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Diseño de sistemas de edificación

1. PLOMERÍA

- Cuántos aparatos?

- Cómputo del tanque/cisterna de reserva?

- Diagrama monolineal

2. MEDIOS DE SALIDA

- Cuántas salidas?

- Cuán distantes?

- Máxima distancia e viaje / trayecto común?

3. SISTEMA DE DETECCIÓN/ALARMA Y EXTINCIÓN DE FUEGO

- Determinar si lleva sprinklers (IBC 2009) Bussiness

- Determinar hazard classification NFPA 13 (Ordinary Hazard I)

- Requisitos de manguera: cuántas?, cuán distantes?, diámetro abasto?

- Cómputo del tanque cisterna?

- Diagrama monolineal

4. AIRE ACONDICIONADO

- Qué sistema de aire acondicionado?

- Cómputo del tamaño del sistema?

- Ruta de refrigerante?

- Conductos de A/C (SAD-RAD-EXH-FAI)?

5. ELECTRICIDAD

- Estudio de carga (KVA)?

- Transformadores – Planta – Banco de Medición- Dist. Primaria/secundaria?

- Monolineal

Diseño del sujeto de estudio a partir del

Kit of parts

Ejemplos de composiciones de edificios…

U


Slab-barra


Torre

Diagramas de distribución

Loop

Grid/net

Main-Branch

Fractals/hub O

U

Slab-barra

L

Esquemas planimétricos

A

B

A-3

A-2

A-1

B-3

B-2

B-1 Eléctrico

2

1

3

Plomería

A/C

Monolineales

DIAGRAMA MONOLINEAL DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

? ?

?

? ¿Ruta de distribución de abasto de

agua (por ala y por piso)? Fittings?,

válvulas? Diámetros de linea?

Caja de metro de agua –

Ubicación?, tamaño?, válvulas?

Cisterna de abasto de agua-

Tamaño/capacidad?, ubicación?, ?

Estación de bombeo/riser –

Ubicación? Tamaño?/capacidad?

? Recolector agua de lluvia–

Ubicación? Tamaño?/capacidad?

2 1

3

PLOMERIA

ería

DIAGRAMA MONOLINEAL DE RECOLECCIÓN DE AGUAS USADAS

?

?

?

Bajantes y troncal de recolección

sanitaria - ruta?, diámetros?,

registros?

Punto de conexión sanitaria -

Ubicación?, tamaño?

Vivienda privada 400 galones/diario X unidad básica de vivienda (UBV)

Vivienda pública 300 galones/diario X unidad básica de vivienda (UBV)

Vivienda rural 250 galones/diario X unidad básica de vivienda (UBV)

Comercial (local) 300 galones/diario X 1,000 pies2

Comercial (desarrollo) 7,000 galones/diario X cuerda de terreno destinada a comercio

Oficina (local) 300 galones/diario X 1,000 pies2

Industria liviana (local) 350 galones/diario X 1,000 pies2

Industria liviana (desarrollo) 10,000 galones/diario X cuerda de terreno destinada a comercio

Hospital 350 galones/diario X cada cama

Escuela 30 galones/diario X estudiante

Hotel 700 galones/diario X habitación (considera todo el consumo)

Descuentos por facilidades/servicios no provistos:

No lavandería: - Deducir 100 gals x habitación

No playa: - Deducir 100 gals x habitación

No comida: - Deducir 100 gals x habitación

No piscina: - Deducir 50 gals x habitación

ABASTO DE AGUA REQUERIDO POR USO PROPUESTO

CÁLCULO DE CANTIDAD DE APARATOS A PARTIR DE LA CANTIDAD DE OCUPANTES (OCCUPANCY LOAD)

CÁ

LC

UL

O D

E C

AN

TID

AD

DE

AP

AR

AT

OS

A

PA

RT

IR D

E L

A C

AN

TID

AD

DE

OC

UP

AN

TE

S (

OC

CU

PA

NC

Y L

OA

D)

CÁLCULO DE SUSTITUCIÓN DE URINALES

Líneas de ventilación (Stack Vent)

Building Construction Illustrated; Francis D.K. Ching)

Maximum Fixture Units per Branch & per Stack

CÁLCULO DE LÍNEAS SANITARIAS

Minimum Size of Drainage Pipe by Fixture

ixture Units on one Stack

CÁLCULO DE LÍNEAS SANITARIAS

“DOUBLE CHECK OVERRIDE”

?

?

? ?

? ?

? Entrada de agua al sistema-

origen?, ruta?, diámetros?

Cisterna de extinción de fuegos –

Capaciad/tamaño?, ubicación?

Sistema de bombeo sprinklers –

Capaciad/Tamaño?, ubicación?

SIAMESA – Cantidad? Ubicación?

Conexión al sistema?

RISER– cantidad? ubicación?.

Diametro de linea?, conexión?,

componentes?

Gabinetes de mangas – cantidad?

Ubicación/distancia max.?.

Diametro de linea?, conexión?

Distribución de cabecillas–

cantidad? Combinación (loop?

branc’h?)?. Diametros de linea?

(pipe shedule), conexión?,

componentes?

2

1

3

SPRINKLERS

GRID

BRANCH

LOOP

El abasto de agua tiene múltiples

rutas para una misma cabecilla.

Requiere cómputo hidráulico

balanceando varios escenarios.

Diámetros promediados (NO PIPE

SCHEDULE)

El abasto de agua tiene una sola

ruta hasta cada cabecilla a través

de un sistema jerarquizado

(troncal/ramal). Se puede

establecer la cantidad de cabecillas

atendida por cada segmento de

tubo. (PIPE SCHEDULE)

El abasto de agua tiene múltiples

rutas para una misma cabecilla a

través de un sistema jerarquizado

(troncal/ramal). Se puede

establecer la cantidad de cabecillas

atendida por cada segmento de

tubo. (PIPE SCHEDULE)

Distancia máxima a la pared,

50% de la distancia entre

rociadores.

Distancia mínima a la pared,

4” (10 cm.)

Mínima distancia entre

rociadores, 6 ft. (1.8 mts.)

Verificar posibles

obstrucciones.

Cobertura máxima por

circuito (riser); riesgo ligero u

ordinario: 52,000 ft2.

(4,831m2), riesgo

extraordinario o almacenes:

40,000 ft2. (3,716m2)

Espaciamiento entre rociadores (8.6.3):

Table 24.9 Protected Area, Maximum Spacing, and Distances Below Ceiling for Sprinklers

Part A. UPRIGHT (SSU) AND PENDANT (SSP) SPRINKLERS

Light Hazard Ordinary Hazard Extra Hazard High-Piled Storage

Construction Type

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Noncombustible obstructed

and unobstructed, and

combustible unobstructed

Combustible obstructed

225 15 130 15 100 12 100 12

168 15 130 15 100 12 100 12

Part B. STANDARD SIDEWALL SPRAY SPRINKLERS

Light Hazard Ordinary Hazard

Combustible

Finish

Noncombustible or

Limited-Combustible

Finish

Combustible

Finish

Noncombustible or

Limited-Combustible

Finish

Maximum distance along the

wall (S)

Maximum room width (L)

Maximum protection area

14ft 14ft 10ft 10ft

12ft 14ft 10ft 10ft 120ft 196ft 80ft 100ft

Part C. EXTENDED COVERAGE (EC) UPRIGHT AND PENDANT SPRAY SPRINKLERS

Construction Type

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Protection

Area, ft2

Spacing

(max.), ft

Unobstructed 400 20 400 20 196 14 196 14

324 18 324 18 144 12 144 12

256 16 256 16

196 14

144 12

Obstructed noncombustible

(when specifically listed for

such use)

Obstructed combustible

400 20 400 20 196 14 196 14

324 18 324 18 144 12 144 12

256 16 256 16

196 14

144 12

Light Hazard Ordinary Hazard Extra Hazard High-Piled Storage

NA NA NA NA NA NA NA NA

Table 14.5.2.2.1 Light Hazard Pipe Schedules

Steel Copper

1 in. 2 sprinklers 1 in. 2 sprinklers

1 1/4 in. 3 sprinklers 1 1/4 in. 3 sprinklers





4 in. See Section 8.2 4 in. See Section 8.2

For SI units, 1 in. = 25.4 mm

Table 14.5.3.4 Ordinary Hazard Pipe Schedules

Steel Copper










8 in. See Section 8.2 8 in. See Section 8.2

For SI units, 1 in. = 25.4 mm

IBC – OCCUPANCY GROUP [Determinar si lleva o no lleva sprinklers]

NFPA-13 - HAZARD GROUPS [Criterios para el diseño]

Light Hazard:- Desde 1,500 ft2 /.10 - Hasta 3000 ft2 / .07

Ordinary 1: - Desde 1,500 ft2/.15 - Hasta 4,000 ft2 /.10

Ordinary 2: - Desde 1,500 ft2/.20 - Hasta 4,000 ft2 /.15

Ext-Hazard 1:- Desde 2,500 ft2/.30 - Hasta 5,000 ft2/.20

Ext- Hazard 2:- Desde 2,500 ft2/.40 - Hasta 5,000 ft2/.30

Estos valores indican (para cada caso) la mínima superficie que se

deberá proteger en una activación del sistema (no se activa la totalidad)

y la densidad (GPM/pie2) requerida para atender dicha área. Nótese

que a mayor área, se ajusta la densidad, pero el resultado final (volúmen

despachado) aumenta junto con el área.

Table: 11.2.3.1.1 Hose Stream Demand and Water Supply

Duration Requirements for Hydraulically Calculated System

Occupancy Inside Hose

(gpm)

Total Combined

Inside and Outside

Hose (gpm)

Duration

(minutes)

Light hazard 0, 50, or 100 250 60

Ordinary hazard 0, 50, or 100 500 60-90

Extra hazard 0, 50, or 100 750 120

For SI units, 1gpm = 3.785 L/min

Para establecer el caudal (GPM) del sistema:

Se considera el área a ser protegida y se multiplica por la

densidad requerida. El valor de la densidad requerida se obtiene

de la tabla area/densidad (Hazard Classification) Este cómputo

establece el caudal requerido por el sistema de sprinklers.

A este número se suma el caudal considerado para los

gabinetes de manguera. Este es el número menor entre la

suma real de gabinetes y el total combinado a partir de la tabla

(Hazard Classification)

La suma de ambos caudales es la demanda de agua del

sistema en GPM’s. (Galones por minuto). Esta cifra se multiplica

por los minutos que se requiere operar el sistema (Hazard

Classification) y se conoce así el tamaño del tanque/cisterna de

fuego

Diagrama monolineal bombeo-distribución

Cobertura máxima por circuito (riser); riesgo ligero u

ordinario: 52,000 ft2. (4,831m2), riesgo

extraordinario o almacenes: 40,000 ft2. (3,716m2)

?

?

?

?

?

COOLING TOWER– cantidad?

Ubicación? conexión?,

componentes?

CHILLER/PUMPS– cantidad?

Ubicación? conexión?,

componentes?

Cicuito AC–

ruta SAD?(distribución),

ruta RAD? (recolección)

AHUs– cantidad? Ubicación?

conexión?, componentes?

CIRCUITO AGUA HELADA–

Ruta?, layout (loop)?, tamaño/diam?

A/C

Sistema Chilled Water sirviendo múltiples pisos

Sistema Chilled Water

http://mingovalley.com/resources/hvac-dictionary.php

http://mingovalley.com/resources/hvac-dictionary.php

http://mingovalley.com/resources/chiller-basics.php



1 TONELADA [ENFRIAMIENTO]

400 CFM [FLUJO AIRE]

200 Sq. Ft. [AREA SERVIDA] A R E A x 2 = C F M ’S

Ejemplo:

6,500 sq.ft /200 = 32 tons Ejemplo:

32 tons x 400 = 12,800 cfm’s

Ejemplo:

6,500 sq.ft x 2 = 13,000 cfm’s

DISEÑO DE SISTEMAS DE A/C

III. Establecer el tamaño de los conductos [sistema de distribución]:

A partir del volúmen total de aire (Total CFM’s) se establece el

máximo tamaño del conducto, mediante tabla (DUCTOLATOR)

Se consideran entregas de aire en cada espacio/habitación a razón de 1.66

– 2.00 cfm’s por pie cuadrado. Las salidas de A/C deberán entregar entre

120 y 450 cfm’s. (alrededor de 200 cfm’s preferiblemente)

Conforme se distribuyen los CFM’s el volúmen de aire en el ducto se va

reduciendo, y consecuentemente la presión y la velocidad de flujo (Venturi)

se hace necesario reducir el tamaño del ducto para recuperar

presión/velocidad ante un volúmen menor.

El aire que se mueve en tramos de ducto particularmente largos pierde

velocidad por fricción. Se hace necesario reducir su tamaño para

recuperar. (Venturi: presión = velocidad)

TÍPICO SISTEMA DISTRIBUCIÓN DE A/C

[CON RETORNO ABIERTO]

ENSAMBLAJE TÍPICO DE COMPONENTES

[MANEJADORA DE AIRE]

Voltio-amperios (VA) por pie²

Tipo de ocupación Iluminación Recept/Power AC eléctricos AC no-eléctricos % Incremento

en 10 años

Auditorios

General 1.0 - 2.0 0 12 – 20 5 – 8 20 – 40

Escenario 20 – 40 0.5

Galería de arte 2.0 – 4.0 0.5 5 – 7 2.0 – 3.2 20 – 40

Banco 1.5 – 2.5 5 – 7 2.0 – 3.2 30 – 50

Cafetería 1.0 – 1.6 0.5 6 – 10 2.5 – 4.5 20 – 40

Iglesia/templo 1.0 – 3.0 0.5 5 – 7 2.0 – 3.2 10 – 30

DPC (cuarto de data) 1.2 – 2.10 2.5g 12 – 20 5 – 8 50 – 200

Tiendas por departamento

Sótano 3 – 5 1.5 5 – 7 2.0 – 3.2 50 – 100

Nivel principal 2.0 – 3.5 1.5 5 – 7 2.0 – 3.2 50 – 100

Niveles superiores 2.0 – 3.5 1.0 2.0 – 3.2 50 – 100

(Multi) vivienda (no hotel)

0 - 3,000 ft² 3.0 5.0 – – 50 – 100

3,000 – 120,000 ft² 0.4 0.15 – –

sobre 120,000 ft² 1.5 – 2.5 2.0 – –

Garage/estacionamiento – – 10 – 30

Hospital 1.0 – 3.5 1.5 5 – 7 2.0 – 3.2 40 – 80

Hotel 1.0 – 2.0 0.5

Vestíbulo/Lobby 1.0 – 1.5 1.0 5 – 8 2.0 – 3.5

Cuartos (sin cocina) 2.0 – 3.0 5 – 20 3 – 5 1.5 – 2.5 30 – 60

Edificio industrial (ligero) 1.2 – 2.2 0.5 – – 50 – 100

Laboratorio 1.5 – 3.0 1.5 6 – 10 2.5 – 4.5 100 – 300

Biblioteca 1.0 – 2.0 0.5 5 – 7 2.2 – 3.2 30 – 40

Centro médico (clínica) 1.5 – 3.5 2.5 4 – 7 1.5 – 3.2 50 – 80

Motel 1.2 – 2.5 0.5 – – 30 – 60

Edificio de oficinas 1.5 – 2.8 2.5 4 – 7 1.5 – 3.2 50 – 80

Restaurante 6 – 10 2.5 – 4.5 20 – 40

Escuela 2.0 – 2.5 2.0 3.5 – 5.0 1.5 – 2.2 50 – 80

Tiendas (negocios) 2.0 – 3.5 0.5

Barbería/beauty 2.0 – 3.0 0.5 40 – 80

Ropa/vestidos 2.0 – 3.0 0.5 5 – 9 2 – 4 40 – 80

Farmacia 2.0 – 3.5 0.5 5 – 9 2 – 4 40 – 80

Convenience 0.25 – 1.0 – 4 – 7 1.5 – 3.2 40 – 80

Specialties 0.3 – 4 – 7 1.5 – 3.2 40 – 80

Almacén (storage) 0.25 – – – 10 - 30

Para todo lo de arriba (excepto vivienda sencilla):

Pasillos/closets/corredores 0.5

Espacios de almacén 0.25

ESTIMADO DE CARGA ELÉCTRICA (kVA)

Fuente: Mechanical & Electrical Equipment for Buildings 10th Edition; B. Stein et Al; John Wiley & Sons; Hoboken, New Jersey; 2006

Distancia de trayecto en acceso a salida Exit Access Travel Distance

La distancia de

escape se mide en el

trayecto a recorrer en

el acceso a salida bajo

consideración. No se

trata de la distancia

total de escape (hasta

el exterior), sino más

bien la distancia que

un ocupante deberá

transitar dentro del

área de acceso a

salida, antes de

alcanzar el próximo

nivel de protección

(salida/exit) en la ruta

de escape Table provide the maximum length of exit-access travel distances, measured from the

most remote point in the exit-access space to the entrance to an exit along a “natural

and unobstructed path of egress travel”

Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)

Ruta común del trayecto de salida Common-Path-of-Egress Travel

La porción del área de acceso a salida (exit access) que los ocupantes

deben atravesar antes de que legítimamente dispongan de dos o más

alternativas de escape (diferentes y discernibles), conducentes a dos

salidas diferentes.


Cantidad requerida de salidas (exits) y salidas

del área de acceso a salida (exit-access doorways)

Se requerirá un mínimo de dos puertas/medios de salida, toda vez que

la carga de ocupación (occcupancyl oad) exceda los valores indicados

en la tabla 1015.1, o toda vez que las condiciones / distancia de la ruta

común del trayecto de salida exceda los parámetros establecidos en

1014.3


A. Assembly

B. Business

E. Educational

F. Factory Industrial

H. High Hazard

I. Institutional

M. Mercantile

R. Residential

S. Storage

U. Utility


Disposición requerida de salidas (exits) y salidas

del área de acceso a salida (exit-access doorways)

Toda vez que se requieran dos

puertas/medios de salida, éstos se

dispondrán a una distancia no menor

que la máxima diagonal del

espacio/edifcio en cuestión.

Si el edificio cuenta con un pasillo de

escape asilado por una construcción

corta fuego de 1 hora, la distancia

entre escaleras no se verá limitada. En

caso de edificios que excedan 420’ de

altura, la distancia mínima será de 30’-

0”entre escaleras, y se requerirá una

tercera escalera.

Si el edificio cuenta con sprinklers, la

distancia mínima entre medios de salida

será 1/3 de la diagonal.

Toda vez que se requieran tres medios

de salida, se dispondrán a ½ de la

diagonal, con el tercero ubicado a

discresión de las autoridades.

Ancho del medio de salida

Escaleras 0.3” por ocupante

min. 48” (ADA)

Otros 0.2” por ocupante

36” min

Area de refugio

Un espacio de 30” x 48” por

cada 200 ocupantes

(unsprinklered)

Toda vez que se requieran

múltiples medios de salida, por

lo menos dos de ellos deberán

diseñarse de forma que sean

accesibles a personas con

impedimentos (ADA) Building Code Illustrated 2009 Edition (Francis D.K. Ching/Steven R Winkel)

Descansos de escaleras El ancho del descanso será igual al descanso de la escalera, o el

de la puerta de acceso a ésta; cual fuere mayor.

Dimensión mínima de 44”a lo largo de la dirección de viaje, excepto

en ocupaciones residenciales, en donde se acepta un largo mínimo

de 36”a lo largo de la dirección de viaje.

Puertas en serie (doble puerta una tras la otra) deberán disponerse

a una distancia mínima de 44”libres sin contar el arco de uso de la

puerta.


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