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Descripción

Este menú incluye estas opciones de cálculo:

• Capítulo
• General
• Material
• Conductos
• Dimensionado
• Etiquetas

General

Esta pestaña tiene varios apartados que se comentan a continuación:

• Uso del edificio.
• Pluviales.
• Sincronización.
• Otros.

 

Uso del edificio

Se debe indicar de forma general si el uso del edificio es público o privado, ya que el dimensionado de la instalación variará en función del uso y de acuerdo con las tablas del Apartado 4 del CTE-DB HS5. El número de unidades de desagüe asignado a cada aparato (ver modelos en el menú Archivo/Bases de datos/Fontanería-Hidráulica/Aparatos...) depende de si el uso sea público o privado.

En este apartado se debe seleccionar de forma general cuál será el uso. No obstante, en las propiedades de cada UD Residual se podrá cambiar específicamente modificando el Tipo de uso asignado a la UD Residual.

• Al edificio se le dará un uso público.
• Al edificio se le dará un uso privado.

Pluviales

En este apartado se indicará el procedimiento utilizado por el programa para calcular la Intensidad pluviométrica, i (mm/h). Este dato se utilizará para determinar los diámetros de los canalones, bajantes y colectores de las redes de aguas pluviales.

La Intensidad pluviométrica (i) es una magnitud que depende del Tiempo de duración de la lluvia (t) y del Periodo de retorno (T), y se representa mediante una serie de curvas i = i(t) que conforman los llamados Diagramas IDF (intensidad-duración-frecuencia). Esta magnitud se emplea en el cálculo de caudales de escorrentía (evacuación de aguas en cubiertas).

En la siguiente figura aparece un Diagrama IDF, que relaciona el Tiempo de duración de la lluvia (en minutos) con la Intensidad pluviométrica (en mm/h).

 

 Se puede observar, que cuanto menor sea el tiempo de lluvia, mayor será la intensidad pluviométrica, ya que las precipitaciones cortas suelen ser más intensas. La altura de columna de agua formada durante la lluvia dependerá también del tiempo de lluvia y será igual a h = i(t) · t

Para realizar los cálculos, el usuario debe fijar un valor de la duración de lluvia t_cálculo, para dimensionar la instalación a partir de un valor i_cálculo = i(t_cálculo) Lógicamente, es recomendable calcular la instalación para la Intensidad pluviométrica máxima (i_m), que sería la que se obtendría para lluvias de corta duración, por ejemplo, 10 min.

El CTE-DB HS5 contiene una serie de tablas donde se asocian el diámetro de las conducciones de las redes de evacuación de aguas pluviales con la superficie de cubierta evacuada. Estas tablas están realizadas para una intensidad pluviométrica de referencia de 100 mm/h. Así, los datos del CTE sólo son utilizables de forma directa en caso de que la intensidad pluviométrica de cálculo sea igual a 100 mm/h. Para el caso general, en el que i_m sea distinta de 100 mm/h, los valores de las superficies de las tablas del CTE deben multiplicarse por un coeficiente f = 100 / i_m

Para calcular la función i(t), según la cual se obtiene la intensidad pluviométrica en función de la duración de la lluvia existen dos procedimientos, que explicamos a continuación:

Curva de retorno

La intensidad pluviométrica se calculará en función de los datos almacenados en la Base de Datos de Intensidades Pluviométricas.

Para ello se debe elegir una de las localidades que está definidas en dicha base de datos. Con el botón Consultar... se accede al a información característica de la localidad.

Este método de cálculo parte de unos coeficientes característicos a, f y expo y del tiempo de duración de la lluvia (t) para calcular las curvas de intensidad pluviométrica-tiempo i(t)_T. La expresión utilizada es:

Donde:

• i(t)_T: intensidad pluviométrica.
• t: tiempo de duración de la lluvia.
• a: constante que depende de la localidad y del periodo de retorno.
• f y expo: constantes características de la localidad.

El usuario podrá añadir, consultar y modificar las curvas de las localidades disponibles desde el menú Archivo/Bases de Datos/Fontanería-Hidráulica/Intensidades pluviométricas...

Localidad y mapa pluviométrico

Consiste en la obtención de la Intensidad pluviométrica directamente a partir del mapa pluviométrico del Apéndice B del CTE-DB HS5. Este método sólo permite el cálculo para un periodo de retorno de 10 años.

Haciendo clic en el botón Ver mapa... aparece en pantalla la siguiente ventana, donde el usuario podrá asignar una isoyeta y una zona directamente haciendo clic en la localidad correspondiente:

Intensidad pluviométrica de cálculo

Una vez obtenida la función i(t) por alguno de los dos métodos anteriores, el usuario fijará el resto de parámetros de cálculo:

• Periodo de retorno (años): o frecuencia de la lluvia, es el número de años en que se considera se superará una vez como promedio la intensidad de lluvia máxima adoptada. Es decir, dada una duración t_p, el periodo de retorno será el tiempo medio transcurrido entre dos precipitaciones en las que se supere la intensidad prevista por la función i(t): i_p > i(t_p).
• Si se calcula la intensidad pluviométrica por población, el usuario podrá elegir cualquiera de las 6 curvas i(t) que contiene cada localidad; sin embargo, por el mapa pluviométrico sólo se puede calcular para periodos de retorno de 10 años (por lo que estará deshabilitada esta opción).
• Duración de la lluvia (min). Es recomendable poner valores bajos, por ejemplo, 10 minutos. Si el usuario calcula la intensidad por mapa pluviométrico y fija la duración en 10 minutos, podrá comprobar como los valores resultantes coinciden con los de la Tabla B.1 del CTE-DB HS5.
• Intensidad de la lluvia (mm/h). Es lo que en párrafos anteriores se ha denominado intensidad de cálculo. Este campo se actualiza automáticamente al variar los demás. No obstante, si el usuario introduce un valor manualmente, el programa ignorará si hay algún método de cálculo seleccionado, y utilizará este valor en el cálculo.

Sincronización

Estas opciones permiten configurar la sincronización con el capítulo maestro TK-HS4 que se produce al entrar en el capítulo TK-HS5.

• Consultar siempre la sincronización con capítulos de instalaciones de fontanería. Activando esta opción, cada vez que vuelva a entrar en el capítulo actual TK-HS5, se le preguntará si desea sincronizar y se le pedirá que marque los capítulos maestros TK-HS4 con los que desea realizar la sincronización.
• No sincronizar capítulo con otros capítulos de instalaciones de fontanería. Esta opción establece un funcionamiento independiente entre el capítulo actual TK-HS5 y otros capítulos TK-HS4.
• Sincronizar capítulo con otros capítulos de instalaciones de fontanería. Cuando vuelva a  entrar en el capítulo actual TK-HS5, se sincronizará con todos los capítulos de fontanería existentes, creando unidades de descarga en los puntos en los que se hayan definido Aparatos en los capítulos TK-HS4.

• Sincronizar aparatos con simbología estándar según: Espacio que lo contiene o Tamaño de los símbolos. Se mejora el proceso de sincronización, ajustando los símbolos estándar a la posición del símbolo original. De igual modo, para mantener la compatibilidad, se permite al usuario mantener el criterio anterior de sincronización asociado al espacio.

Otros

Aquí se recogen otras opciones genéricas:

• Activar la homogeneización en tramos aguas arriba. Esta opción impide que en toda conducción exista un cambio a diámetro (o sección) menor en el sentido del recorrido del agua.
• Cualquier error detiene el cálculo. De esta manera el programa no completará el proceso de cálculo si detecta la presencia de algún error, aunque éste no impida continuar con el cálculo.

Material

Esta ventana muestra los tipos o modelos de materiales que tendrán por defecto los elementos que insertaremos en este capítulo:

 

En el caso de abrir por primera vez el capítulo, los campos estarán vacíos. Entonces se deberá seleccionar con el botón Cambiar>> cada uno de ellos.

Si el usuario realiza cambios en esta pestaña, debe tener en cuenta que afectarán a toda la instalación, independientemente de si existen o no entidades en el proyecto antes de realizar las modificaciones. En el caso de UD Residual para saneamiento el usuario debe tener en cuenta que los datos aquí indicados afectarán únicamente a las Unidades de Descarga que el usuario inserte en este capítulo, y no a las sincronizadas del capítulo TK-HS4.

Conductos

Los criterios básicos de diseño que por defecto están definidos son los siguientes. La definición de estas opciones sirve para establecer los principios sobre los que el programa diseñará esta instalación.

Distancia máxima entre inodoros y bajantes: de acuerdo con CTE-DB HS5 3.3.1.2 de ser 1,00 m.

Distancia máxima entre bote sifónico y bajante:  de acuerdo con CTE-DB HS5 3.3.1.2 debe ser 2,00 m.

Diámetro máximo en conductos curvos: es una limitación impuesta a conductos con algún cambio de dirección en su recorrido.

Diámetros mínimos:

• Derivaciones individuales: de acuerdo con CTE-DB HS5 Tabla 4.1: 32 mm.
• Bajantes sin inodoro: 50 mm, según CTE-DB HS5 Tabla 4.4.
• Bajantes con inodoro: como mínimo se deberá tomar el diámetro de la derivación individual del inodoro, de acuerdo con CTE-DB HS5 Tabla 4.1: 100 mm.
• Colectores sin inodoro: se tomará el mínimo para pendientes de un 1%, que según CTE-DB HS5 Tabla 4.5 es de 90 mm.
• Colectores con inodoro: se tomará el mínimo de las bajantes: 100 mm.
• Canaletas semicirculares: de acuerdo con CTE-DB HS5 Tabla 4.7: 100 mm.

Área máxima/mínima en canaletas rectangulares. Como referencia puede tomarse que la canaleta semicircular mínima contemplada por el CTE es de 100 mm (equivale a 43 cm² de canaleta rectangular) y la máxima de 250 mm (equivale a 270 cm²), aunque según la tipología de la instalación, al usuario le puede interesar la utilización de canaletas mayores.

Longitud límite en comprobación de verticalidad (m).

Longitud máxima para colectores enterrados (m). Se comprueba que las longitudes de los tramos de colector enterrado no superen los 15 metros sin el empleo de arquetas para su conexionado (o cualquier otra longitud indicad por el usuario).

Tipo de diámetro empleado en cálculo de conductos: Diámetro exterior o Diámetro interior. Añade la posibilidad de realizar el cálculo de las secciones de los tubos utilizando el diámetro interior o el exterior, según elección del usuario (teniendo en cuenta la definición en la base de datos).

Tuberías de bombeo

Las tuberías de bombeo se calculan a sección llena, y por tanto, el DB-HS5 no es de aplicación para el dimensionado de estas tuberías.

Cuando se establecen varias limitaciones, el programa calcula el diámetro correspondiente a cada una de ellas, quedándose con el mayor de todos.

En la mayoría de los casos se puede optar por dos opciones:

• Ninguna. No se tendrá en cuenta esta limitación en el proceso de cálculo.
• Valor general. Se tendrá en cuenta el tipo de limitación definida para ese parámetro en el cálculo de todos los tramos en los que las opciones de cálculo hagan referencia al Valor general.

Cabe destacar que el valor del Coeficiente simultaneidad mínimo para bombeo (ks) en las tuberías de bombeo puede ser el Valor general o el valor de la norma UNE 12056.

Para este tipo de tuberías se definen las siguientes restricciones:

• Diámetro mínimo en tuberías de bombeo (mm). Establece un diámetro mínimo para la tubería. Independientemente de se aplique o no la limitación, siempre existe una limitación de diámetro impuesta por la propia base de datos.
• Velocidad máxima en tuberías de bombeo (m/s). Limitación de la velocidad en las tuberías. Se recomienda fijar valores de 1,50 a 2,50 m/s, teniendo en cuenta siempre las posibles molestias que el ruido de las tuberías puedan causar (a más velocidad, más ruido).
• Coeficiente de simultaneidad mínimo para bombeo (Ks). Si una tubería de bombeo viene alimentada por varios grupos elevadores, el programa determina un coeficiente de simultaneidad, similar al empleado en fontanería para el cálculo de tuberías que alimentan a varios aparatos. Esta limitación establece una simultaneidad mínima para evitar que la tubería salga demasiado pequeña cuando son muchos los grupos conectados a la misma tubería.

 

Dimensionado

Las opciones que aparecen en este apartado son:

 

El programa dimensiona las secciones de las tuberías según lo indicado en DB-HS5. Para determinar los caudales, el programa utiliza la norma UNE-EN 12056 y algunos de estos parámetros servirán para establecer su cálculo.

Coeficiente de frecuencia de uso de aparatos (UNE-EN 12056). El caudal de aguas residuales según la UNE-EN 12056-2 es directamente proporcional al coeficiente de frecuencia de uso (K) y a la suma de unidades de descarga.

Para la selección del coeficiente K de frecuencia de uso de los aparatos, necesario en el cálculo del caudal según UNE-EN 12056, se añade un desplegable para elegir el tipo general de la instalación.

Los coeficientes de frecuencia de uso más comunes son:

• K = 0,5 (Utilización irregular, por ejemplo viviendas, pensiones, oficinas...)
• K = 0,7 (Utilización frecuente, por ejemplo hospitales, escuelas, restaurantes, hoteles...)
• K = 1,0 (Utilización intensiva, por ejemplo en servicios y/o duchas públicas...)
• K = 1,2 (Utilización especial, por ejemplo en laboratorios...)

Aplicar el factor conversor HS5 (0,47) al NUDs para el cálculo de Q según UNE-EN 12056. Esta opción está en desuso y permite realizar el cálculo del caudal según UNE-EN 12056 considerando el factor de conversión de 0,47 l/s por UDs.

Anteriormente en el cálculo del caudal, el valor del número de UDs entraba directamente en la ecuación del cálculo. Activando esta opción se permite que ese valor sea convertido (a voluntad del usuario) por el factor indicado en el CTE-DB-HS5 antes de ingresar en las ecuaciones de cálculo.

Emplear método racional en caudales para redes pluviales (Q = S · I · C / 3,6). Este sistema de cálculo de caudales se aplica en redes pluviales y mixtas. Se utiliza normalmente en el diseño de obras de drenaje urbano y rural. Y tiene la ventaja de no requerir de datos hidrométricos para la determinación de caudales máximos. Si no se activa esta opción, el programa calculará según la UNE-EN 12056.

• Q = caudal máximo [m³/s].
• S = superficie o área de la cuenca [km²]; que se indican en propiedades de las Unidades de descarga pluviales.
• I = Intensidad de la Lluvia de Diseño, con duración igual al tiempo de concentración de la cuenca y con frecuencia igual al período de retorno seleccionado para el diseño (Curvas de I-D-F) [mm/h]; que se obtienen en función de las curvas del DB-HS5 según la selección de parámetros realizada en el menú Datos/Generales.../General.
• C = coeficientes de escorrentía seleccionados por defecto:
  • Conducción: 1,0
  • Área urbana: 0,85
  • Área no pavimentada: 0,02

Entre las limitaciones destacadas por algunos autores acerca del Método Racional se pueden referir:

• Proporciona solamente un caudal pico, no el hidrograma de creciente para el diseño.
• Supone que la lluvia es uniforme en el tiempo (intensidad constante) lo cual es sólo cierto cuando la duración de la lluvia es muy corta.
• El Método Racional también supone que la lluvia es uniforme en toda el área de la cuenca en estudio, lo cual es parcialmente válido si la extensión de ésta es muy pequeña.
• Asume que la escorrentía es directamente proporcional a la precipitación (si duplica la precipitación, la escorrentía se duplica también). En la realidad, esto no es cierto, pues la escorrentía depende también de muchos otros factores, tales como precipitaciones antecedentes, condiciones de humedad antecedente del suelo, etc.
• Ignora los efectos de almacenamiento o retención temporal del agua escurrida en la superficie, cauces, conductos y otros elementos (naturales y artificiales).
• Asume que el período de retorno de la precipitación y el de la escorrentía son los mismos, lo que sería cierto en áreas impermeables, en donde las condiciones de humedad antecedente del suelo no influyen de forma significativa en la Escorrentía Superficial.

A pesar de estas limitaciones, el Método Racional se usa prácticamente en todos los proyectos de drenaje vial, urbano o agrícola, siempre teniendo en cuenta que producirá resultados aceptables en áreas pequeñas y con alto porcentaje de impermeabilidad, por ello es recomendable que su uso se limite a Cuencas con extensiones inferiores a las 200 Ha.

Emplear extensión de tablas del CTE para conductos de hasta 500 mm: Al activar esta opción se amplía el cálculo de tamaños en tuberías en colectores a partir de las tablas del CTE DB-HS5, obtenidas a partir de la curva de tendencia de estas, hasta llegar a tamaños de tubo de 500 mm de diámetro.

Considerar máximo el caudal a descargar en bajante por ramal. Indica al programa que considere el efecto de las contrapresiones a consecuencia de las descarga de los ramales que fluyen a un bajante. En este caso, si se activa esta opción, se tiene en cuenta esta parte de la tabla 4.4 del apartado 4.2.1 del CTE DB-HS5.

Considerar en el cálculo el efecto del desplazamiento de los elementos que componen la instalación, a consecuencia de las pendientes a implementar en los tramos de tuberías y canaletas: Si tiene desactivada esta opción, las líneas se quedan con su pendiente gráfica (según se hayan dibujado y las propiedades de las profundidades de las arquetas, pozos, … se desactivan). Si la opción no está marcada, no se calculan profundidades de arquetas ni pendientes en tramos, ni nada. Sólo se utiliza la pendiente para entrar en la tabla correspondiente del DB-HS5 y obtener el tamaño del tubo. Funcionaría como los programas antiguos en 2D.

Pendiente mínima para el trazado en modo automático de los tramos. Se permite indicar una pendiente mínima para cada Tipo de tramo (Propiedad de la tubería), que el programa utiliza como dato por defecto. Con este dato se realiza la simulación en la que se tiene en cuenta el desplazamiento de los tramos a consecuencia de las pendientes.

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