Memorias RedHidrosanitaria

MEMORIAS DE CÁLCULO RED HIDROSANITARIA

MEMORIAS DE CÁLCULO PARA LA RED

HIDROSANITARIA DE LA UNIDAD DE VIDA

ARTICULADA

UVA SAN JAVIER

MUNICIPIO DE MEDELLIN


TABLA DE CONTENIDO

1. SISTEMA DE AGUAS RESIDUALES INTERNO .................................................................... 1

1.1. RED DE DESAGÜES ................................................................................................ 1

1.2. DIRECTRICES GENERALES PARA LA RED DE DESAGÜE ......................................... 3

1.3. CÁLCULO DE LOS BAJANTES ................................................................................. 4

1.4. CÁLCULO DE COLECTORES HORIZONTALES ......................................................... 5

1.5. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA INSTALACIÓN DE TUBERÍA Y

ACCESORIOS DE PVC – SANITARIA...................................................................................... 7

1.6. MEMORIAS DE CÁLCULO DEL SISTEMA INTERNO DE AGUAS RESIDUALES ......... 1

2. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE ....................................................... 1

2.1. MEMORIAS DE CÁLCULO DE LA RED DE ABASTOS ............................................... 1

2.2. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA INSTALACIÓN DE TUBERÍA Y

ACCESORIOS DE PVC – PRESIÓN ......................................................................................... 3

2.3. ACOMETIDA Y DIÁMETRO DEL MEDIDOR ............................................... 5

2.4. VOLUMEN DE RESERVA ................................................................................ 8

3. SISTEMA DE AGUAS LLUVIAS .......................................................................................... 9

3.1 BAJANTES DE AGUAS LLUVIAS ............................................................................. 9

4. SISTEMA DE BOMBEO ................................................................................................... 11

4.1 CALCULO DE LA POTENCIA ................................................................................. 11

4.2 CALCULO DEL DIÁMETRO DE IMPULSIÓN .......................................................... 12

4.2 CONSUMO DE ENERGÍA ..................................................................................... 14

4.3 CABEZA NETA DE SUCCIÓN POSITIVA (NPSH) DISPONIBLE ................................ 14

4.4 CALCULO DEL HIDROFLOC .................................................................................. 15

5. DISEÑO RED DE GAS ..................................................................................................... 17


1. SISTEMA DE AGUAS RESIDUALES INTERNO

1.1. RED DE DESAGÜES

El sistema de desagüe de las aguas sanitarias consiste en todo el conjunto de conductos y

accesorios disponibles para la evacuación de las aguas servidas de una edificación.

Para determinar el caudal que debe transportar un tramo de la red es necesario

determinar el número de aparatos que son descargados en dicho tramo, sumar los

correspondientes caudales instantáneos y determinar el caudal que se va a transportar.

Para el cálculo del diámetro de las tuberías se debe tener en cuenta que todos los

aparatos sanitarios no funcionan simultáneamente, por lo que se deben distinguir dos

tipos de de caudal para el diseño:

Caudal máximo posible. Se presenta cuando todos los aparatos funcionan

simultáneamente, como se supone que este caudal nunca se da no se tiene en cuenta

para el diseño.

Caudal máximo probable. Es el caudal más alto que probablemente se puede presentar

en un tramo de tubería y es el que se utiliza para diseñar el sistema.

Los cálculos que se presentan a continuación, se basan en el Método de Racional

(Factores K1 y K2). En este método se acumulan los caudales reales promedio para

aparatos sanitarios de bajo consumo, este se basa en los caudales unitarios para cada

aparato y la sumatoria de estos para el bajante y/o el colector horizontal. Se emplean los

factores de simultaneidad K1 y K2, definidas así:

FACTOR DE SIMULTANEIDAD K1:

)10(

11

nLogK

Donde:

n= número de aparatos sanitarios


K1=Factor de simultaneidad para el tramo.

FACTOR DE SIMULTANEIDAD K2

))1(*10(

192

N

NK

Donde:

N = número de pisos del edificio

K2 =Factor de simultaneidad por edificio.

En este método se acumulan los caudales reales promedio para aparatos sanitarios de

bajo consumo con la Tabla 1, luego se calcula el número n de aparatos de la vivienda o

unidad sanitaria, para luego calcular K1.

El caudal de diseño se calcula de la siguiente manera:

CAUDAL DE DISEÑO:

2*1**)/( KKNQislQ

Tabla 1. Unidades de descarga y caudales por aparato y diámetro mínimo

Aparato

Uso privado Uso publico

UD Diámetro Caudal(l/s) UD Diámetro Caudal(l/s)

Lavamanos 1 1-1/2" 0.1 2 1-1/2" 0.2

Sanitario 4 4" 1.2 8 4" 1.20

Ducha 2 2" 0.2 3 2" 0.25

orinal 2 1-1/2" 0.1 4 1-1/2" 0.2

Bañera 2 2" 0.2 3 2" 0.2

lavadora 2 2" 0.9 3 2" 0.9

lavadero 2 1-1/2" 0.2 3 1-1/2" 0.2

lavaplatos 2 1-1/2" 0.2 3 1-1/2" 0.2

Triturador 3 2" 0.2 3 2" 0.2


1.2. DIRECTRICES GENERALES PARA LA RED DE DESAGÜE

Empalmes.

Todos los empalmes horizontales se deben realizar a 45 grados, y la llegada a los bajantes

se realizara con TEE o YEE y CODO de 45 grados

Pendiente de la tubería.

Las pendientes mínimas serán:

1.5% - 2% para <= 3” y de 1% para >= 4”

Cambios de dirección en bajantes.

Cuando se quiera cambiar de dirección en un bajante con un ángulo menor de 45 grados,

se recomienda calcular el tramo con una pendiente del 4%.

Velocidad Mínima (condiciones mínimas para que el flujo no sedimente)

Vf min = 0.50 m/s para aguas residuales y/o la fuerza tractiva Ft = 0.15 Kg/m2

Vf min = 0.60 m/s para aguas Lluvias y/o la fuerza tractiva Ft = 0.15 Kg/m2

Relación de Alturas y/o caudales

Se recomienda que la tubería funcione al 50% de su profundidad y en casos extremos al

75%, ósea Qd / Qo <= 0.50 y en casos extremos Qd / Qo <= 0.75.

Localización de aparatos.

Se debe tener en cuenta la buena disposición de bocas y salidas con las medidas

convencionales p.e.j. sanitario a 0.30 de la pared en el eje en que se marca

arquitectónicamente.

Localización de bajantes:


Los bajantes se pueden instalar preferiblemente por buitrones, fachada, o embebidos en

los muros (para viviendas de uno y dos pisos). Se debe tener en cuenta que no se debe

generar servidumbre entre dos apartamentos p.e.j. (recolectar en un buitrón interior los

desagües de baños diferentes y al intervenir la línea común horizontal, por parte de uno

de los propietarios el otro se vea perjudicado en el buen funcionamiento de sus aparatos)

1.3. CÁLCULO DE LOS BAJANTES

El bajante funciona verticalmente y recibe las aguas servidas de lso aparatos sanitarios

instalados.

El caudal de los bajantes de aguas residuales se calcula empleando la fórmula de Requena

(2002) asi:

)8/3(*146.40 QD

D en mm y Q en l/s

Calculo de la velocidad y longitud terminal.

La velocidad terminal es la máxima rapidez del agua al interior del bajante y es

independiente de la longitud total del bajante y la longitud terminal es la distancia a la

cual se obtiene esta velocidad.

Es importante calcular la velocidad y longitud terminal en el bajante, ya que si la Lt supera

la altura entre pisos se pueden generar problemas de sifonamiento y reflujo en el piso

más cercano al cambio de dirección del bajante.

CALCULO VELOCIDAD TERMINAL.

40,0

*76,2

D

QVt

Vt en m/s, Q en l/s y D en pulgadas.


CALCULO LONGITUD TERMINAL.

2*17.0 VtLt

Lt en m y Vt en m/s.

1.4. CÁLCULO DE COLECTORES HORIZONTALES

Para el cálculo de la máxima capacidad del colector a tubo lleno se recomienda utilizar la

ecuación de Chezy para flujo uniforme

1000

*

106

*71,3***96,6

50,05,1

750,05,2

SD

X

D

KsLogSD

Qo

QoCaudal en L/s

D Diámetro en m

S Pendiente en %

6105.1 Ks para el PVC

61014.1 v Viscosidad cinemática para el agua a 15 grados centígrados

Cálculo Velocidad a tubo lleno en Colectores Horizontales

5,05,1

75,05,0

*

106

*71,3***86,8

SD

X

D

KsLogSDVo

Vo Velocidad a tubo lleno en m/s

D Diámetro en m

S Pendiente en %


6105.1 Ks para el PVC

61014.1 v Viscosidad cinemática para el agua a 15 grados centígrados

Cálculo Velocidad a tubo parcial mente lleno en Colectores Horizontales

3002.0

**0569.1

Qo

QVoVf

smVf /50.0 Velocidad en tubería parcialmente llena en m/s

QoCaudal en m3/s

Vo Velocidad a tubo lleno

Q = Caudal de diseño en l/s., calculado previamente por el método racional

Cálculo de la Fuerza tractiva

Cuando la velocidad a flujo libre no supera los smVf /50.0 , se debe garantizar que la

fuerza tractiva es superior o igual a 3/15.0 mKgFt

412.0

**3533.0

Qo

QDRh

SRhFt **1000 con

)/( QoQRelación de caudales

D Diámetro en m

S Pendiente en %


Cálculo altura efectiva a la batea de la tubería

Con los diámetros y pendientes seleccionadas, se calcula la altura a la batea del tubo,

cuando es tubería colgada debemos garantizar una altura mínima de 2.10 m en el área de

circulación de vehículos y para las tuberías enterradas debemos garantizar que el colector

diseñado se empalma al alcantarillado público manejando flujo libre y a gravedad.

1.5. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA INSTALACIÓN DE TUBERÍA Y ACCESORIOS DE PVC – SANITARIA

a) Deberán cumplir las normas ASTM 26665-68 y CS 272-65 y las normas Icontec.

b) Los extremos de la tubería y el interior de los accesorios se limpiaran previamente

con limpiador PVC aunque aparentemente se encuentren limpios y luego se

procederá a unirlos mediante soldadura PVC o similar.

c) Toda operación desde la aplicación de la soldadura hasta la terminación de la

unión no debe durar más de un minuto.

d) Después de efectuarse la unión deberá dejarse estático el ramal durante 15

minutos y no probarse la red antes de 24 horas.

e) Las tuberías verticales por muros deberán ser recubiertas con pañete de espesor

mínimo 2 cm.

f) Las transiciones con otro material se harán con el adaptador respectivo.

g) Las tuberías que van por circulación de vehículos y objetos pesados deben

enterrarse a una profundidad mínima de 60 cm en una cama de recebo o de arena

libre de piedras o elementos a agudos o punzantes.

h) En los sitios donde sea necesario cruzar vigas de cimentación o vigas estructurales

o muros de cimentación deberá dejarse un pase en tubería de mayor diámetro o

recubrir la tubería con material blando que aísle los esfuerzos estructurales. La

colocación de estos pases debe hacerse en coordinación con el Ingeniero de

Estructuras.


En general se debe cumplir con lo estipulado en la sección C6.3 del código

colombiano de construcciones sismo-resistentes.

i) En general para su instalación se seguirán las recomendaciones que aparecen en

los catálogos de los fabricantes.


1.6. MEMORIAS DE CÁLCULO DEL SISTEMA INTERNO DE AGUAS RESIDUALES

Tabla 2. Cálculo de bajantes de Aguas Residuales

Num pisos

Numero

de

aparatos

Caudal

Diseño

Diam.

Bajante

Diam.

Bajante

Diam.

Bajante real

Lavamanos Sanitarios Orinal Duchas Lavadero Lavaplatos (Qi). Inst / Piso N n Qd (l/s) D (mm) D (pul) D (pul)

1 11 0 3 4 1 0 6,75 3 19 0,24 0,67 3,18 62 2,7 2,0 3,32 OK

2 0 8 0 0 0 0 9,60 3 8 0,38 0,67 7,26 84 3,7 4,0 3,50 OK

Vel. Terminal

Vt (m/s)

B.A.R. Numero de aparatos sanitarios y caudal instantaneo del bajante

K1 K2

Tabla 3. Cálculo del caudal instantáneo por tramo

Lavamanos Sanitarios Ducha orinal Lavadero Lavaplatos

Nivel 3 1-2 4 0 3 0 0 0 1,55

Nivel 3 2-3 4 0 0 3 0 0 3,50

Nivel 3 3-BAR1 1 0 4 0 1 0 1,40

Nivel 3 4-5 0 4 0 0 0 0 4,80

Nivel 3 5-BAR2 0 1 0 0 1 0 1,40

Nivel 2 10-7 0 3 0 0 0 0 3,60

Nivel 2 6-7 0 3 0 0 0 0 3,60

Nivel 2 7-8 0 2 0 0 0 0 2,40

Nivel 2 8-CAJA 0 0 0 0 0 0 0,00

Nivel 2 11-10 3 0 0 0 2 0 1,00

Nivel 2 9-10 6 0 0 0 0 0 1,20

Nivel 2 10-CAJA 0 0 0 2 0 0 1,80

Nivel 1 12-CAJA 0 0 0 0 1 1 0,40

UBICACIÓN Tramo

Numero de aparatos sanitarios del tramo Qi - Caudal

instantaneo del

tramo (l/s)


Tabla 4. Cálculo de los colectores horizontales

Num pisosNumero

aparatosDiam/Baj Pendiente Caudal diseño

Caudal/

tramo

Relac-

Caudal

V-T,

LlenoRH

N n Dm S% Qd (l/s) Qo (l/s)Qd/Q<=0.8

5

Vo

(m/s)m

Nivel 3 1-2 3 7 0,41 0,67 0,051 0,01 1,27 1,33 0,95 0,66 0,68 OK 0,018 0,18 OK

Nivel 3 2-3 3 7 0,41 0,67 0,051 0,01 2,86 1,33 2,15 0,66 0,87 OK 0,025 0,25 OK

Nivel 3 3-BAR1 3 6 0,45 0,67 0,051 0,02 1,25 1,96 0,64 0,97 0,89 OK 0,015 0,30 OK

Nivel 3 4-5 3 4 0,58 0,67 0,051 0,01 5,54 1,33 4,17 0,66 1,06 OK 0,032 0,32 OK

Nivel 3 5-BAR2 3 2 1,00 0,67 0,051 0,02 2,80 1,96 1,43 0,97 1,14 OK 0,021 0,42 OK

Nivel 3 10-7 3 5 0,50 0,67 0,051 0,02 1,00 1,96 0,51 0,97 0,84 OK 0,014 0,27 OK

Nivel 3 6-7 3 4 0,58 0,67 0,051 0,01 5,54 1,33 4,17 0,66 1,06 OK 0,032 0,32 OK

Nivel 2 7-8 2 3 0,71 0,78 0,051 0,01 3,96 1,33 2,98 0,66 0,96 OK 0,028 0,28 OK

Nivel 2 8-CAJA 2 3 0,71 0,78 0,051 0,01 3,96 1,33 2,98 0,66 0,96 OK 0,028 0,28 OK

Nivel 2 11-10 2 2 1,00 0,78 0,051 0,01 3,73 1,33 2,81 0,66 0,94 OK 0,027 0,27 OK

Nivel 2 9-10 2 2 1,00 0,78 0,051 0,02 0,62 1,96 0,32 0,97 0,73 OK 0,011 0,22 OK

Nivel 2 10-CAJA 2 5 0,50 0,78 0,051 0,02 0,78 1,96 0,40 0,97 0,78 OK 0,012 0,25 OK

Nivel 1 12-CAJA 2 6 0,45 0,78 0,051 0,02 0,83 1,96 0,42 0,97 0,79 OK 0,013 0,25 OK

V-T, Parc- Lleno

Vf (m/s)

Fuerza tractiva

K2

Kg/m3

UBICACIÓNTramo

colectorK1


2. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

El sistema de distribución del suministro de agua para edificaciones debe diseñarse de

manera que abastezca los aparatos y equipos con la mínima cantidad de agua necesaria

para obtener un funcionamiento que satisfaga los requisitos de salubridad con presiones y

velocidades adecuadas.

La velocidad máxima de diseño debe ser de 2 m/s para tubería de diámetro inferior a 76,2

mm (3 pul); para diámetros iguales o mayores, la velocidad máxima debe ser de 2,50 m/s.

La edificación será abastecida directamente desde la red de acueducto de Empresas

Públicas y contará además con un sistema de almacenamiento de agua para el caso en el

cuál el servicio de acueducto presente deficiencias.

El tanque de almacenamiento de agua será alimentado directamente desde la red y

cuando se necesite emplear dicho almacenamiento se empleara un sistema de presión

hidrofloc, mediante el cual se garantizará el adecuado funcionamiento de los aparatos

sanitarios, empleando la misma red de abastecimiento.

Para calcular el caudal de abasto de cada unidad sanitaria, se procede de igual manera

que para el cálculo del caudal de aguas residuales, de acuerdo al caudal instantáneo de

cada aparato sanitario según la Tabla .

Tabla 5. Caudal instantáneo por aparato sanitario

AparatoQ. Instant

(l/s)

Lavamanos 0,10

Sanitario 0,15

Ducha 0,25

lavadora 0,25

Lavadero 0,25

Lavaplatos 0,20

La metodología empleada se describe a continuación:


a) Se calcula el caudal máximo por tramo de acuerdo al número de aparatos

sanitarios que existen en este, asi:

QisanitariosaparatosQt *#

Qt Caudal máximo total en L/s

Qi Caudal instantáneo de cada aparato sanitario en l/s.

b) Se calcula el caudal de diseño del tramo:

tramodelsanitariosaparatosn

nK

KQiQd

#

1

11

1*

c) Se elige el diámetro nominal del tramo

d) Se evalúan las condiciones hidráulicas del tramo de acuerdo al caudal de diseño y

al diámetro nominal escogido, teniendo en cuenta los valores máximos de

velocidad (2 m/s para tubería de diámetro inferior a 76,2 mm (3 pul); para

diámetros iguales o mayores, la velocidad máxima debe ser de 2,50 m/s) y

procurando obtener las menores pérdidas totales (longitudinales y por fricción)

posibles. Para esto empleamos las siguientes ecuaciones:

o Velocidad en el tramo:

2*

*4

D

Q

smv

Q = Caudal de diseño en m3/s

D = Diametro del tramo en m

o Numero de Reynolds:


Dv *Re

v = Velocidad del tramo en m/s

D = Diámetro del tramo en m

-6

o Factor de fricción:

2

9,0

5

Re

74,51059,1

325,1

d

XLn

f

D = Diámetro del tramo en m

Re = Reynolds

o Pérdidas por fricción, hf:

g

vLfmhf

*2

**)(

2

f = Factor de fricción

L = Longitud del tramo en m


g = aceleración de la gravedad

o Pérdidas por accesorios, hm:

g

vKmmhm

*2

*)(

2

Km = Longitud equivalente por accesorios en m (según Tabla )



g = aceleración de la gravedad

o Pérdidas totales del tramo, HT:

hmhfmHT )(


Tabla 6. Longitudes equivalentes a pérdidas localizadas (En metros de tubería rectilínea)

DIAMETRO ENTRADA ENTRADA SALIDA CODO 90 CODO 90 CODO 45 TE TE TE VALVULA VALVULA VALVULA VALVULA VALVULA VALVULA

Pulgadas Normal De Borda De tuberia Radio largo Radio medio Radio corto Paso directo Paso lateral Paso bilateral Compuerta abierta Globo abierta Angulo abierta Pie con coladera Retencion tipo liviano Retencion tipo pesado

1/2 0,2 0,4 0,4 0,3 0,4 0,2 0,3 1,0 1,0 0,1 4,9 2,6 3,6 1,1 1,6

3/4 0,2 0,5 0,5 0,4 0,6 0,3 0,4 1,4 1,4 0,1 6,7 3,6 5,6 1,6 2,4

1 0,3 0,7 0,7 0,4 0,7 0,4 0,5 1,7 1,7 0,2 8,2 4,6 7,3 2,1 3,2

1 1/4 0,4 0,9 0,9 0,7 0,9 0,5 0,7 2,3 2,3 0,2 11,3 5,6 10,0 2,7 4,0

1 1/2 0,5 1,0 1,0 0,9 1,1 0,6 0,9 2,8 2,8 0,3 13,4 6,7 11,6 3,2 4,8

2 0,7 1,5 1,5 1,1 1,4 0,8 1,1 3,5 3,5 0,4 17,4 8,5 14,6 4,2 6,4

2 1/2 0,9 1,9 1,9 1,3 1,7 0,9 1,3 4,3 4,3 0,4 21,0 10,0 17,0 5,2 8,1

3 1,1 2,2 2,2 1,6 2,1 1,2 1,6 5,2 5,2 0,5 26,0 13,0 20,0 6,3 9,7

4 1,6 3,2 3,2 2,1 2,8 1,5 2,1 6,7 6,7 0,7 34,0 17,0 23,0 8,4 12,9

6 2,5 5,0 5,0 3,4 4,3 2,3 3,4 10,0 10,0 1,1 51,0 26,0 39,0 12,5 19,3

8 3,5 6,0 6,0 4,3 5,5 3,0 4,3 13,0 13,0 1,4 67,0 34,0 52,0 16,0 25,0

10 4,5 7,5 7,5 5,5 6,7 4,6 5,5 16,0 16,0 1,7 85,0 43,0 65,0 20,0 32,0

12 5,5 9,0 9,0 6,1 7,9 5,3 6,1 19,0 19,0 2,0 102,0 51,0 78,0 24,0 38,0

14 6,2 11,0 11,0 7,3 9,5 5,8 7,3 22,0 22,0 2,1 120,0 60,0 90,0 28,0 45,0

2.1. MEMORIAS DE CÁLCULO DE LA RED DE ABASTOS

Tabla7. Cálculo del Ramal Interno Nivel 2 y 3

TRAMO Qi (l/s) D (mm) V(m/s) Re L(m) f hf(m) Km hm(m) Ht(m) n K1 Qd (l/s)

a - b 1,35 46,00 0,29 11588,74 10,3 0,0297 0,03 2,40 0,01 0,04 9 0,35 0,48

c - b 1,20 46,00 0,27 11012,34 2,6 0,0302 0,01 0,40 0,00 0,01 8 0,38 0,45

b - e 2,15 57,50 0,26 13206,14 4,1 0,0287 0,01 0,80 0,00 0,01 11 0,32 0,68

d - e 0,60 46,00 0,21 8410,81 2,3 0,0325 0,00 0,30 0,00 0,00 4 0,58 0,35

f - g 0,25 18,97 0,88 14718,99 3,3 0,0279 0,19 0,40 0,02 0,21 2 1,00 0,25

g - tallo 1 3,00 57,50 0,23 11654,37 4,3 0,0297 0,01 0,50 0,00 0,01 26 0,20 0,60

CALCULO RED DE DISTRIBUCIÓN INTERNA (Ramal 1)


TRAMO Qi (l/S) D (mm) V(m/s) Re L(m) f hf(m) Km hm(m) Ht(m) n K1 Qd (l/s)

h - i 0,25 31,80 0,31 8780,48 6,8 0,0321 0,03 0,60 0,00 0,04 2 1,00 0,25

j - k 0,80 46,00 0,24 9711,97 12,6 0,0312 0,03 0,40 0,00 0,03 5 0,50 0,40

l - k 1,60 57,50 0,19 9370,46 9,5 0,0315 0,01 0,70 0,00 0,01 12 0,30 0,48

m - k 1,30 57,50 0,19 9544,03 14,8 0,0314 0,01 1,00 0,00 0,02 8 0,38 0,49

k - tallo 3,95 57,50 0,30 15046,93 5,6 0,0278 0,01 1,20 0,01 0,02 27 0,20 0,77


Tabla 8. Cálculo del Ramal interno Nivel 1

TRAMO Qi (l/S) D (mm) V(m/s) Re L(m) f hf(m) Km hm(m) Ht(m) n K1 Qd (l/s)

o - n 0,25 18,97 0,88 14718,99 1,6 0,0279 0,09 0,70 0,03 0,12 2 1,00 0,25

p - o 7,20 57,50 0,38 19031,50 2,6 0,0261 0,01 0,30 0,00 0,01 55 0,14 0,98



2.2. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA INSTALACIÓN DE TUBERÍA Y ACCESORIOS DE PVC – PRESIÓN

a) Se utilizará tubería y accesorios PVC-P RDE 21 o equivalente para diámetros de 1” y

superiores, RDE 11 o equivalente para ¾” y RDE 9 o equivalente para ½” para

presiones de trabajo no menores a 200 psi, a 22°C. Las uniones se harán mediante

soldadura PVC.

b) Antes de aplicarse la soldadura se limpiará el extremo del tubo (libre de partículas de

corte) y la campana del accesorio con limpiador removedor, aunque las superficies se

encuentren aparentemente limpias.

c) Se debe aplicar soldadura en tal forma que entre accesorio y tubo quede un cordón

exterior.

d) El tubo debe de penetrar dentro del accesorio entre 1/3 y 2/3 de la longitud de la

campana.

e) Toda operación desde la aplicación de la soldadura hasta la terminación de la unión no

debe demora más de un minuto.

f) Después de aplicarse la soldadura se debe de dejar estático el ramal durante 15

minutos y solo podrá efectuarse la prueba después de 24 horas.

g) Las ramificaciones en otro tipo de material se harán con el respectivo adaptador.

h) La presión de prueba será de 150 psi por lapso no menor a 2 horas. En caso de

presentarse fuga en un accesorio o tramo, este deberá ser reemplazado por otro

nuevo.

i) Este tipo de material no deberá trabajarse nunca bajo la lluvia.

j) Las tuberías y accesorios, deberán cumplir las normas Icontec o las internacionalmente

reconocidas para su construcción e instalación.

k) Cuando la tubería vaya enterrada deberá dejarse como mínimo una profundidad de 60

cm a la clave de la tubería. El fondo de la zanja será una cama de recebo de 10 cm de

espesor y deberá quedar completamente liso y regular para evitar flexiones en la


tubería. El relleno de la zanja deberá estar libre de rocas y objetos punzantes,

evitándose rellenar con arena y otros materiales que no permitan la buena

compactación.

l) En general para su instalación se seguirán las recomendaciones que aparecen en los

catálogos de los fabricantes.


2.3. ACOMETIDA Y DIÁMETRO DEL MEDIDOR

Las acometidas en inmuebles de oficinas, escuelas, establecimientos hospitalarios,

grandes superficies comerciales, hoteles, etc. se calculan al partir del gasto mínimo según

la Tabla 9 (metodología de EPM).

De acuerdo a los planos suministrado por la EDU, se tiene que:

Tabla 9. Caudal por aparato sanitario para el cálculo del diámetro del medidor para comercio y cálculo del caudal por aparato para UVA San Javier

Aparatos Caudal por Aparato Nº. Aparatos Caudal total

Lavamanos 0,05 L/s 17 0,85 L/s

Lavabo 0,10 L/s

Ducha 0,20 L/s 8 1,60 L/s

Bañera L>= 1,40 m 0,30 L/s

Bañera L< 1,40 m 0,20 L/s

Bidé 0,10 L/s

Inodoro con tanque (cisterna) 0,10 L/s

Inodoro con fluxómetro 1,25 L/s 14 17,50 L/s

Orinal (Urinarios) con grifo temporizado Fluxometro 0,15 L/s 8 1,20 L/s

Orinal con tanque (Urinarios con cisterna (c/u)) 0,04 L/s

Fregadero doméstico 0,20 L/s

Fregadero no doméstico 0,30 L/s

Lavavajil las doméstico 0,15 L/s

Lavavajil las industrial (20 servicios) 0,25 L/s

Lavadero 0,20 L/s 8 1,60 L/s

Lavadora doméstica 0,20 L/s

Lavadora industrial (8 kg) 0,60 L/s

Pozuelo o grifo aislado 0,15 L/s

Grifo garaje 0,20 L/s

Vertedero 0,20 L/s

Total 55 22,75 L/s

Simultaneidad por aparatos Kv 0,14


Si el predominio de aparatos es de fluxómetros, como en este caso, el caudal máximo

probable se calcula como sigue:

eidadsimuldeFactorK

nABSK

KsanitariosaparatosQQ

tan

07,01

1

*

Calculando obtenemos que

K = 0,077

Q = 2,575 l/s

Con el caudal hallado mediante la fórmula anterior, se busca el medidor que cumpla

según la 10.

Tabla 10. Diámetros de medidores según la norma NTC 1063

Diam (mm) QN m³/h Qw cont m³/h Qmax m³/h

15 1,5 2,25 3

20 2,5 3,75 5

25 3,5 5,25 7

30 5 7,5 10

40 10 15 20

50 15 22,5 30

65 25 37,5 50

80 40 60 80

Medidores según norma ISO 4064 / NTC 1063

Ahora, para establecer el diámetro de la acometida, nos basamos en la siguiente tabla:


Tabla11. Diámetros de acometidas comerciales

Diámetro

(pulg.)

Diámetro

(mm)

Velocidad

máxima

(m/s)

Caudal

máximo

(l/s)

Caudal

máximo

(m3/d)

Perdidas

(m/m);

Cobre

Perdidas

(m/m);

PVC 1/2 12,70 2 0,25 21,89 0,489 0,426

1 25,40 2 1,01 87,56 0,218 0,19

1 1/2 38,10 2 2,28 197,01 0,136 0,118

2 50,80 2 4,05 350,24 0,097 0,085

2 1/2 63,50 2 6,33 547,24 0,075 0,065

3 76,20 2,5 11,4 985,04 0,091 0,08

4 101,60 2,5 20,27 1751,18 0,065 0,057

6 152,40 2,5 45,6 3940,16 0,041 0,035

8 203,20 2,5 81,07 7004,72 0,029 0,025

El diámetro de la acometida debe ser el siguiente al comercial mayor al hallado para el

medidor, puesto que la velocidad pico promedio calculada de la tabla anterior para los

medidores a Vmax permisible es de 4.5 m/s y para la tubería con el diámetro mayor

siguiente seria en promedio de 2.5 m/s, la cual entra a la norma de velocidades en

tuberías que va de 0.5 a 2.5 m/s.

Para la instalación del medidor se debe tener en cuenta que el diámetro de los niples debe

ser igual al del medidor. El material de los niples y de los accesorios debe ser cobre o PVC

Realizando los cálculos antes descritos, tenemos que:

Diámetro del medidor:

Diam (mm) QN m³/h Qw cont m³/h Qmax m³/h Cumple

20 2,5 3,75 5 NO

25 3,5 5,25 7 NO

30 5 7,5 10 SI

40 10 15 20 NO

Medidores según norma ISO 4064 / NTC 1063


Diámetro de la acometida

3. Calculo de caudal que pasará por la acometida y medidor

Tiempo de llenado de tanque:

Caudal:

4. Medidor a instalar cálculado

Diámetro del medidor:

Tipo:

Relación R mínima (Q3/Q1):

Velocidad en el medidor:

5. Acometida a instalar cálculado

Diámetro de la acometida: 25 mm (1")

10 horas

3,30 m³/h

20 mm (3/4")

2,92 m/s

Mecánico

160

2.4. VOLUMEN DE RESERVA

La dotación para la destinación de la UVS, conforme a la NTC 1500 es de 50 l/hab – día

3

3

33

11000

1*

50*600

mVolumen

diasL

m

dia

LVolumen


3. SISTEMA DE AGUAS LLUVIAS

Para calcular el caudal de aguas lluvias se empleará el método racional:

AiCLLAQ **..

Donde,

Q A.LL. = Caudal de aguas lluvias, en L/s

C = Coeficiente de escorrentía, adimensional

I = intensidad de la lluvia, mm/h

A = Área tributaria, m2

3.1 BAJANTES DE AGUAS LLUVIAS

con los siguientes parámetros:

Periodo de retorno: 10 años

Constantes:

o C = 3854,3

o h = 16

o m = -1,01342

Intensidad = 437,21 L/s*Ha

Como se recoge el agua en techos, se emplea c = 0,63

La metodología de cálculo es la siguiente:

1. Se escoge el diámetro del bajante

2. Se calcula el área del techo que se recogerá mediante el bajante

3. Se halla el caudal de aguas lluvias mediante el método racional (fórmula descrita

anteriormente)

4. Se calcula la velocidad a tubo lleno, V.T.LL.

213

2

*4

*1

.. SD

nLLTV


Donde:

n = Coeficiente de Manning (0,01 para el PVC)

D = Diámetro del bajante en m.

S = Pendiente del bajante

V.T.LL. = Velocidad a tubo lleno en m/s.

5. Se calcula el caudal a tubo lleno, Q.T.LL.

ALLTVLLTQ *.....

Donde:

V.T.LL. = Velocidad a tubo lleno en m/s.

A = Área de la tubería en m2

Q.T.LL. = Caudal a tubo lleno en m3/s

6. Se verifica que la relación de caudales (Caudal a tubo lleno sobre caudal de diseño)

sea menor que 1.

Tabla 13 . Cálculo de lluvias cubierta CALCULO DEL CANAL DE AGUAS LLUVIAS (CANALETA)

Área de la

Cubierta m²

Pendiente

del Canal

Ø del Canal

a Analizar

Área que

podemos

Recolectar (m²)

Comprobación del Ø

185.8333333 256 Diámetro Correcto

CALCULO DEL BAJANTE DE AGUAS LLUVIAS

Área de la

Cubierta m²

Intensidad de

Lluvia en

mm/h

Ø del

Bajante a

Analizar

Área que

podemos

Recolectar (m²)



CALCULO DE LOS COLECTORES DE AGUAS LLUVIAS

Área de la

Cubierta m²

Ø del

Colector a

Analizar

Intensidad de

Lluvia en

mm/h

Pendiente del

Colector

Área que

podemos

Recolectar

(m²)



2% 7"

150 4"

8" 150 2%


4. SISTEMA DE BOMBEO

El Proyecto estará dotado con un sistema hidroneumático precargado cuya función es

mantener presurizada la red y satisfacer el suministro en momentos de poca demanda,

tiempo durante el cual el equipo permanece apagado.

“Para una edificación de más de tres pisos de altura en la cual la empresa prestadora de

servicios públicos domiciliarios exija la construcción de un sistema de bombeo y tanques

auxiliares, o en una edificación de cuatro o más pisos de altura se deberán construir los

tanques de reserva”.

4.1 CALCULO DE LA POTENCIA

La potencia de la bomba se calcula mediante la siguiente expresión:

E

HdtQdP

*75

**

Donde,

P= Potencia de la bomba, en HP

Peso especifico del agua, 1000 Kg/m3

Qd= Caudal de diseño en l/s

E= Eficiencia de la bomba (65-75%).

Hdt= altura dinámica total, en m.

HsP

JKJLPo

Hdt

1)(

Donde,

PoCarga piezométrica requerida en la bomba para el grifo más desfavorable,

en m. (altura del edificio más altura del aparato más alejado).


mPo

5.14

)( JKJL Sumatoria de pérdidas totales en m halladas en el cálculo de la red

de abastos.

mJKJL 20)(

1PPresión mínima requerida para salida de agua por el aparato más

desfavorable, en m.

mP

0.91

Hs Altura de succión, en m.

mHs 0.1

Calculando, obtenemos que Hdt (altura dinámica total) es igual a 40m.

Ahora, para una eficiencia de la bomba del 65% y asumiendo un aumento del 15% por

pérdidas y como el caudal de diseño es igual a 4,5 l/s, obtenemos que la Potencia de la

bomba debe ser de 5 HP.

4.2 CALCULO DEL DIÁMETRO DE IMPULSIÓN

Para predefinir el diámetro más económico de la tubería de impulsión y tener una

aproximación de este empleamos la formula de BRESSE, que se describe a continuación,

previendo además una discontinuidad en el bombeo:

24/

**

tX

QXKDe


Donde

t: Es el número de horas de bombeo por día (12 h/día)

Q: Es el caudal de bombeo (m3/s)

De: Es el diámetro interior (m)

K: Es un coeficiente que varía entre 1.2 y 1.6. (Es función del costo de la tubería y el

costo del kilovatio hora de energía eléctrica.)

Luego de este primer paso en la determinación del diámetro se evalúan diámetros que

cumplan con las velocidades recomendadas,

4

2De

QbV

Donde:

V : Velocidad media del agua a través de la tubería (m/s).

De : Diámetro interior comercial de la sección transversal de la tubería (m).

Qb : Caudal de bombeo igual al caudal de diseño (m3/s).

Si la velocidad no se encuentra dentro de los rangos permitidos (1.0 – 3.0 m/s) para líneas

de impulsión que son definidos en los parámetros de diseño, el diámetro se cambia a uno

en el cual se cumpla estas exigencias.

De acuerdo a lo anterior, obtenemos que:


Tabla 14. Cálculo de diámetro de impulsión

3,30 L/s

0,0033 m3/s

t= 12 horas

X= 0,70710678

K= 1,2

0,05796699 m

2,28216479 pul

Velocidad

pul m m/s

1 0,0254 6,513 No cumple

1,5 0,0381 2,895 Cumple

2 0,0508 1,628 Cumple

2,5 0,0635 1,042 Cumple

3 0,0762 0,724 FALSO

Qd=

De=

DiametroVerificación

VERIFICACIÓN DE VELOCIDAD

Por lo tanto, el diámetro de la impulsión será de 2 pulgadas.

4.2 CONSUMO DE ENERGÍA

La Energía que requiere la bomba para su normal funcionamiento es conocida como

Potencia de Consumo (Pc) y es calculada por la expresión:

Pc = P / 0.735

Donde:

Pc: Potencia consumida (Kw/hora)

P . Potencia de las bombas (HP).

Calculando obtenemos que la Potencia consumida es de 6,0 Kw/hora.

4.3 CABEZA NETA DE SUCCIÓN POSITIVA (NPSH) DISPONIBLE


La altura neta de succión positiva disponible se calcula de acuerdo con la siguiente

ecuación:

PvhHPatmdispNPSH fes

Donde:

Patm.: Presión atmosférica en m.c.a. (10,33 m.c.a.)

Hes: Altura estática de succión (incluyendo su signo) (m)

hf: Pérdidas por fricción (m)

Pv: Presión de vapor en m.c.a. (0,43 m.c.a.)

Calculando,

Tabla 15. Cálculo del NPSH disponible

P atm= 10.33 mca Presión atmósferica

H est= 1.00 m altura estática de succión, incluir el signo (+) o (-)

hf = 1.77 m pérdidas por fricción

Pv = 0.43 mca Presión de vapor

NPSH diponible = 7.13 m

Se recomienda que la altura neta de succión positiva requerida por el fabricante de las

bombas debe ser menor que el valor disponible en la instalación en por lo menos un 20%,

para las condiciones más adversas de operación. En ningún caso la diferencia puede ser

menor que 0.5 m.

4.4 CALCULO DEL HIDROFLOC

Para el cálculo del Hidrofloc se utiliza la siguiente relación.

Volumen Hidroacomulador = 249 x (10-20)% x Qd(L/s) / ((1-(P-ON/P-OFF))

Donde:


Qd= caudal de diseño (L/s)

P-ON= Altura Dinámica x 1,42

P-OF= P-ON + 20 m.c.a

Tabla 16. Cálculo del Volumen del hidrofloc

Altura dinámica= 18,00 mca

PON= 25,56 mca

POFF= 45,56 mca

Factor= 0,15 Varia entre el 10 y el 20%

Qd= 4,50 L/s

Volumen hidrofloc= 382,9 L


5. DISEÑO RED DE GAS

1. PARÁMETROS DE DISEÑO

1.1 DESCRPICIÓN DE LOS EQUIPOS

ARTEFACTO CANTIDAD TIPOPOTENCIA

(Kw)

POTENCIA

TOTAL (Kw)Q (m3/h)

Disponible cafeteria 1 20 20 2,22

TOTAL 20 2,22

2. CÁLCULO DE LAS REDES

2.1 CALCULO DE LA RED DE BAJA PRESION

Para el diseño se usará la ecuación de Pole para presiones menores de 70 milibares

Q = ( 3.04 x 10 E -3)xCx(hxD 5̂/GxL) 0̂,5

CÁLCULO CONSIDERANDO LONGITUD EQUIVALENTE

CAFETERIA

TRAMO DIÁMETRO (mm)CODO 90

(30 DIAM)

CODO 45

(14 DIAM)

TEE A 90

(60 DIAM)

CODO 22.5

(7 DIAM)

TEE A FLUJO

(20 DIAM)

LONGITUD

EQUIVALENTE

(m)

M-A 20,93 15,00 9,42

TRAMODIAMETRO

NOMINAL (mm)C LONGITUD (m)

LONGITUD

EQUIVALENTE

(m)

LONGITUD

TOTAL (m)Q (m3/h) h (mb)

h Acum

(mb)

M-A 20,93 1,8 59,95 9,42 69,37 2,22 1,71 1,71 ACERO

2. CÁLCULO DE LA ACOMETIDA

Se diseñará para el tramo F - M y para el caudal total requerido.

Se aplicará la ecuación de Mueller para presiones mayores de 70 milibares

D2.725 =( Q x G0.425 x (L/(P1abs2 - P2abs2))0.575)/0.13

DIÁMETRO (mm)CODO 90

(30 DIAM)

CODO 45

(14 DIAM)

TEE A 90

(60 DIAM)

CODO 22.5

(7 DIAM)

TEE A FLUJO

(20 DIAM)

LONGITUD

EQUIVALENTE

(m)

ACOMETIDA 15,40 0,00

TRAMO LONGITUD (m)

LONGITUD

EQUIVALENTE

(m)

LONGITUD

TOTAL (m)Q (m3/h)

DIAMETRO

CALCULADO

(mm)

DIAMETRO

REAL (mm)

P1

(bar a)

P2

(bar a)Vel (m/s)

ACOEMTIDA 10,00 0,00 7,34 2,22 4,26 15,40 2,220 2,050 1,519

** Se usará tubería de polietileno de 20 mm nominal para la acometida.

Documents

Memorias RedHidrosanitaria