CTE DB HS 4 Subministrament d’aigua - arquitectes.cat · baixa -a fi d’evitar el...

CTE DB HS 4 Subministrament d’aigua

GUIA: Procediment per al dimensionament d’una instal·lació de fontaneria. Aplicació pràctica a un edifici d’habitatges

maig 2007

GUIA DB HS-4 Subministrament d’aigua Procediment per al dimensionament d’una instal·lació de fontaneria

maig 2007 COAC – Oficina Consultora Tècnica 2/27

ÍNDEX INTRODUCCIÓ PART 1: PROCEDIMENT PER AL DIMENSIONAT D’UNA INSTAL·LACIÓ DE FONTANERIA

1. CABAL

1.1 Determinació del cabal dels diferents aparells

1.2 Determinació del coeficient de simultaneïtat pels diferents trams de la instal·lació

1.3 Determinació dels cabals simultanis dels diferents trams de la instal·lació 2. VELOCITAT

2.1 Elecció de la velocitat de càlcul

3. PRESSIÓ

3.1 Valor de la pressió en els punts de consum

3.2 Determinació dels diferents tipus de pèrdua de càrrega 4. DIÀMETRE DE LES CANONADES

4.1 Diàmetres nominals mínims d’alimentació als aparells i a agrupacions d’aparells 5. COMPROVACIÓ DELS VALORS DE LA PRESSIÓ DISPONIBLE

5.1 Determinació de les pèrdues de pressió de la instal·lació

5.2 Determinació de la necessitat d’elements de control de la pressió PART 2: APLICACIÓ PRÀCTICA A UN EDIFICI D’HABITATGES

6. IMPLANTACIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ

6.1 Dades del projecte

6.2 Plantes de l’edifici

6.3 Esquemes 7. DIMENSIONAT

7.1 Determinació del cabal màxim instal·lat en els diferents locals (habitatges, local comercials,...)

7.2 Determinació de les simultaneïtats i dels cabals simultanis de diferents trams de la instal·lació (cambres humides, habitatges, local comercials,...)

7.3 Elecció de les velocitats de càlcul , determinació dels diàmetres i pèrdues de càrrega

7.4 Pèrdues de càrrega de la instal·lació

7.5 Paràmetres a sol·licitar a la Companyia subministradora d’aigua

7.6 Plantes i esquemes dimensionats



INTRODUCCIÓ

Aquest document pretén ser una guia d’ajuda per al correcte dimensionat d’una instal·lació de fontaneria. Consta de dues parts clarament diferenciades on a la primera es fixa de forma teòrica el procediment de càlcul per al dimensionat d’una instal·lació i a la segona es desenvolupa un cas pràctic seguint la metodologia indicada.

Val a dir que, abans de iniciar qualsevol predimensionat, cal definir la implantació de la instal·lació en els plànols del projecte, fixant els recorreguts, establint les zones de pas i procurant la no interferència amb altres instal·lacions i elements de l’edifici. PART 1: PROCEDIMENT PER AL DIMENSIONAT D’UNA INSTAL·LACIÓ DE FONTANERIA El DB HS-4, Document Bàsic de Salubritat “Subministrament d’aigua”, especifica que la instal·lació de subministrament d’aigua ha de garantir, a l’equipament higiènic previst, l’aportació d’uns cabal mínims en unes determinades condicions de pressió, limitades per un valor màxim i un de mínim, en funció del tipus d’aparell al que s’estigui subministrant. Aquest DB fixa el procediment que cal seguir en el dimensionat de la instal·lació de fontaneria.

A grans trets, aquest procediment consisteix en: - determinar el cabal de càlcul del tram estudiat a partir del cabal màxim instal·lat i la seva simultaneïtat d’ús - obtenció del diàmetre corresponent a partir del cabal simultani i fixada la velocitat de càlcul - comprovació de que les pressions admissibles en els punts de consum són d’acord a les especificades en el DB

En el disseny de les instal·lacions d’aigua calenta sanitària (ACS) s’aplicaran condicions anàlogues a les de les xarxes d’aigua freda.

A continuació, i seguint la metodologia indicada pel DB, es desenvolupen les bases de càlcul per a l’ajuda del dimensionament de la instal·lació de fontaneria d’un edifici.

1. CABAL 1.1 Determinació del cabals dels diferents aparells

A l’apartat 2 .1.3 “Caracterització i quantificació de les exigències. Condicions mínimes de subministrament” del DB HS 4, s’especifica que la instal·lació ha de subministrar als aparells i equips dels equipament higiènics els cabals que figuren a continuació:

Cabal instantani mínim per a cada tipus d’aparell

(Taula 2.1 DB HS-4)

TIPUS D’APARELL AIGUA FREDA, AF

cabal instantani (l/s) ≥ (*) AIGUA CALENTA, ACScabal instantani (l/s) ≥

“Pileta de rentamans” 0,05 0,03 Rentamans 0,10 0,065 Dutxa 0,20 0,10 Banyera ≥ 1,40m 0,30 0,20 Banyera < 1,40m 0,20 0,15 Bidet 0,10 0,065 Inodor amb cisterna 0,10 - Inodor amb fluxor 1,25 - Urinaris temporitzats 0,15 - Urinaris amb cisterna (c/u) 0,04 - Aigüera domèstica 0,20 0,10 Aigüera no domèstica 0,30 0,20 Rentavaixelles domèstic 0,15 0,10 Rentavaixelles industrial (20serv.) 0,25 0,20 Safareig 0,20 0,10 Rentadora domèstica 0,20 0,15 Rentadora industrial (8kg) 0,60 0,40 Aixeta aïllada 0,15 0,10 Aixeta garatge 0,20 - Abocador 0,20 -

(*) Aquests cabals d’ACS s’adoptaran en instal·lacions centralitzades




A l’apartat 4 .2.1 “Dimensionat dels trams” del DB HS 4, s’especifica que cal fixar uns coeficients de simultaneïtat per a cada tram amb un criteri adequat. (*) En el dimensionat de qualsevol tipus d’instal·lació cal considerar la probabilitat de màxima coincidència entre el cabal màxim instal·lat i el cabal màxim previsible que demanarà aquesta instal·lació. Una correcta determinació d’aquesta simultaneïtat d’ús és fonamental per assolir un bon funcionament de la instal·lació. Evidentment, aquest coeficient de simultaneïtat estarà en funció de l’ús de l’edifici, del nombre de persones i del tipus d’aparell i el seu temps d’ús. Normalment es faran servir valors en tant per ú que van de 0,2 a 1, sent 1 una simultaneïtat total del 100%. (A títol d’exemple la simultaneïtat de funcionament de les cambres higièniques que es considerarà en un edifici residencial privat serà diferent a si es tracta d’un edifici residencial públic. La simultaneïtat d’una bateria de dutxes en un vestidor d’un polisportiu serà de 1 degut a que és previsible que funcionin totes a la vegada.)

A continuació es donen uns criteris pels coeficients de simultaneïtat de:

una agrupació de punts de consum, kv (p.ex. habitatge)

kv = 1-n

1 n: nombre de punts de consum de l’habitatge o local en estudi (n > 2) (cal considerar kv ≥ 0,2)

un conjunt d’agrupacions de punts de consum, Kv (p.ex. conjunt d’habitatges)

Kv = 1)(N x 10N 19+

+ N: nombre d’habitatges que constitueixen aquesta agrupació (cal considerar Kv ≥ 0,2)

(*) Comentaris i ajudes El DB no dóna cap tipus de pauta per a la selecció d’aquests coeficients de simultaneïtat i per tant es pren com a referència les formules més habituals, encara que no són les úniques.

Exemple d’àbac per a l’obtenció dels coeficients de simultaneïtat

nombre total de punts d’aigua instal·lats

Coe

ficie

nt d

e si

mul

tane

ïtat

La corba NP 41204 correspon a la formula

kv = 1-n

1

S’observa que a les altres corbes se’ls hi ha aplicat un coeficient corrector en funció del seu ús característic. Per tal de no generar problemes de manca de cabal,es recomana que el coeficient de simultaneïtat no sigui mai inferior a 0,20, tenint present que sempre i en cada cas cal interpretar el resultat.

“Instituto de ciencias de la construcción Eduardo Torroja”



1.3 Determinació dels cabals simultanis dels diferents trams d’una instal·lació

Els valors, kv i Kv, obtinguts són uns valors orientatius que ajudaran a determinar els diferents cabals de càlcul tenint present que sempre cal valorar i reinterpretar els resultats per tal de verificar que es corresponen amb les condicions desitjades de funcionament de la instal·lació.

Cabal simultani d’una agrupació de punts de consum

Per fixar el cabal màxim simultani, o cabal punta, (Q sim.) que demandarà un grup de n aparells que pertanyen a una mateixa agrupació (per exemple: habitatge), i conegut el seu cabal instal·lat (Q instal·lat):

Q simultani = kv x Q instal·lat = 1-n

1 x Q instal·lat

Cabal simultani d’un conjunt d’agrupacions de punts de consum de similars característiques

Per determinar el cabal màxim simultani (Q sim. N) que demandarà un conjunt de N agrupacions de similars característiques (per exemple: N habitatges), i conegut el cabal instal·lat (Q instal·lat) de l’agrupació tipus:

Q simultani N agrupacions = N x (kv x Q instal·lat agrupació punts de consum) x1)(N x 10

N 19+

+

Determinació del cabal simultani total de l’edifici Per determinar el cabal simultani total de l’edifici i donat que en un mateix edifici, a més de l’ús principal, es poden donar altres usos secundaris (com poden ser locals comercials, oficines, serveis comunitaris,...), caldrà aplicar els coeficients de simultaneïtat de cada un d’ells, de forma específica i independent, i considerar el sumatori de tots els resultats parcials.

Així doncs, per a un edifici on l’ús principal és el d’habitatge i a on es contempla com a usos secundaris el de locals comercials i serveis comuns, el cabal simultani total es podrà obtenir a partir de la relació següent:

Q simultani EDIFICI = Q simultani habitatges + Q simultani locals comercials + Q simultani serveis comuns

2. VELOCITAT (*) Cal controlar la velocitat de càlcul de l’aigua a l’interior de les canonades per tal de que no sigui massa baixa -a fi d’evitar el sobredimensionament de la instal·lació i possibles sedimentacions - ni massa alta –provocant excessiva pèrdua de càrrega per fregament, desgast prematur de la canonada i incidències de sorolls i vibracions

(*) Comentaris i ajudes En general, qualsevol fluid no compressible que circula per l’interior d’una conducció hermètica de secció variable a velocitats corresponents a les seccions per les que passa, compleix la relació:

Velocitat (dm/s) =

Cabal (dm3/s) Secció (dm2)




A l’apartat 4 .2.1 “Dimensionat dels trams” del DB HS 4, s’especifica que la velocitat de càlcul estarà compresa entre els intervals següents:

canonades metàl·liques: velocitat de càlcul entre 0,50m/s i 2,00m/s (*)

canonades termoplàstiques i multicapa: velocitat de càlcul entre 0,50m/s i 3,50m/s (*)

Encara que es fixen aquests intervals per al càlcul de la velocitat, un valor límit inferior, v ≥ 0,50m/s, (per limitar el risc de sedimentacions) i uns valors màxims, cal que aquests es limitin, en funció de la zona de pas, amb l’objectiu d’evitar -el màxim possible- les molèsties degudes a sorolls i vibracions i ocasionals cops d’ariet. Pel que fa aquesta velocitat màxima, es recomana fixa un valor límit segons la zona de pas de la instal·lació: - interior de locals habitats → v ≤ 1,50m/s - espais comuns d’ús esporàdic i no habitables → v ≤ 2,00m/s - instal·lacions enterrades i de gran secció → v ≤ 3,00m/s

3. PRESSIÓ (*) En una instal·lació de fontaneria s’han de considerar les següents pressions: - pressió estàtica: pressió que hi ha en una instal·lació quan l’aigua no circula - pressió dinàmica: pressió que hi ha en un punt se la xarxa quan hi ha consum - pressió disponible en un punt de consum: pressió dinàmica que hi ha en el punt considerat en règim

normal de funcionament

A més, no cal oblidar la pressió que es disposa a l’origen de la instal·lació que, quan el subministrament és directe de xarxa pública, és la que proporciona la companyia subministradora, i si és per captació pròpia és la que proporcionarà el grup de bombeig. 3.1 Valors de pressió en els punts de consum

A l’apartat 2.1.3 “Condicions mínimes de subministrament” del DB HS 4, s’especifica per als punts de consum les pressions (*) mínimes i màxima a considerar:

pressió mínima → 100 kPa per a aixetes, en general → 150 kPa per a escalfadors i fluxors

pressió màxima → ≤ 500 kPa

(*) Comentaris i ajudes Velocitat de càlcul: Cal recordar que, en base a l’apartat 5.1.1 del DB HS 4 “Execució de la xarxa de canonades”, per a instal·lacions interiors amb canonades metàl·liques, els suports i elements de penjar hauran de ser antivibratoris quan la velocitat de l’aigua estigui entre 1,5m/s i 2,00m/s. A més, quan la velocitat de l’aigua sigui ≥ 2,00 m/s s’interposarà -entre l’abraçadora i/o suport i el tub- un element tipus elàstic semirrígid

Pressió: L’aigua a l’interior d’una canonada o dipòsit, exerceix una empenta o pressió sobre les parets de l’element que la conté. La unitat de mesura de la pressió en el Sistema Internacional és el Pascal (Pa).

Pascal (Pa) = Unitats de pressió: equivalència aproximada entre les unitats de pressió més habituals → 100kPa ≈ 1kg/cm2 ≈ 1atm ≈ 1bar ≈10mca

Newton (N) m2



3.2 Determinació dels diferents tipus de pèrdua de càrrega En una instal·lació de fontaneria el valor de la pressió en origen no és la que es disposa en els punts de consum ja que part de la pressió s’utilitza per vèncer la resistència del pas del fluid per l’interior del circuit (pèrdues de càrrega per fregament) i també per assolir l’alçada geomètrica (pèrdues de càrrega per alçada manomètrica) (*)

El concepte de pèrdues de càrrega per fregament de la instal·lació porta implícit dos tipus de pèrdues: → les pèrdues contínues ocasionades per les parets de les canonades i que el seu valor estarà en funció

del material de la canonada i el seu coeficient de rugositat, del diàmetre, del cabal i de la velocitat de l’aigua, i

→ les pèrdues localitzades ocasionades pels accessoris, canvis de direcció, etc. A l’apartat 4.2.2 “Comprovació de la pressió” del DB HS 4, s’especifica que les pèrdues de càrrega localitzades, es podran avaluar a partir dels elements de la instal·lació o bé estimar unes pèrdues addicionals incrementant entre un 20% ÷ 30% les produïdes sobre la longitud real del tram.

(*) Comentaris i ajudes

Esquema tret del “Reglament General del servei metropolità d’Abastament domiciliari d’aigua a l’àmbit metropolità de Barcelona”

De forma esquemàtica s’observen els trams de la instal·lació per tal de visualitzar la localització dels diferents tipus de pèrdues Pèrdues de càrrega per alçada manomètrica (Pcam): degut al pes de l’aigua dins de la canonada, per cada metre d’alçada de la instal·lació es perd 1mca de pressió.( Es considerarà des de la cota d’ubicació de la clau de registre de la connexió de servei fins al punt més alt del tram e la instal·lació en estudi). Pèrdues de càrrega per recorregut (Pcr) Pèrdues de càrrega per accessoris (Pca)



Per determinar les pèrdues de càrrega contínues existeixen formules(*) i programes de càlcul que les desenvolupen, que relacionen aquestes pèrdues de càrrega amb la velocitat, diàmetre i coeficient de rugositat(*) del material. A la pràctica i per tal de facilitar el càlcul també s’utilitzen àbacs –basats en alguna d’aquests formules- que relacionen la velocitat, el diàmetre, el cabal i les pèrdues de càrrega.

(*) Comentaris i ajudes Pèrdues de càrrega contínues: un dels àbacs que s’utilitza de forma habitual respon a la formula de Flamant on:

J = 4m [ ] x sent, J → les pèrdues de càrrega contínues (mmca/m) m → el coeficient de rugositat del material q → el cabal (...) D → el diàmetre de la canonada (...)

Coeficients de rugositat d’alguns materials: de forma simplificada les canonades es poden classificar en canonades de parets rugoses (acer galvanitzat, fosa, ...) i canonades de parets llises (coure, materials plàstics, acer inoxidable,...). Cada un d’aquests materials té un coeficient de rugositat o fregament amb valors variables segons siguin materials amb parets llises (p. ex. PEX ≈ 0,0005 mm; Cu ≈ 0,0004 mm) o amb parets rugoses (p. ex. acer galvanitzat ≈ 0,0009).

4π

q D

7/4 4/7 19/4

ÀBAC PER AL CÀLCUL DE LES CANONADES D’UNA INSTAL·LACIÓ DE FONTANERIA (*)



4. DIÀMETRES DE LES CANONADES

A l’apartat 4 .2 “Dimensionat de les xarxes de distribució” del DB HS 4, s’especifica que es realitzarà un primer dimensionat seleccionant el tram més desfavorable de la instal·lació i obtenint uns diàmetres previs que posteriorment caldrà comprovar en funció de la pèrdua de càrrega que s’obtingui dels mateixos. 4.1 Diàmetres nominals mínims d’alimentació pels diferents aparells i agrupacions d’aparells A l’apartat 4.3 “Dimensionat de les derivacions a cambres humides i ramals d’enllaç” del DB HS 4, s’especifica els diàmetres nominals mínims segons el material de la instal·lació (acer o coure o materials plàstics) per al ramal d’enllaç als diferents aparells domèstics(*).

Diàmetres mínims de derivacions als aparells. (Diàmetres nominals)

Taula 4.2 del DB HS-4

TIPUS D’APARELL o punt de

consum Canonada d’acer

(”) Canonada de Cu o plàstic

(mm)

“Pileta de rentamans” 1/2 12 Rentamans 1/2 12 Dutxa 1/2 12 Banyera ≥ 1,40m 3/4 20 Banyera < 1,40m 3/4 20 Bidet 1/2 12 Inodor amb cisterna 1/2 12 Inodor amb fluxor 1-1/2 25-40 Urinaris temporitzats 1/2 12 Urinaris amb cisterna (c/u) 1/2 12 Aigüera domèstica 1/2 12 Aigüera no domèstica 3/4 20 Rentavaixelles domèstic 1/2 (rosca a 3/4) 12 Rentavaixelles industrial (20serv.) 3/4 20 Rentadora domèstica 3/4 20 Rentadora industrial (8kg) 1 25 Abocador 3/4 20

En el mateix apartat del DB també s’especifica que els diferents trams de la instal·lació es dimensionaran segons el procediment fixat, però caldrà adoptar com a mínim els valors que a continuació s’indiquen:

Diàmetres mínims d’alimentació per a diferents trams (Diàmetres nominals)

Taula 4.3 del DB HS-4

TRAM CONSIDERAT acer (”)

Cu o plàstic (mm)

Alimentació a cambra humida privada: bany bany petit (aseo) cuina

3/4 20

Alimentació a derivació particular: habitatge apartament local comercial

3/4 20

Muntant 3/4 20

Distribuïdor general 1 25

Alimentació a equips de climatització:

< 50kW 1/2 12

50 kW ÷ 250 kW 3/4 20 250 kW ÷ 500 kW 1 25 > 500 kW 1 1/4 32



(*) Comentaris i ajudes A continuació s’exposa una relació de diàmetres nominals per a diferents materials de la instal·lació, trets de catàlegs comercials.

COURE DN (mm) Dext (mm)

Gruix paret (mm)

Dint (mm)

12 12 1 10

15 15 1 13

18 18 1 16

22 22 1 20 28 28 1 26 35 35 1 33 42 42 1 40 54 54 2 50

76,1 76,1 2 72 88,9 88,9 2 85

Pressió de treball ≥ 1,6 MPa (16kg/cm2)

108 108 2.5 103

POLIETILÈ RETICULAR DN (mm) Dext (mm)

Gruix paret (mm)

Dint (mm)

16 16 1,8 12,40

20 20 1,9 16,20

25 25 2,3 20,40

32 32 2,9 26.20 40 40 3,7 32.60 50 50 4,6 40.80 63 63 5,8 51.40 75 75 6,8 61.40 90 90 8,2 73.60

Sèrie 5

Pressió màx. de treball segons TºC fluid

20ºC ≤ 1,25 MPa (12,5kg/cm2)

60ºC ≤ 0,80 MPa (8,0kg/cm2)

95ºC ≤ 0,40 MPa (4,0kg/cm2)

110 110 10,00 90,00

12 12 1,7 8,60

16 16 2,2 11,60

20 20 2,8 14,40

25 25 3,5 18,00 32 32 4,4 23,20 40 40 5,5 29,00 50 50 6,9 36,20

Sèrie 3,2

Pressió màx. de treball segons TºC fluid

20ºC ≤ 2,00 MPa (20,0kg/cm2)

60ºC ≤ 1,25 MPa (12,5kg/cm2)

95ºC ≤ 0,60 MPa (6,0kg/cm2)

63 63 8,7 45,60



(*) Comentaris i ajudes A continuació s’exposa una relació de diàmetres nominals per a diferents materials de la instal·lació, trets de catàlegs comercials.

POLIPROPILÈ DN (mm) Dext (mm)

Gruix paret (mm)

Dint (mm)

20 20 1,9 16,20

25 25 2,3 20,40

32 32 3,0 26.20 40 40 3,7 32.60 50 50 4,6 40.80 63 63 5,8 51.40 75 75 6,9 61.20 90 90 8,2 73.60

Pressió Nominal, PN 1MPa (10kg/cm2)

110 110 10,00 90,00

20 20 2,8 14,40

25 25 3,5 18,00

32 32 4,5 23.00 40 40 5,6 28.80 50 50 6,9 36.20 63 63 8,7 45.60 75 75 10,4 54.20 90 90 12,5 65.00

Pressió Nominal, PN 1,6MPa (16kg/cm2)

110 110 15,2 79,60

POLIETILÈ D’ALTA DENSITAT DN (mm) Dext (mm)

Gruix paret (mm)

Dint (mm)

25 25 2,0 21,00 32 32 2,0 28.00 40 40 2,4 35.20 50 50 3,0 44.00 63 63 3,8 55.40 75 75 4,5 66.00 90 90 5,4 79.20

Pressió Nominal, PN 1MPa (10kg/cm2)

110 110 6,6 96,80

20 20 2,0 16,00

25 25 2,3 20,40

32 32 3,0 26.00 40 40 3,7 32.60 50 50 4,6 40.80 63 63 5,8 51.40 75 75 6,8 61.40 90 90 8,2 73.60

Pressió Nominal, PN 1,6MPa (16kg/cm2)

110 110 10,0 90,00



5. COMPROVACIÓ DELS VALORS DE LA PRESSIÓ DISPONIBLE

En base a l’apartat 4.2 “Dimensionat de les xarxes de distribució” del DB HS 4, s’especifica que la pressió disponible en el punt de consum més desfavorable -del tram objecte d’estudi- assoleix els valors obligatoris (100 kPa per a aixetes, en general i 150 kPa per a escalfadors i fluxors) i que en qualsevol punt de consum no es supera el valor de 500 kPa.


Com ja s’ha comentat prèviament, caldrà contemplar les pèrdues de pressió degudes a:

→ alçada geomètrica a vèncer: per cada metre d’alçada de la instal·lació es perd 1mca de pressió degut al pes de l’aigua a l’interior de la canonada

→ pèrdues contínues degudes al fregament de l’aigua a l’interior de la canonada → pèrdues puntuals degudes als accessoris de la instal·lació

Per a la determinació de les pèrdues contínues i fixats els cabals i la velocitat de càlcul, ens basarem en formules, àbacs o be taules específiques de cada material (donades pels fabricants), on s’obtindrà la pèrdua de càrrega per metre lineal de canonada.

Analitzant l’àbac, s’observa que per un cabal donat, si s’augmenta la velocitat es disminueix el diàmetre de càlcul i s’augmenten les pèrdues de càrrega per metre lineal de canonada. A títol d’exemple, suposant que el material de la instal·lació és de coure: per un cabal de 2 l/s i fixant la velocitat de càlcul a 1,00 m/s s’obté un diàmetre interior Di = 50mm i una pèrdua de càrrega, J ≈ 25 mmca/m

en canvi, si es manté el cabal a 2 l/s i s’augmenta la velocitat de càlcul a 1,50 m/s s’observa que el diàmetre interior disminueix, Di ≈ 41mm, i augmenta la pèrdua de càrrega J ≈ 68 mmca/m

Pel que fa a les pèrdues puntuals (claus, vàlvules, canvis de direcció,...) es considerarà que representen entre un 20% i un 30% de les pèrdues produïdes sobre la longitud real del tram, ja que el DB així ho contempla.



5.2 Determinació de la necessitat d’elements de control de la pressió

Una vegada definides les diferents pèrdues de càrrega (Pc) de la instal·lació en estudi, caldrà constatar que el valor de la pressió en origen, (Po), serà capaç de vèncer les esmentades pèrdues a més de garantir el valor mínim de pressió disponible en els punts de consum (mínims reglamentaris). Així doncs:

Pressió origen ≥ Pc alçada manomètrica + Pc fregament(*) + Pressió punt de consum

En cas de que la pressió a l’origen no sigui capaç de garantir aquest valor caldrà que la instal·lació disposi de l’equip necessari (Grup Elevador de Pressió(*)) per assolir-la.

A més, caldrà garantir que la pressió en els punts de consum no superi els màxims admesos (≤ 500kPa), pel que caldrà estudiar aquells punts de la instal·lació que poden ser susceptibles de tenir problemes (punts baixos).

Per tant,

Pressió punt de consum = Pressió origen – (Pc alçada manomètrica + Pc fregament) ≤ 500kPa

Quan algun punt de consum superi aquest valor de pressió màxim admès la instal·lació haurà de disposar l’equip necessari (Reductor de Pressió(*)) per disminuir-la.


Pèrdues per fregament: tal i com ja s’ha explicat, aquests pèrdues contemplen les pèrdues contínues del recorregut a més de les puntuals ocasionades pels accessoris, podent considerar aquestes últimes que representen entre un 20% i un 30% de les pèrdues produïdes sobre la longitud real del tram estudiat.

Grups Elevadors de Pressió: El DB HS-4 contempla els grups de pressió convencionals format per dipòsit auxiliar, grup de bombes i dipòsit de pressió i els grups de pressió de cabal variable. Aquests últims incorporen un variador de freqüència que actua sobre les bombes fent que aquestes treballin en funció del cabal sol·licitat mantenint constant la pressió en els punts de consum independentment del cabal sol·licitat.

A l’apartat 4 del DB HS-4 , “Dimensionat”, es fixen pautes pel dimensionat del grup elevador de pressió quan la seva col·locació sigui necessària degut a la manca de pressió a la xarxa de subministrament.

GUIA DB HS-4 Subministrament d’aigua Aplicació pràctica a un edifici d’habitatges


ÍNDEX INTRODUCCIÓ PART 1: PROCEDIMENT PER AL DIMENSIONAT D’UNA INSTAL·LACIÓ DE FONTANERIA

1. CABAL

1.1 Determinació del cabal dels diferents aparells


1.3 Determinació dels cabals simultanis dels diferents trams de la instal·lació 2. VELOCITAT


3. PRESSIÓ

3.1 Valor de la pressió en els punts de consum

3.2 Determinació dels diferents tipus de pèrdua de càrrega 4. DIÀMETRE DE LES CANONADES

4.1 Diàmetres nominals mínims d’alimentació als aparells i a agrupacions d’aparells 5. COMPROVACIÓ DELS VALORS DE LA PRESSIÓ DISPONIBLE


5.2 Determinació de la necessitat d’elements de control de la pressió PART 2: APLICACIÓ PRÀCTICA A UN EDIFICI D’HABITATGES

6. IMPLANTACIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ


6.2 Plantes de l’edifici

6.3 Esquemes 7. DIMENSIONAT

7.1 Determinació del cabal màxim instal·lat en els diferents locals (habitatges, local comercials,...)

7.2 Determinació de les simultaneïtats i dels cabals simultanis de diferents trams de la instal·lació (cambres humides, habitatges, local comercials,...)

7.3 Elecció de les velocitats de càlcul , determinació dels diàmetres i pèrdues de càrrega






6. IMPLANTACIÓ DE LA INSTAL·LACIÓ A continuació es realitza el predimensionament de la instal·lació de fontaneria d’un edifici plurifamiliar, de PB i 4 Plantes Pis amb 2 habitatges per replà i una planta soterrani destinada a aparcament, segons la metodologia indicada a la part 1 d’aquesta GUIA.


EDIFICI PLURIFAMILIAR DE PB + 4PP I UNA PLANTA SOTERRANI, amb la següent distribució:

PB zona d’accés i 2 locals comercials P1a a P 4a 2 habitatges per replà P soterrani ús aparcament

Equipament higiènic dels diferents locals

Local comercial cambra higiènica amb: * dutxa * rentamans * inodor

Habitatge tipus Cuina-safareig amb: * aigüera * rentavaixelles * rentadora * safareig

Bany complert amb: * banyera * bidet * rentamans * inodor

Bany petit amb: * dutxa * rentamans * inodor

Serveis comuns * abocador

Aparcament sense punts de consum d’aigua

Dades subministrades per la companyia

L’exemple es planteja amb total desconeixement dels valors de cabal i pressió a peu de parcel·la (el DB HS-4 fixa que les companyies subministradores facilitaran aquestes dades) pel que l’objectiu és, per tal de garantir unes bones condicions de subministrament, definir les necessitats de l’edifici en quant a pressió i cabal i un correcte disseny i dimensionat de la instal·lació.

Material de la instal·lació

La instal·lació es planteja amb: - tub d’alimentació polietilè d’alta densitat PN ≥ 10atm

- muntants i derivacions particulars coure

Planta habitatge tipus



6.2 Plantes PLANTA BAIXA

1 CONNEXIÓ DE SERVEI (des de xarxa urbana) formada de:

- clau de presa - clau de tall a l’exterior de la propietat - tub d’escomesa enllaça la clau d’escomesa amb la clau general de tall

2 CONJUNT D’ENTRADA GENERAL A L’EDIFICI (*)

a) clau de tall general b) filtre c) clau de prova d) vàlvula antiretorn e) clau de tall

3 TUB D’ALIMENTACIÓ

4 CENTRALITZACIÓ DE COMPTADORS

5 Pas del “pentinat” de muntants pels sostre de la planta soterrani 6 CLAU DE SECCIONAMENT I BUIDAT i VÀLVULA DE RETENCIÓ, a peu de muntants


Aquest esquema de conjunt d’entrada general de l’edifici correspon a la figura 3.1 del DB HS-4 d’instal·lació amb comptadors divisionaris, encara que segurament els elements b, c, d i e podrien estar a l’espai de la centralització de comptadors, en comptes de a l’arqueta d’entrada general.

a b

c d e

1

2

3

4

5 5

6 6



PLANTA TIPUS

PLANTA COBERTA

Pujada dels muntants pel pati, des de la planta soterrani fins a les plantes que alimenten

Alimentació a ACS amb energia solar

Alimentació a presa per a manteniment



PLANTA TIPUS: Implantació de la instal·lació de fontaneria

aigua freda aigua calenta



ESQUEMA DE LA INSTAL·LACIÓ

1 CONNEXIÓ DE SERVEI (des de xarxa urbana) composta de:

2 CONJUNT D’ENTRADA GENERAL A L’EDIFICI

3 TUB D’ALIMENTACIÓ

4 BATERIA DE COMPTADORS

5 MUNTANTS

6 CLAU DE SECCIONAMENT I BUIDAT i VÀLVULA DE RETENCIÓ

7 PURGADOR

8 CLAU DE L’HABITATGE

9 INSTAL·LACIÓ PARTICULAR

1 2 3

4

5

5

6 6

8 8 9

LC LC

7

7



7. DIMENSIONAT

7.1 Determinació del cabal instal·lat (Qi) dels diferents locals (habitatges, local comercials,...)

HABITATGE TIPUS Cabal instal·lat AF cuina-safareig aigüera 0,20 l/s

rentavaixelles 0,15 l/s

rentadora 0,20 l/s

safareig 0,20 l/s

Cabal total instal·lat cuina-safareig Qi = 0,75 l/s

Bany complert banyera (>1,40m) 0,30 l/s

bidet 0,10 l/s rentamans 0,10 l/s inodor 0,10 l/s Cabal total instal·lat bany complert Qi = 0,60 l/s

Bany petit dutxa 0,20 l/s

rentamans 0,10 l/s inodor 0,10 l/s Cabal total instal·lat bany petit Qi = 0,40 l/s Cabal total instal·lat habitatge Qi = 1,75 l/s

LOCALS COMERCIALS Cabal instal·lat AF

bany dutxa 0,20 l/s

rentamans 0,10 l/s inodor 0,10 l/s Cabal total Qi = instal·lat local

0,40 l/s

SERVEIS COMUNS Cabal instal·lat AF abocador 0,20 l/s Cabal total Qi = instal·lat SC

0,20 l/s

7.2 Determinació de les simultaneïtats i dels cabals simultanis de diferents trams de la

instal·lació (cambres humides, habitatges, local comercials,...)

SERVEIS COMUNS: Cabals simultanis AF

Serveis comuns Cabal instal·lat abocador 0,20 l/s

Cabal simultani Q sim serv. com. = 0,20l/s

SERVEIS COMUNS: Cabals simultanis AF

Cabal instal·lat dutxa 0,20 l/s Simultaneïtat Cabal simultani (*)

rentamans 0,10 l/s Bany petit

inodor 0,10 l/s

n = 3

kv = 1-n

1 = 0,71 Q sim = (Qi x kv)

0,71 x 0,40 l/s ≈ 0,28 l/s

0,4 l/s Q sim bany-petit = 0,30l/s


Cal tenir present que es són cabals de càlcul que s’hauran de valorar i reinterpretar per tal de verificar que es corresponen amb les condicions desitjades de funcionament de la instal·lació



HABITATGE TIPUS: Cabals simultanis AF

Cabal instal·lat aigüera 0,20 l/s Simultaneïtat Cabal simultani (*)

rentavaixelles 0,15 l/s

rentadora 0,20 l/s

Cuina Safareig

safareig 0,20 l/s

n (nombre aparells) = 4

kv = 1-n

1 = 0,58 Q sim = (Qi x kv)

0,58 x 0,75 l/s ≈ 0,43 l/s

0,75 l/s Q sim cuina-saf = 0,40l/s

Cabal instal·lat banyera 0,30 l/s Simultaneïtat Cabal simultani (*)

bidet 0,10 l/s

rentadora 0,10 l/s

Bany complert

inodor 0,10 l/s


kv = 1-n

1 = 0,58 Q sim = (Qi x kv)

0,58 x 0,60 l/s ≈ 0,35 l/s

0,60 l/s Q sim bany = 0,30l/s

Cabal instal·lat dutxa 0,20 l/s Simultaneïtat Cabal simultani (*)

rentamans 0,10 l/s Bany petit

inodor 0,10 l/s


kv = 1-n

1 = 0,71 Q sim = (Qi x kv)

0,71 x 0,40 l/s ≈ 0,28 l/s

0,4 l/s Q sim bany-petit = 0,30l/s

Cabal instal·lat cuina saf. 0,75 l/s Simultaneïtat Cabal simultani (*)

bany complert 0,60 l/s Habitatge complert

bany petit 0,40 l/s


kv = 1-n

1≈ 0,32

Q sim = (Qi x kv) 0,32 x 1,75 l/s ≈ 0,56 l/s

1,75 l/s Q sim habitatge = 0,60l/s

CABAL SIMULTANI DEL CONJUNT DELS HABITATGES

Cabal simultani habitatge Simultaneïtat Cabal simultani N habitatges

Q sim habitatge = 0,60 l/s N (nombre habitatges) = 8

Kv = ( )1N1019

+×+ N = ( )1810

19+×

+ 8 = 0,30 Q sim = Q sim habitatge x ( )1810

19+×

+ 8 x 8

0,60 l/s x 0,30 x 8 ≈ 1,45 l/s

Q simultani 8 habitatges = 1,45l/s (*)

CABAL SIMULTANI DE L’EDIFICI Q simultani EDIFICI = Q sim hab+ Q sim locals + Q sim serveis comuns

Cabals simultanis habitatges 1,45 l/s Q simultani EDIFICI

local comercial 0,30 l/s

local comercial 0,30 l/s

Serveis comuns 0,20 l/s

1,45 l/s + 2 x 0,30 l/s + 0,20 l/s = 2,25 l/s

Q simultani EDIFICI = 2,25l/s (*)


Cal tenir present que són cabals de càlcul que s’hauran de valorar i reinterpretar per tal de verificar que es corresponen amb les condicions desitjades de funcionament de la instal·lació



7.3 Elecció de les velocitats de càlcul, determinació dels diàmetres i pèrdues de càrrega

Velocitat:

Aquesta es limita, segons la zona de pas de la instal·lació, a: - muntants i interior habitatge → v ≤ 1,50m/s - tub d’alimentació → v ≤ 2,00m/s

Pèrdues de càrrega:

En base al dimensionat de les instal·lacions (que, fins a data d’avui, s’han realitzat amb el recolzament de les NIA “Normas Básicas para las instalaciones interiores de suministro de agua” (BOE 13-01-1976)), es pren com a hipòtesi de càlcul que les pèrdues de càrrega de la instal·lació es limitin a 15mca.

Es proposa que el repartiment de la pèrdua de càrrega (J) en els diferents trams de la instal·lació respongui a:

- interior de l’habitatge → J ≤ 2,00 mca - muntant (des de la sortida del comptador fins a la clau de l’habitatge) → J ≤ 3,00 mca - comptador (amb el seu joc de claus i vàlvules) i conjunt d’entrada → J ≤ 8,00 mca - tub d’alimentació → J ≤ 2,00 mca

J ≤ 2 mca

J ≤ 3 mca

J ≤ 2 mca

Tub d’alimentació L = 10m

muntant L = longitud del muntant en estudi (correspon a la longitud total del muntant, el tram vertical més l’horitzontal)

Bateria de comptadors



TUB D’ALIMENTACIÓ I MUNTANTS

DIMENSIONAT DE LES CANONADES

J= Leq x j TRAM QSim

(l/s) v máx (m/s)

Øint càlcul (mm)

Ø nominal CTE HS4

(mm)

Ø comercial

(mm)

v real (m/s)

J (mmca/m)

L (m) Leq = 1,2 L

(m) (mmca) (mca) J màx. (mca)

tub alimentació 2,25 2 38 - 50 (Di=40,8)

1,70 70 5,00 6,00 420 0,42 ≤ 2

muntant P4 0,60 1,5 23 20 26/28 1,10 60 25,00 30,00 1800 1,80 ≤ 3

muntant P3 0,60 1,5 23 20 26/28 1,10 60 22,00 26,40 1584 1,58 ≤ 3

muntant P2 0,60 1,5 23 20 26/28 1,10 60 19,00 22,80 1368 1,36 ≤ 3

muntant P1 0,60 1,5 23 20 26/28 1,10 60 16,00 19,20 1152 1,15 ≤ 3

INTERIOR DE L’HABITATGE


J = Leq x j TRAM Qi

(l/s) n kv QSim

(l/s) v máx (m/s)

Øint càlcul (mm)

Ø nominal CTE HS4

(mm)

Ø comercial

(mm)

v real (m/s)

J (mmca/m)

L (m) Leq = 1,2 L

(m) (mmca) (mca) J màx. (mca)

1- 2 0,60 4 0,58 0,4(*) 1,5 19 20 20/22 1,25 100 1,60 ≅ 2 200 0,2

2-3 1,00 7 0,41 0,4 1,5 19 20 20/22 1,25 100 3,90 ≅ 4,70 470 0,47

3-4 1,75 11 0,32 0,6(*) 1,5 23 20 26/28 1,10 60 1,00 1,2 72 0,072

0,2 + 0,47+ 0,072 = 0,74mca ≤ 2


Alimentació als aparells: A la taula 4.2 del DB HS-4 es fixen els diàmetres nominals (Dnom) mínims d’alimentació als aparells. S’observa que al rentamans, bidet, dutxa, inodor, rentavaixelles i aigüera cuina els hi correspon un Dnom. ≥ 12mm que per a canonades de Cu seria 10/12mm. Es considera que aquests diàmetres mínims no haurien de ser nominals, sinó que haurien de ser diàmetres interiors i en conseqüència així s’ha dimensionat. Pel que fa al diàmetre d’alimentació a la dutxa i al rentavaixelles es fixa en 16/18 ja que, encara que normativament pot ser inferior, la seva aplicació, a més de no respondre a la pràctica habitual, pot comportar problemes de soroll i cabal.

Cabals simultanis: Encara que el producte de 0,60 x 0,58 = 0,35, s’opta per considerar el cabal simultani del tram 1-2 de 0,4 l/s per tal de poder funcionar simultàniament la banyera i un altre aparell. La mateixa consideració s’ha pres al tram 3-4 ja que 1.75 x 0,32 = 0,56 l/s



INTERIOR DE L’HABITATGE


TRAM Qi (l/s)

n kv QS (l/s)

v máx (m/s)

Øint càlcul (mm)

Ø nominal CTE HS4

(mm)

Ø comercial (mm)

v real (m/s)

bany petit 0,40 3 0,71 0,3(*) 1,5 16 20 20/22 1,00

cuina-saf 0,75 4 0,58 0,4 1,5 19 20 20/22 1,30


El tram més desfavorable estudiat, un dels habitatges de la planta quarta, té les següents pèrdues de càrrega:

Habitatge 0,74 mca

Muntant planta 4a 1,80 mca

Comptador i claus 8,00 mca

Tub d’alimentació 0,42 mca

TOTAL 10,96 mca ≈ 11,00 mca


Cabal instal·lat 15,00 l/s Habitatges 1,75 l/s x 8 = 14,00 l/s Locals comercials 0,40 l/s x 2 = 0.80 l/s Serveis comuns 0,20 l/s

Cabal simultani 2,25 l/s

Pressió origen ≥ Pc alçada manomètrica + Pc fregament + Pressió punt de consum

Pc alçada manomètrica 14,50 mca

Pc fregament 11,00 mca

Pressió punt consum 15,00 mca (escalfador)

Pressió necessària en origen ≥ 40,50 mca




PLANTA BAIXA

Tub alimentació DN 50mmPE AD PN ≥ 10atm

4 muntants Cu 26/28mm pel sostre de la planta soterrani (habitatges)

5 Muntants Cu 26/28mm pel sostre de la planta soterrani (habitatges+ cob)

2 muntants Cu 26/28mm pel sostre de la planta baixa (locals comercials)



PLANTA TIPUS

Alimentació als punts de consum: rentamans, WC, inodor i bidet Cu 13/15mm

dutxa i rentavaixelles Cu 16/18mm

banyera i rentadora Cu 20/22mm

20/22

16/1

8 16

/18

16/18

13/1513/15

20/2

2

13/1

5 13

/15

13/15

AF 20/22 AC 20/22

AF 20/22 AC 20/22

AF

20/2

2 A

C 2

0/22

AF 20/22AC 20/22

AF 20/22AC 20/22

AF 26/28

aigua fredaaigua calenta



ESQUEMA DE LA INSTAL·LACIÓ GENERAL

ESQUEMA DE LA INSTAL·LACIÓ DEL HABITATGE


Alimentació als aparells: A la taula 4.2 del DB HS-4 es fixen els diàmetres nominals (Dnom) mínims d’alimentació als aparells. S’observa que al rentamans, bidet, dutxa, inodor, rentavaixelles i aigüera cuina els hi correspon un Dnom. ≥ 12mm que per a canonades de Cu seria 10/12mm. Es considera que aquests diàmetres mínims no haurien de ser nominals, sinó que haurien de ser diàmetres interiors i en conseqüència així s’ha dimensionat. Pel que fa al diàmetre d’alimentació a la dutxa i al rentavaixelles es fixa en 16/18 ja que, encara que normativament pot ser inferior, la seva aplicació, a més de no respondre a la pràctica habitual, pot comportar problemes de soroll i cabal.

Tub alimentació DN 50mmPE AD PN ≥ 10atm

Muntants Cu 26/28mm Muntants Cu 26/28mm Muntants Cu 26/28mm

mun

tant

AF

26/2

8

CTE DB HS 4 Subministrament d’aigua - arquitectes.cat · baixa -a fi d’evitar el...

Documents

Transcript of CTE DB HS 4 Subministrament d’aigua - arquitectes.cat · baixa -a fi d’evitar el...