Memoria de sistema red contra incendio RCI y DH EA1 14082022 rev1

MEMORIA DE CÁLCULO POR MANTENIMIENTO Y/O
REHABILITACIÓN DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD CONTRA
INCENDIO PARA LAS INSTALACIONES DEL EDIFICIO
ADMINISTRATIVO NO.1 PEMEX, EN LA CIUDAD DEL CARMEN,
CAMPECHE.
1
INDICE
1.
1.1.
1.2.
1.3.
INTRODUCCIÓN.
Objetivo general.
Objetivos Particulares.
Alcances.
2.
2.1.
2.2.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .
Ubicación.
Características de la edificación.
3.
MARCO NORMATIVO.
3.1. Reglamento de construcciones para el Ciudad de México, México aplicado a
ciudad del Carmen, Campeche.
3.1.1. Norma Técnica Complementaria para el diseño y ejecución de obras e
instalaciones hidráulicas.
3.1.2. Norma Técnica Complementaria para el proyecto arquitectónico.
3.1.3. Previsiones contra incendio.
3.1.3.1.1.1. Grado de riesgo de incendio en las edificaciones.
3.1.3.1.1.2. Dispositivos para prevenir y combatir incendios.
3.1.3.1.1.2.1. Equipos fijos.
3.1.3.1.1.2.2. Redes de hidrantes.
3.1.3.1.1.2.3. Redes de rociadores.
3.1.4. La NFPA
4.
4.1.
4.2.
4.3.
TEORÍA DEL FUEGO
Clases de fuego
Riesgos
Métodos de extinción
5.
DISEÑO Y CÁLCULO DEL SISTEMA RED CONTRA INCENDIO.
5.1. Determinación del riesgo en la edificación.
5.2. Planteamiento del sistema.
5.2.1. Rociadores.
5.2.1.1.1.
Consideraciones para el diseño de la red de rociadores.
5.2.1.1.1.1. Selección de rociador y área de cobertura.
5.2.2. Hidrantes y mangueras.
5.2.1.1.
Consideraciones para la Red de hidrantes.
5.2.1.1.1.
Selección de hidrante, manguera y área de cobertura.
5.3. Determinación del Gasto de diseño del sistema.
2
5.4. Determinación de la reserva de agua para el sistema de seguridad contra
incendio.
5.4.1. Dimensionamiento de la cisterna o tanque de reserva.
5.5. Dimensionamiento de la red hidráulica.
5.6. Determinación de la carga dinámica total del sistema (CDT).
5.6.1. Determinación de la carga estática.
5.6.2. Determinación de la carga de velocidad.
5.6.3. Determinación de carga por pérdidas por fricción.
5.6.3.1.1.
Primarias
5.6.3.1.2.
Secundarias.
5.6.4. Determinación de carga debida a la presión de operación.
6.- SELECCIÓN DE EQUIPO DE BOMBEO DE RED CONTRA INCENDIO.
6.1. 1.- Fórmulas para el Cálculo selección de Bomba.
6.1.1.- Selección de bomba de asistida por motor de combustión interna.
6.1.2 Selección de bomba de Jockey.
6.1.2.1.- Cálculo preliminar de bomba Jockey MBCI-03
6.2.- SISTEMA ESTRUCTURAL
6.2.1.- Normatividad de soportes.
7.- SISTEMA DE DETECCIÓN DE HUMO.
7.1.- Sistema de Alarma Contra Incêndios.
7.2.- Panel de control.
7.3.- Estación manual de alarma.
7.4.- Detectores de humo.
7.5.- Dispositivo de notificación.
7.6.- Módulos de control.
A).- Sistemas convencionales – Clase A (cuatro hilos)
B).- Sistemas convencionales – Clase B (cuatro hilos)
C).- Sistemas “direccionables” – (dos hilos)
ANEXOS.
PLANOS.
FICHAS TECNICAS.
BIBLIOGRAFIA Y FUENTES DE INFORMACIÓN.
GLOSARIO.
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1.
INTRODUCCIÓN.
La presente memoria tiene como finalidad diseñar e instalar de un sistema contra incendios
y un sistema de detección de humo confiable con los accesorios necesarios para monitorear
y prevenir amagos de incendio protegiendo la vida humana y la infraestructura
específicamente en el área de riesgo, basándose estrictamente en los requisitos que exige la
N.F.P.A., cuyas siglas en ingles significan National Fire Protection Association.
El estudio comenzara mencionando las diferentes normas que, desde su creación, ha
elaborado y publicado la N.F.P.A., para que sean aplicadas en las diferentes situaciones que
se presentan en la sociedad, con el único fin de precautelar los bienes y las personas.
1.1.
Objetivo general.
Diseñar e instalar un sistema de seguridad contra incendio para un edificio administrativo
que garantice la protección de vidas, muebles y del inmueble en ese orden de prioridad en
caso de presentarse un incendio.
1.2.
Objetivos Particulares.
Evaluar e identificar el tipo de riesgo que le corresponde a la edificación.
Calcular y diseñar una red de protección contra incendio a base de agua por medio del uso
de rociadores e hidrantes a la normatividad aplicable de tal forma que se garantice la presión,
gasto y continuidad suficiente para su adecuado funcionamiento.
Calcular y seleccionar el equipo de bombeo necesario para que el funcionamiento del sistema
de seguridad sea adecuado.
Calcular y diseñar una red de sistema de detección de humo a la normativa aplicable.
1.3.
Alcances.
El presente trabajo se enfocará en el diseño de un sistema de seguridad contra incendios a
base de agua por medio de rociadores e hidrantes, y su sistema de detección de Humo. Los
cuáles serán diseñados y calculados de acuerdo a la normatividad disponible.
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2.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .
El proyecto consiste en la instalación de un sistema de seguridad contra incendio de tipo red
húmeda, a base de hidrantes, rociadores, complementado con el uso de extintores, ruta de
evacuación y sistema de detección de humo con su panel de control, módulos de control,
señales de alarma manual.
2.2. Características de la edificación.
El edificio cuenta con un total de 4 áreas, de las cuales 4 tienen un total de 3 pisos y planta
baja (Ala Oriente y Ala Poniente) donde a partir del piso planta baja son módulos
administrativos.
3.
MARCO NORMATIVO.
El presente trabajo se realizará con base a la información que se encuentra disponible en las
normas, leyes y reglamentos locales, nacionales e internaciones con el fin de lograr un
sistema óptimo que permita realizar el cálculo, diseño y adecuada ubicación de equipos
(rociadores e hidrantes)
3.1. Reglamento de construcciones para el Ciudad de México, México aplicado a
ciudad del Carmen, Campeche.
Las disposiciones del presente reglamento regirán en el Municipio de Carmen y tiene por
objeto el cumplimiento y observancia de las disposiciones de este Reglamento, de sus
normas técnicas complementarias y de las demás disposiciones legales y reglamentarias
aplicables en materia de construcción, instalación, modificación, ampliación, reparación y
demolición que se ejecuten en terrenos de propiedades públicas o privadas, así como el
desarrollo urbano, planificación, seguridad, estabilidad e higiene, las limitaciones y
modificaciones que se impongan al uso y destino de las edificaciones de propiedad pública
o privada y reservas que se señalen en los programas y declaraciones correspondientes.
3.1.1. Norma Técnica Complementaria para el diseño y ejecución de obras e
instalaciones hidráulicas.
Artículo 116.- Las edificaciones deberán contar con las instalaciones y los equipos
necesarios para prevenir y combatir los incendios. Los equipos y sistemas contra incendios
deberán mantenerse en condiciones de funcionar en cualquier momento para lo cual deberán
ser revisados y probados periódicamente.
Artículo 117.- Para efectos de esta sección, la tipología de edificaciones establecida en el
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artículo 5 de este Reglamento, se agrupa de la siguiente manera:
I.
De riesgo menor son las edificaciones de hasta 25.00 m. de altura, hasta 250
ocupantes y hasta 3,000 m²
II.
De riesgo mayor son las edificaciones de más de 25.00 m. de altura o más de 250
ocupantes o más de 3,000 m² y, además, las bodegas, depósitos e industrias de cualquier
magnitud, que manejen madera, pinturas, plásticos, algodón y combustibles o explosivos de
cualquier tipo.
Artículo 122.- Las edificaciones de riesgo mayor deberán disponer, además de lo requerido
para las de riesgo menor a que se refiere el artículo anterior, de las siguientes instalaciones,
equipos y medidas preventivas:
I.
Redes de hidratantes, con las siguientes características:
e) Tanques o cisternas para almacenar agua en proporción a cinco litros por metro
cuadrado construido, reservada exclusivamente a surtir a la red interna para combatir
incendios. La capacidad mínima para este efecto será de veinte mil litros;
f) Dos bombas automáticas autocebantes cuando menos, una eléctrica y otra con motor
de combustión interna, con succiones independientes para surtir a la red con una
presión constante entre 2.5 y 4.2 kilogramos/cm²;
g) Una red hidráulica para alimentar directa y exclusivamente las mangueras contra
incendio, dotadas de toma siamesa de 64 mm de diámetro con válvulas de no retorno
en ambas entradas, 7.5 cuerdas por cada 25 mm cople movible y tapón macho. Se
colocará por lo menos una toma de este tipo en cada fachada y, en su caso, una a cada
90 m. lineales de fachada, y se ubicará al paño del alineamiento a un metro de altura
sobre el nivel de la banqueta. Estará equipada con válvula de no retorno, de manera
que el agua que se inyecte por la toma no penetre a la cisterna; la tubería de la red
hidráulica contra incendio deberá ser de acero soldable o fierro galvanizado C-40, y
estar pintadas con pintura de esmalte color rojo.
h) En cada piso, gabinetes con salidas contra incendios dotados con conexiones para
mangueras, las que deberán ser en número tal que cada manguera cubra una área de
30 m. de radio y su separación no sea mayor de 60 m. Uno de los gabinetes estará lo
más cercano posible a los cubos de las escaleras;
i) Las mangueras deberán ser de 38 mm. de diámetro, de material sintético, conectadas
permanente y adecuadamente a la toma y colocarse plegadas para facilitar su uso.
Estarán provistas de chiflones de neblina, y
j) Deberán instalarse los reductores de presión necesarios para evitar que en cualquier
toma de salida para manguera de 38 mm. se exceda la presión de 4.2 kg./cm².
Artículo 286.- Los equipos de extinción de fuego deberán someterse a las siguientes
disposiciones relativas a su mantenimiento:
I.
Las mangueras contra incendio deberán probarse cuando menos cada seis meses,
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II.
salvo indicación contraria del Departamento, y
Los equipos de bombeo deberán probarse por lo menos mensualmente, bajo las
condiciones de presión normal, por un mínimo de tres minutos, utilizando para ello los
dispositivos necesarios para no desperdiciar el agua.
3.1.2) Norma Técnica Complementaria para el diseño y ejecución de obras e instalaciones
3
hidráulicas.
3.1.2.1) Instalaciones contra incendio.
Cuando se trate de edificaciones clasificadas como de riesgo mayor, deberá proveerse de una
capacidad de almacenamiento de agua para cisternas contra incendio, de acuerdo con lo
estipulado en el Artículo 122 del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal
vigente. Para satisfacer esta demanda podrán aprovecharse las aguas pluviales captadas
dentro de laedificación (previo filtrado).
El sistema contra incendio debe contar con una estructura almacenadora de cuando menos
cinco litros de agua por metro cuadrado de construcción tomando en cuenta losas de techo y
piso así como muros pero no menor de 20,000 l siempre y cuando se trate .de edificaciones
de hasta 4,000 m2 de construcción; este volumen debe mezclarse con el volumen destinado
a servicios con el fin de permitir la renovación del agua potable, ambos volúmenes estarán
en la misma cisterna dejando siempre el tirante de agua destinado exclusivamente al sistema
contra incendio.
Se deberá colocar una toma siamesa por fachada o bien una por cada 90 m de fachada.
Se deberán colocar gabinetes con salidas y mangueras contra incendio, las cuales deberán
cubrir un área de 15 y 30 m radiales, de acuerdo con las necesidades del inmueble.
La ubicación de los gabinetes será tal, que al punto donde se inicie el siniestro, se llegue con
cualquiera de los hidrantes ubicados en esa zona.
A)
Gastos de diseño
Se considerará un gasto de 2.82 l/s por cada hidrante, suponiendo, en función del área
construida del edificio, el número de hidrantes en uso simultáneo, de acuerdo con la tabla 2:
Área construida (m2)
No. de hidrantes
2500 - 5000
5000 - 7500
2
3
más de 7500
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Tabla 2-Hidrantes simultáneos en uso
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B)
Diámetros de las tuberías de distribución.
Los diámetros de las tuberías de alimentación a un hidrante serán de 50 mm; a dos hidrantes, de 64 mm; a tres
hidrantes, de 75 mm, y a cuatro hidrantes, de 75 mm hasta 1000 m de longitud y de 100 mm para longitudes
mayores.
Las tuberías de 50 mm serán de 64 mm y mayores serán de acero cédula 40, sin costura, con uniones soldadas
con soldadura eléctrica de baja temperatura de fusión, 50 % plomo y 50 %estaño, con fundente no corrosivo, o
bridadas. Todos los tubos deberán pintarse con pintura de aceite color rojo.
C)
Válvulas.
Para la alimentación a cada hidrante se usará una válvula de compuerta angular roscada si es de 50 mm de diámetro,
o bridada si es de 64 mm o mayor, todas ellas clase 8.8 kg/cm2.
D)
Reductores de presión.
Cuando se tenga una presión del lado de la manguera del hidrante mayor de 4.2 kg/cm2, se utilizará un
dispositivo de orificio calibrado para reducir la presión y dejar pasar 2.8 l/s; el diámetro del orificio calibrado se
calculará con la expresión
36 .155
𝑑=
(𝑐 − 42)0.25
Donde:
d diámetro del orificio
c carga disponible en la válvula angular del hidrante, en m.c.a.
La presión máxima en la red de distribución de agua contra incendio será de 8 kg/cm2; en caso de que por desnivel
topográfico se tenga una mayor presión, se dividirá la red en dos o más zonas de distribución
3.1.2) Norma Técnica Complementaria para el proyecto arquitectónico 4
3.1.2.1)
Previsiones contra incendio
3.1.2.1.1)
Grado de riesgo de incendio en las edificaciones
Con base en el artículo 90 del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, las edificaciones se
clasifican en función al grado de riesgo de incendio, de acuerdo a sus dimensiones, uso y ocupación conforme
lo que establecen las Tablas 3 y 4
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GRADO DE RIESGO PARA EDIFICACIONES NO
HABITACIONALES
CONCEPTO
Altura de la edificación (en metros)
Número total de personas que ocupan el local
incluyendo trabajadores
Superficie construida (en metros cuadrados)
Inventario de gases inflamables (en litros)
Inventario de líquidos inflamables (en litros)
Inventario de líquidos combustibles (en litros)
Inventario de solidos combustibles (enkilogramos)
Inventario de materiales pirofóricos yexplosivos
BAJO
Hasta 25
Menor de 15
MEDIO
No aplica
Entre 15 y 250
ALTO
Mayor a 25
Mayor a 250
Menor de 300
Menor de 500
Menor de 250
Menor de 500
Menor de 1000
No existen
Entre 300 y 3000
Entre 500 y 3000
Entre 250 y 1000
Entre 500 y 2000
Entre 1000 y 5000
No existen
Mayor a 3000
Mayor a 3000
Mayor a 1000
Mayor a 2000
Mayor a 5000
Cualquiercantidad
Tabla 3
GRADO DE RIESGO PARA EDIFICACIONES CONVIVIENDA
CONCEPTO
Edificaciones con uso exclusivo de vivienda
Usos mixtos
BAJO
MEDIO
ALTO
Hasta 6 niveles Más de 6 y hasta 10 niveles
Más de 10 niveles
De acuerdo al riesgo del uso no habitacional
Tabla 4
I.
La clasificación para un inmueble se determinará por el grado de riesgo de incendio más alto que se tenga
en cualquiera de los edificios, áreas o zonas que existan en un mismo predio;
II.
En caso de que un inmueble presente zonas con diversos grados de riesgo, los dispositivos o medidas de
previsión y control deben aplicarse en cada zona de acuerdo a sus características constructivas y al elemento que
genera el riesgo;
III.Las edificaciones que tengan una zona clasificada con grado de riesgo alto, ésta se debe aislar de las demás zonas
con riesgo medio o bajo en el mismo inmueble y con la colindancia. De la misma se debe aislar las zonas o áreas de
grado de riesgo medio de las demás áreas con riesgo bajo y las colindancias. En caso de no existir este aislamiento,
los dispositivos y medidas de control se deben aplicar de acuerdo al grado de riesgo más alto que se presente en toda
la zona;
IV.En cada inmueble se delimitará físicamente cada una de las áreas o zonas con características similares para los
efectos de la propagación de fuego y calor, conforme a lo que se determina en estas normas, de acuerdo a la
separación entre edificios, las características de las losas entre los niveles de construcción o las áreas delimitadas
por muros y puertas cortafuego.
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3.1.2.1.2)
Dispositivos para prevenir y combatir incendios
Las edificaciones en función al grado de riesgo, contarán como mínimo de los dispositivos para prevenir y
combatir incendios que se establecen en la tabla 5:
DISPOSITIVOS
EXTINTORES
DETECTORES
ALARMAS
GRADO DE RIESGO
BAJO
MEDIO
Un extintor en cada
Un extintor por cada
nivel. Excepto en
300 m2 en cada nivel ozona
vivienda unifamiliar
de riesgo
Un detector de incendio
en cada nivel del tipo
detector de humo.
Excepto en vivienda
Un detector de humopor
cada 80 m2 o fracción o uno
por cada vivienda
Alarma sonora asociada
o integrada al detector.
Exceptovivienda
Sistema de alarma sonoro
con activaciónautomática.
Excepto en vivienda.
EQUIPOS FIJOS
SEÑALIZACIÓNDE
EQUIPOS
El equipo y la red contra
incendio se identificaran con
colorrojo
ALTO
Un extintor por cada 200 m2 encada nivel o
zona de riesgo
Un sistema de detección de incendios en la
zona de riesgo (un detector de humo por cada
80 m2 o fracción con control central) y
detectores de fuego en caso que semanejen
gases combustibles.
En viviendas plurifamiliar, uno por
cada vivienda y no se requierecontrol central
Dos sistemas independientes de alarma, uno
sonoro y uno visual, activación automática y
manual (Undispositivo cada 200.00 m2) y
repetición en control central.
Excepto en vivienda.
Red de hidrantes, tomas siamesas ydepósito de
agua
Señalizar áreas peligrosas, el equipo y la red
contra incendio se identificaran con color
rojo; códigode color en todas las redes de
instalaciones
Tabla 5
3.1.3.1.1.2.1. Equipos fijos.
Los equipos fijos comprenden: Redes de Hidrantes, Redes de Rociadores y Redes de Inundación.
Las redes de hidrantes serán obligatorias para todas las edificaciones de grado de riesgo alto en las que se manejen
almacenamientos de productos o materiales inflamables. Su uso es contraindicado en el caso de solventes, aceites y
combustibles líquidos, así como en zonas de equipos eléctricos y electrónicos, por lo que se prohíbe su instalación
en estaciones de servicio y en locales o áreas de equipos eléctricos.
Las redes de rociadores automáticos se permitirán con el objeto de incrementar la seguridad, que ofrecen las redes
de hidrantes sin que puedan sustituir a estas últimas.
Las redes de inundación automática de gases o elementos inhibidores de la combustión, solo se permitirán para casos
especiales en que se justifique plenamente su uso, en base al alto valor que representa el equipo o material a proteger
y la imposibilidad de hacerlo por otros medios y cuando se garantice que se activarán las alarmas necesarias con el
tiempo suficiente para el desalojo del personal en el recinto en que se apliquen.
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3.1.3.1.1.2.2. Redes de hidrantes.
Tendrán los siguientes componentes y características:
I.Tanques o cisternas para almacenar agua en proporción a 5lt/m2 construido, reservada exclusivamente a surtir a la
red interna para combatir incendios. La capacidad mínima para este efecto será de 20,000L;
II.Dos bombas automáticas autocebantes cuando menos, una eléctrica y otra con motor de combustión interna, con
succiones independientes para surtir a la red con una presión constante entre 2.5 y 4.2 kg/cm2 en el punto más
desfavorable;
III.Una red hidráulica para alimentar directa y exclusivamente las mangueras contra incendios, dotadas de tomas
siamesas y equipadas con válvula de no retorno, de manera que el agua que se inyecte por la toma no penetre a la
cisterna; la tubería de la red hidráulica contra incendio debe ser de acero soldable o fierro galvanizado C-40, y estar
pintada con pintura de esmalte color rojo;
IV.Tomas Siamesas de 64mm de diámetro, 7.5 cuerdas por cada 25mm, cople movible y tapón macho, equipadas con
válvula de no retorno, de manera que el agua de la red no escape por las tomas siamesas. Se colocará por lo menos
una toma de este tipo en cada fachada, y en su caso, una a cada 90m lineales de fachada y se ubicará al paño del
alineamiento a un metro de altura sobre el nivel de la banqueta;
V.La red alimentará en cada piso, gabinetes o hidrantes con salidas dotadas con conexiones para mangueras contra
incendios, las que deben ser en número tal que cada manguera cubra una área de 30m de radio y su separación no
sea mayor de 60m. Uno de los gabinetes estará lo más cercano posible a los cubos de las escaleras;
VI.Las mangueras deben ser de 38mm de diámetro, de material sintético, conectadas permanentemente y
adecuadamente a la toma y colocarse plegadas o en dispositivos especiales para facilitar su uso. Estarán provistas
de Pitones de paso variables de tal manera que se pueda usar como chiflones de neblina, cortina o en forma de chorro
directo;
VII.Deben instalarse los reductores de presión necesarios para evitar que en cualquier toma de salida para manguera de
38mm se exceda la presión de 4.2 kg/cm2;
VIII.La red de distribución debe ser calculada para permitir la operación simultanea de al menos 2 hidrantes por cada
3,000 m2 en cada nivel o zona, y garantizar una presión que no podrá ser nunca menor 2.5 kg/cm2 en el punto más
desfavorable. En dicho cálculo se debe incluir además de la presión requerida en el sistema de bombeo, la de los
esfuerzos mecánicos que resista la tubería, tales como golpe de ariete y carga estática;
IX.El troncal principal no debe ser menor de 3” (75mm). Los ramales secundarios tendrán un diámetro mínimo de 2”
(51 mm), excepto las derivaciones para salidas de hidrante que deben ser de 1½ ” (38 mm) de diámetro y rematar
con una llave de globo en L, a 1.85 m s.n.p.t., cople para manguera de 1½” (38 mm) de diámetro y reductor de
presiones, en su caso.
3.1.3.1.1.2.3. Redes de rociadores.
Se instalarán únicamente con el objeto de incrementar la seguridad que ofrecen las redes de hidrantes sin que puedan
sustituir a estas últimas y tendrán las siguientes características:
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I.Tanques o cisternas para almacenar agua en un volumen adicional a la reserva para la red de hidrantes en función al
gasto nominal del 10% del total de los hidrantes instalados en un nivel, que garantice un periodo de funcionamiento
mínimo de una hora;
II.Dos bombas automáticas autocebantes cuando menos, una eléctrica y otra con motor de combustión interna, con
succiones independientes para surtir a la red con la presión nominal de los rociadores, en el punto más desfavorable,
que pueden ser las mismas del sistema de hidrantes. Se requiere además obligatoriamente de una bomba jockey (de
presurización de línea) que mantenga presión continua en la red;
III.Una red hidráulica para alimentar directa y exclusivamente la red de rociadores, la red hidráulica contra incendio
debe ser de acero soldable o fierro galvanizado C-40 y estar pintada con pintura de esmalte color rojo;
IV.La red alimentará en cada piso, o zona, líneas de rociadores que se activarán en forma automática e independiente
por detectores de temperatura integrados;
V.Deben instalarse los reductores de presión necesarios para evitar que en cualquier rociador se exceda la presión de
trabajo de los mismos y válvulas normalmente abiertas que permitan el mantenimiento o reposición de rociadores
sin suspender el funcionamiento de la red de hidrantes;
VI.La red de distribución debe ser calculada para permitir la operación simultanea de al menos 5 hidrantes por cada 500
m2 en cada nivel y garantizar una presión que no podrá ser nunca menor 2.5 kg/cm2 en el punto más desfavorable,
sin reducir las condiciones de operación de la red de hidrantes. En dicho cálculo se debe incluir además de la presión
requerida en el sistema de bombeo, la de los esfuerzos mecánicos que resista la tubería;
VII.Las redes de rociadores automáticos deben estar provistas de sistema de alarma que permita al personal de vigilancia
percatarse del evento;
VIII.Los rociadores no deben emplearse en áreas con riesgo de shock eléctrico, como la cercanía a tableros, motores o
cables eléctricos, o en la proximidad a material contraindicado para el uso de agua.
3.1.4. La NFPA
La NFPA es una organización fundada en Estados Unidos encargada de crear y mantener las normas y requisitos
mínimos para la prevención, capacitación, instalación, uso y recomendaciones de medios de protección contra
incendio. Esta asociación es reconocida internacionalmente debido a sus altos estándares que exige.
El diseño del sistema contra incendio propuesto en el presente trabajo se basó en las siguientes normas dictadas por
la NFPA debido a la relevancia que contienen estas:
o
NFPA 13: Norma para la instalación de rociadores.
o
NFPA 14: Norma para la instalación de Sistemas de tubería Vertical y mangueras.
o
NFPA 20: Norma para la instalación de Bombas estacionarias de protección contra incendio.
o
NFPA 24: Norma para la instalación de redes de bomberos privados y sus accesorios.
o
NFPA 70: Código Eléctrico Nacional
o
NFPA 72: Código® Nacional de Alarma y Señalización de Incendios.
4.
TEORÍA DEL FUEGO
El fuego es una reacción química de oxidación rápida que tiene como producto el desprendimiento de partículas que
emiten energía en forma de luz y calor, para que se pueda llevar acabo la combustión es necesario (según el tetraedro
del fuego) 4 elementos que son: El combustible, El comburente, la fuente de calor y una reacción en cadena. Un
incendio es la manifestación de una combustión no controlada.
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4.1.
Clases de fuego
Clases de fuego:
De acuerdo a la Secretaria del trabajo y prevención social, en la NOM-002 condiciones de seguridadprevención y protección contra incendios en los centros de trabajo, clasifica al fuego de la siguiente manera:
Fuego clase A: Es aquel que se presenta en material combustible sólido, generalmente de naturaleza orgánica,
y que su combustión se realiza normalmente con formación de brasas.
Fuego clase B: Es aquel que se presenta en líquidos combustibles y gases inflamables.
Fuego clase C: Es aquel que involucra aparatos, equipos e instalaciones eléctricas energizadas.
Fuego clase D: Es aquel en el que intervienen metales combustibles, tales como magnesio, titanio, circonio, sodio,
litio y potasio.
Fuego clase K: Es aquel que se presenta básicamente en instalaciones de cocina, que involucra sustancias
combustibles, tales como aceites y grasas vegetales o animales.
4.2. Riesgos
En toda edificación en la cual se pretenda instalar un sistema de seguridad contra incendio será necesario hacer
una evaluación del riesgo, es decir, evaluar la posibilidad de que exista o se presente un incendio y/o explosión en
función de la combustibilidad de los materiales que se encuentren dentro del mismo, para ello, podemos tomar en
cuenta la siguiente tabla que clasifica el nivel de riesgo en 3 (Riesgo ligero, riesgo ordinario, riesgo
extraordinario)
Temperatura
Combustibilidad
Baja
Media
Alta
Baja
LIGERO
ORDINARIO I
ORDINARIO II
Media
ORDINARIO I
ORDINARIOII
ORDINARIO III
Alta
ORDINARIO II
ORDINARIO III
EXTRAORDINARIO
Tabla 6- Determinación de riesgo de una edificación, Recomendaciones
NFPA-13.5
La tabla mostrada está en función de dos componentes, que son la combustibilidad, es decir, cuanto
combustible tenemos en el lugar, y de la temperatura que puede alcanzar el inmueble si este se inflama, y
clasificándose como baja (no mayor a 200°C), media (entre 200°C y 400°C) y alta (por arriba de 400°C).
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Las interpretaciones de los riesgos serán las siguientes:
Riesgo ligero: Son los que la cantidad y/o combustibilidad de su contenido es bajo y que se espera tener
incendios con rangos bajos de elevación de temperatura. Por ejemplo: Templos, clubes, Escuelas, Hospitales,
Museos, Guarderías, Oficinas, Restaurantes, Bibliotecas (pequeñas), Teatros, Residencias, Auditorios.
Riesgo Ordinario I: Son aquellos en que la combustibilidad es baja, la cantidad de combustibles, moderada;
el almacenamiento vertical no es mayor a 2.4 m y que se supone habrá incendios con moderada radiación de
calor. Por ejemplo: Estacionamientos, Panaderías, Embotelladoras, Enlatadoras, Procesadoras de Leche,
Plantas electrónicas, Manufacturas de vidrio, Lavanderías, Áreas de servicio de restaurantes.
Riesgo Ordinario II: En los que la cantidad y combustibilidad del contenido es moderada. El almacenamiento
vertical es no mayor a 3.7 m y que esperan tener fuegos con radiación moderada de calor. Por ejemplo: Molinos
de cereales, Plantas químicas, Talleres de maquinaria, Talleres de metales, Almacenes frigoríficos, Fabricas de
dulces, Bibliotecas grandes con estanterías, Imprentas, Fábricas textiles, Elaboración de tabaco, Madererías,
Mueblerías, Destilerías, Tiendas mercantiles.
Riesgo Ordinario III: Aquellos en los que la cantidad y/o la combustibilidad de sus contenidos es alta y en
los que se espera tener incendios con alta radiación de calor. Por ejemplo: Molinos de alimentos, Procesadoras
de papel, Talleres Automotrices, Almacenes con contenidos inflamables como papel, muebles, pinturas,
licores, Molinos de pulpa y papel, Muelles y embarcaderos, Fabricas de llantas, Almacenes en general, Talleres
de madera.
Riesgo Extraordinario: En los que la cantidad y combustibilidad del contenido es muy alta y en los que se
encuentran combustibles y líquidos inflamables así como polvos, pelusa y otros materiales que pueden
provocar rápido desarrollo de incendios con alta radiación de calor. Por ejemplo: Áreas con líquidos
combustibles, Troqueladoras, Extrusión de metales, Imprentas con tintas inflamables, Aserraderos, Talleres
textiles con carda y mezclas de algodones sintéticos, lanas, etc., Fabricas de triplay y similares, Vulcanizadoras,
Talleres de vestidura con espuma plástica.
4.3. Métodos de extinción
Para que un fuego pueda ser controlado y extinguido de forma parcial o total se recurre comúnmente a la
supresión de algún de los elementos del tetraedro del fuego, por lo tanto existen 4 métodos o formas de
realizarlo y son:
Sofocación: Es un método que pretende eliminar el oxígeno (comburente), por ejemplo se utiliza tierra para
ahogar a las llamas, los sistemas de espumas especiales actúan también de esta forma.
Enfriamiento: Es un método en el que se intenta bajar la temperatura de los materiales combustibles para
evitar su pirólisis, generalmente para este método se ocupa agua.
Dispersión o aislamiento del combustible: Es un método que utiliza barreras (cortafuegos) para que el fuego
no llegue a los materiales combustibles, este método generalmente se ocupa en incendios forestales.
14
Inhibición de la reacción en cadena: Es un método en el cual se utilizan sustancias químicas para cortar la
reacción en cadena, los extintores de polvo químico y de halon funcionan de esta forma.
5.
DISEÑO Y CÁLCULO DEL SISTEMA RED CONTRA INCENDIO.
5.1. Determinación del riesgo en la edificación.
La evaluación del riesgo en las edificaciones es un factor preponderante para la determinación de los criterios
de diseño del sistema de seguridad contra incendio. Este proceso puede implicar la aplicación de diferentes
metodologías, dependiendo del tipo de inmueble y el ramo al que esté dedicado. Para este estudio, se optó por
tomar las recomendaciones de la NFPA en su código 13, 14, 20 y 706; que cubren los requerimientos de las
normas locales aplicables al proyecto.
De acuerdo a lo anterior y lo enunciado en el apartado denominado “Riesgos” y dada a la magnitud del presente
rehabilitación por mantenimiento se considerara que la edificación tendrá un riesgo de ORDINARIO II debido
a que como se mencionó en los capítulos anteriores, los hoteles poseen características propias que los hacen
vulnerables a este tipo de siniestros debido a que es una estructura amplia, y por lo general, compleja con
muchos y distintos materiales potencialmente inflamables, cuentan con largos pasillos que permiten la
propagación del fuego de forma rápida y violenta, además son lugares donde se concentran grandes cantidades
de personas, mismas que en ocasiones por el desconocimiento de las instalaciones pueden llegar a provocar un
incendio.
5.2. Planteamiento del sistema.
Con el fin de garantizar el salvaguardar la vida (seres humanos y animales), muebles e inmuebles, en ese orden
de prioridad, y además el obtener una mejor póliza de seguro para edificios de negocios y patrimonio, se
propone el diseño de un sistema de rociadores e hidrantes,
5.2.1. Rociadores.
De acuerdo a la NFPA 13 el sistema de rociadores se define como “Un sistema integrado de tubería subterránea
y elevada, diseñada de acuerdo con las normas de ingeniería de protección contra incendio. Esta instalación
incluye un abastecimiento de agua, tal como un tanque elevado de abastecimiento por gravedad, una bomba
de incendio, un tanque elevado de almacenamiento o de presión y/o la conexión subterránea de tubería de
abastecimiento municipal de agua”
Así mismo, dentro de los sistemas por medio de rociadores se encuentra una clasificación, la cual es la
siguiente:
a)
Sistema de tubo húmedo
b)
Sistema de tubo seco
c)
Sistema de pre-acción
d)
Sistema de diluvio
e)
Sistema combinado.
15
“El sistema de rociadores de tubo húmedo se define como un sistema para protección contra incendio, que
emplea rociadores automáticos instalados en una red de tubería que contiene agua, conectada a un sistema
automático de abastecimiento de agua, lo que permite que el agua pueda descargar de forma instantánea, a
través de aquellos rociadores que cubren debido a la acción del fuego.
Figura 1. Tipo de rociadores
El área de cobertura anteriormente determinada se representa de manera óptima como un rectángulo, que para
este caso, se seleccionan sus dimensiones de 3 𝑚 ∗ 4 𝑚. Lo anterior se evidencia en la figura número 15.
Figura 2. Área de cobertura de cada rociador.
En segunda instancia, se determina el factor propio del rociador “K”; dato que depende del nivel de riesgo a
proteger y necesario a la hora de realizar cálculos hidráulicos; que para este caso se manejará con valor de 5,6
𝑔𝑝𝑚⁄√𝑝𝑠𝑖 para áreas de riesgo leve y 8 𝑔𝑝𝑚⁄√𝑝𝑠𝑖 para áreas de riesgo ordinario o extra. La norma NFPA 13
aporta valores nominales para la correcta selección de rociadores; información ilustrada en el cuadro número
16
Tabla 7. Valores nominales de factor K de rociadores.
NFPA 13, 2019.
Finalmente, se escoge el tipo de bulbo o también llamado elemento sensible que debe tener el rociador según
la necesidad de temperatura de operación del mismo. El cuadro número 10 muestra las características de los
rociadores según su temperatura de operación, estipulados por la norma NFPA 13; por lo que se determina que
el bulbo adecuado para las condiciones de trabajo en la compañía es de tipo ordinario, dado que maneja un
temperatura de 57°C a 77°C, temperatura superior a la encontrada en el área, este elemento se caracteriza por
ser de color naranja o rojo.
Cuadro 10. Características de operación de rociadores.
NFPA 13, 2019.
Tabla 8.
5.2.1.1.1.
Consideraciones para el diseño de la red de rociadores.
Para los sistemas de rociadores de tubo húmedo, la NFPA 13 indica que la red deberá tener ciertas
características que estarán en función del riesgo que se le haya asignado al inmueble, las cuales son las
siguientes.
17
a) La distancia máxima entre ramales y rociadores para riesgo ordinario será de 4.572 m.
b) La distancia entre los muros y los últimos rociadores de cada ramal (para todo tipo de riesgos) no
deberá exceder del 50% de la distancia entre ramales.
c) El área de protección de cada rociador no excederá los 12.08 m2
De acuerdo a las consideraciones mencionadas anteriormente se diseñó una red de rociadores la cual se puede
apreciar en los planos denominados “Distribución de rociadores y área de cobertura-planta baja” y
“Distribución de rociadores y área de cobertura-planta tipo”
5.2.1.1.1.1. Selección de rociador y área de cobertura.
La selección de rociadores se realizara por medio del desempeño que muestra entre sus características (ver
ficha técnica) buscando aquel que consumiera un gasto menor a los 30 GPM pero que cumpliera con el área
de cobertura recomendada por la NFPA.
El rociador spray estandarizado en 1958 por la norma NFPA, “Standard for the installation of Sprinkler
System”, con orificio nominal de Ø 1/2”, tenía un factor de K de 5,6 (en unidades inglesas) y de 80 (en unidades
SI) Este factor se tomó como punto de referencia para el desarrollo de nuevos rociadores.
El rociador seleccionado como ejemplo, fue de la marca “Tyco” que presenta las siguientes características:
Rociador Tyco (Series EC-5_5.6 K-factor. Extended Coverage(Light Hazard)
Pendent and Recessed Pendent Sprinklers
Factor K
5.6
Gasto
25 GPM
Área de Cobertura
16x16 ft
Presión de Operación
21.6 Psi
Tabla 9. Características del rociador Tyco Serie EC-5.
En la siguiente tabla se muestra los factores K establecidos por la norma NFPA 13-2019.
Tabla 10. Constantes de rociadores Tyco Serie EC-5 (K)
Nótese que existe una relación entre el factor K=5,6 y los demás, tanto menores como mayores (columna 4).
18
El valor nominal d ellos demás factore K permite que el caudal descargado a una presión dada sea un porcentaje
establecido del caudal que descargaría un rociador con K=5,6 a esa presión.
Cuando se diseña un sistema de rociadores mediante le método densidades para ocupaciones distnitna a
almacenamiento, el rociador spray con factor K=5,6 es con diferencia, el tipo màs utilizado. Tal vez por
costumbre.
Pero se pueden utilizar rociadores con Factor K mayor o menor (estos últimos bajos ciertas condiciones
particulare establecidad en NPFA 13). La norma NFPA 13-2019, en el paràgrafo 9.4.4.1. Establece que los
rociadores deben tener un factor K mínimi de 5,6, a menos que se permita un facot K menor. Por ejemplo,
rociadores con factor K menor a 5,6 son permitidos en sistemas de tuberías húmeda calculados hidráulicamente
para ocupaciones de riesgo Ligero. Eso es porque ellos no son tan efectivos para controlar un incendio como
los rociadores con un factor K igual o mayor a 5,6 y, además no pasan las mismas pruebas a las que son
sometidos éstos. Para sistemas de tubería seca y de pre-acción con factor K menor a 5,6 están limitados por la
posibilidad de obstrucción.
El área de cobertura de la red de rociadores queda definida como se muestra en el planos “Distribución de
rociadores y área de cobertura-planta baja” y “Distribución de rociadores y área de cobertura - planta tipo”.
Figura 3. (Ver Anexo-PLANOS )
Figura 3. Bucle: Disitribución de rociadores por nivel de contra
incendio.
19
A.- Potencia de la Bomba para rociadores.
La potencia del motor de la bomba que sera empleado en el suministro de agua para los rociadores, sera:
Pteorica = Hb x r x g x Qt
Considerando un rango de eficiência
Preal = Pteorica / %
donde Hb = altura dinamica (carga de trabajo de la bomba)
r = Densidad del agua
g = coeficiente de gravedad
Qt = Caudal total de refrigeracion
% = eficiencia
De estos valores debera determinarse el caudal total (Qt) y la carga de trabajo de la bomba (Hb).
En el ejemplo de calculo se considerar el numero de rociadores para enfriar un edificio con oficinas
administrativas con un área efectiva de 4,090 m2.
Qt = Caudal de un rociador x Numero de rociadores requeridos
Caudal de un rociador =
Numero de rociadores requeridos =
Qt =
Qt =
conversion de unidades
25
560
14000
3179400
galones a m3
min a seg
gpm a m3/seg
0.0038
0.0167
0.0001
0.8832
B.- Altura dinamica o carga de trabajo de la bomba (Hb)
para la determinacion de la altura dinamica se empleara la formula :
20
gpm/rociador
rociadores
gpm
m3/seg
m3
seg
m3/seg
donde
hftotal = Perdida de carga
P2 = Presion a la salida del rociador = 21.6 psi = 148,926.82 N/m2
V2 = Velocidad de flujo de agua a la salida de los rociadores
Z2 = Altura de rociadores respecto a la bomba = 2.70 m
P1 = Presion en el nivel de toma de agua en la cisterna = 0.00 psi
V1 = Velocidad de flujo de agua en la cisterna = 0.00 m/seg
Z1 = Altura toma de agua respecto a la bomba = 0.6 m
r=
Densidad del agua = 1,000.00 kg/m3
g=
Coeficiente de gravedad = 9.8 m/seg2
Para el calculo se requiere determinar previamente:
V2= La velocidad de agua a la salida de los rociadores (rociador mas alejado de la bomba) y
h ftotal = la perdida de carga en el recorrido del agua por la tuberia
C.- Calculo de la velocidad del flujo de agua mas alejado de la bomba (V2)
Para el calculo de la velocidad del flujo de agua a la salida del rociador se empleara la siguiente formula:
Q=AxV2
Q=
A=
Caudal del rociador = 0.00705 m 3 / seg
3.1416 x D2 / 4
3,1416 x (2” x 2”) / 4
3.1416 pulg 2
conversion de unidades
0.0006452
0.00202696
V2 = Q / A
V2 = 3.4781 m/seg
conversion pulg2 a m2
m2
D.- Calculo de la perdida de carga en el recorrido del agua por la tubería.
21
donde
f=
Leq =
D=
g=
Coeficiente de friccion
Longitud equivalente
Diametro interior de la tubería = 2" = 0.0508 m
Coeficiente de gravedad = 9.8 m /seg 2
Para conocer la perdida de carga total, se requrira determinar previamente, tanto el coeficiente de friccion de
la tuberia equivalente de las tuberias de suministro de agua a los rociadores que son datos aun sin determinar.
Calculo del coeficiente de friccion:
El coeficiente de friccion (f) se determina a partir del nomograma "factor de friccion en funcion del numero de
Reynolds con rugosidad relativa como parametro" para lo cual se necesita conocer previamente, tanto el
numero de reynolds (Nre), como la rugosidad relativa (E/D) de la tubería 2.2.1.1 Calculo del numero de
Reynolds se empleara la siguiente formula
Calculo de la rugosidad relativa (E/D)
La rugosidad relativa E/D se determina a partir del nomograma "Rugosidad Relativa en funcion del diametro
para tubos de varios materiales". Considerando que para suministrar agua a los rociadores, se empleara tubería
de acero comercial se observa
E/D = 0.001
Con los datos obtenidos para el Nre y la (E/D) se emplea el nomograma para los coeficientes de friccion,
f=
0.021
Calculo de la longitud equivalente (Leq)
22
La longitud equivalente de la tuberia esta dada por la longitud de la tuberia lineal (real), mas la longitud
equivalente de los accesorios que participal en la linea de suministro del agua.
Leq= L + Leq acc
L=
Longitud de tuberia lineal
2200 m
Para la longitud equivalente de los accesorios (Leq acc) se consideran
8
accesorios
Leq 1 acc=
LXD
(2200) x (0.0508)
111.76 m por accesorio
la longitud equivalente para todos los accesorios sera
111.76 m/ accesorios x 8 accesorios
894.08 m
Leq= L + Leq acc
Leq= 2200+894.08
3094.08 m
con lo cual se determinara la perdidad de carga total
23
Excluyendo los valores cero de las variables
HB =
807.14 m
Cálculo de la potencia de la Bomba.
5.2.2. Hidrantes y mangueras.
Los sistemas alimentadores y mangueras se utilizan con el fin de abastecer de agua a las mangueras de los
gabinetes de incendio instalados en cada piso de un edificio, pudiendo haber varios gabinetes en cada piso para
protegerlo adecuadamente.
24
5.2.1.1.
Consideraciones para la Red de hidrantes.
Para la red de hidrantes se tomaron en cuenta la NFPA 14.
a) Las mangueras deberán ser de 63 mm (2 ½ “) para las tomas siamesas de uso exclusivo de los
bomberos
b) Los hidrantes interiores para uso de las brigadas de incendio, deberán ser de 38 mm (1-1/2”)
c) Los tubos alimentadores se calcularan para un mínimo de 500 GPM
d) Los gabinetes o compartimientos para mangueras serán de tamaño suficiente para contener el equipo
requerido, en forma tal no obstruccione el uso de válvulas, mangueras y otros equipos, en el caso de
incendio.
e) Las válvulas deberán estar a una altura no mayor de 1.8 m.
f) El chiflón deberá estar adaptado a una manguera no mayor de 30.5 m de longitud.
Gabinetes Contra Incendio Tipo I, II y III
GABINETES
CONTRA
INCENDIO
TIPO I
• Gabinete para equipo contra incendio 77 x 77 x 22.
• Válvula angula tipo globo 1 1/2" x 1 1/2".
• Soporte tipo canastilla para manguera gabinetera.
• Manguera contra incendio de 1 1/2" de 100 pies (30
mts).
• Boquilla de Chorro Neblina de 1 1/2"
• Hacha pico de 4 1/2 lb.
• Llave Spaner de un servicio.
• Extintor de polvo químico seco BC M-10
TIPO
II
• Gabinete para equipo contra incendio 77 x 77 x 24.
• Válvula angular tipo globo 2 ½" x 2 ½" NPT.
• Soporte tipo canastilla para manguera gabinetera.
• Manguera contra incendio de 2 1/2" de 100 pies (30
mts).
• Boquilla de Chorro Neblina de 2 1/2".
• Hacha pico de 4 1/2 lb.
• Llave Spaner de dos servicio.
• Extintor de polvo químico seco BC M-10
TIPO
III
◦ Gabinete para equipo contra incendio 77 x 77 x 24. •
Válvula angular tipo globo 1 ½" x 1 ½" NPT.
• Válvula angular tipo globo 1 ½" x 2 ½" NPT.
• Soporte tipo canastilla para manguera gabinetera.
• Manguera contra incendio de 1 ½" de 100 pies (30 mts).
• Boquilla de Chorro Neblina de 2 ½".
• Hacha pico de 4 1/2 lb.
• Llave Spaner de dos servicio.
• Extintor de polvo químico seco BC M-10
25
Figura 4. Clase de hidrantes de contra incnedio.
Asimismo se tomó en cuenta los siguientes puntos de la Norma Técnica complementaria para el diseño y
ejecución de obras e instalaciones hidráulicas, específicamente el apartado de instalaciones contra incendio, en
donde se menciona lo siguiente:
a) Los diámetros de las tuberías de alimentación a un hidrante serán de 50 mm; a dos hidrantes, de 64
mm; a tres hidrantes, de 75 mm, y a cuatro hidrantes, de 75 mm hasta 1000 m de longitud y de 100
mm para longitudes mayores.
b) Las tuberías de 50 mm serán de cobre tipo M y las de 64 mm y mayores serán de acero cédula 40, sin
costura, con uniones soldadas con soldadura eléctrica de baja temperatura de fusión, 50 % plomo y
50 % estaño, con fundente no corrosivo, o bridadas. Todos los tubos deberán pintarse con pintura de
aceite color rojo.
De acuerdo a las consideraciones mostradas anteriormente se diseñó una red de hidrantes, donde los gabinetes
fueron ubicados estratégicamente, de tal forma que las mangueras puedan llegar a cualquier punto donde se
inicie el siniestro, tanto la red como la ubicación se puede apreciar en los planos denominados “Distribución
de hidrantes y área de cobertura-planta baja” y “Distribución de hidrantes y área de cobertura-planta tipo”
5.2.1.1.1.
Selección de hidrante, manguera y área de cobertura.
Se selecciona un gabinete empotrable o de pared contra incendio tipo ll que tiene las siguientes características.
Gabinete contra incendio tipo l con contenido
Material
Lamina calibre 20 color rojo
Dimensiones [cm]
77x77x24
Manguera
1½“
Boquilla de chorro Neblina enbronce
1 ½”
Hacha pico
4 ½ lb
Tabla 11. Características del Gabinete seleccionado
Clasificación
Ocupación
Riesgo Leve
Riesgo Ordinario
Riesgo Extra
Mangueras
interiores
gpm
0 - 50 - 100
0 - 50 - 100
0 - 50 - 100
Total combinado de
mangueras int y ext
gpm
100
250
500
Tiempo
Duración
min
30
60 - 90
90 - 120
Tabla 12. Demanda de mangueras y duración
En los gabinetes serán colocados los hidrantes con sus respectivas mangueras, para este caso se propondrán
mangueras de 30 m de longitud , el área de cobertura de las mangueras queda definida por esta distancia con
un rango de ± 2 metros ya que es la efectividad que tiene el chiflón o boquilla de la manguera.
26
El área de cobertura que proporciona los hidrantes con sus respectivas mangueras queda definida como se
muestra en el planos “Distribución de hidrantes y área de cobertura-planta baja” y “Distribución de hidrantes
y área de cobertura-planta tipo”
5.3. Determinación del Gasto de diseño del sistema.
El gasto de diseño se calculara en función del área más desfavorable (la más grande) que es la planta baja
ubicada en la Ala Poniente, por lo tanto, el gasto de diseño para cubrir esta área queda definido de la siguiente
manera:
𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 𝑄𝑟𝑜𝑐𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟 ∗ #𝑟𝑜𝑐𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 26 𝐺𝑃𝑀 ∗ 110 𝑟𝑜𝑐𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 = 2860 𝐺𝑃𝑀
Debido a que el gasto obtenido para cubrir la Ala Poniente y estacionamientoes muy grande, es necesario
realizar un ajuste que nos permita reducir el gasto del sistema por medio de la instalación de la red de hidrantes,
estos dispositivos tendrán un cobertura de protección y que en caso de presentarse un incendio podrán ser
utilizados para extinguir al fuego.
El ajuste se realiza tomando las siguientes consideraciones:
a) Longitud de la manguera que se utilizara en los hidrantes (20 metros para este caso)
b) Chorro efectivo del chiflón de la manguera
c) Ubicación de los hidrantes
El ajuste de gasto se realiza de manera esquemática (Ver planos de área de cobertura de rociadores e hidrantes),
y solo se contabilizara el gasto de aquellos rociadores que no estén dentro del área efectiva del hidrante con su
respectiva manguera.
De acuerdo a lo anterior, hemos optado por un sistema que cubrirá un área efectiva equivalente a un piso
completo, ajustando así el proyecto a un costo-efectivo del sistema, con una cobertura total y un rango de
27
acción aceptable.
5.4. Determinación de la reserva de agua para el sistema de seguridad contra
incendio.
De acuerdo a la NFPA 13, la duración del suministro de agua en los sistemas de seguridad contra incendio, no
debe ser menor de 60 min. Por lo tanto, el volumen de la reserva de incendio, que deberá estar disponible en
el depósito específicamente determinado para el uso de este sistema, queda definido de la siguiente manera.
𝑉𝑐𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 ∗ 60𝑚𝑖𝑛
Planteamiento 1.
𝑉𝑐𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 250 𝐺𝑃𝑀 ∗ 60 min = 15,000 𝐺𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 = 56.781 𝑚3
Planteamiento 2.
𝑉𝑐𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 500 𝐺𝑃𝑀 ∗ 60 min = 30,000 𝐺𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 = 113.562 𝑚3
Planteamiento 3.
𝑉𝑐𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 750 𝐺𝑃𝑀 ∗ 60 min = 45,000 𝐺𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠 = 170.343 𝑚3
5.4.1. Dimensionamiento de la cisterna o tanque de reserva.
Para obtener las medidas de la cisterna se propone una altura mínima de 2 m más .2m de colchón de aire para
poder darle mantenimiento cuando se requiera, por lo tanto el largo y el ancho quedan definidos de la siguiente
manera.
Dimensión de cisterna principal existente: Largo: 6 m
Dimensión de cisterna de resplado existente: 200 m3
Ancho: 5.7 m
Alto: 2.2 m = 75 m3
5.5. Dimensionamiento de la red hidráulica.
Los diámetros de la red de tubería fueron seleccionados de acuerdo a las tablas proporcionadas por el Instituto
de Hidráulica de los Estados Unidos (Acero cedula 40, Ver Anexo “Tabla de pérdidas por fricción en
tuberías”). Para seleccionar los diámetros es necesario conocer los gastos que conduce cada elemento de la red.
Este instituto recomienda que las tuberías de descarga deberán tener una velocidad de flujo promedio de 5 a
10 ft/s, mientras que las tuberías que se utilizan en la succión de las bombas deberán tener velocidades entre 2
y 5 ft/s.
Sabiendo que el rociador requiere de un gasto de 26 GPM y que el hidrante necesita 50 GPM se realiza una
acumulación de gastos tomado en cuenta la normatividad aplicable, la acumulación de gastos se realizó para
la planta baja de la Ala Norte (área más desfavorable) mismos que se pueden apreciar en el plano denominado
“Isométrico de Diámetros de la red de rociadores e hidrantes” .Para el dimensionamiento de los demás tramos
de la red se utilizó el mismo procedimiento.
28
5.6. Determinación de la carga dinámica total del sistema (CDT).
Para realizar el cálculo de la CDT es necesario recurrir a la ecuación de Bernoulli, la cual se plantea desde el
punto de alimentación (punto 1) al punto más alejado horizontal y verticalmente respecto al mencionado,
tomando en cuenta aquella presión de funcionamiento que requiere un rociador o hidrante (punto 2).
La ecuación de Bernoulli se presenta a continuación:
La ecuación anterior se puede simplificar de la siguiente manera.
Donde:
CDT= Carga dinámica total [mca]
z1 = Altura con respecto a un Plano Horizontal de Comparación (PHC) a la que se encuentra el punto 1 [mca]
z2 = Altura con respecto a un Plano Horizontal de Comparación (PHC) a la que se encuentra el punto 2 [mca]
= Carga de Presión presente en el punto 1.[mca]
= Carga de Presión presente en el punto 2, o también conocida como presión de operación del rociador
o
𝛾 hidrante.[mca]
= Carga de Velocidad en el punto 1 [mca]
= Carga de Velocidad en el punto 2 [mca]
= Sumatoria de pérdidas debido a la fricción y accesorios en la tubería [mca]
5.6.1. Determinación de la carga estática.
Para determinar la carga estática, es necesario identificar aquel dispositivo (hidrante o rociador) que se
encuentra más alejado tanto horizontal como verticalmente a partir de la alimentación de nuestro sistema, en
este caso de nuestra cisterna o cuarto de máquinas donde se encontrara el equipo de bombeo.
El cuarto de máquinas se ubicara en la cota +0.60 m, mientras que el hidrante o rociador más alejado a partir
de la alimentación se encuentra en el último piso de la Ala Poniente, con una cota de +308.0m
La carga estática queda definida como:
29
5.6.3. Determinación de carga por pérdidas por fricción.
5.6.3.1.1.
Primarias
De acuerdo a la NFPA 14, Las pérdidas por fricción en tubería deben ser determinadas sobre las bases de la
fórmula Hazen-Williams, también denominada ecuación de Hazen-Williams, se utiliza particularmente para
determinar la velocidad del agua en tuberías circulares llenas,o conductos cerrados es decir, que trabajan
a presión.
Su formulación en función del radio hidráulico es:
en función del diámetro:
Donde:
Rh = Radio hidráulico = Área de flujo / Perímetro húmedo = Di / 4
V = Velocidad media del agua en el tubo en [m/s].
Q = Caudal ó flujo volumétrico en [m³/s].
C = Coeficiente que depende de la rugosidad del tubo.
 90 para tubos de acero soldado.
 100 para tubos de hierro fundido.
 128 para tubos de fibrocemento.
 150 para tubos de polietileno de alta densidad.
Di = Diámetro interior en [m]. (Nota: Di/4 = Radio hidráulico de una tubería trabajando a sección llena)
S = [[Pendiente - Pérdida de carga por unidad de longitud del conducto] [m/m].
Esta ecuación se limita por usarse solamente para agua como fluido de estudio, mientras que encuentra ventaja
por solo asociar su coeficiente a la rugosidad relativa de la tubería que lo conduce, o lo que es lo mismo al
material de la misma y el tiempo que este lleva de uso.
Ecuacion de Hazen-Williams:
Donde:
P= perdida por fricción en psi por pie de tubería
30
Q= flujo en GPM
C= Coeficiente de perdida por fricción (Para Acero = 110)
d= diámetro interior real en pulgadas. (Catalogo “Tubería contra incendio Sprinkler”)
Se obtiene la siguiente tabla, donde el nombre de los tramos se puede apreciar en el plano
“Isométrico de Diámetros de la red de rociadores e hidrantes”
6..- SELECCIÓN DE EQUIPO DE BOMBEO DE RED CONTRA INCENDIO.
6.1. 1 Fórmulas para el Cálculo seleción de Bomba.
6.1.1 Selección de bomba de asistida por motor de combustión interna.
a) Presión hidrostática,presión de succión y descarga.
PH =(Δh*SpGr)/2.31
EC.1
PSUCCIÓN = P1 +/- ΔPH - ΔPF
EC.2
PDESCARGA = P2 +/- ΔPH + ΔPF + ΔPEQUIPOS
EC.3
b) Potencia hidraúlica y potencia real d ela bombra.
WHP = (Q*H*SpGr)/3960
BHP = (Q*H*SpGr)/η*3960
EC.4
EC.5
c) Carga neta de succión positiva NPSH
H = (ΔP*2.31)/SpGr
EC.6
(NPSH)A =(2.31(PSUCCIÓN-PV)/SpGr) + H - PF EC.7
d) Pérdidas de presión por fricción.
ΔPF = ΔP100 / 100*Leq.Total
EC.8
31
e) Longitud equilavlente total. (FT)
EC.9
LEQ.TOTAL = LEQ-ACC+ LTR
POTENCIA DE LA BOMBA PARA GABINETES CONTRA INCENDIO
Aplicando la misma formula y siguiendo el procedimiento del calculo pa la potencia de la bomba de rociadores,
podemos determinar el motor de la bomba que sera empleado para el suministro de agua contra incendio
la Potencia real = Pteorica/ Eficiencia %
evaluando los datos disponibles
Hb = Altura dinamica (carga de trabajo de la bomba)
=
densidad del agua
g=
Coeficiente de gravedad
Q=
Caudal de manguera contra incendio.
De estos datos se dererminara el caudal total y la altura dinamica
1. Caudal total de agua contra incendio
Para la determinacion del caudal total de agua de una manguera (boca de agua) por el numero de mangueras
requeridas para la atencion de emergencia.
Altura dianmica o de trabajo de la bomba (HB)
32
Convertir Newton por metro cuadrado [N/m2] a Psi [psi]
Para el calculo se requiere determinar previamente:
V2= La velocidad de agua a la salida de la manguera (rmanguera mas alejada de la bomba) y:
Calculo de la velocidad del flujo de agua mas alejado de la bomba (V2)
Para el calculo de la velocidad del flujo de agua a la salida de la manguera se empleara la siguiente formula:
Q=AxV2
Donde:
33
Calculo de la perdida de carga en el recorrido del agua por la tuberia
Donde:
Para conocer la perdida de carga total, se requrira determinar previamente, tanto el coeficiente de friccion de
la tuberia equivalente de las tuberias de suministro de agua a los rociadores que son datos aun sin determinar
Calculo del coeficiente de friccion El coeficiente de friccion (f) se determina a partir del nomograma
"factor de friccion en funcion del numero de Reynolds con rugosidad relativa como parametro" para lo cual
se necesita conocer previamente, tanto el numero de reynolds (Nre), como la rugosidad relativa (E/D) de la
tubería.
Calculo del numero de reynolds
se empleara la siguiente formula
Donde:
34
Calculo de la rugosidad relativa (E/D)
La rugosidad relativa E/D se determina a partir del nomograma "Rugosidad Relativa en funcion del diametro
para tubos de varios materiales". Considerando que para suministrar agua a las mangueras, se empleara
tubería de acero comercial se observa
E/D = 0.0007
Con los datos obtenidos para el Nre y la (E/D) se emplea el nomograma para los coeficientes de friccion,
f=
0.019
Calculo de la longitud equivalente (Leq)
La longitud equivalente de la tuberia esta dada por la longitud de la tuberia lineal (real) mas la longitud
equivalente de los accesorios que participal en la linea de suministro del agua.
Leq= L + Leq acc
L = Longitud de tuberia lineal
788
m
Para la longitud equivalente de los accesorios (Leq acc) se consideran
18
accesorios (codos 90º)
Leq 1 acc = L X D
788 X 0.1016
80.06 m por accesorio
la longitud equivalente para todos los accesorios sera
80.06 m/ accesorios x 18 accesorios
1441.09 m
Leq= L + Leq acc
Leq=
788 + 1441.09
2229.09 m
con lo cual se determinara la perdidad de carga total
35
Con los datos anteriores se determina la altura dinamica o carga de trabajo de la bomba.
Excluyendo los valores cero de las variables
36
CALCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA
37
6.1.2 Selección de bomba deJockey.
6.1.2.1.- Cálculo preliminar de bomba jocjey MBCI-03
Para la Bomba Jockey GA-100, Servicio presurizado presión de descarga 150 PSIG (346.5 FTS c.a.)
DATOS:
FLUIDO:
AGUA CONTRAICENDIO
GASTO Q: 100 GPM
GRAVEDAD ESPECIFICA Sg =
EFECICIENCIA MOTOR:
1
60%
PRESION MAX DESCARGA:
150 PSI= (346 FTS c.a. )
HHP:
POTENCIA HIDRAULICA
BHP:
POTENCIA AL FRENO
HHP= Q ΔP Sg/3960 = 150 x 346 ftsx 0.9/ 3960= 8.70 HHP
BHP = HHP/ 0.60% = 8.70/0.60 = 14.5 X 1.2= 17.4 HP
BHP Recomendado (comercial) = 20.0 BHP
38
6.2 SISTEMA ESTRUCTURAL
En cuanto al sistema estructural, se debe determinar el tipo y número de soportes que se instalaran en la red a
lo largo de las instalaciones de la empresa con el fin de darle estabilidad al sistema.
Abrazadera tipo pera
Soporte mensula
39
6.2.1. Normatividad de soportes.
Las normas emitidas por la NFPA establecen que, cada soporte colgante y adosado a muro para redes contra
incendio debe tener la capacidad de soportar cinco veces el peso de la tubería llena de agua, más 250 lb (115
kg).24
Además, dichas normas fijan datos relevantes como los diámetros de varillas a utilizar para anclar el soporte
colgante al cielorraso, espesores de lámina para soportes fijos a muros y las distancias entre soportes según el
diámetro de tubería y el material de la misma. Por lo que se debe buscar proveedores que tengan en cuenta los
parámetros ya mencionados.
A).- Selección de soportes.
Según el tipo de tubería utilizada en las diferentes áreas de la empresa y si dicho tramo de red está a la
intemperie o en un espacio cubierto, se realiza la correspondiente selección del soporte que mejor se adapta a
las necesidades específicas.
B).- Soportes colgantes.
Para la correcta selección de este tipo de soportes, la norma NFPA 13 aporta herramientas para seleccionar el
tamaño de las varillas para los soportes (cuadro número 13) y para determinar las distancias máximas entre
soportes (cuadro número 14 a y b).
Cuadro 13. Tamaños de varillas de soportes colgantes.
NFPA 13
En la red contra incendios de este proyecto, se utilizan tuberías con diámetro nominal máximo de seis (6)
pulgadas, se estipula que los diámetros de las varillas para los soportes colgantes a seleccionar son de 3⁄8 " (10
𝑚𝑚) para tuberías de 4" o menor, y de 1⁄2 " (13 𝑚𝑚) para tubería de 6" de diámetro.
40
Cuadro 14 a. Distancias máximas entre soportes colgantes.
NFPA 13
Cuadro 14 b. Distancias máximas entre soportes colgantes, unidades internacionales.
NFPA 13
En cuanto a las distancias entre soportes colgantes, se define que en los puntos donde se
utilice tubería con diámetro nominal de 1" y 11", los soportes deben
estar separados una
4
distancia máxima de 12 𝑓𝑡 (3,7 𝑚); mientras que donde se tenga tubería con diámetros
nominales de 11", 2", 3", 4" y 6", se tiene una distancia
máxima entre soportes de 15 𝑓𝑡 (4,6
2
𝑚).
Adicionalmente, se requiere hacer un estudio de la carga a soportar por cada soporte;
como lo indica la NFPA 13; y así, poder realizar la adecuada selección.
41
7.- SISTEMA DE DETECCIÓN DE HUMO.
7.1.- Sistema de Alarma Contra Incendios:
Este tipo de equipo de detección, alarma y monitoreo, emplea un par de cables para establecer
comunicación entre el panel de control de alarmas de incendio y los dispositivos de campo
(Detectores y módulos de Control), esta señal se llama circuito de señalización “Loop” o lazo
de comunicaciones. Cada dispositivo de campo (Detector, Estación Manual, Módulo de
Control, etc.) tiene una dirección con la cual se identifica cada uno de estos dispositivos ante
el Panel de Control de Alarmas de Incendio. Existen dos clases de cableado para los circuitos
de señalización “LOOP” en los equipos de tipo inteligente, Clase A y Clase B, donde:
A).- El Cableado Clase A: consiste en un par de cables que salen del tablero de detección,
va a cada uno de los dispositivos de campo y retorna al Panel de Alarmas de Incendios.
Cuando se rompe el cable, el tablero sigue en comunicación con los elementos de campo, ya
que se puede comunicar por ambos lados; en este tipo de conexión no se permiten
derivaciones en Tee. La ruta de salida del cable debe ser diferente a su ruta de regreso. Tipo
anillo.
B).- El Cableado Clase B: consiste en un par de cables que salen del tablero, pero no
retornan, no se forma un anillo, en este tipo de conexión se permiten hacer derivaciones en
Te, la cantidad de derivaciones depende del equipo y los fabricantes indican cuantas se
pueden hacer. Una de las ventajas de esta conexión es que utiliza menos cableado al hacerse
un solo recorrido, por lo tanto es más económica que la conexión clase A, pero tiene el
42
inconveniente de que si se rompe la conexión entre el circuito y uno o varios dispositivos, el
Panel de Alarma de Incendios pierde total comunicación con los elementos localizados
después de la ruptura del cable.
La supervisión del cableado en los equipos inteligentes desde el tablero hasta los dispositivos
de campo se realiza electrónicamente mediante la comunicación del tablero con los
dispositivos, si se presenta una falla de comunicación o de cableado, en el tablero aparece la
falla de comunicación con el o los dispositivos.
Los sistemas de tipo direccionado o inteligentes cuentan con dispositivos de iniciación en
campo, que son los encargados de llevar información del estado de los dispositivos del
sistema, al panel de control de alarmas de incendios para que éste realice las funciones
programadas de acuerdo al estado que reporte cada dispositivo.
7.2.- Panel de control:
Este Panel estará ubicado en un lugar donde se encuentre personal estable para verificar y
tomar las medidas correctivas en caso se genere una alarma. Es el principal elemento del
sistema, provee interconexión con los demás elementos y monitorea electrónicamente a los
sensores instalados.
Esta unidad inteligente, será de tipo modular que permita crecer a medida de las necesidades
de la edificación. Posee circuitos lógicos en arreglos modulares diseñados para alojar
múltiples módulos para recibir las señales de los sensores de iniciación de alarma y las
transmiten a los equipos de notificación ubicados en el hall de las escaleras.
Dependiendo del tipo de equipo ofrecido, varía la cantidad de dispositivos que se puede
manejar por tarjetas de lazo “LOOP”, existen equipos que manejan 99 Detectores y 99
Módulos de Control y/o Monitoreo, se necesitan tarjetas de lazo (para 99 dispositivos por
lazo) en el sistema de detección, alarma y notificación; dejándose un margen de reserva
adicional libre en la capacidad del panel de detección para tarjetas de lazo previendo futuras
ampliaciones en la edificación, o también estos puertos adicionales sirven de back up para
reubicar o reemplazar las tarjetas de lazo existentes en caso de daño.
Las baterías de respaldo del tablero deben estar calculadas para que el equipo funcione
durante 24 Horas en caso de fallo de la energía comercial y si al final de este tiempo se llega
a presentar una alarma las baterías deberán ser capaces de mantener el equipo en alarma
durante cinco minutos adicionales.
El circuito de alimentación eléctrica del tablero debe ser independiente a otros circuitos, debe
venir de una fuente confiable, el interruptor termo magnético debe encontrarse marcado
indicando que pertenece al sistema de protección contra incendios y que no se debe
manipular.
43
7.3.- Estación manual de alarma.
La estación manual de alarma inteligente de incendios es la forma de poder informar tanto al
personal de seguridad y de la brigada como a los demás ocupantes del edificio sobre una
condición de alarma de incendio detectada por cualquier persona en las instalaciones.
Las estaciones manuales de alarma inteligentes de incendios se deben instalar en cada una de
las salidas de la edificación y si el recorrido a las salidas de emergencia es superior de 61
metros, se deben localizar estaciones manuales adicionales dentro del recorrido hacia estas
salidas. La altura de instalación de la parte operable de las estaciones manuales debe estar
entre 1.1 m y 1.37 m (en el plano este último se coloca a 1.40 m) del nivel del piso NFPA
72.
La diferencia con una estación manual de alarma convencional con una de tipo inteligente es
que la de tipo inteligente al igual que los detectores de humo inteligentes son direccionables,
es decir, a cada dispositivo se le puede asignar una dirección y esta dirección se relaciona
con la ubicación física del dispositivo, esto con el fin de identificar desde el panel de control
de alarmas de incendio el lugar exacto de donde se produce la alarma.
7.4.- Detectores de humo.
Tendra espacios individuales y cerrados, especialmente en la zona de oficinas, cuartos
eléctricos, data, depósitos, etc., por lo que es necesario identificar cuál de los ambientes esta
en alarma para poder acudir al sitio exacto lo más pronto posible. Para lograr esto es
indispensable tener un sistema de detección de tipo inteligente, con el cual se sabe que
dispositivo esta en alarma.
Los detectores de tipo puntual se instalan en sitios con techos bajos y con un nivel de polución
bajo, se deben instalar con una separación de 9 metros entre detectores si el techo no es más
alto de 3 m. Estos dispositivos cubren un área de 81 m2 pero en corredores se pueden espaciar
hasta un máximo de 12 metros. Las características de los detectores inteligentes a emplear
deben ser:
Auto calibración a medida que se va acumulando el polvo y la suciedad, estos se compensan
para siempre tener el mismo nivel de comparación, cuando alcanzan un nivel de suciedad del
90% le indican al panel de control de alarmas de incendio que necesitan mantenimiento, si
no se realiza el mantenimiento y se alcanza un 100% de suciedad los detectores se apagan
automáticamente para no enviar falsas alarmas, y en el panel se genera una señal indicando
que hay un problema por suciedad en el dispositivo.
Se recomiendan Detectores inteligentes de tipo multisensor que consisten en la integración
de los dos o tres tipos de detectores que existen en el mercado: Iónico, Fotoeléctrico y
Térmico. Con estos tres parámetros de detección, usando un microprocesador que tiene cada
detector se puede analizar el comportamiento de cada una de las variables y se integran con
44
un algoritmo para dar con certeza una alarma y con mayor rapidez que los otros detectores.
Este será para una tensión de 12Voltios, consumo de c
los requisitos de la NFPA 72. El número de detectores puntuales de humo será según la
distribución de áreas en cada uno de los pisos. Los detectores de humo, se distribuyen de tal
forma que abarquen una determinada área de cobertura de vigilancia.
Fig. 4 Esparcimiento entre detectore.
7.5.- Dispositivo de notificación.
Debido a las diversas actividades realizadas en cada ambiente en cada zona y a la necesidad
de tener un sistema de notificación confiable, se diseñó un sistema de alarma mediante
señales visuales y audibles, con las cuales se logra llamar la atención del personal, ya sea con
un sonido o una señal lumínica estroboscópica; con un sonido 10dB por encima del umbral
de ruido normal o 5dB por encima del umbral del máximo ruido posible si este dura más de
60 segundos y de acuerdo con lo dicho por la norma NFPA 72, cuando se tienen niveles de
ruidos muy altos y el personal debe hacer uso de protección auditiva se debe notificar por
medio de una luz que varía de intensidad según la distancia que cubra y se proyecte a los
ocupantes en forma directa o mediante reflejo en las paredes.
45
7.6.- Modulos de control.
Estos módulos son empleados para controlar las señales de los dispositivos de notificación
Audibles y Visuales. En el caso de las señales visuales y de sonido de alarma, estos módulos
dejan pasar un voltaje para que se activen los dispositivos de notificación audio visual
conectados al módulo. Los módulos de control también realizan una supervisión del cableado
hacia los dispositivos que controlan para poder garantizar que el cableado del equipo se
encuentra en condiciones de funcionamiento. Cuando el panel de control de alarmas de
incendio le da la orden al módulo de control de dejar pasar la señal estos módulos permiten
el paso de las señales a los diferentes dispositivos.
Esta línea de detectores colocados en una área en particular y cuya superficie no sea mayor
de 2500 mts2, y contenga no mas de 30 detectores ubicados en el cielorraso del sector, a una
altura de 3 mts y con un espaciado de norma de 9 mts. tenga en su extremo una resistencia
de fin de línea, será llamada “zona Clase B” .
A).- Sistemas convencionales – Clase A (cuatro hilos)
Si la línea bifilar que sale de la Central de alarma de los bornes de un circuito zonal, y en los
que se encuentran conectados los detectores en paralelo, al llegar al extremo mas alejado
eléctricamente de la Central, retornan a la central formando dos loop (Bucles) donde no se
coloca una resistencia de fin de línea, se dice que es un circuito de zona de “Clase B”.
En este caso, cada línea unifilar a la que esta conectada una “pata” del detector, es supervisada
por la Central, porque dicha línea retorna a la central, donde los dispositivos de supervisión
de esta Central se encargan de supervisar y anunciar cuando se produzca una “rotura de
línea”.
Esta configuración se emplea en aquellas instalaciones donde se requiere una muy alta
seguridad, que permita que aun en caso de que uno de los cuatro hilos del circuito de zona
este cortado, cualquier detector conectado a los otros tres hilos pueda reportar una alarma por
un camino u otro.
B).- Sistemas convencionales – Clase B (cuatro hilos)
En aquellos sistemas de detección de incendio donde la Central de alarma se conecta a los
detectores por dos hilos con resistor de fin de línea y por otros dos hilos provee alimentación
separada a los detectores, si bien la supervisión de los dos hilos donde esta conectada la
resistencia de “fin de línea” se hace por corriente de “reposo”, para poder supervisar los otros
dos hilos que llevan la alimentación de corriente continua a los detectores, se utiliza un relay
ubicado en el ultimo detector (el mas alejado de la central en ese circuito) conectado en
paralelo con la línea de alimentación, para que dicho relay este siempre energizado y que
mediante un contacto normal cerrado, en condiciones normales este en serie con la resistencia
46
de fin de línea de los dos hilos del circuito de detección. Así, cuando se interrumpa la
corriente de alimentación a los detectores, también se va a interrumpir el circuito de
detección, informando de la avería.
Fig. 5 Alambrado a 4 hilos.
47
Fig. 5 Alambrado a 2 hilos.
48
C).- Sistemas “direccionables” – (dos hilos)
En centrales de alarma de incendio donde mediante un microprocesador controlador, con
líneas multiplexadas bifilares enmalladas se alimenta a los detectores colocados en paralelo
con esta en un loop lineal de múltiples zonas que además los “recorre” interrogándolos uno
a uno en forma secuencial, mediante un protocolo de intercambio de información donde cada
detector tiene asignado un “código de identidad” o “dirección” y responde a la central de
alarma cuando esta lo interroga, en busca de novedades, entre las que se cuenta la respuesta
“normal”, “alarma”, “detector averiado” (porque no responde o porque esta sumamente bajo
de sensibilidad) y otros.
La ventaja principal de este sistema es la de poder conocer con exactitud el lugar de donde
procede una alarma, ya que el detector activado informa a la central su identidad y esta lo
identifica en el display de dicha central con una leyenda que identifica el lugar donde este
detector esta instalado.
49
RECOMENDACIONES
Hacemos énfasis a la situación de las obstrucciones sólidas contra una pared (plafones,
bandejas de cables o conductos). Referencia código NPFA 13, 8.6.5. Obstrucciones a la
descarga del rociador (rociadores de rociado estándar colgantes y montantes) que tienen más
de 30 pulgadas de ancho requieren rociadores debajo de ellas, a menos que cumplan con la
Tabla 8.6.5.1.2. (La Figura 8.6.5.1.2 (a) es una ilustración de esta Tabla y comúnmente
conocida como la "Regla del Haz"). Las figuras b) y c) de la misma sección ofrecen otras
opciones y limitaciones para las obstrucciones que se encuentran contra una pared.
Permiten obstrucciones de hasta 30 pulgadas y 24 pulgadas, respectivamente. La obstrucción
más estrecha permite que el rociador esté más por encima de la parte inferior de lo permitido
por la regla del haz.
Situación actual hay cruzamiento de bandejas de cable, ductos que son parte de la obstrucción
de la línea de vista que afecta a la trayectoria de tubo ramal de rociadores en la distribución
de los rociadores.
Línea de Vista: Línea de vista se refiere a un camino (path) limpio, sin obstrucciones.
Adicional a la situación actual del edificio administrativo de personal en oficina, cuenta con
material mobiliario de oficina como muebles, asientos, documentación impresa en papel,
equipo de cómputo, ups, y demás equipo electrónico. Se debe tomar la consideración para
proyectar un sistema de rociadores. La clasificación adecuada es una tarea crítica debido a
que ello depende que el sistema de rociadores pueda diseñarse apropiadamente. Ya que estos
impactan aspectos claves. El instalar un sistema de rociadores es proteger a las personas y a
la propiedad contra los incendios.
50
Se necesitaba una opción diferente.
La razón general por la que se necesitan extintores en los edificios de oficinas es porque
contienen riesgos clase a, tales como mobiliarios y recubrimientos de pisos y paredes.
El párrafo 5.4.1.1 y el material asociado del anexo de nfpa 10 señalan que la clase de riesgo
para un edificio de oficinas típico es de ocupación de riesgo leve. aunque algunos edificios
de oficinas contienen líquidos inflamables, daremos por sentado que no los hay para
simplificar las cosas.
Los cálculos siempre se realizan para determinar la cantidad de extintores requeridos
teniendo en cuenta la cantidad mínima de unidades permitidas.
Sin embargo, dentro de la sección extraída de NFPA 10 está la Sección 13.6.1.2 la cual
determina primero donde son requeridos los extintores de incendios, y se rige por NFPA 1.
13.6.2* Cuándo son requeridos. Deben proveerse extintores cuando sean requeridos por el
presente Código, según lo especificado en la Tabla 13.6.2 y en los códigos y normas de
referencia enumerados en el Capítulo 2.
51
CONCLUSIONES
Se propone instalar un sistema de bombeo que cumple con los requerimientos de NFPA 20, lo siguiente:
BOMBAS
Primera bomba
1 pieza - Un motor de combustión interna de 1750 a 2300 rpm, un motor diesel capacitado para entregar 170
hp a 2100 rpm. el motor es para uso con combustible diesel centrifugado, seis (6) cilindros en línea, refrigerado
por agua. que proporcione un caudal de 750 gpm, cuando opera a 190 psi. y la bomba tenga la capacidad de
entregar el 150% del caudal de diseño a una presión no inferior del 65% de la presión de diseño, y la presión
de cierre no excede del 140% de la presión de diseño. La bomba horizontal a acoplar opere a una velocidad
sincrónica máxima de 2100 rpm.
Segunda bomba
1 pieza - Un equipo de electrobomba de contra incendio horizontal. El equipo está diseñado para entregar 750
gpm, cuando opera a 190 psi. la bomba está en capacidad de entregar el 150% del caudal de diseño a una
presión no inferior del 65% de la presión de diseño, y la presión de cierre no excede del 140% de la presión de
diseño. Motor eléctrico potencia de 75 hp, del tipo jaula de ardilla a prueba de humedad y con las siguientes
características: pintura exterior especial para protegerlo contra la corrosión. tensión conmutable de 220 a 440
voltios, 60 hz. Disminución máxima del número nominal de revoluciones: 2% con carga nominal. que cumple
con las especificaciones de la nfpa 20.
Tercera bomba
1 pieza – Un equipo bomba jockey: (opcion: vertical / horizontal), capacidad de 7.5 gpm (10% de 750 gpm) a
una presión de 200 psi, compuesto por: bomba: una (1) bomba horizontal en línea multietapas, de diecinueve
(19) etapas, construcción estándar fundición de hierro y acero inoxidable aisi 304, diámetros de succión y de
descarga de 1.25, conexiones bridadas. Motor será eléctrico de inducción de disposición horizontal, de 3 a 5
hp, 3500 rpm, 3 fases, 230 voltios, 60 hz, encerramiento tefc". incluye: manejo de material, acarreo, carga,
descarga, maniobras, almacenamiento y herramienta necesaria para su instalación.
Cuarta bomba externa (Trasiego de Cisterna de 200 m3 a cisterna de nivel de 75 m3, ruta de planta baja del
edificio administrativo a al exterior y lateral del cobertizo de bombas). Que tenga la capacidad de operar a
electro bomba de 5 hp. Motor será eléctrico de inducción de disposición horizontal, de 3 a 5 hp, 3500 rpm, 3
fases, 230 voltios, 60 hz,
52
MANGUERAS Y GABINETES PARA EL EDIFICIO ADMINISTRATIVO (16 PIEZAS) Y
ESTACIONAMIENTO (8 PIEZAS)
24 piezas de Gabinete metálico para boquillas y mangueras de 1 ½” de diámetro en color rojo con puertas, con
bisagras y 2 seguros de acero inoxidable. la manguera con válvula esférica de 90 grados 150 lbs. con entrada
hembra de 1 ½” ø rosca npt y salida macho de 1 ½” diam. rosca nhst en bronce sae-63, esfera de acero
inoxidable 316. 34” de alto, 32” de ancho, y 8 ½” de profundidad, la distancia entre seguro es de 18”. marca
fibriland o equivalente.
24 piezas *manguera contra incendio de 1 1/2" de ø*, por 15 mts. de longitud de cuatro capas extruidas en un
solo proceso sin el uso de pegamentos ni adhesivos para evitar separaciones, en color amarillo para su fácil
visibilidad, las cuatro capas deberán estar construidas de la siguiente forma: primer capa de hule nitrilo con
mínimo coeficiente de rozamiento, segunda capa textil circular de alta resistencia que evita estrangulamientos,
tercera capa de hule nitrilo con características de flexibilidad que formen un cuerpo único entre todas las capas,
evitando peligro de separación y cuarta capa de elastómero de alta resistencia hermético que proporcione
blindaje a la manguera para protegerla del calor, llama, ozono, aceites, productos químicos y abrasión. el peso
de la manguera no debe excedre los 310 gramos / metro, para su fácil manejo, con coples de aluminio en cada
extremo, hembra giratorio en uno y macho fijo en otro tipo nsht. el espesor aproximado de la manguera es de
1.99 mm, la presión de prueba es de 35 kg/cm2, contar con certificados ul y fm. marca blindex o equivalente.
24 piezas de válvula de ángulo de bronce de 1 ½” ø #300, mod. u-25 marca elkhar brasss para instalación en
gabinete para mangueras.
ROCIADORES EN EDIFICIO ADMINISTRATIVO. Ver recomendaciones, respectivamente línea de vista
sin obstrucciones. Seguir aplicando el sistema de extintores de NFPA 10 está la Sección 13.6.1.2 la cual
determina primero donde son requeridos los extintores de incendios, y se rige por NFPA 1
550 piezas de rociadores (Sprinklers) serie ty-b factor k5, temperatura de reacción de 55 c para sistema
contraincendios con rociadores automáticos, presión máxima de trabajo 175 psi, prueba hidrostática de fábrica,
conexión de tubo roscada, según norma nfpa 13 y fm global.
8 piezas de rociadores (Sprinklers) modelo v3412 de respuesta rápida, factor 11, tamaño nominal de rosca de
¾” ø npt/20 mm bspt, presión máxima de trabajo 175 psi, prueba hidrostática de fábrica, temperatura de
reacción de 55 c para sistema contraincendios con rociadores automáticos, conexión de tubo roscada, según
norma nfpa 13 y fm global.
53
ANEXOS
54
ARQUITECTURA 1, CONTROL DE BOMBAS.
A continuacion se presenta propuesta de la nueva arquitectura:
Para el Control de la bomba se
utilizara un controlador CompactLogix
5370 L2
Para la visualización y control de
Bomba se utilizara un VersaView
Control Bomba
Combustión Interna
EBO-1701
HACIA HMI,
ETHERNET/IP
RS-485
MODBUS RTU
ETHERNET/IP
ETHERNET/IP
Control Bomba
Electrica BO-M13
HACIA HMI,
ETHERNET/IP
Se utilizara un CompactLogix 5370
L2, se utilizara un tablero con
indicación de paro, arranque y falla.
55
Control Bomba Jockey
ARQUITECTURA 2, DE CONTROL DE BOMBAS.
Bomba de
Combustion
EBO-1701
Bomba Jockey
Parámetros de
Bombas:
Sobre Velocidad.
Temperatura
Presión
Carga de Baterías
Bomba Eléctrica
M-13
56
ARQUITECTURA 3, GENERAL.
DISPOSITIVOS
Detector
de
Hum
Estación Manual
o
Bocinas
c/estrobo
s
PB
ORIE
N
DISTRIBUCION DE
EQUIPOS
PB
1N
1N
2N
PONIE
ORIE
PONIE ORIE
N
N
N
N
TOTAL
2N
PONIE
N
3N
ORIE
N
3N
PONIE
N
COE
/BANK
3
3
1
0
6
89
76
83
76
73
79
80
81
12
12
9
10
7
10
10
8
11
12
11
11
9
11
10
9
BIBLIOGRAFIA
57
670
8
8
9
0
NFPA 13
Estándar para la instalación de sistemas de rociadores. V. 2022
NFPA 20
Norma para la instalación de bombas estacionarias para la protección
NFPA 20
Norma para la instalación de bombas estacionarias para la protección
contra incendios. V. 2022.
NFPA 25
Estándar para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de
protección contra incendios a base de agua. V. 2020.
NFPA 72® Código® Nacional de Alarma y Señalización de Incendios. V. 2022
GLOSARIO
Abreviatura / Sigla
Significado
AMIS
Asociación Mexicana de Instituciones de Seguros
AMJB
Asociación Mexicana de Jefes de Bomberos
AMRACI
Asociación Mexicana de Rociadores Automáticos Contra
IncendiosCANAME
Cámara Nacional de Manufacturas Eléctricas
CDT
Carga Dinamica Total
CDTJockey
Carga dinámica total de la la bomba Jockey
CERTIFICADOS FM
Asegura que los clientes reciban un producto o servicio que se haya
sometido a pruebas objetivas y que cumpla con las normas nacionales e internacionales más estrictas.
CERTIFICADOS UL
Se utilizan para evaluar los productos; componentes de la prueba,
materiales, sistemas y el rendimiento; y evaluar productos ambientalmente sostenible, las energías renovables,
productos de alimentos y agua, sistemas de reciclaje y otras tecnologías innovadoras.
CNPSD
Carga Neta Positiva de Succión Disponible
CNPSR
Carga Neta Positiva de Succión Requerida
CONAGUA
Comisión Nacional del Agua
F.C.T.
Factor de Corrección por Temperatura
FM
Ofrece soluciones de seguros de propiedad comercial e
industrial de forma global, cuya misión es reducir al mínimo la posibilidad de pérdida de las propiedades
de sus clientes. Además, ofrece servicios de certificación y pruebas de productos industriales y comerciales de
todo el mundo a través de FM Approvals®.
ft.c.a.
Pies Columna de Agua
GPM
Galones por Minuto
Halon
Es un gas extintor de incendios usado anteriormente, el que
actualmente se utiliza es el gas inergén.
Hidrantes
Es una toma de agua diseñada para proporcionar un caudal
considerable en caso de incendio.
HP
INEGI
m.c.a.
NEMA
Nacional de Fabricantes Eléctricos
Horse Power Caballos de Fuerza
Instituto Nacional de Estadística y Geografía
Metros Columna de Agua
National Electrical Manufacturers Association - Asociación
58
NFPA
(National Fire Protection Association - Asociación Nacional de
Protección contrael Fuego)
NOM
Normas Oficiales Mexicanas
PHC
Plano Horizontal de Comparación
Pirólisis
Es la descomposición química de materia orgánica y todo tipo
de materiales, excepto metales y vidrios, causada por el calentamiento a altas temperaturas en ausencia de oxígeno
(y de cualquier halógeno).
Pop
Presión de Operación
psi
Pounds-force per square inch - Libra-fuerza por pulgada
cuadrada
Qdiseño
Gasto del Diseño
QJockey
Gasto de la Bomba Jockey
Qrociador
Gasto del Rociador
RPM
Revoluciones por Minuto
SAE
Society of Eutomotive Engineers - Sociedad de Ingenieros
Automotrices
STPS
Secretaría del Trabajo y Previsión Social
Tamb
Temperatura Ambiente del Lugar
UL
Ayuda a las empresas a demostrar la seguridad, confirmar el
cumplimiento, mejorar la sostenibilidad, gestionar la transparencia, ofrecer calidad y rendimiento, reforzar
la seguridad, proteger la reputación de la marca, construirla excelencia lugar de trabajo, y avanzar en el bienestar
social
Vcisterna
Volumen de Cisterna
W.C.
Wate
r Closet – Inodoro
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