PROYECTO CONSTRUCCION DE LA RED HIDROSANITARIA Y RED CONTRAINCENDIOS CONSTRUCCIÒN DEL CENTRO CULTURAL PARA LA POBLACIÒN AFRODESCENDIENTE DEL MUNICIPIO DE LA DORADA Diseño: ING. LUIS CARLOS CARDONA M.P. 17202 - 248259 CLD MUNICIPIO: LA DORADA CALDAS AGOSTO DE 2017 CASA AFRO - SALONES DE DANZA Y MUSICA INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS MEMORIAS DE CALCULO 1.1 Descripción del proyecto a). Objetivo. 1. Dotar con servicio de agua potable a las baterías de baños que conforman el proyecto. Adicionalmente se considera un punto de agua en el cuarto donde se encuentra localizado el salón de manualidades. 2. Dotar con servicio de Alcantarillado sanitario y pluvial tanto interior como exterior a cada una de las zonas del proyecto. b). Localización del Proyecto. El proyecto se encuentra ubicado en la calle 49, entre carreras 14 y 15 dentro del Municipío de La Dorada, en el departamento de Caldas. Desde el punto de acometida se instalará un contador de agua y de allí continúa la red que abastece a cada uno de las baterías y puntos de agua del proyecto. c). Descripción del proyecto. El proyecto está conformado por un edificio nombrado como casa Afro (centro cultural para la cultura afrodescendiente) y un bloque diseñado para contener salones de danza y musica. Cuenta con vias de acceso y salida de vehiculos y zonas verdes. ZONA Salones de danza y musica Casa Afro Area construida (m2) 245 DESTINACION Administración y salones múltiples. Salones múltiples, sala de espera, recepción, cuarto útil, administración, 512 salón de clases, baño y salón de manualidades. Tabla 1. Distribución General del proyecto. 1.2 Normas de diseño Los calculos presentados en el poryecto se elaboraron de acuero con el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) y la Norma Técnica Colombiana (NTC 1500 - Codigo Colombiano de Fontanería). El uso de las normas anteriores se efectuó de la siguiente manera: NTC 1500: Redes internas de suministro de agua potable y redes internas de desagües de aguas residuales y aguas lluvias. RAS 2000: Redes externas de suministro de agua potable y redes externas de desagües de aguas residuales y aguas lluvias. 2. SISTEMA HIDRAULICO 2.1 Parámetros de Diseño A continuación se presentan los parámetros de diseño adoptados en el sistema hidraulico para las redes del proyecto. Para la determinación de los consumos se utiliza el método de unidades de gasto de HUNTER. Las pérdidas por friccción en la tubería se calculan con la fórmula de HazenWilliams y las pérdidas por accesorios mediante la fórmula de Darcy-Weibasch. Ecuación para el cálculo de las perdidas por fricción en la tubería mediante la ecuación de Hazen-Williams 𝐽 = 10.674 ∗ 𝑄1.852 ) ∗𝐿 𝐶 1.852 ∗ 𝐷 4.871 J:Pérdida de carga (m) Q: Caudal en cada tramo (m3/s) D: Diámetro de la tubería en cada tramo (m) C: Coefieciente de rugosidad = 140 Ecuación para el cálculo de las perdidas por accesorios mediante la ecuación de Darcy-Weibasch: ℎ=𝐾∗ 𝑉2 2∗𝑔 h:Pérdida de carga (m) K: Factor de fricción V:Velocidad del fluido (m/s) g:aceleración de la gravedad (m/s2) Consumo total del proyecto: Se consideran consumos tipo privado de acuerdo con NTC 1500 tabla 8. (Unidades de consumo por apartos Sanitarios). La dotación para edificio adminitrativo corresponde a la de oficinas (casa Afro y salones de danza y música). 1 Tabla 2. Unidades de consumo por aparatos sanitarios (Fuente NTC 1500) 2.2 Población Estimada Area edificio Administrativo Número de personas Edificio Dotación Universidades y Colegios m2 Per L/hab/día 757 250 50 2.3 Cálculo de Consumo De acuerdo con la siguiente ecuación se determina el consumo total del proyecto. 𝑄 = 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 𝑄= 12500 2 𝑙/𝑑𝑖𝑎 𝑄 𝑙/𝑑𝑖𝑎 2.4 Acometida agua potable El punto de acometida corresponde a una tubería existente de 3" de diámetro. De allí se hará la derivación de agua para abastecer a cada una de las baterías de baños y las zonas que requieren puntos de agua. 2.6 Cálculo del Medidor 190.765 l/día 2,21 l/seg 35,00 gpm Caudal Diametro del medidor Diam real = 1,50 1,50 19,98 5,55 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑉= = 1,93 𝐴𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 2,20 Caudal nominal medidor = Velocidad (m/s) Pérdidas = " " m3/s l/s m/s m 2.7 Cálculo del Sistema de suministro de agua potable Para la determinación de los caudales en cada tramo se utilizó la curva de la Norma Icontec 1500 de acuerdo a las siguientes unidades de consumo indicadas en la citada norma: Unidades de Consumo por Aparatos Sanitarios Aparatos Sanitario Orinal Lavamanos Fregadero de cocina Ocupación Tipo de suministro Público Tanque Público Llave Público Llave Público Llave Tabla 3. Valores de unidades de consumo por aparato Sanitario Ud consumo 5 2 4 4 Diámetros mínimos para abastecimiento de los diferentes aparatos, Norma Icontec 1500: Aparatos f mín (pulg.) Lavaplatos ½ Lavamanos ½ Orinal ½ W.C. Fluxómetro ½ Tabla 4. Diámetros de suministro Aparatos Sanitarios Velocidad máxima de diseño en tuberías a presión es 2 m/seg. ACOMETIDAS TIPO PARA TODOS LOS BLOQUES Para la determinación de los caudales en cada tramo se utilizó la curva de la Norma Icontec 1500 de acuerdo a las siguientes unidades de consumo indicadas en la citada norma: Casa Afro Edificio Administrativo Salón de Manualidades 18 Lavamanos Total Laboratorio 36 ud 36 ud Baño Público Hombres Primer Piso 2 Lavamanos 2 orinales de Tanque 2 Sanitario de Tanque Total Baño 8 4 10 22 Baño Público Mujeres Primer Piso 3 Lavamanos 4 Sanitario de Tanque Total Baño 12 ud 20 ud 32 ud Acometida general proyecto 90 ud Total Equivale a Diámetro seleccionado Diámetro real V= 90 35 1.1/4 1,502 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑉= = 1,93 𝐴𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 ud ud ud ud ud gpm. '' PVC " m/s. 2,21 lps Se tienen: Unidades de Consumo =90 Se ha determinado que esto equivale a un caudal de: (Norma Icontec 1500) 35 gpm. 3 Calculo de la presión requerida en el punto de acometida El cálculo de la presión requerida se efectua para la ruta más critica, la cual corresponde al lavaplatos (fregadero de cocina) ubicado en el primer nivel de la casa Afro Aparato Crítico : Lavaplatos (fregadero de cocina) en el nivel 1 del bloque casa Afro Nivel Lavaplatos (fregadero de cocina) 177,50 m.s.n.m Cota de ubicación contador de agua 177,00 m.s.n.m Diferencia de nivel (metros) = 1,05 m Presión de servicio minima requerida (metros) = 7,00 m Calculo de perdidas por fricción en la conducción mediante la ecuación de Hazen-Williams : 𝑄1.852 ∗𝐿 𝐶 1.852 ∗ 𝐷 4.871 𝐽 = 10.674 ∗ J:Pérdida de carga (m) Q: Caudal en cada tramo (m3/s) D: Diámetro de la tubería en cada tramo. (m)= C: Coefieciente de rugosidad=140 TRAMO Q gpm Perdidas en el contador 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 29,1 21,1 15,6 10,6 9,5 8,5 7,0 7,0 TRAMO Perdidas en el contador 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 DIAM pulg VEL (m/s) 1,50 1,19 1,19 0,93 0,93 0,93 0,68 0,68 J UNIT (m/m) J TOT (m) 0,0779 0,1346 0,0766 0,1232 0,1014 0,0815 0,2586 0,2586 Tabla 5. Cálculo de perdidas por fricción en la tubería LONGITUD (m) 1,60 1,86 1,37 1,52 1,37 1,22 1,87 1,87 11,80 0,70 27,35 1,80 3,00 1,40 1,40 2,50 90 58 36 20 16 12 8 4 J ACUM (m) 2,20 3,12 3,21 5,31 5,53 5,83 5,95 6,31 6,95 0,92 0,09 2,10 0,22 0,30 0,11 0,36 0,65 Perdidas por fricción en la conducción 6,95 metros Calculo de perdidas menores por accesorios mediante la ecuación de Darcy-Weibasch: ℎ=𝐾∗ 𝑉2 2∗𝑔 h:Pérdida de carga (m) K: Factor de fricción V:Velocidad del fluido (m/s) g:aceleración de la gravedad (m/s2) Accesorio Tee paso directo 1.1/4" Tee paso directo 1.1/4" Reducción 1.1/4" x 1" Válvula de 1" Tee paso directo 1" Reducción 1" x 3/4" Tee paso directo 3/4" Codos 3/4" Tee paso directo 3/4" Tee paso directo 3/4" Reducción 3/4" x 1/2" Tee paso directo 1/2" Codos 1/2" Llave Coeficiente de perdidas menores Cantidad (ud) Total K 1,28 1 1,28 1 0,37 1 0,39 1 1,28 1 0,37 1 1,28 1 0,39 1 1,28 1 1,28 1 0,37 1 1,28 1 0,39 3 0,39 1 Tabla 6. Cálculo de perdidas por accesorios en la tubería Perdidas menores: Perdidas totales: Altura Dinámica Total (metros) = Altura Dinámica Total requerida Altura Dinámica (PSI) = 1,61 m 8,57 m 17 m 24 La presión mínima otorgada por la empresa prestadora de servicio es de 24 PSI. 4 PSI Velocidad (m/s) 1,28 1,28 0,37 0,39 1,28 0,37 1,28 0,39 1,28 1,28 0,37 1,28 1,17 0,39 1,60 1,86 1,37 1,37 1,37 1,52 1,52 1,37 1,37 1,22 1,87 1,87 1,87 1,87 Cabeza de Perdida total (m) velocidad (m) 0,13 0,17 0,18 0,23 0,10 0,04 0,10 0,04 0,10 0,12 0,12 0,04 0,12 0,15 0,10 0,04 0,10 0,12 0,08 0,10 0,18 0,07 0,18 0,23 0,18 0,21 0,18 0,07 2.8 Clase de tubería Suministro Especificaciones de tuberías de suministro de agua potable: Redes Externas o Redes de Acueducto Tuberías D >= 2" PVC Presión RDE 21 Unión Mecánica. Redes de Acometidas y redes internas: Tubería D = 1/2" PVC presión RDE 9. Tubería D = 3/4" PVC presión RDE 11. Tubería D = 1" PVC presión RDE 13.5. Tubería D> = 1.1/4" PVC presión RDE 21. 3. SISTEMA SANITARIO Y PLUVIAL Especificaciones de tuberías Sistema Sanitario y Pluvial: Aguas Negras por placas y ductos, conexión a cámaras de Inspección: Tubería PVC Sanitaria Aguas Lluvias por placas y ductos, conexión a cámaras de Inspección: Tubería PVC Sanitaria Conexión entre cajas de Inspección: Tubería PVC Unión Mecánica Tubería De Reventilación: Tubería PVC Liviana Las aguas negras y lluvias se manejan por separado en el proyecto. Estas entregan a cámras y pozos existentes de la redes de alcantarillado público. 3.1 Redes de desague de aguas residuales Para el dimensionamiento de las redes internas de desagüe de aguas residuales se emplea el metodo de unidades de descarga de acuerdo con la NTC 1500 Tabla Unidades de desagüe de aparatos sanitarios y Tabla Carga máxima de unidades y Longitud máxima de tubos de desagüe) Tabla 7. Unidades de desague de aparatos sanitarios (Fuente NTC 1500) 5 Tabla 8. Carga máxima de unidades y Longitud máxima de tubos de desague (Fuente NTC 1500) Para las redes externas de desagüe de aguas residuales se procede a efectuar el cálculo de capacidad hidráulica de las tuberías mediante el cálculo de la velocidad por medio de Manning. 𝑄 =𝑉∗𝐴 =𝑉∗ 1 2 1 ∗ 𝑅 ൗ3 ∗ 𝑆 ൗ2 𝑛 3 Q: Caudal (m /s) A: Area tubería (m2) V:velocidad del flujo (m/s) n: Coeficiente de rugosidad de la tubería R: Radio Hidráulico (m) S: Pendiente de la tubería (m/m) El material de la tubería corresponde a Cloruro de Polivinilo PVC. Para dicho material el coeficiente de rugosidad de Manning adoptado es de 0.009. Diámetro de la Tubería. En las redes de recolección y evacuación de aguas Negras el diámetro mínimo de las redes internas se determinará de acuerdo con las unidades de descarga de la NTC 1500, tablas 12 y 14. El diámetro nominal mínimo permitido en los colectores externos de aguas Negras será el que resulte del cálculo hidráulico por medio de la ecuación de manning. Sin embargo este no será inferior a 6" (150 mm). Velocidades de Diseño (m/s) La velocidad de diseño mínima aceptable en la tubería debe ser de 0.45 m/s de acuerdo con RAS D 3.2.7 La velocidad de diseño Máxima aceptable en la tubería debe ser de 5 m/s de acuerdo con RAS D 3.2.8 Fuerza Tractiva (Kg/m 2 ) Para las condiciones iniciales de operación de cada tramo, debe verificarse el comportamiento autolimpiante del flujo, para lo cual es necesario utilizar el criterio de esfuerzo cortante medio. Por lo tanto, debe establecerse que el valor del esfuerzo cortante medio sea mayor o igual a 1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2). Relación q/Q Para efectos de diseño la profundidad hidráulica máxima será la correspondiente a un 85% de la capacidad a tubo lleno. Pendiente Mínima El valor de la pendiente mínima del colector debe ser aquel que permita tener condiciones de autolimpieza,de acuerdo con los criterios del literal D.3.2.7. del RAS 2000 Pendiente Máxima El valor de la pendiente máxima admisible es aquella para la cual se tenga una velocidad máxima real, según el literal D.3.2.8 del RAS 2000 3.1.1 Cálculo y diametros tuberia Sanitaria La carga máxima en las bajantes de aguas negras es la siguiente: Diámetro Unidades de descarga 2" 16 3" 48 4" 256 6" 1380 Tabla 9. Unidades de descraga contempladas Para el diseño de las tuberías de aguas negras se tomarán las cargas máximas permisibles con el método de unidades de descarga de acuerdo a Norma Icontec 1500. Aparatos Lavamanos Lavaplatos W.C. Fluxómetro Orinal Sifón Accesorio no incluido de 1 1/2'' Accesorio no incluido de 2'' Accesorio no incluido de 2 1/2'' Accesorio no incluido de 3'' Accesorio no incluido de 4'' Diámetro min 2 2 4 2 2 (pulg.) Unidades de Descarga 4 4 5 2 1 2 3 4 5 6 Tabla 10. Unidades de descarga Aparatos tipo privado 6 Las cargas de aguas negras de las BAN son las siguientes: Cuarto Ud Descarga Diámetro No existen bajantes de aguas negras --- --- Tabla 11. Unidades de descarga y diámetros Calculadas por bajante de Aguas Negras. Las tubería de desagüe irán bajo tierra hasta las cajas de inspección propuestas CONEXIÓN HORIZONTAL A LA B. A. N Ud Descarga Diámetro Baño Casa Afro - Caja C1 Cocina Casa Afro - Caja C2 56 38 4" 4" Tabla 12. Unidades de descarga y diámetros calculados tubería de conexión horizontal Aguas Negras. 94 TOTAL PROYECTO ud a). Chequeo hidráulico de tuberías entre cajas de Inspección Para las redes externas de alcantarillado combinado los parámetros de diseño que prevalecen corresponden a los descritos anteriormente para las redes de desagües de aguas lluvias. A continuación se presenta el chequeo del cálculo hidraulico de tuberías entre cajas de Inspección. DIAMETROS TRAMO Caudal (l/s) Pendiente (%) CI6-CI7 CI7-CI8 CI8-Entrega 1,35 1,87 1,87 1,00 2,00 2,00 EXTERNO (in) NOMINAL (in) 6 6 6 5,71 5,71 5,71 RELACIONES HIDRÁULICAS TRAMO CI6-CI7 CI7-CI8 CI8-Entrega CI6-CI7 CI7-CI8 CI8-Entrega FUERZA TRACTIVA A TUBO LLENO (T) (Kg/m2) 20,11 28,44 28,44 0,36 0,73 0,73 FUERZA TRACTIVA REAL (t) (Kg/m2) q/Q v/V t/T d/D 0,07 0,07 0,07 0,468 0,468 0,468 0,452 0,452 0,452 0,186 0,186 0,186 0,164 0,328 0,328 Altura de flujo (m) ÁREA (A) (m2) PERIMETRO (p) (m) RADIO HIDRÁULICO (r) (m) 0,027 0,027 0,027 0,0165 0,0165 0,0165 0,4556 0,4556 0,4556 0,0363 0,0363 0,0363 VELOCIDADES (m/seg) TRAMO CAUDAL A TUBO LLENO(Q) (lt/seg) A TUBO LLENO (V) REAL (v) 1,217 1,721 1,721 0,570 0,806 0,806 Tabla 13. Cálculo redes de aguas negras entre cajas. Una vez realizado el chequeo de la capcidad hidraulica de los tramos de tubería comprendidos entre las cajas de Inspección, se encuentran que los valores de los parametros de diseño cumplen con los minimos permitidos. b). Redes de Ventilación Para la definición de diámetros del sistema de ventilación en las redes sanitarias se usaran chequeos mediante las tablas 14, 15 y 16 de la NTC 1500. Tabla 14. Diámetro requerido para el tubo de ventilación principal (Fuente NTC 1500) 7 Tabla 15. Diámetro mínimos para ventilación individual (Fuente NTC 1500) Tabla 16. Diámetros y longitud máxima de circuitos de ventilación(Fuente NTC 1500) Tubería RN 1 RN 2 RN 3 Ud Descarga Diametro Ramal horizontal Longitud del tubo de ventilacion (m) 20 1.1/2" 2,6 20 1.1/2" 5,05 16 1.1/2" 8,9 Tabla 17. Diámetros Tubería Vertical de Ventilación. Diametro vertical de ventilac 3" 3" 3" 3.2 Redes de desague de aguas lluvias Para el dimensionamiento de los bajantes de cubierta se emplean las tablas de la NTC 1500 las cuales se muestran a continuación, trabajando con una intensidad de 126 mm/h. Tabla 18. Dimensionamiento de Desagues pricipales de cubierta, ramales y bajantes de agua lluvia (Fuente NTC 1500) 8 Tabla 19. Definición de las dimensiones de tubería Horizontal de agua lluvia (Fuente NTC 1500) Para el dimensionamiento de las redes externas de desagüe de aguas lluvias se emplean las curvas de Intensidad - Duración - Frecuencia IDF para el municipio de La Dorada Caldas, obtenido de "Estudio hidrológico de caldas, revisión y actualización de las curvas de Intensidad - Duración - Frecuencia " Tabla. 20 Estación Sub. Dorada 9 Tabla. 21 Intensidad estimada para la estación a partir de la duración y la frecuencia Figura. 1 Curvas IDF para el municipio de La Dorada A continuación se presenta la ecuación mostrada en la gráfica mostrada previamente: 775 + −𝑙𝑛 −𝑙𝑛 1 − 𝐼= 1 𝑇𝑟 𝑡+5 0.71 − 0.53 ∗ 180.58 1.07 ∗ 2.778 Caudal de diseño. El caudal de diseño se determinará de acuerdo con el método racional determianndo las Areas aferentes de la edificación. 3 𝑄 =𝐶∗𝐼∗𝐴 Q: Caudal (m /s) A: Area Aferente (Ha o m2) I: Intensidad de la lluvia (l/s/ha o mm) C: Coeficiente de escorrentía (0.85 para cubiertas y zonas duras) Para las redes externas de desague de aguas lluvias se porcede a efectuar el cálculo de capacidad hidráulica de las tuberías mediante el cálculo de la velocidad por medio de Manning. 1 𝑛 2 1 𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 = 𝐴 ∗ ( ∗ 𝑅3 ∗ 𝑆 2) 3 Q: Caudal (m /s) A: Area tubería (m2) V: velocidad del flujo (m/s) n: Coeficiente de rugosidad de la tubería R: Radio Hidráulico (m) S: Pendiente de la tubería (m/m) El material de la tubería corresponde a Cloruro de Polivinilo PVC. Para dicho material el coeficiente de rugosidad de Manning adoptado es de 0.009. Periodo de Retorno. En la tabla D.4.2 (RAS 2000) se establecen valores de periodos de retorno o grado de protección. Tramos iníciales en zonas residenciales con áreas tributarias menores de 2 Ha el periodo de retorno recomendado es de 5 años. 10 Tiempo de Concentración. El tiempo de concentración inicial o de acceso al sistema se asumió inferior a 10 minutos dado que por ser una superficie dura el agua drena con rápidez hacia los colectores. Diámetro de la Tubería. En las redes de recolección y evacuación de aguas LLuvias el diámetro mínimo de las redes internas se determinará de acuerdo con las unidades de descarga de la NTC 1500 , tablas 24 y 25. El diámetro nominal en los colectores externos de aguas Lluvias será el que resulte del cálculo hidráulico por medio de la ecuación de manning. Velocidades de Diseño (m/s) La velocidad de diseño mínima aceptable en la tubería debe ser de 0.75 m/s de acuerdo con RAS D 4.3.10 La velocidad de diseño Máxima aceptable en la tubería debe ser de 10 m/s de acuerdo con RAS D 4.3.11 Fuerza Tractiva (Kg/m2) Para las condiciones iniciales de operación de cada tramo, debe verificarse el comportamiento autolimpiante del flujo, para lo cual es necesario utilizar el criterio de esfuerzo cortante medio. Por lo tanto, debe establecerse que el valor del esfuerzo cortante medio sea mayor o igual a mayor o igual a 3,0 N/m2 (0,3 Kg/m2) para el caudal de diseño, y mayor o igual a 1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2) para el 10% de la capacidad a tubo lleno. Relación q/Q Par efectos de diseño la profundidad hidráulica máxima será la correspondiente a un 90% de la capacidad a tubo lleno. Pendiente Mínima El valor de la pendiente mínima del colector debe ser aquel que permita tener condiciones de autolimpieza,de acuerdo con los criterios del literal D.4.3.10. del RAS 2000 Pendiente Máxima El valor de la pendiente máxima admisible es aquella para la cual se tenga una velocidad máxima real, según el literal D.4.3.11 del RAS 2000 3.2.1 Cálculo de la Red Pluvial Las cargas de aguas lluvias se estimaran siguiendo el método racional Qall= C x i x A Donde Qall= C= A= i= Caudal de aguas lluvias (l/s) Coeficiente de escorrentía Área tributaria (m2) Intensidad de lluvia (l/s/m2) El valor de A es medido según los planos urbanísticos y arquitectónicos del proyecto. El valor de C se calculo siguiendo los siguientes parámetros: Áreas de cubiertas y terrazas C =0.85 El valor de i se toma como 12.5 cm/hora que es el valor recomendado para diseñar instalaciones interiores en la ciudad de Pereira. Para el calculo de los ramales interiores de aguas lluvias en el edificio consideraron las siguientes áreas: Carga de Aguas Lluvias: BALL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Área( m² ) Diámetro 37 3" 41 3" 99 3" 38 3" 33 3" 8 3" 74 3" 33 3" 8 3" 39 3" 37 3" 35 3" 8 3" Tabla 22. Cálculo de areas y diámetro de Aguas Lluvias. 490 TOTAL CONEXIÓN TUBERIA HORIZONTAL AREA m2 Diámetro Conexión BAN 1-2-3 - CI.1 177 6" Conexión BAN 4-5-6 - CI.1 - CI.2 256 4" Conexión BAN 7-8-9-10 CI.2 - CI.3 410 8" Conexión BAN 11-12-13 - CI.3 - CI.4 490 8" Tabla 23. Áreas y diámetros Calculados tubería de conexión horizontal Aguas Lluvias. 11 Diámetro ramal horizontal de entrega 4" 4" 4" 4" 4" 3" 4" 4" 3" 4" 4" 4" 3" Chequeo hidráulico de tuberías entre cajas de Inspección Para las redes externas de alcantarillado Combinado los parpametros de diseño que prevalecen corresponden a los descritos anteriormente para las redes de desagües de aguas lluvias. A continuación se presenta el chequeo del cálculo hidraulico de tuberías entre cajas de Inspección. TRAMO área(M2) intensidad (l/seg/Ha) Coef escorrentia CI.1 - CI.2 CI.2 - CI.3 CI.3 - CI.4 CI.4 - CI5 CI.5 - ENTREGA 177,00 256,00 410,00 490,00 490,00 380,00 380,00 380,00 380,00 380,00 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 TRAMO Caudal (l/s) Pendiente (%) CI.1 - CI.2 CI.2 - CI.3 CI.3 - CI.4 CI.4 - CI5 CI.5 - ENTREGA 5,72 8,27 13,24 15,83 15,83 1,00 1,00 1,00 1,00 2,00 DIAMETROS EXTERNO (in) NOMINAL (in) 6 6 8 8 8 5,71 5,71 7,17 7,17 7,17 CI.1 - CI.2 CI.2 - CI.3 CI.3 - CI.4 CI.4 - CI5 CI.5 - ENTREGA FUERZA TRACTIVA A TUBO LLENO (T) (Kg/m2) 20,11 20,11 36,84 36,84 52,19 0,36 0,36 0,46 0,46 0,91 FUERZA TRACTIVA REAL (t) (Kg/m2) RELACIONES HIDRÁULICAS TRAMO CAUDAL A TUBO LLENO(Q) (lt/seg) q/Q v/V t/T d/D 0,29 0,42 0,36 0,43 0,31 0,732 0,819 0,782 0,825 0,747 0,885 1,013 0,959 1,021 0,908 0,418 0,510 0,469 0,517 0,433 Altura de flujo (m) ÁREA (A) (m ) PERIMETRO (p) (m) RADIO HIDRÁULICO (r) (m) 0,0165 0,0165 0,0260 0,0260 0,0260 0,4556 0,4556 0,5718 0,5718 0,5721 0,0363 0,0363 0,0455 0,0455 0,0455 0,321 0,367 0,436 0,465 0,827 VELOCIDADES (m/seg) TRAMO CI.1 - CI.2 CI.2 - CI.3 CI.3 - CI.4 CI.4 - CI5 CI.5 - ENTREGA A TUBO LLENO (V) REAL (v) 1,217 0,891 0,061 1,217 0,997 0,074 1,416 1,107 0,085 1,416 1,168 0,094 2,004 1,497 0,079 Tabla 24. Cálculo redes de aguas Lluvias entre cámaras. 2 Una vez realizado el chequeo de la capcidad hidraulica de los tramos de tubería comprendidos entre las cajas de Inspección, se encuentran que los valores de los parametros de diseño cumplen con los minimos permitidos. 12 MEMORIAS DE CALCULO RED CONTRA INCENDIO CASA AFRO 1. HOJA RESUMEN a) Fecha Día 21 Mes 3 Año 2017 b) Instalación El proyecto nombrado, Casa Afro, se encuentra ubicado en el barrio Victoria Real del municipio La Dorada. Estas memorias de cálculo corresponden al chequeo de la red contra incendio existente y a la inclusión de gabinetes, extintores y válvulas siamesas en el sistema. c) Nombre del proyecto Nombre del proyecto Casa Afro d) Análisis y Áreas de destinación. De acuerdo a las áreas proyectadas para construir, que se muestran a continuación. NIVEL AREA (m 2) Casa Afro 512 Salones de danza y música 245 Tabla 1.Distribución del proyecto por piso. La altura del gabinete más alejado del tanque respecto al nivel del terreno es de: 5.3 m Según norma NSR-10: La clasificación del grupo de ocupación es de la siguiente manera: El uso principal de la edificación es Institucional I-3 e) Clasificación de Riesgos Riesgo Leve: Las ocupaciones riesgo leve deben clasificarse como ubicaciones donde la cantidad y combustibilidad de los combustibles Clase A e inflamabes Clase B es baja y se espera que los fuegos ardan con tasas relativamnete bajas de liberación de calor. Estas ocupaciones involucran riesgos de incendio que tienen cantidades de mobiliario combustibles Clase A en cantidades normalmente esperadas y/o la cantidad total de inflamables Clase B que tipicamente se espera estén presentes es menor de un galón (3.8L) en cualquier salón o área. Riesgo Ordinario: Las ocupaciones riesgo ordinario deben clasificarse como ubicaciones donde la cantidad y combustibilidad del material combustible Clase A e inflamables clase B es moderada y se espera incendios con tasas moderadas de liberación de calor. Estas ocupaciones involucran riesgos de incendio que solo contienen ocasionalmente materiales combustibles Clase A mas allá del mobiliario normalmente previsto y/o cantidad total de inflamables Clase B esperados tipicamente es de uno a cinco galones (3.8L a 189.L) en cualquier cuarto o área. Riesgo Extra: Las ocupaciones riesgo extra deben clasificarse como ubicaciones donde la cantidad y combustibilidad de los combustibes Clase A es alta o donde altas cantidades de inflamables Clase B están presentes y son esperados incendios de rápido desarrollo con altas tasas de liberación de calor. Estas ocupaciones contienen riesgos de incendio involucrados con el almacenamiento, envasado, manipulación o fabricación de combustibles Clase A y/o la cantidad total de inflamables Clase B que se espera se presenten es mayor de cinco galones (18.9L) en cualquier cuarto o área. Según lo anterior e riesgo en el que se clasifica el proyecto es el riesgo Leve que obedece al numeral 5.4 de la NTC 1669. f) Requisitos del sistema Para grupo de ocupación Institucional I3 con un área menor de 2000m 2, no se requieren rociadores automáticos. Adicionalmente los bloques se encuentran separados entre sí y no es posible la propagación del fuego ante un evento dada la distribución arquitectónica del proyecto (con base en el numeral J-4.3.4). El subgrupo I3. Las edificaciones clasificadas en el grupo de ocupacion Institucional (I-3) estan exentas de la obligacion de colocar sistemas de rociadores para extincion de incendios siempre y cuando el área de sus bloques sea menor a 2000m 2. Tomas fijas para bomberos y mangueras para extinción de Incendio Según NSR-10 se deben instalar tomas fijas para bomberos y estaciones de maguera para extinción de incendios diseñadas de acuerdo con la NTC 1669 en los siguientes casos en todos los pisos de la edificación. Tomas fijas para bomberos : Este requerimiento corresponde a las conexiones de bomberos, por donde el cuerpo de bomberos puede bombear agua primaria o suplementaria a un sistema de extinción de incendios previsto. Mangueras : Este requerimiento corresponde a las Estaciones de manguera que pueden ser sistemas clase I. En todos los bloques de las edificaciones del grupo de ocupacion Institucional (I-3), se plantea un sistema clase I con conexiones de Mangueras para Bomberos de 2.1/2". Extintores de Fuego Pórtatiles Toda edificacion clasificada en el grupo de Ocupación Institucional (I3) debe estar protegida por un sistema de extintores de fuego portátiles. Se proyectan en toda la edificación extintores de fuego portatiles tipo ABC Multiproposito de 10 lb con una distancia de recorrdio máxima de 22.90m tal como lo establece la NTC 2885. g) Requisitos Totales de agua como fue calculado 1 tubería horizontal se proyectan en el sistema de 4" PVC 900 enterrada en acero al carbón sch 10 Tuberias verticales a la vista de acero al carbon SCH10 de 4" y 1.1/2" h) Tasa mínima de aplicación de agua en gpm El sistema funcionará con un caudal de : 500 gpm El caudal y la presión serán suminstrados por la red de abastecimiento del sector. 2.) HOJA DE TRABAJO DE DETALLE a) Descripción de la conexión de manguera Tomas fijas para Bomberos y mangueras para extinción de incendios Esta exigencia es para todo el colegio De acuerdo con la NSR-10 se instalan estaciones de manguera de 40 mm en todos los pisos de la edificacion y una toma fija para bomberos (toma siamesa) en el acceso y fachada del edificio. Desde el sistema de suministro para la red contra incendio, se atenderá cada uno de los gabinetes clase I que se contemplan en este diseño. La manguera con la que cuentan los gabinetes tienen un radio de acción de 30m y conjunto con la distribución geométrica del proyecto, todos los bloques tendrían el rango de cobertura suficiente. Dimensionamiento del almacenamiento contra incendio Dimensionamiento y Cálculo de la tubería del sistema contra incendio Requerimientos generales del sistema Tipo de sistema de tomas fijas para bomberos Húmedo automático clase I Caudal de diseño (gpm) 500 Presión requerida en la salida más alejada 100 b) Puntos de referencia hidráulica Cota del gabinete más alto Nivel Tuberías NTC 1669 5.4.3 NTC 1669 7.10.2.1.1 NTC 1669 7.8.2.1 5.3 -0.6 c) Flujo en gpm Caudal Total 500.00 gpm d) Longitudes de tubería a cada punto de referecnia TRAMO N1 - N10 (Punto mas alejado) N10 Punto mas alejado - Gabinete LONGITUD (m) 29.31 2 e) Pérdidas por fricción m/m de tubería A continuación se presentan las pérdidas por fricción a lo largo de la tubería (en los planos se muestran los nodos entre tramos que se presentan en la siguiente tabla): TRAMO Q gpm Inicio - N1 N1 - N2 N2 - N3 N3 - N4 N4 - N5 N5 - N6 N6 - N7 N7 - N8 (Punto más alejado) N8 - Salida DIAM pulg 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 500.0 VEL (m/s) 4.06 4.06 4.06 4.06 4.06 4.06 4.06 4.06 4.06 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 TRAMO J UNIT (m/m) J TOT (m) J ACUM (m) Inicio - N1 N1 - N2 N2 - N3 N3 - N4 N4 - N5 N5 - N6 N6 - N7 N7 - N8 (Punto más alejado) N8 - Salida 0.1187 0.1187 0.1187 0.1187 0.1187 0.1187 0.1187 0.1187 0.1187 0.07 0.81 1.54 0.07 0.14 0.39 0.16 0.24 0.05 0.07 0.88 2.42 2.50 2.64 3.03 3.19 3.42 3.48 Perdidas por fricción en la conducción LONGITUD (m) 0.60 6.82 12.99 0.63 1.20 3.30 1.31 2.00 0.46 3.48 metros f) Calculo de perdidas menores por accesorios: A continuación se presentan las pérdidas por el empleo de accesorios a lo largo de la tubería (en los planos se muestran los nodos donde se encuentran los distintos accesorios): Accesorio Coeficiente de perdidas menores Válvula de Retención 4" Reducción Codos 4" Tee 4" paso directo 0.35 0.37 0.37 0.35 Cantidad (ud) 1 1 8 1 Total K Velocidad (m/s) 0.35 0.37 2.96 0.35 Perdidas menores: 2.92 m Perdidas por fricción en la conducción: 6.40 m 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 3.77 3.77 3.77 3.77 Cabeza de Perdida total (m) velocidad (m) 0.72 0.25 0.72 0.27 0.72 2.15 0.72 0.25 𝑄 ∗ 𝛾 ∗ 𝐻𝑡 76 ∗ 𝑛 Los gabinetes tipo I requieren una presión entre 100 y 175 psi, por lo cual se requiere una bomba que garantice dicho rango de presiones. h) Dispositivos En el proyecto: Extintor portatil tipo ABC Multiproposito 10lb. El suministro de estos extintores es dotacional y le corresponde adquirirlos al personal de la institución en el marco de su plan de contingencia. Gabinetes Clase II Acceso y fachada Toma siamaesa 4"x2.1/2"x2.1/2" En la Red Redes hidráulicas para la conducción del agua de protección contra incendio, codos, tees y cheque. Luis Carlos Cardona Galeano Ing. Civil MP 17202-248259 CLD
