6. INSTALACIÓN DE FONTANERÍA

Transcripción

1 6. INSTALACIÓN DE FONTANERÍA Para el cálculo de las tuberías nos basaremos en el teorema de Bernoulli, que nos indica: Po + = P1 Z o + Z δ δ 1 Siendo: P 0 /δ: Altura debido a la presión de la calle. Z 0 : Altura debido a la altura de la acometida de abastecimiento. P 1 /δ: Altura debida a la presión que debe existir en el último grifo. Z 1 : Altura debida al peor caso de la red de suministro. Debido a que la canalización en todo su recorrido posee unas pérdidas, debemos corregir la anterior ecuación y añadirle el siguiente término: Σ(J L + ΣB) dónde: J L: Son las pérdidas de carga continua por rozamiento de las paredes de la tubería. ΣB: Son las pérdidas de cargas por resistencias aisladas (en los accesorios). Estas pérdidas para simplificación de los cálculos las supondremos del 20% de la magnitud de las anteriores. Esta aproximación sobre valora los cálculos de las pérdidas de carga. A su vez tendremos que hacer uso de la fórmula de Flamant: J = F V 1.75 D L 1,2 Siendo: J: Pérdidas aisladas F: Factor de rugosidad. Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 49

2 V: Velocidad del fluido. D: Diámetro de la tubería comercial usada. L: Longitud del tramo (m). Para poder hacer el cálculo de las tuberías definiremos el concepto de caudal (q) como: π q =V D 4 2 Siendo: V: Velocidad del agua. D: Diámetro interior de la tubería. como: La ecuación anterior queda en parte determinada sabiendo algunos factores La tubería viene enterrada por el suelo, así pues la altura de la tubería en la calle, Z 0, es nula. Las presiones medias de trabajo, P 1 /δ, será de 10 mca para grifos y 25 mca para bocas de riego. Se cogerá para el cálculo de la pérdida de carga el grifo más desfavorable que en nuestro caso es la boca de riego 7: Z 1 = 1m. La empresa suministradora de aguas nos asegura una presión en la calle de: P 0 /δ = 50 m.c.a. aguas son: Otros factores importantes para el cálculo de las tuberías de abastecimiento de Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 50

3 Debe asignarse a los distintos aparatos colocados unos valores de caudal individual: q i ; la tubería que llega a estos aparatos tiene un diámetro establecido en relación al caudal Tipo aparato Gasto (l/seg) Diámetro tubería ( ) Lavabo 0.1 1/2 Inodoro 0.1 1/2 Ducha 0.2 1/2 Urinario continuo /8 Fregadero 0.2 1/2 Acumulador 0.3 3/4 Toma limpieza Bocas de riego 1 1 1/4 Lavadora de aceitunas Decanter /8 Centrífuga vertical /2 Para el cálculo de los tramos donde fluyen varios aparatos deberemos usar el coeficiente de simultaneidad k. Para el cálculo de K haremos: K = 1 n - 1 Siendo K el factor de simultaneidad y n el número de aparatos que dependen de esa línea. Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 51

4 Utilizando el método de las velocidades para el cálculo de la instalación, se divide el cálculo en dos tiempos: Cálculo Provisional y Cálculo de comprobación. En el cálculo provisional generalmente, conoceremos: Los valores del gasto o caudal, q, en los distintos tramos de que consta la red de distribución. La velocidad del agua en los tramos: pues en este método asignamos un valor provisional a la velocidad que el agua ha de llevar en este conjunto de tuberías. Esto puede hacerse con bastante aproximación, basándonos en la altura de carga a disposición del grupo de tuberías consideradas, que es igual al desnivel entre el punto de consumo situado al final y la altura de carga en la red general. Para edificios de un nivel entre 0 y 5 m. de altura dicha velocidad es de 1 m/s. En la práctica, la velocidad de las instalaciones de los edificios no debe pasar de los 2 m/s, para evitar ruidos y golpes de ariete, de efecto perjudicial. Con estos datos ya podemos hallar, de un modo provisional, los diámetros en los distintos tramos según la ecuación definida anteriormente, siguiendo los siguientes pasos: Lo primero es calcular el caudal que circulara por cada tramo, para lo cual emplearemos la siguiente expresión: Q = K * Qt, donde Qt es el caudal total, suma de los caudales de todos los aparatos y K es el coeficiente de simultaneidad, cuya expresión es la siguiente: K = 1/ n- 1, siendo n el numero grupos de aparatos que contiene cada tramo. Calculado el caudal de cada tramo, obtendremos el diámetro inicial de las tuberías a partir de la expresión: Q = V * S, siendo S la sección Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 52

5 inicial de la tubería y V la velocidad del agua, que inicialmente consideraremos que es 2 m / s. Una vez calculado el diámetro inicial, tomaremos el diámetro comercial inmediatamente superior al obtenido y la velocidad correspondiente a este nuevo diámetro. Seguidamente, calculamos las perdidas de carga en cada tramo mediante la formula de Flamant.: J = V 1.75 * L * F * D 1.25, siendo F el factor de rugosidad de la tubería. F = para la tubería de Cu F = para la tubería de PVC; y L la longitud real del tramo ( obtenida como la suma de la longitud del tramo mas la longitud equivalente de los accesorios conectados en dicho tramo tal y como indica la norma; en este caso tomaremos como longitud equivalente un 20% de la real). Conocidas las perdidas de carga, se calculan las presiones finales de cada tramo mediante la siguiente expresión: P final = P inicial ± H J, siendo H la altura de la tubería entre el punto inicial y final. Pasaremos entonces a hacer el cálculo de comprobación. Para ello se debe cumplir en el punto de consumo situado en las condiciones más desfavorables (por distancia y desnivel) el Teorema de Bernoulli: P Z δ - P = ( J L + 20% ) δ Si el segundo término resulta ser igual o poco menor que el primero (desnivel piezométrico disponible), el cálculo provisional es válido; si es mucho menor o mucho mayor, se procede a disminuir o aumentar el diámetro de alguno o de Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 53

6 varios tramos. Si el segundo término es mayor, significará que la altura geométrica del grifo más desfavorable es inferior a lo establecido y no funcionará adecuadamente, por lo que se procede a aumentar los diámetros de los tramos calculados. Si por el contrario, el segundo término resultase menor, quiere decir que hemos desaprovechado la carga disponible, y procederemos, en beneficio de la economía a disminuir el diámetro de las canalizaciones. Hacemos la comprobación para la boca de riego 7: Según la ecuación de Bernoulli: P Z δ - P = ( J L + 20% ) δ Podemos dar por válido los diámetros calculados puesto que: 50 m.c.a.- 20 m.c.a.-1 m.c.a.- 25 m.c.a. = 4m.c.a. ~ 4,54 m.c.a. Para el dimensionamiento del acumulador utilizaremos el método desarrollado por Arizmendi: Consideramos el consumo de las duchas (según tabla Arizmendi) 40 litros por unidad, y de los fregaderos 20 litros por unidad. Por tanto tenemos: 4 Duchas 160 litros. 2 Fregaderos 40 litros. Con lo que la demanda total es de 200 litros. Considerando la temperatura de distribución del agua caliente de 50ºC, y la temperatura de entrada del agua al acumulador de 10ºC y consultando tabla al respecto en Arizmendi, obtenemos un factor de reducción de 0.6: = 120 litros Acumulador de 150 litros y Kcal/h. Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 54

7 A continuación se muestra la tabla con los resultados obtenidos en los cálculos de las tuberías: Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 55

8 V Real TRAMO TIPO L (m) Q (l/s) Aparat. Coef.simult. Qinst. (l/s) V (m/s) D (mm) Dnom.(mm.) (m/s) J (mca/m) J 1-2 PVC 4,4 25,18 8 0,38 9, , ,89 0, , PVC 3,65 18,65 7 0,41 7, , ,51 0, , PVC 38,13 3,00 1 1,00 3, , ,53 0, , BC1 PVC 3,48 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,76 3,76 26, PVC 46,81 2,00 1 1,00 2, , ,02 0, , BC2 PVC 3,11 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,06 5,06 24,94 5-BC3 PVC 49,57 1,00 1 1,00 1, , ,51 0, , ,26 5,26 24, PVC 23,15 4,00 1 1,00 4, , ,21 0, , BC4 PVC 2,84 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,15 2,15 27, PVC 41,05 3,00 1 1,00 3, , ,53 0, , BC5 PVC 3,82 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,58 4,58 25, PVC 28,09 2,00 1 1,00 2, , ,02 0, , BC6 PVC 29,28 1,00 1 1,00 1, , ,80 0, , ,82 5,82 24,18 8-BC7 PVC 51,07 1,00 1 1,00 1, , ,51 0, , ,54 5,54 24, PVC 29,78 11,65 6 0,45 5, , ,57 0, , TL1 Cu 5,50 3,70 6 0,45 1, , ,32 0, , ,94 3,44 16,56 TL1-11 Cu 23,68 3,20 6 0,45 1, , ,78 0, , C Cu 0,74 0,60 3 0,71 0, , ,35 0, , Cu 0,37 2,60 5 0,50 1, , ,62 0, , FG2 FG2-FG1 FG1-TL2 Cu 4,64 0,90 1 1,00 0, , ,83 0, , ,96 7,96 12,04 Cu 1,55 0,70 1 1,00 0, , ,43 0, , ,15 8,15 11,85 Cu 2,80 0,50 1 1,00 0, , ,59 0, , ,69 8,19 11, Cu 1,71 1,70 4 0,58 0, , ,22 0, , D4 D4-D3 Cu 2,71 0,40 1 1,00 0, , ,27 0, , ,56 8,06 11,94 Cu 2,61 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , ,96 8,46 11, Cu 0,23 1,30 3 0,71 0, , ,14 0, , J Total J Tot.+H geom. Presion Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 56

9 TRAMO TIPO L (m) Q (l/s) Aparat. Coef.simult. Qinst. (l/s) V (m/s) D (mm) Dnom.(mm.) 14-D2 D2-D1 V Real (m/s) J (mca/m) J Cu 6,69 0,40 1 1,00 0, , ,27 0, , ,09 8,59 11,41 Cu 2,53 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , ,31 8,81 11, Cu 3,78 0,90 2 1,00 0, , ,12 0, , Cu 0,56 0,50 1 1,00 0, , ,59 0, , U2 U2-U1 U1-W3 16-L3 L3-L4 L4-W4 15-L1 L1-L2 L2-W1 W1-W2 Cu 1,47 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , ,77 7,77 12,23 Cu 0,65 0,15 1 1,00 0,15 2 9, ,91 0, , ,18 8,18 11,82 Cu 2,19 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,27 0, , ,86 8,86 11,14 Cu 1,01 0,30 1 1,00 0, , ,70 0, , ,86 7,86 12,14 Cu 0,88 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , ,99 7,99 12,01 Cu 1,90 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,27 0, , ,59 8,59 11,41 Cu 12,72 0,40 1 1,00 0, , ,27 0, , ,11 9,11 10,89 Cu 0,84 0,30 1 1,00 0, , ,70 0, , ,37 9,37 10,63 Cu 3,80 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , ,95 9,95 10,05 J Total J Tot.+H geom. Cu 3,38 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,57 0, , ,11 10,11 9, Cu 7,40 7,95 1 1,00 7, , ,58 0, , TL6 TL6-TL3 TL3-TL7 TL7-TL4 TL4-TL8 TL8-TL5 Cu 4,10 3,00 1 1,00 3, , ,53 0, , ,10 3,60 16,40 Cu 3,38 2,50 1 1,00 2, , ,99 0, , ,51 4,01 15,99 Cu 11,81 2,00 1 1,00 2, , ,59 0, , ,47 4,97 15,03 Cu 3,61 1,50 1 1,00 1, , ,87 0, , ,99 5,49 14,51 Cu 12,38 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,86 6,36 13,64 Cu 4,19 0,50 1 1,00 0, , ,59 0, , ,67 7,17 12, Cu 10,67 4,95 1 1,00 4, , ,49 0, , Cu 1,77 3,45 1 1,00 3, , ,76 0, , Cu 4,22 3,21 1 1,00 3, , ,63 0, , TL10 TL10-TL11 Cu 2,69 3,17 1 1,00 3, , ,61 0, , ,86 4,36 15,64 Cu 8,57 2,67 1 1,00 2, , ,36 0, , ,26 4,76 15,24 Presion Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 57

10 TRAMO TIPO L (m) Q (l/s) Aparat. Coef.simult. Qinst. (l/s) V (m/s) D (mm) Dnom.(mm.) V Real (m/s) J (mca/m) J TL11-24 Cu 11,05 2,17 1 1,00 2, , ,72 0, , TL9 TL9-TL12 24-LV1 LV1-LV2 LV2-LV3 23-DC1 DC1-DC2 DC2-DC3 22-CV1 CV1-CV2 CV2-CV3 CV3-CV4 21-TL13 Cu 3,17 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,52 3,02 16,98 Cu 5,26 0,50 1 1,00 0, , ,59 0, , ,54 7,04 12,96 Cu 3,76 1,17 1 1,00 1, , ,45 0, , ,64 7,14 12,86 Cu 9,07 1,17 1 1,00 1, , ,45 0, , ,48 7,98 12,02 J Total J Tot.+H geom. Cu 8,16 0,58 1 1,00 0, , ,86 0, , ,55 10,05 9,95 Cu 5,05 0,04 1 1,00 0,04 2 5, ,80 0, , ,61 5,61 14,39 Cu 5,14 0,04 1 1,00 0,04 2 5, ,41 0, , ,27 9,27 10,73 Cu 5,15 0,02 1 1,00 0,02 2 3, ,71 0, , ,36 10,36 9,64 Cu 4,97 0,24 1 1,00 0, , ,36 0, , ,47 5,47 14,53 Cu 1,41 0,24 1 1,00 0, , ,36 0, , ,76 5,76 14,24 Cu 5,00 0,16 1 1,00 0, , ,91 0, , ,28 6,28 13,72 Cu 2,06 0,08 1 1,00 0,08 2 7, ,02 0, , ,72 6,72 13,28 Cu 9,75 1,74 1 1,00 1, , ,38 0, , ,91 4,41 15,59 TL13-25 Cu 8,81 1,24 1 1,00 1, , ,54 0, , TL14 TL14-TL15 Cu 15,23 1,00 1 1,00 1, , ,24 0, , ,88 6,38 13,62 Cu 5,03 0,50 1 1,00 0, , ,59 0, , ,86 7,36 12,64 C-17 Cu 1,25 0,60 3 0,71 0, , ,35 0, , FG2 FG2-FG1 Cu 0,78 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , ,43 7,43 14,57 Cu 1,65 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,99 0, , ,81 8,81 13, Cu 0,21 0,40 2 1,00 0, , ,27 0, , Cu 0,56 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , D3 19-D4 Cu 1,08 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,99 0, , ,33 8,83 13,67 Cu 1,58 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,99 0, , ,75 9,25 13, Cu 4,21 0,20 1 1,00 0, , ,13 0, , D1 20-D2 Cu 1,23 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,99 0, , ,97 9,47 13,03 Cu 1,29 0,10 1 1,00 0,10 2 7, ,99 0, , ,02 9,52 12,98 Presion Begoña Ríos Collantes de Terán Pág. 58