ICA INSTALACIONES HIDROSANITARIAS.pdf

  • View
    144

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

INSTALACIONES HIDRULICAS Y SANITARIAS EN EDIFICIOS

Jorge Sosa

Garca

DERECHOS RESERVADOS COEDITORES DEL AUTOR

SEMBLANZA

PRLOGO

CONTENIDO

PRLOGO

El objetivo del presente libro es proporcionar a los estudiantes de ingeniera civil, un apoyo bibliogrfico que permita, mediante la utilizacin del mismo, la comprensin de los conceptos bsicos de diseo de las instalaciones hidrulicas y sanitarias en edificios. Este documento est dividido en siete captulos y dos apndices, que podemos agrupar en cuatro secciones. La primera seccin consta de un solo captulo, que trata temas que en la poca actual son de gran relevancia, en especial, el uso eficiente del agua en diversos mbitos (domiciliario, industrial, municipal, agrcola y de cuenca); tambin, se comentan aspectos relacionados con las dotaciones y los consumos de agua en edificios, el uso de cisternas, etc. La segunda seccin comprende los captulos 2, 3 y 4; expone todo lo relacionado con la distribucin de agua en edificios, tanto de agua fra como de agua caliente, as como las instalaciones y equipo complementario a las mismas; en esta seccin se tratan aspectos del diseo de los servicios mencionados. Los temas presentados incluyen criterios de diseo (gasto, temperaturas, velocidades, energa disponible, etc.),distribucin del agua fra y caliente en los edificios, procedimientos de diseo, sistemas elevadores de presin, sistemas contra incendios, instalaciones en albercas, sistemas de calentamiento, tuberas de retorno de agua caliente, etc. A fin de establecer criterios generales de diseo de los sistemas mencionados, se consultaron dos reglamentos de construccin: el del Distrito Federal y el del Municipio de Mrida, Yucatn. En esta seccin se expone la metodologa bsica para el diseo de las redes de distribucin de agua, misma que es presentada, de manera amplia y explcita, en el captulo correspondiente a la red de distribucin de agua fra. Los captulos 5, 6 y 7 integran la tercera seccin, en la que se tratan temas relacionados con la recoleccin y disposicin de las aguas en edificios. Los temas bsicos son los sistemas de recoleccin de aguas residuales y pluviales, y de ventilacin; se presentan temas tales como los componentes de los sistemas de recoleccin y ventilacin de aguas residuales, as como su dimensionamiento. En relacin a los sistemas de recoleccin de aguas pluviales, se exponen dos mtodos: el convencional y el de flujo controlado finalmente, se presentan conceptos bsicos sobre el diseo de tanques spticos. Para el caso de los sistemas de recoleccin de aguas residuales, se proporciona una idea muy completa de los fenmenos transitorios hidrulicos que se presentan en ellos, a fin de lograr u ira mejor comprensin de su comportamiento, sin tratar con profundidad los aspectos tericos de los fenmenos mencionados, puesto que los mismos son tema de estudios especializados. Asimismo, debido a la situacin actual de nuestro estado, mismo que carece de sistemas municipales de recoleccin, tratamiento y disposicin de aguas residuales, se presentan los criterios bsicos de diseo de tanques spticos, a fin de que stos puedan

utilizarse correctamente y reducir, en la medida de lo posible, la contaminacin del manto fretico, que es nuestra nica fuente de abastecimiento de agua. Conceptos bsicos para el diseo de los sistemas mencionados anteriormente, son los de hidrulica y de probabilidad. Con este fin se integr una cuarta seccin con dos apndices, mismos que tratan los conceptos necesarios para la comprensin fcil y adecuada de los temas principales de este libro. Se tratan temas tales como: definicin y propiedades de los fluidos, cinemtica de los fludos, clasificacin de flujos, ecuaciones fundamentales de la hidrulica, prdidas de energa, equipos de bombeo, probabilidad, espacio de eventos, probabilidad de un evento, teorema de Bayes, funcin de probabilidades binomial, funcin de probabilidades Poisson. La bibliografa consultada para la elaboracin de este trabajo, incluye tanto libros de corte clsico, en los que se tratan temas bsicos como los gastos de diseo, el concepto de unidad-mueble, etc., as como la informacin ms actualizada existente al momento. Por tanto, se busca con este documento concentrar en un solo trabajo, material bibliogrfico que se encuentra disperso en libros relacionados con el tema, reglamentos de construccin, artculos recientes, etc. Siendo este trabajo un primer intento por proporcionar las bases para el diseo de instalaciones hidrulicas y sanitarias, solicito la comprensin de los lectores en relacin con cualquier omisin que ste contenga. Asimismo, cualquier sugerencia o recomendacin para subsanar alguna deficiencia del trabajo o mejorar el contenido del mismo, ser apreciada y aprovechada en futuras revisiones. Como punto final, agradezco a la Universidad Autnoma de Yucatn, a la Facultad de Ingeniera, y muy especialmente a la Fundacin ICA, por las facilidades proporcionadas para la elaboracin de este trabajo.

Jorge Garca Sosa

CONTENIDO

SECCIN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA

SECCIN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA

SECCIN 3. SISTEMAS DE RECOLECCIN DE AGUAS

SECCIN 4. APNDICES

BIBLIOGRAFA

SECCIN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA CAPTULO 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA

SECCIN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA

CAPTULO 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA FRIA CAPTULO 3. INSTALACIONES Y EQUIPO COMPLEMENTARIO EN LAS REDES DE DISTRIBUCIN DE AGUA CAPTULO 4.SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA CALIENTE EN EDIFICIOS

SECCIN 3. SISTEMAS DE RECOLECCIN DE AGUAS

CAPTULO 5. SISTEMAS DE RECOLECCIN DE AGUAS RESIDUALES CAPTULO 6. SISTEMAS DE RECOLECCIN DE AGUAS PLUVIALES CAPTULO 7. ACONDICIONAMIENTO RESIDUALES Y DISPOSICIN DE AGUAS

SECCIN 4. APNDICES

APNDICE A. ELEMENTOS BSICOS DE HIDRULICA

APNDICE B. PROBABILIDAD

CONTENIDO

SECCIN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA

CAPTULO 1.GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA

1.1

EVOLUCIN DE LAS INSTALACIONES DE SUMINISTRO DE AGUA Y DE ELIMINACIN DE AGUAS RESIDUALES INSTALACIONES EN EDIFICIOS USO EFICIENTE DEL AGUA 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 MBITO DOMICILIARIO MBITO INDUSTRIAL MBITO MUNICIPAL MBITO AGRCOLA MBITO CUENCA

1.2 1.3

1.4 1.5 1.6

ABASTECIMIENTO Y REQUERIMIENTOS DE AGUA DOTACIONES Y CONSUMOS CISTERNAS

SECCIN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA CAPTULO 2.SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA FRIA

2.1

DETERMINACIN DE LOS GASTOS DE DISEO PARA SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA MTODOS EMPRICOS 2.2.1 MTODO BRITNICO 2.2.2 MTODO DE DAWSON Y BOWMAN

2.2

2.3

MTODOS SEMIEMPRICOS 2.3.1 MTODO ALEMN DE RAZ CUADRADA

2.4

MTODO PROBABILSTICO 2.4.1 APLICACIN DE LA TEORA DE LA PROBABILIDAD EN LA DETERMINACIN DE LAS CARGAS O GASTOS DE DISEO 2.4.2 APLICACIN DEL MTODO DE HUNTER EN SISTEMAS MIXTOS

2.5

DISTRIBUCIN DE AGUA EN EDIFICIOS 2.5.1 DISTRIBUCIN ASCENDENTE 2.5.2 DISTRIBUCIN DESCENDENTE 2.5.3 DISTRIBUCIN MIXTA

2.6

CRITERIOS DE DISEO 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 GASTO DE DISEO PRESIN MNIMA DE OPERACIN PRDIDAS DE ENERGA VELOCIDAD MXIMA

2.7

FORMATO UTILIZADO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE TUBERAS DE LA RED DE DISTRIBUCIN DE AGUA

2.8 METODOLOGA PARA EL CLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCIN DE AGUA FRIA

CAPTULO 3. INSTALACIONES Y EQUIPO COMPLEMENTARIO EN LAS REDES DE DISTRIBUCIN DE AGUA

3.1 3.2 3.3

SISTEMAS ELEVADORES DE PRESIN EVOLUCIN DE LOS EQUIPOS ELEVADORES DE PRESIN SISTEMAS DE TANQUES ELEVADOS 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 TANQUE ELEVADO EQUIPOS DE BOMBEO CONTROLES ALARMAS Y DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD VENTAJAS DE LOS TANQUES ELEVADOS DESVENTAJAS DE LOS TANQUES ELEVADOS

3.4

SISTEMAS HIDRONEUMTICOS 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6 3.4.7 TANQUE PRESURIZADO EQUIPOS DE BOMBEO COMPRESOR DE AIRE O SUPERCARGADOR SISTEMAS DE CONTROL ALARMAS Y DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD VENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMTICOS DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMTICOS

3.5

SISTEMAS DE BOMBAS ELEVADORAS DE PRESIN (Booster)

3.5.1 EQUIPOS DE BOMBEO 3.5.2 INSTRUMENTOS DE CONTROL 3.5.3 INSTRUMENTOS DE ALARMA Y SEGURIDAD 3.5.4 VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE BOMBAS ELEVADORAS DE PRESIN 3.5.5 DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE BOMBAS ELEVADORAS DE PRESIN 3.5.6 SELECCIN DEL SISTEMA

3.6

PROTECCIN CONTRA INCENDIOS 3.6.1 COMPONENTES DE UN SISTEMA CONTRA INCENDIOS

3.7

TIPOS DE SISTEMAS CONTRA INCENDIOS

3.7.1 SISTEMA DE TOMAS DE MANGUERAS O DE REDES DE HIDRANTES 3.7.2 SISTEMAS CONTRA INCENDIOS CON ASPERSORES

3.8 3.9

ACCESORIOS TPICOS EN LOS SISTEMAS CONTRA INCENDIOS COMENTARIOS A LOS REGLAMENTOS DE CONSTRUCCIN

3.9.1 REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES PARA EL DISTRITO FEDERAL 3.9.2 REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES DEL MUNICIPIO DE MRIDA

3.10

ALBERCAS 3.10.1 CLASIFICACIN DE LAS ALBERCAS 3.10.2 COMPONENTES DE UNA ALBERCA

3.11

FILTROS DE ALBERCAS

CAPTULO 4. SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA CALIENTE EN EDIFICIOS 4.1 4.2 INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE EN EDIFICIOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE AGUA CALIENTE 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 ALIMENTACIN DIRECTA ALIMENTACIN ASCENDENTE ALIMENTACIN DESCENDENTE ALIMENTACIN MIXTA

4.3 4.4 4.5

TEMPERATURAS DEL AGUA CALIENTE ESTIMACIN DE LA DEMANDA DE AGUA CALIENTE SISTEMAS DE CALENTAMIENTO DE AGUA 4.5.1 CALENTADORES DE CALOR DIRECTO 4.5.2 CALENTADORES DE CALOR INDIRECTO

4.6

CALDERAS 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 CALDERA DE TUBOS DE HUMO CALDERA DE TUBOS DE AGUA ACCESORIOS DE CONTROL Y SEGURIDAD PROBLEMAS CAUSADOS POR EL AGUA

4.7

CLCULO DE LAS CAPACIDADES DE CALENTAMIENTO O DE RECUPERACIN Y DE ALMACENAMIENTO DE CALENTADORES METODOLOGA PARA EL CLCULO CALENTAMIENTO DE UN CALENTADOR DE LA CAPACIDAD DE

4.8

4.8.1