5. Dotacioqqn de Aguas en Edificaciones

7/17/2019 5. Dotacioqqn de Aguas en Edificaciones

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4. DOTACION DE AGUA ENEDIFICACIONES

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE :INGENIERÍA CIVIL

DOCENTE : Ing. Rupay Aguila! "ai#$



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CISTERNA Y TANQUES ELEVADOS

Una cisterna es un depósito subterráneo que se utiliza para recoger yguardar agua de lluvia o procedente de un río o manantial. También sedenomina cisterna a los receptáculos usados para contener líquidos,generalmente agua, y a los vehículos que los transportan camióncisterna, avión cisterna, o buque cisterna!. "s denominada tinaco enalgunos lugares. #u capacidad va desde unos litros a miles de metros

c$bicos.

%o que de&ine el uso o no de cisternas y tanques elevados son'

a!(ue la red p$blica de agua tenga presión su&iciente en todo momentopara que el agua pueda llegar al aparato mas des&avorable con presión

mínima a la salida de ) lbs. *pulg.

b! (ue la empresa de agua pueda proporcionarnos la cone+ióndomiciliaria del diámetro que se requiere para esta instalación,diámetros que en muchos casos son bastantes grandes.



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METODOS DE CALCULO

"+isten dos métodos para la determinación de la capacidad dealmacenamiento'

a.ediante una curva de demanda étodo -rá&ico!

b. ediante la dotación ractica Usual!

"l primer método no es práctico y no se aplica en el dise/o, ya que lacurva de demanda solo puede ser conocida cuando el edi&icio estáconstruido. "ste método sirve más bien para la investigación y poderhacer las variaciones necesarias en el método de la dotación.

"l 0eglamento 1acional de "di&icaciones del er$, indica lo siguiente'

a. 2uando solo e+ista tanque elevado su capacidad será cuando menosigual a la dotación diaria necesaria con un mínimo absoluto de 3444 litros



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b. 2uando solo e+ista cisterna, su capacidad será cuando menosigual a la dotación diaria, con un mínimo absoluto de 3,444 litros.

c. 2uando se emplee una combinación de cisterna, bombas deelevación y tanque elevado, la capacidad de la cisterna no serámenor de las 5 partes del consumo diario y la del tanqueelevado, no menor de 3*6 de la dotación, cada uno de ellos conun mínimo absoluto de 3,444 litros.

"sta consideración hace que el almacenamiento de cisterna ytanque elevado 7untos sea de apro+imadamente 3.4866 de ladotación diaria.

METODOS DE CALCULO



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DIMENSIONAMIENTO DE CISTERNA Y TANQUE ELEVADO

ara el dimensionamiento de los tanques de almacenamiento sedeben tomar en cuenta una serie de &actores'

a. 2apacidad 0equerida

b. "spacio 9isponiblec. 9istancia :ertical entre el techo del tanque y la super&icielibre del agua entre 4.64 y 4.;4m.d. %a distancia vertical entre los e7es de tubos de rebose y deentrada de agua no debe ser menor a 4.3)m

e. %a distancia vertical entre el e7e de tubos de rebose y elmá+imo nivel de agua, nunca debe ser menor a 4.34m



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UBICACIÓN%a ubicación de los tanques de almacenamiento 7uega mucho con las&acilidades que proporcione el <ngeniero o =rquitecto que e&ect$a losplanos arquitectónicos2omo simple especulación se indican algunas ubicaciones más &actibles,dadas por la e+periencia9e la 2isterna

a. "n patios de servicio, ale7ada en lo posible de dormitorios u o&icinasde traba7ob. "n la ca7a de la escalera. "sto permite colocar los equipos de bombeoba7o la escalerac. >ardinesd. asadizos

e. -ara7es&. 2uartos "speciales

%o importante es buscar la independencia del sistema, es decir, de &ácilacceso en cualquier momento.



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Del Tanque elevado

a. #obre la ca7a de la escalera

b. %o mas ale7ado del &rente del edi&icio por razones de estéticac. #i es posible en la parte céntrica de los servicios a atenderd. 9ebe ubicarse a una altura adecuada sobre el nivel de azotea a&in de que se garantice una presión de 6.)4 m ) lbs.*pulg.?! en elaparato mas des&avorable

UBICACIÓN



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=#"2T@# #=1<T=0<@#Tapa #anitaria%a tapa de cisterna o tanque elevado debeser de &orma que se indica en la &igura a&in de evitar que las aguas de limpieza depisos o aguas de lluvia penetren en lostanques.

Tubo de :entilación"ste tubo permite la salida del aire caliente y la e+pulsión oadmisión de aire del tanque cuando entra o sale el agua. #e e&ect$a

en &orma de U invertido con uno de sus lados alargado mas que otroque es el que cruza la losa del tanque. "l e+tremo que da al e+teriordebe protegerse con malla de alambre para evitar la entrada deinsectos animales peque/os.



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0eboses de Tanques de =lmacenamiento

a. 0ebose de 2isterna. "l rebose del agua de la cisternadeberá disponerse al sistema de desagAe del edi&icio en&orma indirecta, es decir, con descarga libre con mallade alambre a &in de evitar que los insectos o malosolores ingresen a la cisterna.



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b. 0ebose de Tanque elevado. <gualmente el rebose deltanque elevado deberá disponerse a la ba7ante mascercana en &orma indirecta, mediante brecha ointerruptor de aire de )cm. de altura como mínimo. araesto el tubo de rebose del tanque elevado se corta y a)cm.se coloca un embudo de recepción del agua de

rebose 2apacidad del Tanque de =lmacenamiento 9iámetro del Tubo de 0ebose

Basta ),444 litros ?CC

),443 a D,444 litros ? 3*?CC

D,443 a 3?,444 litros 6CC

3?,443 a ?4,444 litros 6CC 3*?CC

?4,443 a 64,444 litros ;CC

mayor de 64,444 litros DCC



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Cálculo de la tubería de Alimentación de la Red Pública hasta

la Cisterna

Debe efectuarse considerando que la cisterna se llena en horas de

mínimo consumo en las que se obtiene la presión máxima y que

corresponde a un periodo de 4 horas (12 de la noche a 4 de la

mañana)!ara el cálculo de la tubería hay que tener en cuenta lo si"uiente#

a. !resión de a"ua en la red publica en el punto de conexión del

ser$icio

b. %ltura estática entre la tubería de la red de distribución p&blica yel punto de entre"a en el edificio

c. 'as prdidas por fricción en tubería y accesorios en la línea de

alimentación desde la red publica hasta el medidor



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c. 'as prdidas por fricción en tubería y accesorios en la

línea de alimentación desde la red publica hasta el

medidor

d. 'a prdida de car"a en el medidor la que es

recomendable que sea menor del *+, de la car"a

disponible

e. 'as prdidas de car"a en la línea de ser$icio interno

hasta el punto de entre"a de la cisterna

f. -olumen de la .isternag. .onsiderar una presión de salida de a"ua en la

cisterna mínima de 2++m

Cálculo de la tubería de Alimentación de la Red Públicahasta la Cisterna



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Ee!"lo #$%c&'co ()Datos:

-Presión en la red Publica=20lb/pulg2

-Presión mínima de agua a la salida de la cisterna= 2.00m.

-Desnivel entre la red publica y el punto de entrega a la

cisterna=1.00m.- ongitud de la línea de servicio= 20.00m.

- a cisterna debe llenarse en un periodo de ! "oras

- #olumen de la cisterna= 12m$

-%ccesorios a utili&ar: 'na v(lvula de paso) una v(lvula de compuerta)2 codos de *0+ y un codo de !,+

e trata de:

1. eleccionar el di(metro del medidor y

2.Di(metro de tubería de alimentación a la cisterna



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Soluc'*n)

Calculo del +a,&o de en&$ada)

Calculo de la Ca$+a D',"on'ble

9onde' / BE 2arga 9isponible / rE resión en la red / sE resión a la salida / BtE =ltura red a cisterna



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BE?4F?.44+3.;?G3.44+3.;?!

@ también en metros' BE3;F?F3

BE33 m Selecc'*n del !ed'do$ #iendo la má+ima perdida de carga del medidor

el )4H de la carga disponible, se tiene'



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"n el =baco de medidores se tiene'

or lo tanto seleccionamos el medidor de 5II



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Selecc'*n del d'%!e&$o2omo el medidor ocasiona una perdida de carga de 6.8

libras*pulg.?, la nueva carga disponible será'

BE3).J;F6.8E33.K; lbs*pulg.?



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A,u!'endo un d'%!e&$o de - %ongitud equivalente por accesorios'

/ 3 válvula de paso 5IIE4.34m / 3 válvula de compuerta 5IIE4.34m / ? codos de K4L ?+4.D4!E3.?4m / 3 codo de ;)LE4.64m / %ongitud equivalente 3.Jm / %uego la longitud total es de' ?4G3.JE?3.Jm



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%uego' BE4.38+?.?4E6.KKD metros

2omo'8.;M6.KKKD metros

"l diámetro de 3II es el correcto #o$ lo &an&o)

A.D'%!e&$o del !ed'do$ -

B. D'%!e&$o &ube$/a de en&$ada (



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Ee!"lo #$%c&'co 0)

(1 N'vel) O2'c'na,.3 #on cuatro o&icinas independientes, las cuales

cuentan con sus propios ba/os, las cuales cuentan con elservicio de agua &ría y caliente, en la cual están regulados

por un solo medidor. Sala de e,"e$a,.3 Ubicada en el centro de la primeraplanta,



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Ee!"lo #$%c&'co 0)

01 N'vel) Un Re,&au$an&e 4 una coc'na.3 "n él se pueden ubicar sillas y

mesas para un promedio de ;; personas de una manera cómoda ye&iciente, con sus respectivos servicios higiénicos, la cual alcocina cuenta con el servicio de agua &ría y caliente, y ubicada

&rente al área de atención para brindar un servicio rápido a laclientela, el restaurante apro+imadamente dispondrá conpersonal su&iciente para atender a las personas,. or lo quetambien cuenta con los ba/os p$blicos, que cuentan con sistemade agua &ria y caliente.

51 4 61 N'vel) 7ab'&ac'one,.3 2ontamos con ocho habitaciones simples ydobles, las cuales cuentan con un inodoro, un lavatorio y una tina,y con servicio de agua &ría y caliente de acuerdo a lo estipuladoen el 01".



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C8LCULOS = continuación se presentan los cálculos realizados tantoen el análisis horizontal como en el verticalN así comotambién los cálculos de agua caliente, agua contra

incendio y diámetros de las di&erentes tuberías. =demás es necesario tener en cuenta que se haconsiderado las alturas entre los pisos'

/ "n el primer nivel la altura es de ?.D6m./ "n el segundo nivel la altura es de ?.K8m./ "n el tercer nivel y cuarto, la altura es de ?.D6m .



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"s importante también saber que el sistema de agua para elprimer y segundo nivel el sistema es directo y a partir del

tercer nivel es indirecto convencional.CALCULO DE DOTACIONES. SISTEMA DIRECTO)#RIMER NIVEL

AMBIENTE NUMERO

@O<2<1=# ;

TI#O DE EDI9ICACIÓN OSERVICIO ES#ECI9ICACIÓN DOTACION

@O<2<1=# or m ? de área $til o local D lts*dia

"ntonces' Prea Qtil' JD.?m ?

9otación E JD.? R D 9otación E ;)J.44 lts*dia



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SISTEMA INDIRECTO)TERCER NIVEL

AMBIENTE NUMERO

B=S<T=2<@1"# 9@S%"# ;

B=S<T=2<@1"# #<%"# ;

TI#O DE EDI9ICACIÓN O

SERVICIO ES#ECI9ICACIÓN DOTACION

B@T"%"#, @T"%"#, "1#<@1"# Boteles, moteles, pensiones "nlts*dormitório

)44

"ntonces'

Babitaciones 9obles' ; Babitaciones #imples' ;

9otación E ; R )44! G ; R )44! E ;444.44 lts*dia



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CUARTO NIVEL

AMBIENTE NUMERO

B=S<T=2<@1"# 9@S%"# ;

B=S<T=2<@1"# #<%"# ;

TI#O DE EDI9ICACIÓN O SERVICIO

ES#ECI9ICACIÓN DOTACION

B@T"%"#, @T"%"#, "1#<@1"# Boteles, moteles, pensiones "nlts*dormitório

)44

"ntonces' Babitaciones 9obles' ;

Babitaciones #imples' ;

9otación E ; R )44! G ; R )44! E ;444.44 lts*dia



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A:OTEA

AMBIENTE NUMERO

CUARTO DE SERVICIO (

LAVANDERIA (

TI#O DE EDI9ICACIÓN O SERVICIO

ES#ECI9ICACIÓN DOTACION

LAVANDERIAS Lavande$'a, 6; l&,<=+. de $o"a

CUARTO DE SERVICIO Can&'dad >;; l&,<d'a



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"ntonces' %avandería.F 2álculo para de 34 g. de ropa

9otación E 34 + ;4 %t*día ? ;44 %t*día

2uarto de servicio' 3 9otación E 3 + )44 %t*día

? )44 %t*día Do&ac'on &o&al ? @;;.;; l&,<d'a



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@0 %@ T=1T@ Do&ac'*n del Ed'2'c'o ? (6((;.;; L&,<d/a

CALCULO DEL VOLUMEN DEL TANQUE CISTERNA TC Y

DEL TANQUE ELEVADO TE 2omo nuestro dise/o es un sistema indirecto en el tercer, cuarto

nivel y la azotea, constara de un tanque cisterna acompa/adode un tanque elevado entonces'



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TC ? - Do&ac'*n d'a$'a ! 5 TC ? - @. ! 5 TC ? .@ ! 5

TE ? F Do&ac'*n d'a$'a ! 5 TE ? F @. ! 5

TE ? 0.05 ! 5



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DIMENSIONES DEL TANQUE CISTERNA TCTenemos las siguientes relaciones'

2

1=

l

a

3

2=

l

h

iempre ue: . = a l " ) pero

l 0 22 m

a = 1.$ m.

" = 1.1m.



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DIMENSIONES DEL TANQUE ELEVADO TE)2omo el nuevo :olumen del Tanque "levado es de

' T" E (G.05! 5 "ntonces'a + b + h E 3J.?6 m 6

2omo el material del Tanque "levado es de 2oncreto =rmadoentonces las dimensiones de la sección ceben de ser cuadrada .

a + b + h E 3J.?6 m 6

a + a + a E 3J.?6 m 6

a 6 E3J.?6 m 6

a E ?.)8 "ntonces'#on dimensiones $tiles, ósea &uera del espesor de los

muros de ambos tanques.



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SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA FRÍA

3l obeti$o del diseñador de redes de

distribución de a"ua fría en edificios es

"aranti5ar el suministro adecuado en "asto y

ener"ía a todos los muebles y equipos

durante el tiempo de operación con los

diámetros más económicos de tubería



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6no de los principales obeti$os del

diseño de redes de distribución de a"ua

es proporcionar el "asto suficiente paratodos los muebles y equipos 'a

determinación del "asto de diseño trae

apareado el dimensionamiento de las

tuberías del sistema de distribución dea"ua



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3l problema de la determinación de los diámetros

requeridos para las diferentes partes de un sistema

de distribución de a"ua se resuel$e de la si"uiente

manera# 1 !rimero se determina la car"a de diseño esto es

el "asto que conducirá cada tubería y para el cual

debe ser diseñada

2 .on el "asto de diseño establecido se determina

cuál es el diámetro de las tuberías que deben

utili5arse



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DETERM!AC"! DE #$% &A%T$% DE D%E'$PARA %%TEMA% DE D%TR()C"! DE A&)A

3ste problema es complicado debido al hecho que los

muebles sanitarios en los edificios al ser utili5ados por

los indi$iduos son operados de manera intermitente y

con frecuencias irre"ulares

'os diferentes tipos de muebles sanitarios no son

usados uniformemente durante el día# los baños son

com&nmente utili5ados por los indi$iduos en las

mañanas al salir hacia sus trabaos y no son utili5adosnue$amente hasta que re"resan de los mismos la

cocina se utili5a antes y despus de las comidas pero

no en otros períodos etc



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DETERM!AC"! DE #$% &A%T$% DE D%E'$PARA %%TEMA% DE D%TR()C"! DE A&)A

%sí podemos obser$ar que la operación de los

muebles sanitarios es intermitente y que si

comparamos los tiempos en que se usan con los que

no se utili5an son mayores estos &ltimos por lo queno se hace necesario diseñar para la car"a máxima

de operación excepto en instalaciones hidráulicas

muy pequeñas o para muebles sanitarios &nicos ya

que las solicitaciones de los mismos podrían ser demanera simultánea



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M*todos de cálculo de las redes interiores

7res mtodos distintos han sido desarrollados

para determinar las car"as o "astos de diseño

para las diferentes partes de un sistema de

distribución de a"ua# los mtodos empíricos

semiempíricos y probabilísticos



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M+T$D$% EMP,RC$%

3n estos mtodos para un n&mero dado de muebles

sanitarios en un sistema se toma una decisión arbitraria con

base en la experiencia en relación al n&mero de muebles que

pueden operar simultáneamente

%sí los mtodos empíricos podrían considerarse los meores

para el cálculo de pequeños sistemas hidráulicos

'as propuestas que presentaremos bao este criterio son dos#

el 8ritánico y el Da9son : 8o9man



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M+T$D$% EMP,RC$%

3l ;todo 8ritánico

3ste mtodo establece con base en el criterio de un "rupo depersonas especiali5adas en el diseño de sistemas

hidráulicos tablas de <probables demandas simultáneas<

correspondientes a di$ersas car"as potenciales



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M+T$D$% EMP,RC$%3l ;todo 8ritánico

3ste mtodo establece con base en el criterio de un "rupo de

personas especiali5adas en el diseño de sistemas

hidráulicos tablas de <probables demandas simultáneas<correspondientes a di$ersas car"as potenciales



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'a tabla 21 muestra las demandas para distintos muebles sanitariosdespus considerando el sistema de distribución hidráulico sumamos

las demandas de todos los muebles sanitarios que puede ser$ir una

línea de tubería en el sistema



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!ara in"resar a la tabla 22 con el n&mero de litros por minuto que hemos

calculado leer la probable demanda máxima simultánea en litros por minuto y

diseñar la tubería que conducirá este fluo



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M+T$D$ DE DA-%$! ($-MA!

De manera análo"a al mtodo anterior es el desarrollado por

Da9son y 8o9man en la 6ni$ersidad de =isconsin 3llos

prepararon una tabla del n&mero total de muebles sanitarios

en $arias clases de $i$ienda unifamiliar y casas de

apartamentos de hasta seis unidades de $i$ienda y

especificaron el n&mero y la clase de muebles sanitarios que

podrían estar en uso simultáneo para determinar las car"as dediseño 3n la hoa si"uiente se muestra la tabla 2> que

obtu$ieron



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M+T$D$ DE DA-%$! ($-MA!



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M+T$D$% %EMEMP,RC$%

3stos mtodos aunque se basan en la

experiencia tienen cierto sustento teórico que

les permite establecer fórmulas y expresiones

matemáticas 6no de los más conocidos es el

mtodo alemán de raí5 cuadrada que seexpone a continuación



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M+T$D$% %EMEMP,RC$%

M+T$D$ A#EM/! DE RA,0 C)ADRADA

3ste mtodo toma como unidad de "asto la descar"a deuna lla$e de >?@< bao ciertas condiciones y asi"na un

<factor de car"a< unitario a dicho "asto (+4 lps)

!ara cualquier otro mueble que ten"a un "asto diferenteun factor de car"a es establecido tomando una relación

entre el "asto de ste y el <"asto unitario< (lla$e de >?@<)

y ele$ando al cuadrado el resultado



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DOTACIONES Y CONSUMOS

!ara poder "aranti5ar el suministro de a"ua en las

horas de demanda pico debe contarse con al"&n

almacenamiento de a"ua que nos permita hacer frente

a estas $ariaciones

3s com&n utili5ar para este propósito tanques

ele$ados y cisternas como estructuras de

re"ulari5ación

Debemos recordar que los tanques ele$ados además

de utili5arse como estructuras de re"ulari5ación sir$en

para ele$ar la presión del a"ua

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