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. 3 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. 4 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 5 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, 6 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 4 Tabla 2-Hidrantes simultáneos en uso 7 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 8 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. 9 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. 10 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: 11 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. 12 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). 13 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 59