnimas con los artefactos sanitarios puedenoperar en forma poco eficiente con cargas de 1.0 -1.50 m, pues untanque de un inodoro durara mucho en llenarse.
La presin mxima dinmica o esttica no debe ser mayor de 60 mpara evitar el dao de los empaques de los artefactos sanitarios
En resumen las presiones ideales mnimas y mximas son de 8.6 y 60 lb/pug2
(5.6 -42 m)
-
Presiones mnimas sobre los artefactosArtefacto Presin mnima (m)
Ducha 2
Inodoro con Tanque 2
Inodoro con fluxmetro 10.5
Pileta de lavar 2
Lavamanos 2
Fregadero 2
Lavadora 3.5
Llave de jardin 10
Orinal 5 a 10
Fuente: Cdigo de Instalaciones Hidrulicas. Colegio
Federado de Ingenieros y Arquitectos. Costa Rica
-
Ejemplo 2. Planteaminiento:
Un edificio de 3 niveles donde sern usados artefactos corrientes querequieren una Pmin = 8 PSI para su funcionamiento, la presin
disponible en el inicio de la red es de 30 PSI. Determinar la prdida de
carga disponible.
Cota Piezomtrica al inicio de la red es de 30 PSI= 21 m Cota Piezomtrica mn en el artefacto ms distante es de: 3+3+6 = 12 m
Longitud del didtribuidor y la columna =50+6=56 m
Prdida Carga disponible= 21-12 = 9 m Gradiente hidrulico =S= Hf/L *100 = 9*100/56 =16%
-
Ejemplo 2. Clculo de la presincota 2 1 .0 0
h f
cota 1 2 .0 0 6 .0 m ts (8 p s i)
2 1 .0 0 m ts
3 0 .0 0 p s i
Arte fa cto
3 .0 0
Colu m na
3 .0 0
Dis trib u idor
5 0 .0 0 m ts
Cota p iezom trica m n im a de l a rte fa cto m s d is ta n te : 3 +3 +6 = 1 2 .0 0 m
Longitu d de d is trib u idor y colu m na : 5 0 +3 +3 = 5 6 .0 0 m
P rdida de carga dis ponible
Cota p iezom trica a l in icio: 2 1 .0 0 m
Cota p iezom trica des ea b le en a rte fa cto: 1 2 .0 0 m
h f d is p onib le : 9 .0 0 m
Dis ta ncia de l in icio a l a rte fa cto: 5 6 .0 0 m
Gra dien te h idr u lico ; 9 x1 0 0 / 5 6 1 6 .0 7 %
-
PERDIDAS POR FRICCION EN LAS TUBERIAS
-
PERDIDAS EN EL MEDIDOR
-
PERDIDAS EN EL MEDIDOR
-
LONGITUDES EQUIVALENTESpulg 1/2 3/4 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 14
Codos
de 90
Radio
Largo 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.6 2.1 2.7 3.4 4.3 5.5 6.1 7.3Radio
medio 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 2.8 3.7 4.3 5.5 6.7 7.9 9.5Radio
corto 0.5 0.7 0.8 1.1 1.3 1.7 2 2.5 3.4 4.5 4.9 6.4 7.9 9.5 10.5Codos
de 45 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.2 1.5 1.9 2.3 3 3.8 4.6 5.3R/D: 1
1/2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.3 1.6 1.9 2.4 3 3.6 4.4
R/D: 1 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1 1.3 1.6 2.1 2.5 3.3 4.1 4.8 5.4Curva
de 45 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1.1 1.5 1.8 2.2 2.5
Entrada
Normal 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.6 2 2.5 3.5 4.5 5.5 6.2
De
borda 0.4 0.5 0.7 0.9 1 1.5 1.9 2.2 3.2 4 5 6 7.5 9 11
Vlvula
de compuerta 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 2.4
de globo 4.9 6.7 8.2 11.3 13.4 17.4 21 26 34 45.3 51 67 85 102 120
de ngulo 2.6 3.6 4.6 5.6 6.7 8.5 10 13 17 21 26 34 43 51 60
de pie 3.6 5.6 7.3 10 11.6 14 17 20 23 31 39 52 65 78 90
Retencin
T. Liviano 1.1 1.6 2.1 2.7 3.2 4.2 5.2 6.3 6.4 10.4 12.5 16 20 24 38
T. Pesado 1.6 2.4 3.2 4 4.8 6.4 8.1 9.7 12.9 16.1 19.3 25 32 38 45
Te de Paso
Directo 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.6 2.1 2.7 3.4 4.3 5.5 6.1 7.3
lateral 1 1.4 1.7 2.3 2.8 3.5 4.3 5.2 6.7 8.4 10 13 16 19 22
Te de salida
Bilateral 1 1.4 1.7 2.3 2.8 3.5 4.3 5.2 6.7 8.4 10 13 16 19 22
Salida de tubera 0.4 0.6 0.7 0.9 1 1.5 1.9 2.2 3.2 4 5 6 7.5 9 11
-
SELECCIN DE DIMETROS xito depende en gran medida de una buena seleccin de los
dimetros.
Formas de Seleccin:
a) En funcin del caudal y prdida de carga disponible.
Cuando la Presin al inicio de los distribuidores estpreviamente establecida, caso sistema directo conocemos
presin disponible en red pblica, tambin tanque elevado.
Los Dimetros seleccionados en funcin del caudal y hfdisponible, conocida cota piezomtrica en punto inicial y punto
ms lejano menos favorecido del sistema.
Se debe revisar la velocidad obtenida para los gastos ydimetros de diseo y evitar las que exedan los lmites
mximos.
-
Seleccin de dimetros
b) En funcin de la velocidad.
Cuando presin al inicio de la red no est definida opuede drsele valores diferentes, como es caso de un
sistema alimentado por bombeo, la seleccin de
dimetros puede ser en funcin de gastos de diseo y
de la velocidad.
Para los dimetros seleccionados de esta forma seencuentran las hf, y la suma de ellas hasta punto
crtico + la columna de agua mnima aceptable en el
punto = a la CDT del equipo de bombeo.
-
Seleccin de dimetros b) En funcin de la velocidad. Continuacion...
Varios clculos para ajuste a las condiciones delsistema.
Cuando es conocida la presin disponible al inicio de lared tambin es posible determinar los f(v). Pero es
recomendable determinar previamente la hf disponible,
y en funcin de sta seleccionar los dimetros dentro
de los siguientes lmites de velocidades:
-
Seleccin de dimetros
b) En funcin de la velocidad. Continuacion...
dentro de los siguientes lmites de velocidades:
Prdidas de Carga disponiblesVelocidades
(m/seg)
De 1 a 4 metros 0.50 a 0.60
De 4 a 10 metros 0.60 a 1.00
De 10 a 20 metros 1.00 a 1.50
De 20 ms 1.50 a 2.00
-
Simbologa
Vlvula de boya
Vlvula de retencin (check),
Toma de agua en bronce para tanque de captacin con check y pascon
Vlvula de seguridad de tanque de agua.
Tubera
Tanque hidroneumtico
Llave de chorro
Medidor de caudal
Llave de pase
Vlvula de compuerta de bronce y rosca para manguera
-
Simbologa
-
Simbologa
-
Simbologa
-
DISTANCIAS MNIMAS PARA INSTALACIONES SANITARIAS
-
Planta de Sistema de agua potable
-
ISOMTRICO DE SISTEMA DE AGUA pOTABLE
-
Ejercicio prctico
Calcular la presin necesaria requerida para que una unidad de servicio sanitario en una casa funcione adecuadamente
Asumiendo que una derivacin de la red tiene lo siguiente: una ducha, un inodoro, un lavamanos y un lavandero
1.0 1. 50 3.00 6.00
-
Presin necesaria 1 u.G 1 pie3/min
0,4 l/s= 6,97 gpm
Qd= K*Qt
Sf= 10,643*Q^1,85
D^4,87*C^1,85 D*0,0254
V= 0,355*C*D^0,63*Sf^0,54
-
Presin necesaria
Suma de prdidas = ___ m
Prdidas en el medidor Grfica 1. psi = ___ m
Llave de paso =0,10
Desnivel en el artefacto =1,80
Presin mn sobre la ducha =2,00
Total = ____ m