MEMORIA DE CALCULO INSTALACION HIDRAULICA INSTALACION SANITARIA INSTALACION DE GAS L.P. OBRA: EDIFICIO DE DEPARTAMENTOS UBICACIÓN: EMPRESA No. 101 COL. INSURGENTES MIXCOAC DEL. BENITO JUAREZ MEXICO, D.F. FECHA : AGOSTO DEL 2014 1. MEMORIA DESCRIPTIVA GENERAL. 1.1 Información General En el predio ubicado en la calle Empresa No. 101, en la colonia Insurgentes Mixcoac, de la Delegación Benito Juárez, en México, D.F., se construirá un edificio que cuenta con 17 departamentos en total, de los cuales, 4 departamentos son de una recámara y 13 de dos recámaras. Debajo del nivel de estacionamiento, se encuentra el cuarto de máquinas, la cisterna de agua potable y tanque el de tormentas. En la azotea del edificio, se encuentra el tanque de gas L.P. 1.2 Instalación Hidráulica Para el agua potable, se tendrá una cisterna con una capacidad total de almacenamiento de 30,000 Lts., lo que representa el consumo de 3 días del edificio. La distribución del agua, será por medio de un sistema hidroneumático de volumen variable y presión constante. 1.3 Instalación Sanitaria Las Aguas Negras que se generen durante la operación diaria del edificio serán conducidas por medio de colectores a bajadas de aguas negras para conducirlas hasta el plafond del nivel de estacionamiento, en donde forma un colector principal para el desalojo a la red municicpal de aguas negras. 1.4 Instalación Pluvial. Las aguas pluviales captadas en azotea, patios y areas libres, son conducidas hacia coladeras ubicadas estratégicamente, las cuales están conectadas a bajadas de aguas pluviales que la conducen hasta el plafond del nivel estacionamiento, donde forman un colector de aguas pluviales y son conducidas hacia un tanque de tormentas. Dichas aguas se reutilizarán en inodoros y lavado de estacionamiento, después de darles un tratamiento especial. 1.5 Instalación de Gas L.P. Para la instalación de gas L.P., se tiene un tanque de almacenamiento de 1,600 Lts., desde el cual, en baja presión regulada, se llega hasta donde se encuentra la concentración de medidores y posteriormente se conduce el gas a cada uno de los departamentos. El tanque de almacenamiento, se localiza en la azotea del edificio. 2 MEMORIA DE CALCULO ( INSTALACION HIDRAULICA ) AGUA POTABLE. 2.1 Dotación La dotación para este tipo de construcciones esta establecida de acuerdo al Reglamento de Construcciones del D.D.F. (art.125) y sus Normas Técnicas Complemantarias en la Tabla 2.13, de esta manera se tiene una dotación para Edificios Residenciales de: DOTACION DE AGUA POTABLE Dotación por habitante Dotación para comercio 150 Lts/Habitante/día 6 Lts/M2/día 2.2 Cálculo del consumo estimado diario: Considerando un total de habitantes por departamento de 1 recámara: Considerando un total de habitantes por departamento de 2 recámaras: 2 habitantes 4 habitantes El consumo estimado diario esta en función de la dotación y el total de habitantes, por lo que tenemos: Total de departamentos de 1 recámara: Total de departamentos de 2 recámaras: Total de metros cuadrados de comercio: Total de Habitantes 4 13 99 60 Departamentos Departamentos M2 Habitantes Consumo estimado diario: Dotación/Habitante/dia * Total de Habitantes: 9,594 litros/día El cálculo hidráulico para la toma municipal se basa en lo siguiente: Demanda diaria requerida: 9,594 Lts./día 2.3 Cálculo de gastos hidráulicos de diseño Se considera un coeficiente de variación de acuerdo con el lugar y la estación del año. Los coeficientes de variación diaria y horaria tienen un ámbito de variación como sigue: Coeficiente de variación diaria 1.2 a 1.5 Coeficiente de variación horaria 1.5 a 2.0 Se considera el suministro de agua durante: Gasto Medio Diario: Consumo estimado diario/tiempo de suministro: Gasto Máximo Diario: Gasto medio diario*Coef. de variación diaria: Gasto Máximo Horario:Gasto medio diario*Coef. de variación horaria: Se considera Se considera 24.00 hrs/día = 1.20 1.50 86400 Seg. 0.111 L.P.S. 0.133 L.P.S. 0.200 L.P.S. 2.4 Cálculo de la Toma Municipal de Agua Potable. El cálculo del diámetro de la toma municipal es en base al libro de diseño de redes de distribución de aprovisionamiento de agua (DGCOH AP-100-85 inciso 3.2.3) el cual esta basado en la ecuación de continuidad como se indica a continuación: Q = V * A ; A = Q / V ; A = ( 3.1416* D2 )/ 4 D = ( 4 Q / 3.1416 *V ) 1/2 por lo tanto D = Diámetro del conducto en metros Q = Gasto en el tramo en m3/s. V = Velocidad media en m/s El abastecimiento será directamente a cisterna V= 2.50 2 Mts./Seg. que es una velocidad recomendada para este diámetro. D = ( 4 * Q / V * 3.1416 )1/2 D= 0.01009 metros D= 10.09 mm Siendo el diámetro comercial superior más cercano el de tubo de: 13.00 mmØ Determinación de las pérdidas por fricción en la toma: Hf = K L Q2 K = 10.3 n2 / D 16/3 considerando un tubo de cu, n= y una tubería de: cuyo diámetro interior es igual a: 2 K = 10.3 n / D Longitud = 16/3 = 0.009 13 mmØ 13.8430 mmØ = 6,835,355.02 15 Mts. Q= 0.000200 Hf = 4.096088097 0.01384 Mts. M3 /Seg. Mts. Esta pérdida es aceptable. Por lo tanto, la toma municipal de agua potable es de: 13 mmØ 2.5 Cisterna de almacenamiento La capacidad de almacenamiento esta en función de las demandas que se tenga en el inmueble, de acuerdo a los lineamientos del Reglamento de Construcciones del D.D.F y sus Normas Técnicas Complementarias. Este ultimo en su capitulo 2.6.3 B) establece que la capacidad de la cisterna deberá de ser para no menos de 3 días de almacenamiento del gasto total diario del edificio. Agua Potable · · · Consumo estimado por día: Días de Almacenamiento: Volumen de Almacenamiento: · Almacenamiento en cisterna de:: 9,594 litros 3 días 28,782 litros 30,000.00 Lts. 2.6 RESUMEN DE DATOS DEL PROYECTO HIDRAULICO. Dotación por habitante Dotación para Comercio Total de Departamentos de 1 recámara Total de Departamentos de 2 recámaras Total de metros cuadrados de comercio: Total de Habitantes Gasto Medio Diario Gasto Máximo Diario Gasto Máximo Horario Vol. cisterna de agua potable Fuente de abastecimiento Sistema de distribución 150 Lts/Habitante/día 6 Lts/M2/día 4 Departamentos 13 Departamentos 99 M2 60 Habitantes 0.11 L.P.S. 0.13 L.P.S. 0.20 L.P.S. 30,000.00 Lts. Red municipal de agua potable. Sistema Hidroneumático de velocidad variable 4 INSTALACION SANITARIA Las Aguas Negras que se generen durante la operación diaria del edificio serán conducidas por medio de colectores a bajadas de aguas negras para conducirlas hasta el plafond del nivel de estacionamiento, en donde forma un colector principal para el desalojo a la red municicpal de aguas negras. 4.1 Cálculo del Gasto de descarga de aguas negras. Para el cálculo del gasto de descarga, se utiliza el cálculo del gasto máximo instantáneo, basándonos en el método de Hunter ( Unidades Mueble ), de acuerdo a la siguiente tabla: MUEBLE UNIDADES MUEBLE WC Lavabo Regadera Lavadora Mingitorio Tarja 5 1 3 3 4 2 A continuación se elabora el calculo del número de muebles para la descarga al colector municipal: MUEBLE CANTIDAD WC Lavabo Regadera Lavadora Mingitorio Tarja TOTAL 38 37 30 17 2 17 UNIDADES MUEBLE TOTAL 5 1 3 3 4 2 190 37 90 51 8 34 410 Tenemos un gasto máximo instantáneo de: que equivalen a un gasto máximo instantáneo de: Q= 6.62 410.00 Unidades Mueble tipo tanque 104.94 GPM = 6.62 L.P.S. L.P.S. 4.2 Cálculo del diámetro del tubo de descarga de aguas negras a la Red Municipal: Con este gasto y apoyados en las fórmulas de Continuidad y Manning se calcula el diámetro necesario para conducir las aguas negras: Q = A*V ; A = 3.1416 D2 / 4 ; V = R2/3 * S1/2 / n donde: Q = Gasto de aguas negras en lts/seg V = Velocidad del fluido en m/s D = Diámetro del tubo en mts. A = Area de la sección transversal del perímetro mojado del tubo en m R = Radio hidráulico en mts S = Pendiente 2 Considerando un tubo de PVC de: y una pendiente de: y una relación de llenado (H/D) de: 150.0 mmø 2.0 % 0.5 Q = A * V. Q = 3.1416 * r²/2 * R 2/3 * S ½ /n Q= 11.23 L.P.S. Por lo tanto, se puede observar que el gasto calculado: es mayor al de diseño: Por lo tanto el tubo de: 11.23 L.P.S. 6.62 L.P.S. 150.00 mmø es el adecuado. 4.3 RESUMEN DE DATOS DEL PROYECTO SANITARIO. Sistema Drenaje: Vertido: Gasto Sanitario: Diámetro Descarga Sanitario: Por gravedad independiente A colector municipal 6.62 Lts/Seg. 150.00 mmØ 5 INSTALACION PLUVIAL Las aguas pluviales captadas en azotea, patios y areas libres, son conducidas hacia coladeras ubicadas estratégicamente, las cuales están conectadas a bajadas de aguas pluviales que la conducen hasta el plafond del nivel estacionamiento, donde forman un colector de aguas pluviales y son conducidas hacia un tanque de tormentas. Dichas aguas se reutilizarán en inodoros y lavado de estacionamiento, después de darles un tratamiento especial. 5.1 BASES DE DISEÑO. Los datos para la elaboración del proyecto, fueron tomados de las recomendaciones técnicas proporcionadas por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (Tomos: AL-100-85 y AL-200-85), de las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones y del Manual de Hidráulica Urbana, Tomo I. Las consideraciones básicas para la elaboración del proyecto son: 1.2.3.4.- Aplicar el Método Racional Americano para la evaluación de los gastos pluviales. El coeficiente de escurrimiento para la aplicación del método anterior, deberá determinarse en base a los diferentes usos del suelo. La intensidad de lluvia de diseño deberá obtenerse en base a las curvas de igual altura para el Distrito Federal, según ubicación del predio. La velocidad máxima permitida es de 3.0 m/seg. y la mínima es de 0.6 m/seg., en condiciones normales. 5.2 CALCULO DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA. Para obtener la intensidad de lluvia se consultó el Manual de Hidráulica Urbana de la DGCOH del cual se tomaron las siguientes recomendaciones: - La duración de la precipitación de diseño debe ser de 60 minutos. - El período de retorno seleccionado debe ser de 5 años. - La duración de la precipitación de diseño debe ser de 60 minutos. De la lamina 2.2 (se anexa) de Isoyetas para el D.F., según el sitio de ubicación del predio, se obtiene la precipitación base asociada a una duración de 30 min. y un período de retorno de 5 años. Con ayuda de las gráficas 3.3 y 3.4 (se anexan) se ajusta la precipitación base a la duración de 60 min. y un período de retorno de 5 años, obteniéndose con la siguiente expresión: Hp (tr,d) = Hp(base) (Ftr) (Fd) (Fa) Donde: Hp(tr,d) = Precipitación media para un período de retorno (tr) y una duración (d) Hp(base) = Precipitación base asociada a un período de retorno de 5 años y duración de 5 min. = Ftr = Factor de ajuste por período de retorno. = Fd = Factor de ajuste por duración. = Fa = Factor de ajuste por área, el cual es de 1.0 (Para áreas menores de 10 km2.) = Aplicando los valores anteriores a la formula: Hp(5,60) = ( 32)(1.0)(1.2)(1.0) Hp(5,60) = 38.4 mm 32.00 1.00 1.20 1.00 Aplicando la expresión de la intensidad de lluvia ( i ) indicada por la DGCOH en las recomendaciones de diseño para alcantarillado (Tomo A1-100-85) y tomando un tiempo de concentración igual a la duración: i = Tiempo de concentración * Precipitación media / duración. Tiempo de concentración = Duración = 5.0 min 5.0 min i = (60) (38.4) / 60 i = 38.4 mm/hr 5.3 CALCULO DEL GASTO PLUVIAL. Para obtener el gasto pluvial de aportación del predio se emplea la formula del Método Racional Americano, recomendado por la DGCOH, la cual consiste en: Q = 2.778 * C * i * A donde: Q = Gasto Pluvial de diseño (l.p.s.) C = Coeficiente de Escurrimiento (adimensional) i = Intensidad de lluvia (mm/hr) A = Area de aportación (hectáreas) 2.778 = Factor de conversión a L.p.s. Areas de aportación y coeficientes de escurrimiento. El Coeficiente de Escurrimiento es obtenido de acuerdo al uso del suelo en el predio y en base a la tabla del Manual de Hidráulica Urbana de la DGCOH, Tabla 4.1 (se anexa) de la siguiente forma: COEF. DE ESC. Azoteas SUPERFICIE ( m2 ) 340.00 TOTAL 340.00 --- USO DE SUELO Aplicando la formula del Método Racional Americano: Q = 2.778 (0.95)*(38.4)(0.0340) Q = 3.45 L.P.S. (C) 0.95 5.4 CALCULO DE LA CISTERNA DE AGUAS PLUVIALES. El volumen total de almacenamiento de la cisterna de aguas pluviales, quedará definido por el gasto pluvial calculado durante un tiempo total correspondiente a la duración de la tormenta de diseño, es decir: Volumen de cisterna = Gasto pluvial * Duración de la tormenta Duración de la tormenta = 60 minutos (3,600 seg.) Volumen de cisterna = 3.45 LPS * 3600 Seg. Volumen de cisterna requerido= 12,404.19 Litros 6 INSTALACION DE GAS L.P. ZONA SUR Para la instalación de gas L.P., se tiene un tanque de almacenamiento de 1,600 Lts., desde el cual, en baja presión regulada, se llega hasta donde se encuentra la concentración de medidores y posteriormente se conduce el gas a cada uno de los departamentos. El tanque de almacenamiento, se localiza en la azotea del edificio. 6.1 CONSUMOS DESCRIPCION CONSUMO (M3/Hr.) HORAS DE USO CONSUMO POR DIA POR DIA (M3/DIA) (1) ESTUFA 4Q. Y HORNO 0.4800 4 1.92 (1) SECADORA 0.3200 1 0.32 (1) CALENTADOR DE PASO 0.3399 1 0.3399 1.1399 2.5799 M3/DIA CONSIDERANDO QUE TENEMOS UN CONSUMO POR DIA DE Y QUE EN TOTAL SON 2.5799 17 M3/DIA DEPARTAMENTOS EL CONSUMO TOTAL POR DIA ES: 43.8583 M3/DIA SI EL FACTOR PARA CONVERTIR LOS M3 A LITROS ES: ENTONCES EL TOTAL DE LITROS POR DIA ES: 3.65 160.082795 CONSIDERANDO UN FACTOR DE USO DEL: (EL 50% DEL EDIFICIO GASTA ESA CANTIDAD DE GAS) EL CONSUMO TOTAL POR DIA ES: Lts./DIA 0.5 80.0413975 Lts./DIA 6.2 CALCULO DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE GAS L.P. EL CONSUMO TOTAL POR DIA ES: 80.0413975 TOTAL DE DIAS PARA LA RECARGA DEL TANQUE EL CONSUMO TOTAL POR 15 DIAS ES: 15 Lts./DIA DIAS 1200.620963 Lts. POR LO QUE TENDREMOS UN TANQUE DE 1,600 Lts. 6.3 CALCULO DE LA VAPORIZACION REQUERIDA DE GAS L.P. VAPOR REQUERIDO = 1.1399 (M3/Hr.) x 17 DEPARTAMENTOS = CONSIDERANDO UN FACTOR DE SIMULTANIEDAD DEL: (50% DEL EDIFICIO ESTA USANDO GAS AL MISMO TIEMPO) VAPOR REQUERIDO TOTAL = SI UN TANQUE DE 1,600 Lts. TIENE UNA VAPORIZACION DE: 19.3783 M3/Hr. 0.5 9.68915 M3/Hr. 11.47 M3/Hr. POR LO TANTO, CON UN TANQUE DE 1,600 Lts. SE CUBRE LA DEMANDA REQUERIDA
