Memoria IHS

Universidad del Valle de México HermosilloMemoria Técnico Descriptiva de la Instalación Hidrosanitaria

1.- OBJETIVO

Es desarrollar un proyecto de la instalación hidráulica y sanitaria para la Universidad del Valle de México Hermosillo, la cual se va a construir en el kilómetro 7 de la carretera a Nogales, en la ciudad de Hermosillo, Sonora.

A través de varios estudios en coordinación en el diseño arquitectónico, se desarrollo el proyecto, para lo cual se tomaron como base los reglamentos en vigor de la cuidad de México, las normas de National Plumbing Code 1997, así como la ecuaciones empleadas son las de Hazan A. William y Manning y para la instalación sanitaria será por el método de unidades mueble.

2. INSTALACIÓN HIDRÁULICA

2.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El proyecto tendrá una cisterna de agua potable divididas en dos celdas para alimentar a lavabos, tarjas, cocineta, sistema contra incendio y demás usos secundarios. Para llenar las cisterna se utilizara agua potable que proveniente de la red municipal, de acuerdo con el diámetro y trayectoria que se indica en planos del proyecto.Por lo que se refiere a la alimentación de los inodoros y mingitorio será a través de agua tratada, ara lo cual se tendrá un cárcamo de aguas negras, filtrado y tratamiento para posteriormente llenar le cisterna de agua tratada, tal y como se indica en los planos del proyecto, así como los diámetros de la tubería.

El sistema de bombeo será de presión constante e independiente, con por medio de un equipo hidroneumático tipo dúplex, con la bombas al 50% de gasto y 100% de carga, de cada sistema

2.2 CISTERNA DE AGUA POTABLE

Las cisterna de agua potable será de acuerdo con los datos de proyecto Arquitectónico considerando las dotaciones marcadas en el Reglamento de Construcción (Capitulo No. 3 Articulo 82) y las normas de la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica del Gobierno del Distrito Federal (D.G.C.O.H.) y/o la Comisión Nacional del Agua (CNA).

Las cisterna tendrán la capacidad suficiente de almacenamiento mínimo para dos días de consumo, ya que la presión no es constante y en ocasiones menor de 10 m.c.a. y se apega a lo estipulado en el Reglamento de Construcción.

UVM TOLUCA

3. CALCULO DE LOS CONSUMOS DE AGUA POTABLE

JB IMPULSORA DE PROYECTOS S.A. DE C. V. Proyectos e Instalaciones Electromecánicas Hoja No 1 de 8


3.1. DATOS DE PROYECTO:

Él calculo de la cantidad de alumnos se considera de la siguiente manera:

1. Planta Baja .2. Primer nivel

Por lo anterior se obtiene un total de alumnos al día .

3.2 DOTACIONES:

Las dotaciones para diversos usos en escuelas, viviendas, oficinas, etc., son las establecidas por el Reglamento de Construcción y la D.G.C.O.H., así como las indicadas por la Comisión Nacional del Agua (C. N. A.), de acuerdo a la tabla siguiente:

Tabla 4.1.2.1. Consumo de agua para usos específicos

Fuente: Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica (D.G.C.O.H.)

Para este caso se considera conveniente tomar las siguientes dotaciones:

Dotación por Alumno 25 Lts / alumno /día

3.3 CONSUMOS



a) Por dotación a habitantes:

Consumo por habitación (incluye servicios y dotaciones a maestros y empleados)

( 842 alumnos x 25 lts/ alumno /día = 21,050 lts.) 21,050 lts por día Demanda diaria total = 21,050 Lts.

4. CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE AGUA POTABLE:

Consumo Normal:

El edificio contara con cisterna de agua potable, la cual esta formada por dos celdas.El consumo diario se estima en 21,050 lts / día

Consumo contra incendio:

El volumen de agua requerido para el sistema de protección contra incendio se almacenara en la cisterna de agua potable.Este volumen se calcula por dos formas:

a) Por operación de Gabinetes:

Se tendrá un sistema de protección contra incendio a base de gabinetes extintores y de acuerdo a lo referido en el Reglamento de Construcciones, en donde a este tipo de edificaciones se les considera de riesgo mayor, por lo cual se debe de tener almacenado un volumen de agua igual a un gasto equivalente a dos hidrantes medianos (169.20 lts/min = 2.82 lts/seg) operando durante 60 minutos.

5. VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO:

La capacidad de la cisterna será igual a la reserva de dos días mínimo que es la indicada por el reglamento de Construcción, Capitulo 3º Art. 150* Demanda Diaria 21,050 lts. Reserva de un día 21,050 lts. Capacidad de almacenamiento 42,100 lts.

Máximo Consumo Probable Diario 20, 050 lts.Reserva de dos días adicionales 42, 100 lts.Reserva Contra Incendio 46, 000 lts.

-----------------Capacidad Total de Almacenamiento 88, 100 lts.

88 m3

(*) Puesto que la presión en la Red no es constante y teniéndose en ocasiones presiones menores de 10 metros columna de agua.



5.2 AGUA POTABLE

DATOS

Máximo consumo probable diario Agua Potable(Se calculara para el gasto de agua potable para un día de consumo a fin de poder abastecer todo el servicio.)

Máximo Consumo total del Conjunto 21, 050 lts.

Tiempo de suministro 86, 400 seg.

Gasto Medio (21, 050.00 lts / 86, 400 = 0.2436 0. 2436 lts / seg.

Coeficiente de Variación Diaria 1.4Gasto de diseño(0.2436 x 1.40 = 0.341) 0.341 l.p.s. = 0.000341 m3p.s.

Coeficiente de Variación horaria 1.55 (0.341 x 1.50 = 0.5115) 0.5115

El Diámetro se calculara por continuidad:

Q = VA => A = Q / V................. (1)

Escogiendo una sección circular se sabe que el área esta dada por:

A = (3.1416 D2) / 4........................ (2)

Sustituyendo (2) en (1) se tiene:

(3.1416 D2 / 4) = Q / V

Despejando el Diámetro

D = [(4 Q) / (3.1416 V)] ½

Sustituyendo valores y considerando una velocidad de diseño de 1.0 m/seg se tiene:

D = [(4 x 0.000341) / (3.1416 * 1.0)] ½ = 0.02197 mts = 21.97 mm

Por lo tanto el diámetro nominal será de 25 mm (Ø 1”), con el cual tendríamos una velocidad real de V = 0.776 mts / seg.

5.3 CALCULO DE LA CARGA DISPONIBLE EN EL FLOTADOR

Calculo de las perdidas por fricción.

Las perdidas por fricción se calcularan por la Formula de Manning.

2.576 V 1.92

HF = ---------------------- x L eq. Ø 1.08

Donde:



V = Velocidad en la tubería (m / s)

Ø = Diámetro de tubería

L eq = Longitud Equivalente.

6. CALCULO DE EQUIPOS DE BOMBEO

CALCULO DE LA CARGA DINAMICA TOTAL

La carga Dinámica total a vencer por los equipos estará compuesta por lo siguiente:

Carga de Succión.- Altura desde la pinchancha hasta el centro de la carcaza de la bomba.

Carga Estática.- Altura desde el centro de la carcaza hasta el punto mas alto de alimentación (succión negativa.) Altura desde el nivel medio de la cisterna hasta el punto mas alto de alimentación (succión positiva)

Carga de Operación.- Carga que se requiere para que el agua alimente cada mueble (3 m.c.a., mueble tanque bajo, 10.00 m.c.a para muebles de fluxometro, o en caso dado estructuras de regulación como tinacos)

Perdidas por fricción.- Es la perdida de carga ocasionada por el roce del agua con las paredes de la tubería.

Carga dinámica total.- Es la suma de la carga de succión, la carga estática, la carga de operación y las perdidas por fricción.

6.1 CALCULO DEL EQUIPO DE BOMBEO DUPLEX PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE (sistema Hidroneumático)

La carga total del sistema se ha determinado considerando el caudal suministrado por el total de unidades mueble, las cuales para este caso son del tipo tanque, ya que se alimentaran únicamente lavados y tarjas. La relacion de mobiliario a servir es la siguiente:

- 16 Lavabos x 1 u.m. / lavado = 16 u.m.- 8 mingitorio x 3 u.m. / ming = 24 u.m.- 24 inodoro x 3.5 u.m. / w.c. = 72 u.m.- 5 laboratorio x 2 u.m. / tarja = 10 u.m.

- Total: = 122 u.m.

El gasto equivalente, según la tabla 3 anexa, será:

Q = 3.32 lts / seg

Carga de Succión (Hs) 2.00 m.c.a.

Carga Estática (He) 15.00 m.c.a.



Carga de Operación (Ho) 3.00 m.c.a.

Perdidas por Fricción* (Hf) 3.00 m.c.a.

Carga Dinámica Total (H.D.T.) 23.00 m.c.a.

Cerrando carga Total a: 23.00 m.c.a.

Gasto de Diseño 5.64 lts / seg

(Se considera el 10% de la longitud de ramal critico a zonas altas)

CALCULO DE LA POTENCIA TEORICA DEL EQUIPO

Gasto Total del Sistema 5.64 lts / seg

Gasto por Bomba (Qb) 5.64 lts / seg

P = (Qb HDT) / 76n

Donde:N = eficiencia

Sustituyendo Valores se tiene:

P = (5.64 * 42) / (76 * 0.60) = 5.19 H. P

Redondeando a: 7.50 H. P.

Consultar especificaciones de equipos en el capitulo correspondiente.

7 INSTALACION SANITARIA

7.1. CRITERIO DE DISEÑO

Para el diseño de las instalaciones sanitarias se utilizo el Método de Hunter en unidades muebles desagüe.

Aportaciones de Aguas Negras:

CANTIDAD MUEBLES U.M. U.M.T16 Lavabos 1 16 8 Mingitorios 4 3220 Inodoros 5 120 5 Tarjas 2 10

-----------178

Determinación de diámetro de descarga:

Formulas empleadas.



Se emplea la Manning para calcular la velocidad del agua de las tuberías cuando trabajen llenas, utilizando además las relaciones hidráulicas y geométricas de esos conductos, al operar parcialmente llenos. La expresión algebraica de la formula de Manning es la siguiente.

Q = A/n . Rh 2/3 . S ½

Donde:Q = Gasto (m3 / seg)A = Área Hidráulica de la sección (M2)n = Coeficiente de rugosidad (Adimensional)Rh = Radio Hidráulico (Mts)S = Pendiente (Decimales)

Para él calculo de velocidades, una vez determinado el gasto, se utiliza la expresión de continuidad:

Q = V A ó V = Q / ADonde:V = Velocidad (mts / seg)Q = Gat (m3 / seg)A = Área hidráulica de la sección (M2)

El área hidráulica se define de la siguiente manera:

A = ¶ x Ø2 / 4

Donde:A = Área Hidráulica de la sección (M2)Ø = Diámetro de la Sección (M2)

El radio hidráulico se calcula con la siguiente expresión:

Rh = A / Pm

Espesor de lamina al tubo

D N – 1 1/2

E = ------ ( --------) 2 N

D = Diámetro en milímetros

N = Tubo lleno a la cuarta parte (4) Por continuidad Q = V A

Donde el área es: A = (3.1416 D2) / 4N

La velocidad es: V = (1 / n)(R^2/3)S^1/2

Para el caso de bajadas:

n = Coeficiente de rugosidadS = Pendiente igual 1R = Radio Hidraulico

Am R = ---------



Pm

Donde:Am = Área mojada = (3.1416 D2)/4NPm = Perímetro mojado = 3.1416 D

Quedando el radio hidráulico:

R = ( ( 3.1416 D2)/4N)/3.1416D

La velocidad se obtiene:

1 D 2/3V = ------ ( -------) (m/seg) n 4N

El gasto se obtiene de la siguiente manera:

3.1416D2 1 D 2/3Q = ------------ ------ ( -------) (m/s)

4N n 4N

Para los colectores horizontales se tiene lo siguiente:

Criterio: Mannning

Formula: Q = A V

1 2/3 1/2

V = --- R S N

2.1416 D2

A = --------------- 4

D2 1 2/3 1/2

Q = ------ ----- R S4 n

Donde:S = Pendiente en milésimasR = Radio Hidráulicon = Coeficiente de rugosidadD = Diámetro en metros

Analizando los valores de la tabla anterior se puede concluir que la descarga para aguas negras que generara el edificio “C” en sus diversos cuadrantes, se puede canalizar a través de una tubería de P.V.C. o inclusive Fofo de Ø 15 cms. (6”), con una pendiente mínima recomendada del 1%, hasta el cárcamo de bombeo de aguas negras estableciéndose con esto una relación de llenado de casi la tercera parte del tubo, menor al 80% recomendable.

La pendiente será ajustada en obra de acuerdo a las necesidades del proyecto por lo que el cálculo anterior solo será referencia.


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