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DIMENSIONADO DE LAS INSTALACIONES
2 INSTALACIONES DE SUMINISTRO DE AGUA AVIVIENDAS
El Cdigo Tcnico de la Edificacin establece las pautas para el dimensionado de lasinstalaciones.
La determinacin del dimetro de una tubera se basa en el clculo de la prdida de carga producida en las conducciones. Esta prdida de presin depende bsicamente deldimetro de la tubera, de la longitud de la conduccin, y del caudal necesario (que sedefine por el nmero y tipo de aparatos instalados)
2.1 CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA
Todo fluido real pierde energa al circular de un punto a otro por una conduccin. Esta
prdida de energa se debe al rozamiento que se produce entre el fluido y las paredes dela conduccin as como por el paso del mismo a travs de los obstculos que presenta latubera: cambios de direccin, estrechamientos o cambios de seccin, vlvulas,derivaciones, manguitos, etc.
As pues, existen dos clases de prdidas de carga:
Una debida a los tramos rectos de las tuberas, llamada PERDIDA DE CARGALINEAL
Y otra debida a los elementos singulares de la conduccin llamada PERDIDADE CARGA LOCALIZADA
2.1.1 Perdida de carga lineal
a) Obtencin de la longitud total de tubo recto que existe en la instalacin paracada dimetro.
b) Del grfico general de prdidas de carga de tubos de acero galvanizado enconducciones hidrulicas y siguiendo las instrucciones del ejemplo que figuraanexo, se obtiene la prdida de carga en milmetros de columna de agua por metro lineal de tubera (mm c.a./m) para cada dimetro (pag. 5 Captulo 3)
2.1.2 Perdida de carga localizada
El sistema de clculo ms simplificado es el que utiliza la llamada LongitudEquivalente: Longitud de tubera recta de igual dimetro que el del obstculoque produce la misma prdida de carga que l.
a) De la tabla de longitudes equivalentes (Tabla A) se toma la que correspondea los elementos singulares presentes en la red hidrulica.
b) Efectuaremos el producto de cada longitud equivalente por el nmero deelementos iguales en la conduccin.
c) Sumando todos los productos correspondientes a un mismo dimetro, se
encontrar la longitud equivalente total del conjunto de elementos presentesen la conduccin de ese dimetro.
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Tabla A. Longitudes Equivalentes (en m) de las prdidas de carga localizadascorrespondientes a distintos elementos singulares de las redes hidrulicas.
Nota: En el caso elementos con prdidas de cargas importantes, tanto si son o no recogidos por la tabla, esrecomendable utilizar los valores presentados por el fabricante.
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2.1.3 Prdidas de Carga Totales en la Conduccin
a) A la longitud total de tubera recta de un determinado dimetro aadiremos lalongitud equivalente total correspondiente a los accesorios de ese mismodimetro.
b) Multiplicaremos despus esta suma por la prdida de carga unitaria para esedimetro. c) Efectuando los pasos anteriores a) y b) en cada dimetro y sumando los
resultados parciales obtendremos la prdida de carga total en la conduccin oramal ms desfavorable. Todo este proceso, en instalaciones que tengan varias ramificaciones, deberaplicarse al trazado desde la toma a la red de suministro hasta el punto deservicio, por el ramal ms desfavorable.
2.2 DETERMINACIN DEL CAUDAL INSTALADO
Los caudales instantneos mnimos precisos en los puntos de consumo son reflejados enla Tabla B.
TABLA B
TIPO DE APARATO Caudal instantneomnimo de agua fra l/s
Caudal instantneomnimo de ACS l/s
Lavamanos 0.05 0.03Lavabo 0.10 0.065Ducha 0.20 0.10Baera de 1,40 m o ms 0.30 0.20Baera de menos de 1,40 m 0.20 0.15Bid 0.10 0.065Inodoro con cisterna 0.10 -Inodoro con fluxor 1.25 -Urinarios con grifos temporizados 0.15 -Urinarios con cisterna 0.04 -Fregadero domstico 0.20 0.10Fregadero no domstico 0.30 0.20Lavavajillas domstico 0.15 0.10Lavavajillas industrial 0.25 0.20Lavadero 0.20 0.10Lavadora domstica 0.20 0.15Lavadora industrial 0.60 0.40Grifo aislado 0.15 0.10Grifo garaje 0.20 -Vertedero 0.20 -
En todos los puntos de consumo, la presin mnima dinmica para el caudal de clculo ocaudal simultneo debe ser:
1) 100 kPa para grifos comunes2) 150 kPa para fluxores, calentadores y calderas
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2.3 DIMENSIONADO DE LA RED
El clculo se realiza con un primer dimensionado seleccionando el tramo msdesfavorable que ser aquel que cuente con la mayor prdida de presin debida tanto alrozamiento como a su altura geomtrica.. Posteriormente se comprueban estos dimetros
previos en funcin de la prdida de carga que se obtenga de los mismos.
El dimensionado de la red se har a partir del dimensionado de cada tramo de acuerdo al procedimiento siguiente:
a) Establecimiento del caudal mximo de cada tramo, que ser igual a la suma delos caudales de los puntos de consumo alimentados por el mismo de acuerdo conla Tabla B
b) Establecimiento de los coeficientes de simultaneidad c) Determinacin del caudal de clculo en cada tramo como producto del caudal
mximo por el coeficiente de simultaneidad correspondiented) Eleccin de la velocidad de clculoe) Obtencin del dimetro correspondiente a cada tramo en funcin del caudal y de
la velocidad f) Determinacin de la prdida de presin del circuito sumando las prdidas de
presin total de cada tramog) Comprobacin de la suficiencia de presin disponible: una vez obtenidos los
valores de las prdidas de presin del circuito, se comprueba si sonsensiblemente iguales a la presin disponible que queda despus de descontar ala presin total, la altura geomtrica y la residual del punto de consumo msdesfavorable. En el caso de que la presin disponible en el punto de consumofuera inferior a la presin mnima exigida sera necesaria la instalacin de ungrupo de presin. La presin en cualquier punto de consumo no debe superar 500kPa
Siempre se debern respetar los dimetros mnimos recogidos en las siguientes tablas:
Tabla C. Dimetros mnimos de derivaciones a aparatos
Aparato o punto de consumo Dimetro nominal del ramal de enlace(pulgadas)
Lavamanos Lavabo, bid Ducha Baera < 1,40 m Baera > 1,40 m Inodoro con cisterna Inodoro con fluxor 1-1 Urinario con grifo temporizado Urinario con cisterna Fregadero domstico Fregadero industrial Lavavajillas domstico Lavavajillas industrial Lavadora domstica Lavadora industrial 1Vertedero
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Tabla D. Dimetros mnimos de alimentacin
Tramo considerado Dimetro nominal del tubode alimentacin (pulgadas)
Alimentacin a cuarto hmedo privado: bao, aseo, cocina
Alimentacin a derivacin particular: vivienda, apartamento, localcomercial Columna (montante o descendente) Distribuidor principal 1Alimentacin equipos de climatizacin < 50 kW Alimentacin equipos de climatizacin 50 - 250 kW Alimentacin equipos de climatizacin 250- 500 kW 1Alimentacin equipos de climatizacin > 500 kW 1
Las bateras de contadores deben dimensionarse segn la norma UNE 19900
Las llaves de contadores para bateras deben cumplir la norma UNE 19804
2.4 GRUPOS DE PRESIN
Cuando el agua de la red general no alcanza la presin necesaria para alcanzar la mnimarecomendada, sern necesarios equipos de elevacin y bombeo
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2.4.1 Clculo del depsito auxiliar de alimentacin
El volumen del depsito se calcular en funcin del tiempo previsto deutilizacin, aplicando la siguiente expresin:
V = volumen del depsito (l)V = Q t 60 Q = caudal mximo simultaneo (l/s)t = tiempo estimado (de 15 a 20) (min)
2.4.2 Clculo de las bombas
El clculo de las bombas se har en funcin del caudal y de las presiones dearranque y parada de las bombas (mnima y mxima respectivamente).
El caudal de las bombas ser el mximo simultaneo de la instalacin. La presin mnima o de arranque (Pb) ser el resultado de sumar la altura
geomtrica de aspiracin (Ha), la altura geomtrica (Hg), la prdida decarga del circuito (Pc) y la presin residual en el grifo llave o fluxor (Pr)
El nmero de bombas a instalar se determinar en funcin del caudal total delgrupo: dos bombas para caudales de hasta 10 l/s, tres para caudales de hasta 30l/s y 4 para ms de 30 l/s.
2.4.3 Clculo del depsito de presin
Para la presin mxima se adoptar un valor que limite el nmero de arranques y paradas del grupo (entre 2 y 3 bar por encima del valor de la presin mnima).
Vn = volumen til del depsitoVn = Pb Va / Pa Pb = presin absoluta mnima
Va = volumen mnimo de aguaPa = presin absoluta mxima
2.4.4 Clculo del dimetro nominal del reductor de presin
Se establece en funcin del caudal mximo simultneo.
Dimetro nominal Caudal mximo simultneo
(l/s)15 0,520 0,825 1,332 2,040 2,350 3,665 6,580 9,0100 12,5125 17,5150 25,0200 40,0250 75,0
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2.5 ESQUEMAS DE INSTALACIONES
Instalacin de fontanera (agua fra) con calentador divisionario por planta
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Instalacin de fontanera (agua fra) con batera de contadores centralizados enplanta baja
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Instalacin de agua caliente sanitaria centralizada con controlador individual
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3 CONDUCCIONES NEUMATICASLas perdidas de carga en una red de aire comprimido son funcin de la presin esttica,del caudal y del dimetro de la tubera, y en menor medida, de la densidad del aire y dela rugosidad de la tubera.
Esta relacin esta plasmada en el grfico general de prdida de carga de tubo de acero enconducciones neumticas que figura en el desplegable de la siguiente hoja.
Perdida de carga lineal
a) Siguiendo las indicaciones recogidas en el ejemplo adjunto al grfico,determinaremos la prdida de carga por cada 10 m de tubera de acero.
b) Dividiendo este valor por 10 y multiplicando el resultado por la longitud totalde tubera recta (en m) de un dimetro determinado, tendremos la prdida decarga total para ese dimetro.
c) Sumando los resultados parciales obtenidos para cada dimetro que compone laconduccin de aire comprimido o ramal ms desfavorable de la misma,tendremos la prdida de carga total buscada.
Perdida de carga localizada
Existen bacos y tablas, al igual que en las conducciones hidrulicas, que nos dan laslongitudes equivalentes en metros de tubera recta para los distintos obstculos oelementos singulares de la conduccin. Sin embargo por las razonas que expondremos acontinuacin se hace innecesaria su utilizacin.
1) Salvo en pequeas instalaciones, la lnea principal se suele disear y montar enanillo, por lo que un receptor neumtico puede ser alimentado por uno u otrolado, o por ambos a la vez, minimizando las prdidas de carga y las variacionesde presin de unos receptores o puntos de consumo a otros.
2) Tradicionalmente suele sobredimensionarse las conducciones, en previsin defuturas ampliaciones o conexiones de nuevos receptores, hecho muy frecuenteen este tipo de instalaciones.
Es decir, cualquier mayoracin de la prdida de carga total en la conduccin debida a losdistintos obstculos de la misma, va a ser compensada por la disposicin de la red en
anillo y su sobredimensionado, por lo que no tiene objeto su consideracin.
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Disposicin general de redes principales de aire comprimido
Ejemplo de utilizacin del grfico:Clculo de la prdida de carga de una tubera de acero de dimetro (DN 20) siendo elcaudal de aire libre 3.400 l/min y la presin manomtrica 7 bar.
A partir del caudal dado (3.400 l/min) se traza una horizontal hasta la vertical bajada de la presin absoluta (7 + 1,013 = 8,013)
Por el punto de interseccin de ambas se traza una paralela a las lneas oblicuas delgrfico hasta que se encuentre con la horizontal trazada desde el dimetro correspondiente(3/4 DN 20).
Al bajar una vertical desde este ltimo punto de interseccin encontraremos en el ejehorizontal inferior la prdida de carga por cada 10 m de tubera (0.28 bar)
BACO DE PERDIDAS DE CARGAEN CONDUCCIONES HIDRULICAS
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4 COLORES (Normas UNE 1063 y UNE 100100)
4.1 CRITERIOS
La norma prev la caracterizacin de los diferentes fluidos que circulan por tuberasmediante colores, con arreglo a los siguientes conceptos:
a) La naturaleza de la materia transportada se caracterizar por un color bsico, completado por placas indicadoras sobre dicho color
b) El peligro derivado de la naturaleza o estado de la materia transportada sesealar tambin por un signo convencional
4.2 ASIGNACIN DE LOS COLORES A LAS MATERIAS DE PASO
Las materias de paso conducidas por tuberas se clasifican segn sus propiedadesgeneralmente en 10 grupos, cuyos colores bsicos se fijan en la tabla siguiente:
Materia de paso Grupo ColorAgua 1 VerdeVapor de agua 2 RojoAire 3 Gris o azul moderadoGases combustibles 4 Amarillo o
Amarillo con color adicional rojoGases no combustibles 5 Amarillo con color adicional negro o
Negrocidos 6 NaranjaLejas 7 VioletaLquidos combustibles 8 Marrn o
Marrn con color adicional rojoLquidos no combustibles 9 Marrn con color adicional negro o
NegroOxigeno 0 AzulContra incendios Rojo. Borde blancoPeligro Naranja. Borde Negro
Para distinguir una caracterstica o funcin particular del fluido se deben emplear adems los colores suplementarios que se indican en la siguiente tabla:
Caracterstica ColorPotabilidad del agua AzulFluido contra incendios Rojo vivoFluido peligroso por su naturaleza y/o presin Naranja
Los colores bsicos se deben aplicar en franjas y los suplementarios en anillos
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