DISEÑOS HIDRAÚLICOS - INFORME.docx

DISEÑOS HIDRAÚLICOS - GRANATE(MUNICIPIO DE DOSQUEBRADAS)

MEMORIAS DE CÁLCULO

PRESENTADO POR:EDWARD STIVEN VELANDIA COLORADO

DIANA ALEXANDRA OSPINA LUNAJUAN CAMILO PÉREZ ESTRADA

PRESENTADO A: ING. CESAR AUGUSTO GIRALDO

UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRAFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVILELECTIVA 2 DE APLICACIÓN PROFESIONAL

PEREIRA, 4 DE MARZO DE 2016

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN.....................................................................................32. DESCRIPCIÓN DE LA EDIFICACIÓN........................................................4

2.1 LOCALIZACIÓN DE LA URBANIZACIÓN.............................................42.2 CARACTERÍSTICAS DE LA URBANIZACIÓN........................................5

3. INSTALACIONES DE AGUA POTABLE PARA LAS EDIFICIACIONES..........63.1 Aspectos generales.........................................................................63.2 Compañía suministradora..............................................................63.3 Descripción de la instalación de agua fría.....................................63.4 Sistema de Almacenamiento y Regulación.....................................6

4. METODOLOGÍA.....................................................................................75. CALCULOS...........................................................................................106. CONCLUSION.......................................................................................20

1. INTRODUCCIÓN

El Presente proyecto está enfocado en el diseño, dimensionamiento y cálculo de las instalaciones hidro-sanitarias e hidráulicas de una urbanización ubicada en el municipio de Dosquebradas, que está compuesto por alrededor de 160 apartamentos de 2 y 3 alcobas distribuidos en 4 torres de 10 pisos.La instalación hidráulica es un conjunto de tuberías y conexiones de diferentes diámetros y diferentes materiales, su propósito es alimentar y distribuir agua dentro de la construcción, esta instalación surtirá de agua a todos los puntos y lugares de la edificación donde lo requiera, de manera que el agua llegue en cantidad y presión adecuada a todas las salidas de la edificación, teniendo presente que el diseño se realiza pensando siempre en el aparato crítico, ubicado en el último piso, dicho punto es el más alejado de los contadores, que será una ducha.En el trabajo se Analiza la geometría y disposición de la edificación, se traza la red hidráulica de la edificación, se establece los puntos que contendrán los tramos a diseñar, sistema de bombeo, tanque hi- press, se calcula el factor de simultaneidad K, entre otros cálculos que se ejecuta para el diseño del proyecto de Granate.

2. DESCRIPCIÓN DE LA EDIFICACIÓN

2.1 LOCALIZACIÓN DE LA URBANIZACIÓN

Ubicación: Granate se encuentra en el Barrio Valher de Dosquebradas, a dos cuadras de la Av. Simón Bolívar.

FIGURA NO 1. Localización del proyecto.Fuente: google maps.

Figura NO 2 – LOCALIZACIÓN EN MAS DETALLE.FUENTE: Claudia Jaramillo & Cía.

2.2 CARACTERÍSTICAS DE LA URBANIZACIÓN

El proyecto está compuesto por alrededor de 160 apartamentos de 2 y 3 alcobas distribuidos en 4 torres de 10 pisos, cada una con ascensor, shut de basuras y la posibilidad de elegir parqueadero cubierto o descubierto.

Amplias zonas sociales: piscina de adultos y niños, salón social, gimnasio dotado, zonas BBQ, zona de mascotas y juegos infantiles.

3. INSTALACIONES DE AGUA POTABLE PARA LAS EDIFICIACIONES

3.1 Aspectos generales La instalación de las redes de agua fría tiene la principal función de suministrar los puntos de consumo que hay en los 160 apartamentos distribuidos en 4 torres de 10 pisos, en este proyecto se detalla dicha instalación, con sus respectivos cálculos y referencias aplicadas en la norma.

3.2 Compañía suministradora. El abastecimiento de agua potable se ejecutara de la red de distribución que tiene la empresa de Serviciudad ubicada en el municipio de Dosquebradas.

3.3 Descripción de la instalación de agua fría

Esta instalación, a modo general, está formada por los siguientes elementos:

Acometida. Instalación general. Instalaciones particulares Derivaciones colectivas Sistemas de control y regulación de la presión.

3.4 Sistema de Almacenamiento y Regulación Con el propósito de absorber las variaciones de consumo, secuencia y regulación del servicio de agua fría en la edificación; se ha proyectado la construcción de un tanque de reserva, con el fin de abastecer de forma permanente mediante un sistema de presión constante la urbanización.

El tanque tiene las dimensiones para acumular el volumen de consumo de un día y el volumen para la red de protección contra incendio en total 36 m3.

4. METODOLOGÍA

Para el desarrollo del diseño para la red hidráulica, se deben seguir los pasos mostrados a continuación:

1. Analizar la geometría y disposición de la edificación a diseñar su red hidráulica.En el caso del conjunto residencial Granate, se cuenta con torres de apartamentos, cada torre tiene 10 niveles con 4 apartamentos por cada nivel.

2. Identificar el aparato hidráulico crítico.Al ser una edificación residencial, el aparato hidráulico crítico corresponde a la ducha más alejada del medidor de cada vivienda

3. Trazar la red hidráulica de la edificación.

Figura No 3 – trazado de red.Fuente: Propia

4. Establecer los puntos que contendrán los tramos a diseñar.En la figura mostrada anteriormente, están establecidos los puntos requeridos para el diseño de la red, teniendo en cuenta todos los aparatos sanitarios.

5. Calcular las pérdidas debida a los accesorios de cada tramo, partiendo desde el tramo junto al aparato hidráulico crítico hasta el contador.

Cuadro No 1: Tramo 3-4Fuente: Propia

6. Determinar las unidades de consumo de los aparatos hidráulicos que corresponde a cada tramo, de acuerdo a la siguiente tabla.

UNIDADES DE SUMINISTRO

APARATOSPUBLICO PRIVADO

FRIA CALIENTE

TOTAL FRIA CALIENT

ETOTA

LDUCHA O TINA 2.00 2.00 3.00 1.50 1.50 2.00

BIDET O LAVAMANOS 0.75 0.75 1.00LAVAPLATOS 1.50 1.50 2.00

LAVAPLATOS ELECTRICO 2.00 2.00 3.00LAVADORA 3.00 3.00 5.00 2.00 2.00 3.00

INODODO CON FLUXOMETRO

10.00 10.00 6.00 6.00

INODORO DE TANQUE 5.00 5.00 3.00 3.00

ORINAL DE FLUXOMETRO10.0

0 10.00ORINAL DE TANQUE 3.00 3.00

LAVAMANOS DE LLAVE 2.00 2.00FREGADERO UNOS

OFICIAL 4.00 4.00 1.00 1.00

Cuadro No 2 consumo por aparatosFuente: Propia

7. Calcular el factor de simultaneidad K

Es importante calcular el factor de simultaneidad, que está en función del número de salidas trabajando y del uso de la estructura, se debe tener en cuenta que el coeficiente debe oscilar

entre 0.21 valor mínimo, y 1 como valor máximo. Hay que verificar el tipo de edificio ya que funcionan muchos aparatos al mismo tiempo en horas picos. En el cuadro No 3, se tiene el factor de simultaneidad, en función del número de salidas.

COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD

S K1 S K1 S K11 1.00 9 0.35 17 0.252 1.00 10 0.33 18 0.243 0.71 11 0.32 19 0.244 0.58 12 0.30 20 0.235 0.50 13 0.29 21 0.226 0.45 14 0.28 22 0.227 0.40 15 0.27 23 0.218 0.38 16 0.26 24 0.21

Cuadro No 3 – Factor de simultaneidadFuente: propia

5. CALCULOS

En base a la metodología mencionada en el capítulo 4, se presenta a continuación las memorias de cálculo.

No Diámetro [in] Cantidad K1 K2 Perdida Le [m] TOTAL [m]

3 Galvanizado 120 0.50 1 0.76 0.17 0.55 0.553 PVC 150 0.50 3 0.76 0.17 0.36 1.09

10 PVC 150 0.50 1 0.53 0.04 0.20 0.207 Cobre 140 0.50 1 0.17 0.03 0.09 0.09

1.93

CODO R.C 90CODO R.C 90TEE DE PASO DIRECTO VALVULA DE COMPUERTA ABIERTA

TOTAL

ACCESORIOS Material

TRAMO 1-2

PERDIDAS POR ACCESORIOS EN LOS TRAMOS

No Diámetro [in]Cantidad K1 K2 Perdida Le [m] TOTAL [m]

10 PVC 150 0.75 1 0.53 0.04 0.29 0.293 PVC 150 0.75 2 0.76 0.17 0.49 0.98

1.27


3 PVC 150 0.75 5 0.76 0.17 0.49 2.45

3 PVC 150 0.50 4 0.76 0.17 0.36 1.46

10 PVC 150 0.75 1 0.53 0.04 0.29 0.29

7 Cobre 140 0.50 1 0.17 0.03 0.09 0.0917 PVC 150 0.75 2 0.15 0.01 0.08 0.16

4.44


3 Galvanizado 120 0.50 1 0.76 0.17 0.55 0.553 PVC 150 0.50 1 0.76 0.17 0.36 0.36

10 PVC 150 0.50 1 0.53 0.04 0.20 0.207 Cobre 140 0.50 1 0.17 0.03 0.09 0.09

1.20

ACCESORIOS Material

TEE DE PASO DIRECTO CODO R.C 90

TOTAL

VALVULA DE COMPUERTA ABIERTA

ACCESORIOS Material

ACCESORIOS Material

TRAMO 2-3

TRAMO 3-4

TRAMO 4-5

TOTAL

CODO R.C 90

CODO R.C 90

TEE DE PASO DIRECTO

VALVULA DE COMPUERTA ABIERTA REDUCCION

TOTAL

CODO R.C 90CODO R.C 90TEE DE PASO DIRECTO


10 PVC 150 0.75 1 0.53 0.04 0.29 0.293 PVC 150 0.75 1 0.76 0.17 0.49 0.49

0.78

TEE DE PASO DIRECTO

TRAMO 5-6

TOTAL CODO R.C 90

ACCESORIOS Material


2 PVC 150 0.75 2 0.67 0.09 0.39 0.7815 Hierro Fundido 100 0.75 1 2.00 0.20 2.38 2.387 Cobre 140 0.75 1 0.17 0.03 0.12 0.120 - - 0.50 1 - - 1.73 1.73

5.01


2 PVC 150 1.00 1 0.67 0.09 0.50 0.5010 PVC 150 1.00 3 0.53 0.04 0.38 1.13

1.63


2 PVC 150 1.00 1 0.67 0.09 0.50 0.500.50


10 PVC 150 1.25 1 0.53 0.04 0.46 0.460.46


10 PVC 150 1.50 1 0.53 0.04 0.55 0.550.55


10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.730.73


10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.730.73


10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.730.73

TRAMO 8-9

TOTAL

TEE DE PASO DIRECTO

ACCESORIOS Material

CODO R.M 90VALVULA DE RETENCIO TIPO LIVIANOVALVULA DE COMPUERTA ABIERTA

CODO R.M 90TEE DE PASO DIRECTO

TOTAL

TEE DE PASO DIRECTO

TRAMO 9-10

TEE DE PASO DIRECTO

TEE DE PASO DIRECTO

ACCESORIOS Material

ACCESORIOS Material

TOTAL

TRAMO 12-13

TRAMO 11-12

TRAMO 13-14

TEE DE PASO DIRECTO

ACCESORIOS Material

TOTAL

TRAMO 10-11

ACCESORIOS Material

TOTAL CONTADOR

TRAMO 6-7

TRAMO 7-8

TOTAL

ACCESORIOS Material

ACCESORIOS Material

ACCESORIOS Material

CODO R.M 90

TOTAL

TOTAL


10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.730.73

Material

TEE DE PASO DIRECTO

ACCESORIOS

TRAMO 14-15

TOTAL


10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.730.73


10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.732 PVC 150 2.00 1 0.67 0.09 0.95 0.95

1.67


2 PVC 150 2.00 1 0.67 0.09 0.95 0.953 PVC 150 2.00 1 0.76 0.17 1.12 1.12

10 PVC 150 2.00 1 0.53 0.04 0.73 0.737 Cobre 140 2.00 1 0.17 0.03 0.28 0.28

3.07

TEE DE PASO DIRECTO

ACCESORIOS Material

TRAMO 15-16

TEE DE PASO DIRECTO

CODO R.M 90

ACCESORIOS Material

VALVULA DE COMPUERTA ABIERTA TEE DE PASO DIRECTO CODO R.C 90

ACCESORIOS Material

TRAMO 16-17

TRAMO 17-18

CODO R.M 90

TOTAL

TOTAL

TOTAL

Cuadro No 6: Pérdidas por accesorios en apartamentosFuente: Propia

K Q V hv C j F J PRESION

Simultaneidad l/s m/s m.c.a Fricción m/m pulgada Horiz. Vert. Acceso Total m.c.a m.c.a

Ducha 1 2.00

Regadera - Red piso 1-2 1 1.50 1.00 2.00 0.19 1.48 0.11 0.0001 0.186 0.50 0.92 2.05 1.93 4.90 0.91 5.07

Inodoro - Lavamanos 2-3 2 4.50 1.00 5.00 0.35 1.23 0.08 0.0001 0.082 0.75 1.93 0.2 1.27 3.40 0.28 5.63

Lavamanos - A. Baño 2 3-4 3 5.25 0.71 5.00 0.35 1.23 0.08 0.0001 0.082 0.75 2.95 0.3 4.44 7.69 0.63 6.63

A. Baño 2 - A. Cocina 4-5 6 5.25 0.45 5.00 0.35 1.23 0.08 0.0001 0.082 0.75 8.07 0 1.20 9.27 0.76 7.47

A. Cocina - Contador 5-6 15 18.00 0.27 5.00 0.35 1.23 0.08 0.0001 0.082 0.75 2.77 0 0.78 3.55 0.29 7.84

Contador 6-7 15 18.00 0.27 5.00 0.35 1.23 0.08 0.0001 0.082 0.75 0.30 0.7 5.01 6.01 0.49 9.11

Distribución Contador 7-8 60 72.00 0.21 16.00 0.78 1.54 0.12 0.0001 0.084 1.00 1.00 0.6 1.63 3.23 0.27 10.10

Piso 10 - Piso 9 8-9 60 72.00 0.21 16.00 0.78 1.54 0.12 0.0001 0.084 1.00 0.00 2.5 0.50 3.00 0.25 12.97

Piso 9 - Piso 8 9-10 120 144.00 0.21 31.00 1.23 1.56 0.12 0.0001 0.065 1.25 0.00 2.5 0.46 2.96 0.19 15.79

Piso 8 - Piso 7 10-11 180 216.00 0.21 46.00 1.62 1.42 0.10 0.0001 0.044 1.50 0.00 2.5 0.55 3.05 0.13 18.53

Piso 7 - Piso 6 11-12 240 288.00 0.21 61.00 1.96 1.72 0.15 0.0001 0.062 1.50 0.00 2.5 0.73 3.23 0.20 21.38

Piso 6 - Piso 5 12-13 300 360.00 0.21 76.00 2.28 1.13 0.06 0.0001 0.020 2.00 0.00 2.5 0.73 3.23 0.07 24.01

Piso 5 - Piso 4 13-14 360 432.00 0.21 91.00 2.58 1.28 0.08 0.0001 0.025 2.00 0.00 2.5 0.73 3.23 0.08 26.67

Piso 4 - Piso 3 14-15 420 504.00 0.21 106.00 2.87 1.42 0.10 0.0001 0.030 2.00 0.00 2.5 0.73 3.23 0.10 29.37

Piso 3 - Piso 2 15-16 480 576.00 0.21 121.00 3.14 1.55 0.12 0.0001 0.036 2.00 0.00 2.5 0.73 3.23 0.12 32.11

Piso 2 - Piso 1 16-17 540 648.00 0.21 137.00 3.42 1.69 0.15 0.0001 0.042 2.00 6.00 3 1.67 10.67 0.44 35.70

Piso 1 - Tanque 17-18 600 720.00 0.21 152.00 3.68 1.81 0.17 0.0001 0.047 2.00 0.00 0 3.07 3.07 0.14 36.01

Succión Succión 660 792.00 0.21 167.00 3.92 1.94 0.19 0.0001 0.053 2.00 0.00 0 14.33 14.33 0.76 36.96

PUNTO O TRAMOSALIDAS UNIDADES

UNIDADES CONSUMO

UNIDADES

LONGITUD DE TUBERIAS (m)

CALCULO DE LA INSTALACION PARA ABASTECIMIENTO DIRECTO DEL TANQUE

Cuadro No 7: Diseño de la red Hidráulica Fuente: Propia

Volumen tanque de almacenamientoVolumen de consumo

Volumen=habitantes×Dotación

Habitantes= 4 personas por apartamento x 4 apartamentos x 10 pisos = 160 personas.

Dotación=150 L/Hab /Dia

Vol .Consumo=160 personas×150l /¿dia

Vol .consumo=24000 ldia

×1dia→Vol . consumo=24000 L

Volumen Bomberos

Vol .bomberos=12m3=12000 L

Volumen RealVol .Real=Vol .Consumo+Vol .Bomberos

Vol .Real=24 m3+12m3=36m3

Vol .Real=36m3

Área Requerida

A . requerida= Vol. realAltura H20

A . requerida=36m3

2m=18m2=6mx 3m

En el cuadro No 4 se tiene los valores para el cálculo del volumen del tanque de almacenamiento.

Volumen Tanque Almacenamiento

# Personas/ Apto 4# Aptos / Piso 4# Pisos/Torre 10

# Torres 1Población Conjunto 160

Dotación L*Habitante/Día 150Volumen Aptos [Litros] 24000

Volumen Bomberos [Litros] 12000Volumen Total Tanque [m3] 36

Altura Tanque [m] 2Ancho Tanque [m] 3Largo Tanque [m] 6Volumen Tanque 36

Cuadro No 4: Volumen tanque AlmacenamientoFuente: Propia

Acometida del Tanque

Vol . consumoTiempode llenado tanque

= 240003 x3600

=2.22L/ s

Velocidad= 2 m/s

Area= CaudalVelocidad

=0.00222m3

2m /s=0.00111m2

Diametro=√ 4 x (0.00111m2)π

=0.0375m=3cm=1.2 1.5≅

En el siguiente cuadro No 5 se tiene el cálculo para la acometida del tanque.

Acometida del Tanque

Volumen a llenar [L] 24000Tiempo requerido [Horas] 3

Caudal [m3/s] 2.22Velocidad Max [m/s] 2

Área [m2] 0.001111Diámetro [m] 0.037613Diámetro [cm] 3.7613

D [in] 1.5D [cm] 3.81

Cuadro No 5: Acometida del TanqueFuente: Propia

Calculo de la N.P.S.H

Calculo de la altura máxima de succión

A . M .S=10.33−(a+b+c+d+e+ f )

a) Perdida por altura sobre el nivel del mar (1400) Jh=1.6

b) Perdida por temperatura (25°) Jt=0.35

c) Perdida por depresiones barométricas 0.36

d) Perdida por vacio imperfecto (1.8 a 2.4) 2.2

e) Perdida por fricción y accesorios 0.76

Velocidad= 2 m/s → J= 0.76

f) Perdida por cabeza de velocidad 0.203

hv= v2

2g=

(2m /s )2

2x 9.81= 4

19.62=0.203m

Altura dinámica totalHt=Impulsion+Succión

Ht=36.96 m.c .a

Calculo de la potencia de la bomba

PHP= γ x Ht xQ76 x μ

Donde,γ=densidad del agua=1 gr /cm3 Ht=Altura dinamica total =36.96 m.c.aQ=Caudal L /s =3.92 L/sμ=eficienciabombanomayor a70 % =60%76=Constante deconversión

PHP=1 x36.96m .c .a x3.92 L/s76 x 0.6

=3.177hp

Calculo del tanque HI-PRESS

Salidas x apartamentos 15 10 pisos x 4 apartamentos x 15 salidas x 1 torre= 600 salidas Factor multiplicador

Entre 301 a 600= 0.25 Caudal medio

Q=3.92 Lsx 60 s

1minx 1Galon

3.785L=62.14Galon /min

Qon=Q(Galon/min) x factormultiplicador

Qon=62.14Galon/min x 0.25=15.535Galon/min

𝑄𝑜𝑓=25% 𝑑𝑒 𝑄𝑜𝑛Qof=3.88Galon/min

Qmedio=Qon+Qof2

Qmedio=15.535Galon/min+3.88Galon/min2

=9.7Galon/min

Volumen de Regulación

VR=Qmed xTiempo4

T= Tiempo determinado por la potencia de la bomba.= 1.8 min

VR=9.7Galon/min x1.8min4

VR=4.365

Volumen del tanque

Vt=F xVR

F= Para presión entre 40 y 60 Psi Presión= 36.96 m.c.a= 52.53 Psi ∴ F=3.74

Vt=3.74 x 4.365

Vt=16.325Galones

6. CONCLUSIÓN

El informe realizado contiene el diseño de la red hidráulica para el suministro de agua potable para una torre de apartamentos de la Urbanización Granate en el municipio de Dosquebradas concluyendo lo siguiente.

El diseño hidráulico está basado en el aparato hidráulico más alejado del punto de suministro y que requiera una mayor cabeza para su funcionamiento, en el presente trabajo fue tomada la

ducha como el aparato hidráulico crítico con una presión requerida en la salida de 2 mca ubicada en el piso 10.

La red hidráulica diseñada para cada apartamento contiene el diseño de la red de agua caliente para cada apartamento.

Basados en el diseño del aparato hidráulico más crítico, se puede decir que el suministro de agua para todos los apartamentos será satisfactorio, con las presiones y velocidades de flujo de agua adecuadas.

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