SISTEMA DE BOCAS DEINCENDIO Y CALCULO

HIDRAULICO

Museo Figari

Juan Carlos Gomez 1427Ciudad Vieja, Montevideo.

Formato A4

Galicia 1811 esq. Arenal GrandeTel/Fax 2401 3408 - Cel: 094 196 094

luisbeltramelli@gmail.comMontevideo -Uruguay

MEMORIA DE SISTEMA DE TOMAS DE AGUA Y BOCAS DE INCENDIO

Referencias Normativas:

- IT-01 Requisitos administrativos - IT-05 Sistemas de Tomas de Agua y Bocas de Incendio. - CBSP IT-22/11 Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio.

Generalidades: Se tiene en cuenta para el proyecto de instalación de las BI que el edificio cuenta con Valor Histórico Patrimonial Grado 3, por lo que no se pueden realizar intervenciones importantes que involucren romper o picar las paredes y perforar losas. Este proyecto así de esta forma tiene el aval de la Comisión de Patrimonio del MEC.

En este caso particular no podemos colocar una BI a una distancia menor de 5 m del acceso principal, por lo anteriormente mencionado del Grado Patrimonial.

El estado de la edificación no permite colocar la reserva de agua en la azotea por ser un peso importante a la estructura que es de muros portantes, y por su grado de preservación no se puede colocar la reserva de agua en el subsuelo.

Se aclara que con las BI proyectadas se tiene acceso a todo el edificio.

Descripción: En este caso se colocarán 5 Bocas de Incendio y 1 Boca de Incendio Exterior ubicada en la vereda pública. Por esta boca de incendio exterior se alimenta la red de incendio desde el camión cisterna. Estarán debidamente señalizadas con sus carteles correspondientes. Estarán ubicadas en los lugares que figuran en los planos de medidas de protección contra incendios.

Los componentes de las instalaciones deben ser normalizados y homologados por la Dirección Nacional de Bomberos. Cañería: Las tuberías serán de Hierro Galvanizado ya que estarán expuestas, y deberán ser pintadas de color rojo. Ubicación de las Bocas de Incendio: Estarán posicionados según lo que exige bomberos:

- En las proximidades de las puertas externas, escaleras y/o acceso principal a ser protegido, a no más de 5 m de éstas.

- En posiciones centrales de las áreas protegidas. - Fuera de cajas de escaleras o antecámaras de humo. - A una altura de 1 o 1,5 m del nivel de piso.

Por ser un edificio patrimonial se proyectaron las cañerías teniendo en cuenta el menor impacto posible en la edificación, y buscando el punto más central posible de cada planta. En este caso se proyecta el trazado de la cañería por un pozo de aire al fondo de la edificación, donde luego se ingresa al edificio abriendo solamente un hueco por donde pase el caño de abastecimiento desde el exterior al interior, sin afectar notoriamente la edificación. Desde los puntos proyectados se tiene alcance a todo el edificio con mangueras de 25 m de largo. (En planos se marca la ubicación de cada boca de incendio en cada nivel del edificio). Boca de Incendio Exterior (BIEx): Estará posicionada según lo que exige bomberos:

- La localización de la boca de incendio exterior debe permitir la aproximación del vehículo de incendio para el recalque de agua.

- El dispositivo de recalque puede ser constituido de un hidrante de columna para exterior, localizado a una distancia máxima de 10 m, hasta el local donde se pueda estacionar el o los vehículos de bomberos.

- Se prohíbe la instalación de la boca de incendio exterior en lugares de circulación o pasaje de vehículos.

La BIEx se colocará en la vereda: La boca de incendio exterior se situará en la vereda pública, y debe poseer las siguientes características:

1- Ser enterrada en caja de mampostería, con fondo permeable o drenaje. 2- La tapa debe ser articulada y con recuadro en hierro fundido o material similar,

identificado con la palabra “INCENDIO”, con dimensiones de 0,40 x 0,60 m. 3- Estar distanciada a 0,50 m del cordón de la vereda. (A esa distancia queda alejada

de toda la cañería de UTE, Antel o Gas que va del centro de la acera hacia la línea de predio).

4- La boca de entrada volteada hacia arriba en ángulo de 45º y posicionada, como máximo, a 15 cm de profundidad en relación al piso de la vereda.

5- El volante de maniobra debe ser situado como máximo 0,50 m del nivel del piso terminado de la vereda.

6- La válvula debe ser del tipo globo o esférica, permitiendo el flujo de agua en los dos sentidos e instalada de forma de garantizar su adecuada manipulación.

Unión Storz Llave Globo y Unión Storz

Vista de Tapa en Acera (Ejemplo) Vista General de acera y BIEx. (Ejemplo) Nichos de Incendio: Los Nichos para las mangueras de incendio pueden ser construidos de materiales metálicos, hormigón, ladrillos o fibra de vidrio, debiendo ser señalizados. Deben poseer apoyo o fijación propia, independiente de la tubería que abastece las bocas de incendio. Pueden ir incorporados al paramento. El nicho debe tener utilización exclusiva. No permitiéndose ningún otro uso. La puerta del nicho NO puede ser cerrada con llave. Puede ser instalada la válvula en el interior del nicho, debiendo su manipulación y mantenimiento estar garantizados.

Las mangueras de incendio, la toma de agua y el tablero de activación de la bomba de incendio pueden ser instaladas dentro del citado nicho, siempre que no impidan la maniobra o la sustitución de cualquier pieza vinculada al mismo. La ubicación de los nichos se especifica en planos, y estarán en lugar visible y de fácil acceso. Las mangueras de incendio deben ser acondicionadas dentro de los nichos en forma de zig-zag o enrolladas. Las mangueras que se permiten enrolladas son las de cuerpo semi-rígido, acondicionadas con el uso de carretel axial, permitiendo su utilización con facilidad y rapidez.

Nicho Interior con Señalización sobre puerta de vidrio el nicho

Aparte se Adjunta Cálculo Hidráulico por parte de Ingeniero Hidráulico, atendiendo en todo con la normativa de la DNB.

Dirección Nacional de Cultura

Museo Figari

SISTEMA FIJO DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS

MEMORIA DE CÁLCULO HIDRÁULICO

Agosto de 2014

Ing. Civil H/A Dahiana Dávila Monelos - ing.dahianadavila@gmail.com - 094 042 752

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Ing. Civil H/A Dahiana Dávila Agosto 2014 Pág. 2

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3

2. Criterios de diseño .......................................................................................................................... 4

2.1. Descripción del local................................................................................................................ 4

2.2. Sistema de bocas de incendio ................................................................................................. 4

2.3. Presión de servicio .................................................................................................................. 4

2.4. Manguera de incendio y puntero ............................................................................................ 5

2.5. Alcance del chorro de agua ..................................................................................................... 5

2.6. Cañerías y velocidad de flujo admisible .................................................................................. 5

2.7. Cálculo de pérdidas de carga .................................................................................................. 5

3. Curva de la instalación .................................................................................................................... 8

3.1. Alcance del chorro de agua ..................................................................................................... 9

4. ANEXO I ......................................................................................................................................... 10

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1. INTRODUCCIÓN

El presente informe se enmarca dentro del trámite de aprobación del proyecto técnico del sistema

de protección contra incendios del local ubicado en calle Juan Carlos Gómez N° 1427, de la ciudad de

Montevideo.

Se presentan aquí los fundamentos técnicos y los resultados obtenidos en el diseño del sistema

hidráulico de protección, compuesto por cinco bocas de incendio conectadas a una columna seca. Se

proyecta una boca de incendio exterior para el abastecimiento del sistema mediante la conexión de

camión cisterna de bomberos.

El informe se estructura básicamente en 3 capítulos:

- Capítulo 1 –Corresponde a la presente introducción.

- Capítulo 2 – Se describen los criterios de diseño, fórmulas y metodología de cálculo utilizada

para la verificación hidráulica del sistema.

- Capítulo 3 – Se efectúa la selección del equipo de bombeo.

En los anexos se presentan láminas que esquematizan el sistema.

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2. CRITERIOS DE DISEÑO

El proyecto de la red anti-incendios se basa en la normativa nacional de referencia: Decreto 222/2010

de la Dirección Nacional de Bomberos que rige para construcciones destinadas a locales comerciales

e industriales. Asimismo, se emplearon los instructivos técnicos que lo anexan.

A continuación se presentan los criterios utilizados en función de las características del local.

2.1. Descripción del local

El local en cuestión tiene como destino su uso como museo. Es una edificación con área aproximada

de 2.100 m2 que cuenta con tres niveles adicionales a planta baja y un subsuelo. La altura del edificio

es 20,50 m.

Según el uso la edificación se clasifica como categoría E-1 ("Local de reuniones públicas - Local con

objetos de valor inestimable").

2.2. Sistema de bocas de incendio

Se proyecta un sistema de columna seca con bocas de incendio Tipo 1.

Se proyectan cinco bocas de incendio ubicadas de manera tal de cubrir la totalidad del área de la

edificación. Las mismas fueron situadas siguiendo las recomendaciones de la normativa. Conjunto a

las bocas de incendio se proyecta la instalación de puntos de toma de agua de encastre rápido para

manguera de incendio de 45 mm de diámetro.

Se proyecta la alimentación del sistema mediante la conexión de camión cisterna de bomberos a una

boca de incendio exterior. El diseño del sistema se realiza de forma de garantizar un caudal mínimo

de 60 L/min en el puntero de la manguera de condición hidráulica más comprometida.

El sistema seleccionado es consecuencia de las características edilicias del local que no permiten la

colocación de tanques para reserva de agua en los pisos superiores por cuestiones estructurales,

además de no poseer aberturas de suficiente tamaño para introducir tanques en el subsuelo.

2.3. Presión de servicio

Se requiere una presión de servicio de 4,0 Kg/cm2 en el puntero de la manguera de la boca de incendio

ubicada en la condición hidráulicamente más desfavorable.

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El escenario de diseño se corresponde con un foco ígneo a nivel del tercer piso, con la boca de

incendio Nº5 en funcionamiento y puntero de manguera a 1,0 m del piso (ver láminas).

2.4. Manguera de incendio y puntero

Se proyecta la colocación de mangueras semirrígidas de 25 mm de diámetro y 25 m de longitud con

carreteles axiales, con puntero regulable.

2.5. Alcance del chorro de agua

El alcance del chorro de agua pleno que sale del puntero no debe ser inferior a 8 m, ubicando el

puntero de forma horizontal a 1,0 m de altura del piso.

Para la estimación del alcance horizontal del chorro se emplea la ecuación de Freeman:

3048.0)52607.0

5.0( ××++= ap

d

Donde:

� d es el alcance horizontal del chorro

� p es la presión en el puntero de la manguera (Kg/cm2)

� a es un parámetro que depende del diámetro del puntero

para d≤ 3/4’’’, a = 0

para d> 3/4’’’, a = (d-3/4’’)/(1/8’’)

2.6. Cañerías y velocidad de flujo admisible

Las tuberías que componen el sistema fijo contra incendio serán de hierro galvanizado HG de

diámetro nominal de 2’’.

Para el correcto desempeño hidráulico del sistema se limita la velocidad de flujo a 5 m/s a través de

la línea de impulsión.

2.7. Cálculo de pérdidas de carga

Las pérdidas de carga distribuidas del sistema se calcularon mediante la ecuación de Hazen-Williams.

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87.4

85.11

*67.10

..

DC

Qj

LjH fADISTRIBUID

=

=∆

Donde:

� C es el factor de Hazen-Williams, C=120 para hierro galvanizado

� Lf es la longitud total de la tubería (m)

� D es el diámetro interno de la tubería (m)

� Q es el caudal (m3/s)

Para el cálculo de las pérdidas localizadas, las longitudes equivalentes de las piezas empleadas en la

instalación se encuentran tabuladas en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1 – Longitud equivalentes de piezas especia les

Elemento Valor de Leq

Codo 90° 1,1

Tee salida de lado 3,5

Reducción 1,3

Válvula de Retención 4,2

Válvula de cierre 0,4

Salida de tanque 1,0

A los efectos de estimar las pérdidas de carga a través de la manguera de incendio se tomó como

referencia la curva de la Figura 2.1 apropiada para mangueras de lona con caucho de 25mm de

diámetro. Dicha curva brinda el valor de pérdida de carga por metro de manguera para distintos

valores de caudal.

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Figura 2.1 - Estimación de pérdidas de carga en man guera de incendio

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 100 200 300 400 500 600

Pér

did

a d

e ca

rga

po

r m

etro

Caudal (L/min)

Manguera diámetro 25 mm

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3. CURVA DE LA INSTALACIÓN

Siguiendo con la metodología descripta para el cálculo de pérdidas de carga, se estimó la carga que

debe suministrarse en la boca de incendio exterior de forma tal que al considerar el funcionamiento

de la boca de incendio de mayor exigencia hidráulica, se tenga una presión mínima de 4 Kg/cm2 y un

caudal superior a 60 L/min en el puntero.

El punto de mayor exigencia hidráulica resulta ser la boca de incendio Nº 5. En la tabla que sigue se

presentan los resultados obtenidos para dicho punto:

Tabla 3.1 – Cálculo de pérdidas de carga para la bo ca de incendio Nº 4

Pérdida de carga total 7,7 mca

Diferencia geométrica 15,0 mca

Presión de servicio 40,0 mca

Presión manométrica total 62,7 mca

Se tiene entonces un punto de diseño del sistema constituido por la pareja (Q,H) = (60 L/min; 62,7

mca).

Siguiendo con la misma metodología pero para caudales variables se estimó la curva de la instalación:

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Figura 3.1 – Curva de la instalación y punto de dis eño

A partir de la curva de instalación del sistema se concluye que la presión a suministrar en la boca de

incendio exterior debe superar los 63 mca para garantizar el caudal mínimo de diseño (60 L/min).

3.1. Alcance del chorro de agua

Se estimó el alcance horizontal del chorro a partir de la ecuación de Freeman ya presentada:

md 173048.0)268.9

40

07.0

5.0( ≅×+=

El alcance del chorro supera ampliamente los 8 m requeridos por lo que la presión de diseño

adoptada es suficiente.

Dahiana Dávila

Ingeniera Civil H/A – N°CJPPU 112323

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

200,0

0 50 100 150 200 250 300

Pre

sió

n m

ano

mét

rica

(m

ca)

Caudal (L/min)

Curva de instalación

Punto de diseño

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4. ANEXO I

LÁMINAS