Wyly-eaton 5a5d2k

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Cálculo y dimensionado Para realizar el cálculo y dimensionado de las tuberías de evacuación utilizaremos la norma vigente UNE EN 12056 ("Sistemas de desagüe por gravedad en el interior de edificios").

Normativa EN 12056-2:2000 Actualmente existen muchos tipos de sistemas de desagüe de aguas residuales. Dichos sistemas han sido desarrollados en función de diferentes tipos y usos de aparatos sanitarios instalados en los distintos países así como de las tradiciones técnicas. • Sistema I: Sistema con bajante de descarga única con ramales de tuberías de descarga parcialmente llenas. Los aparatos de descarga están conectados a ramales de tuberías de descarga parcialmente llenas. Estas tuberías están diseñadas con un nivel de llenado de 0.5 (50%) y van conectadas a una bajante única de descarga. • Sistema II: Sistema con bajante de descarga única con ramales de tuberías de descarga de pequeño diámetro. Los aparatos sanitarios están conectados a ramales de tuberías de descarga de pequeño diámetro. Estas tuberías están diseñadas con un nivel de llenado de 0.7 (70%) y van conectadas a una bajante única. • Sistema III: Sistema con bajante de descarga única con ramales de tuberías de descarga totalmente llenas. Los aparatos sanitarios están conectados a ramales de tuberías totalmente llenas. Estas tuberías están diseñadas con un nivel de llenado de 1 (100%) y cada ramal de tubería va conectado individualmente a una bajante única de descarga. • Sistema IV: Sistema con bajantes de descarga separadas. Los sistemas I, II y III también pueden estar divididos con una bajante de descarga de aguas negras para dar servicio a inodoros y urinarios y una bajante de aguas grises para dar servicio a las demás aplicaciones. Una regla de aplicación en todos los sistemas, es que el diámetro nominal (DN) de las tuberías de descarga NO debe ser reducido en la dirección del flujo. En esta capitulo hablaremos siempre de cálculos basados en el "Sistema II" al considerar que es el que mas se adecua a los sistemas habituales de cálculo. Este método de cálculo es válido para todos los sistemas de desagüe por gravedad que evacuan aguas residuales domésticas y aguas residuales industriales calculados de forma independiente.

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EVACUACIÓN

Aguas residuales Como datos básicos para establecer un cálculo necesitaremos las unidades de descarga de cada aparato y los diámetros comerciales de las tuberías. Las capacidades de descarga se basan en los diámetros interiores mínimos. Tabla EV-01. Diámetros (mm) PVC Ø nominal Ø int. mínimo 32 26 40 34 50 44 75 69 90 82 110 103,6 125 118,6 160 153,6 200 192,2 250 240,2 315 302,6

Wavin AS Ø nominal Ø int.mínimo 50 50 70 69 90 81 100 99,4 125 124,4 150 149,4 200 188 -

Unidades de descarga por aparato (l/sg). Sólo a efectos de cálculo.

Desagüe Bajante

Colector

Tabla EV-02. Unidades de descarga (UD) Sistema II Aparato sanitario UD l/s Lavabo, bidé 0,3 Ducha sin tapón 0,4 Ducha con tapón 0,5 Urinario con cisterna de agua 0,5 Urinario con válvula de descarga de agua 0,3 Urinario de placa 0,2* Bañera 0,6 Fregadero de cocina 0,6 Lavavajillas doméstico 0,6 Lavadora hasta 6 kg 0,6 Lavadora hasta 12 kg 1,2 Inodoro con cisterna de 6,0 l 1,8 Inodoro con cisterna de 7,5 l 1,8 Inodoro con cisterna de 9,0 l 2,0 Sumidero de suelo DN 50 0,9 Sumidero de suelo DN 70 0,9 Sumidero de suelo DN 100 1,2 * Por persona

Diámetro PVC M1 Wavin AS 32/40 32/40 40 40

50 50 50 50

32/40 32/40 40 40 40 40 50 110 110 110 50 75 110

50 50 50 50 50 50 50 100 100 100 50 70 100

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Las unidades de descarga de los aparatos sanitarios industriales se determinan de forma individual. Para realizar el cálculo del caudal de aguas residuales, al que solamente están conectados aparatos sanitarios domésticos, se aplicará la siguiente fórmula: Qww = K√∑UD Donde: Qww es el caudal de aguas residuales (l/s) K es el coeficiente de frecuencia de uso (tabla EV-03) ∑ es la suma de unidades de descarga. Tabla EV-03 Utilización de aparatos sanitarios Utilización irregular, por ejemplo viviendas, pensiones, oficinas Utilización frecuente, por ejemplo hospitales, escuelas, restaurantes, hoteles Utilización intensiva, por ejemplo en servicios y/o duchas públicas Utilización especial, por ejemplo en laboratorios

K 0,5 0,7 1,0 1,2

Caudal total (Qtot.) Aparatos sanitarios, aparatos de caudal continuo tipo refrigeradores (Qc) y/o bombas de descarga de aguas residuales (Qp). Qtot = Qww + Qc + Qp Reglas de cálculo: La capacidad hidráulica (Qmax) de la tubería debe ser al menos, la mayor de: a. el caudal calculado de aguas residuales (Qww) o el caudal total (Qtot), o b. el caudal del aparato sanitario con la mayor unidad de descarga (véase la tabla EV-02). El diámetro de las tuberías vendrá marcado por el tipo de instalación o montaje de las mismas.

Cálculo de los desagües En las tablas EV-04 y EV-05 se dan las dimensiones y limitaciones relativas al uso de desagües sin ventilación (Fig. EV-08) y con ventilación (Fig. EV-09).

Esquema de ventilación terciaria.

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EVACUACIÓN

Tabla EV-04. Dimensiones de desagües sin ventilación con ventilación DN tubería mm DN tubería evacuación/tubería ventilación Qmax (l/s) PVC M1 Wavin AS Qmax PVC M1 Wavin AS 0,40 32 50 0,60 32/32 50/50 0,50 40 50 0,75 40/32 50/50 0,80 * 50 1,50 50/32 50/50 1,00 50 50 2,25 75/32 70/50 1,50 75 70 3,00 75/40** 70/50** 2,00 75** 70** 3,40 90/40**** 90/50**** 2,25 90*** 90*** 3,75 90/50 90/50 2,50 110 100 * No permitido **Sin inodoros ***Dos inodoros como máximo y un cambio de dirección no superior a 90º ****No más de un inodoro Tabla EV-05. Limitaciones

2

3

H

1

L

Fig. EV-08. Limitaciones para desagües sin ventilación.

4

2

H

1

sin ventilación con ventilación Longitud máxima de la tubería (L) 10 m sin límite Número máximo de codos a 90º 1* sin límite Desnivel máximo (H) **6 m DN >70 3m (inclinación de 45º o superior) **3 m DN =70 **3 m DN =70 Inclinación mínima 1,5% 1,5% * NO incluido codo de conexión ** Si el Dn<100mm y su inodoro está conectado a un ramal de tubería, ningún otro aparato sanitario puede estar conectado en una zona de 1m por encima de la conexión a un sistema ventilado.

Cálculo de las bajantes 3

L

Fig. EV-09. Limitaciones para desagües con ventilación.

1 2 3 4 L H

Sifón Bajante Desagüe Ramal de ventilación Longitud máxima de la tubería de desagüe Desnivel máximo

El diámetro de la bajante variará en función del diseño de la instalación: - Con ventilación. - Sin ventilación. El diámetro nominal mínimo cuando se conectan inodoros en el "sistema II" será de 90 mm, aunque actualmente el diámetro mas utilizado para el desagüe de inodoros es de PVC M1 110 mm o Wavin AS 100 mm.

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En la tabla EV 06 se dan las dimensiones relativas al uso de ramales de tuberías de descarga para sistemas con ventilación primaria y con ventilación secundaria en bajantes. La capacidad hidráulica variará si el desagüe enlaza a la bajante mediante una rio a 45º ó 87º.

Esquema de ventilación secundaria.

Tabla EV-06. Dimensiones de bajantes con ventilación primaria con ventilación secundaria Qmax DN tubería Qmax DN tubería/ventilación 45º 87º PVC M1 Wavin AS 45º 87º PVC M1 Wavin AS 0,7 0,5 75 70 0,9 0,7 75/50 70/50 2 1,5 75 70 2,6 2 75/50 70/50 2,6 2 90* 90* 3,4 2,6 90/50* 90/50* 3,5 2,7 90 90 4,6 3,5 90/50 90/50 5,2 4 110 100 7,3 5,6 110/50 100/50 7,6 5,8 125 125 10 7,6 125/75 125/70 12,4 9,5 160 150 18,3 12,4 160/90 150/90 21 16 200 200 27,3 21 200/110 200/100 * Diámetro nominal mínimo cuando se conectan inodoros a la bajante

Cálculo de los colectores La capacidad de los colectores se calculará aplicando la fórmula de Colebrook-White (tabla EV 07). Tabla EV-07. Capacidad hidráulica de los colectores de desagüe, nivel de llenado del 70% (h/d = 0,7) DN 100

Pendiente

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DN 125

DN 150

DN 200

DN 250

DN 300

i cm/m

Qmáx. l/s

v m/s

Qmáx. l/s

v m/s

Qmáx. l/s

v m/s

Qmáx. l/s

v m/s

Qmáx. l/s

v m/s

Qmáx. l/s

v m/s

0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00

2,9 4,2 5,1 5,9 6,7 7,3 7,9 8,4 8,9 9,4

0,5 0,8 1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,7

4,8 6,8 8,3 9,6 10,8 11,8 12,8 13,7 14,5 15,3

0,6 0,9 1,1 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8 1,9 2,0

9,0 12,8 15,7 18,2 20,3 22,3 24,1 25,8 27,3 28,8

0,7 1,0 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 2,3

16,7 23,7 29,1 33,6 37,6 41,2 44,5 47,6 50,5 53,3

0,8 1,2 1,5 1,7 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7

31,6 44,9 55,0 63,6 71,1 77,9 84,2 90,0 95,5 100,7

1,0 1,4 1,7 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,1

56,8 80,6 98,8 114,2 127,7 140,0 151,2 161,7 171,5 180,8

1,1 1,6 2,0 2,3 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6

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EVACUACIÓN

Una vez determinado el sistema de cálculo de tuberías para las aguas residuales, a continuación estudiamos el cálculo de las aguas pluviales.

Aguas pluviales Para obtener el diámetro de una red de evacuación de aguas pluviales, debemos tener en cuenta la superficie de cubierta que se va a evacuar en el tramo de estudio y la zona pluviométrica del edificio. Siempre que hablemos de superficie de cubierta tendremos en cuenta que ésta es la proyección horizontal de la superficie real de cubierta (m2) que vierte en nuestra tubería. En la tabla siguiente se recoge la máxima superficie proyectada, expresada en m2, que puede servir una bajante en función de su diámetro y para una intensidad pluviométrica dada de 100 mm/h. Diámetro nominal (mm) de bajante PVC M1 Wavin AS Ø50 Ø50 Ø75 Ø70 Ø90 Ø90 Ø110 Ø100 Ø125 Ø125 Ø160 Ø200

A

Fig. EV-10. Superficie = AxB (m2)

Ø150 Ø200

B

Superficie máxima (m2) servida por una bajante en mm/h proyección vertical para intensidad de 100 65 120 205 430 805 1.255 2.700

En caso de que el edificio se encuentre en una zona con diferente intensidad pluviométrica es necesario modificar esta tabla, multiplicando la columna de las superficies por el siguiente factor de corrección: 100 f= i Siendo i la intensidad pluviométrica de la zona. Mas adelante explicaremos la forma de hallarla. También podemos calcular el diámetro de una tubería de evacuación de aguas pluviales mediante su caudal (Q). Para la determinación de caudales recogidos en una cubierta o terraza se emplea la expresión: S·i·e Q= 3600 Q = caudal a desaguar (l/sg) S = área en proyección horizontal de la superficie recogida (m2) i = intensidad pluviométrica (mm/h) e = coeficiente de escorrentía, fracción entre aguas precipitadas y aguas recogidas (le daremos un valor de 1 en edificios) 15

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Cálculo de la intensidad pluviométrica ( i ) Tendremos en cuenta los siguientes datos: La máxima intensidad media de 1 hora para un periodo de retorno de 10 años Pasos a seguir: 1. Identificar la situación del edificio en el mapa de curvas de intensidad pluviométrica (pág. 17). 2. Elegir la curva de intensidad mas próxima. 3. Con este dato buscar en la tabla EV-08 la curva de intensidadduración adecuada. De ahí se obtiene la intensidad pluviométrica en mm/h. La intensidad de una lluvia varía con la duración de ésta. Así las lluvias mas cortas son generalmente mas intensas, con lo que lo ideal para realizar un cálculo óptimo en una red de evacuación es elegir en la tabla EV-08 diez minutos de duración del chubasco. Tabla EV-08. Curvas de Intensidad - Duración para el cálculo de precipitaciones máximas desde 10 minutos hasta 2 horas

mm/h 300 280

Intensidad máxima (mm/h)

260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Duración de la lluvia, tiempo de concentración (minutos)

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110

120

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EVACUACIÓN

Mapa de curvas de intensidad. Duración de lluvias cortas con periodo de retorno decenal

* Mapa en CD adjunto

El resultado obtenido será aplicado en la fórmula S·i·e Q= 3600 anteriormente explicada, para obtener el caudal pluviométrico en l/sg, con el cual podremos buscar el diámetro adecuado de tubería bajante (tabla EV-09) o el diámetro de colector (tabla EV-07), según norma UNE EN 12056. El caudal de diseño máximo en las bajantes de aguas pluviales no debe ser superior a la capacidad dada en la tabla, debiéndose usar un nivel de llenado del 0,33.

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Tabla EV-09. Capacidad de las tuberías verticales de desagüe de aguas pluviales Diámetro interior, Capacidad Diámetro interior, Capacidad di, de la tubería de desagüe di, de la tubería de desagüe de aguas pluviales QRWP de aguas pluviales QRWP (mm) (l/s) (mm) (l/s) Nivel de Nivel de Nivel de Nivel de llenado llenado llenado llenado ƒ = 0,20 ƒ = 0,33 ƒ = 0,20 ƒ = 0,33 50 0,7 1,7 140 11,4 26,3 55 0,9 2,2 150 13,7 31,6 60 1,2 2,7 160 16,3 37,5 65 1,5 3,4 170 19,1 44,1 70 1,8 4,1 180 22,3 51,4 75 2,2 5,0 190 25,7 59,3 80 2,6 5,9 200 29,5 68,0 85 3,0 6,9 220 38,1 87,7 90 3,5 8,1 240 48,0 110,6 95 4,0 9,3 260 59,4 137,0 100 4,6 10,7 280 72,4 166,9 110 6,0 13,8 300 87,1 200,6 120 7,6 17,4 > 300 * * 130 9,4 21,6 * * * Usar la fórmula de Wyly-Eaton NOTA: Basada en la fórmula de Wyly-Eaton: QRWP = 2,5 · 104 · kh0,167 · di2,667 · ƒ1,667 donde QRWP es la capacidad en litros por segundo (l/s) de la tubería de desagüe de aguas pluviales kh es la rugosidad de la tubería, en milímetros (se asume 0,25 mm) di es el diámetro interior, en milímetros, (mm) de la tubería de desagüe de aguas pluviales ƒ es el nivel de llenado, definido como la proporción de la sección transversal llena de agua, sin dimensiones Conviene observar que la capacidad del sistema de evacuación de aguas pluviales depende normalmente de la capacidad de la salida de desagüe del canalón o de la salida de desagüe del tejado plano, mas que de la capacidad de la tubería de evacuación de aguas pluviales. Para realizar el cálculo de canalones para pluviales ver capitulo Sistemas para la canalización de aguas en el exterior de edificios (pág. 148). Cuando el sistema a calcular sea mixto, se sumaran los caudales resultantes de las aguas pluviales y las aguas residuales. Si una bajante de pluviales se une a un colector de aguas residuales, la unión debe estar un mínimo de 1,5 m por debajo del aparato sanitario mas bajo, impidiendo así que por causa de una lluvia torrencial pueda pasar el agua a los sanitarios. 18

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EVACUACIÓN

Montaje de las abrazaderas o collarines

Normativa UNE ENV 13801 Se dispondrán puntos fijos en las embocaduras de los tubos o en las embocaduras de los rios. Solamente debe instalarse como punto fijo una abrazadera fija por cada tubo. Las abrazaderas guía se instalarán de tal manera que la distancia entre ellas nunca exceda de la distancia recomendada en la tabla EV-10. Tabla EV-10. Distancia entre abrazaderas Distancia máxima Diámetro entre Abrazaderas PVC Wavin AS Horizontal Vertical 32 0,50 1,20 40 0,50 1,20 50 50 0,50 1,50 75 70 0,80 2,00 90 90 0,90 2,00 110 100 1,10 2,00 125 125 1,25 2,00 160 150 1,60 2,00 200 200 1,70 2,00 250 2,00 3,00 315 3,00 3,00

Para la instalación de abrazaderas, además de cumplir estas premisas, se seguirán las instrucciones dadas para cada material, ya que su unión y su respuesta ante las dilataciones es diferente: • PVC M1 de Uralita: Montaje de las abrazaderas / collarines en pag. 23. • Wavin AS de Uralita: Montaje de las abrazaderas isofónicas en pag. 31. Si la parte superior del colector queda a más de 25 cm del forjado que lo sustenta, los anclajes se realizarán mediante silletas o trapecios de fijación, convenientemente anclados para evitar el desplazamiento de dichos puntos por pandeo del soporte.

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