Nfpa 13

NORMAS PARA LA INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS NFPA 13

SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO

CLASIFICACIÓN DE RIESGOS - Riesgos leves - Riesgos ordinarios - Riesgos altos

SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO

RIESGOS LEVES Instalaciones donde la cantidad y/o combustibilidad de los materiales contenidos es bajo y se esperan fuegos con ratas relativamente baja de liberación de calor. Ejemplos: Oficinas, Centros de Instrucción, Clubes, Hospitales, Museos, Restaurantes (Area de consumo), viviendas, Iglesias, Teatros y Auditorios (excluyendo el Estrado y Proscenio), etc.

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RIESGOS ORDINARIOS (GRUPO 1) Instalaciones donde la combustibilidad es baja, la cantidad de combustibles es moderada, el almacenamiento de materiales no excede los 8’ (2.4 mts.) de altura y se esperan fuegos con ratas moderadas de liberación de calor. Ejemplos: Playas de estacionamiento, lavanderías, restaurantes (Área de servicio), panaderías, fábricas de bebidas, Fábricas de vidrios, etc.

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RIESGOS ORDINARIOS (GRUPO 2) Instalaciones donde la cantidad de combustibilidad de los materiales contenidos es moderada a alta, el almacenamiento de materiales no excede los 12’ (3.7 mts.) de altura y se esperan fuegos con ratas altas de liberación de calor. Ejemplos: Bibliotecas, plantas químicas, manufactura y almacenamiento de papeles, telas, cueros, cereales, tiendas de comestibles, etc.

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RIESGOS ALTOS. (GRUPO 1 Y 2) Instalaciones donde la cantidad y combustibilidad de los materiales contenidos es muy alta y se encuentran presentes líquidos combustibles e inflamables, polvos u otros materiales, introduciendo la posibilidad de incendios de rápido desarrollo con altas ratas de liberación de calor.

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RIESGOS ALTOS. (GRUPO 1) Instalaciones donde poco o ningún líquido inflamable o combustible está presente. Ejemplos: Hangares de aviones, imprentas, tapicería con espumas plásticas, fábricas de telas sintéticas o algodón, etc.

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RIESGOS ALTOS. (GRUPO 2) Instalaciones donde están presentes cantidades moderadas sustanciales de líquidos inflamables o combustibles.

o

Ejemplos: Procesos con líquidos inflamables pulverizados, plásticos y llantas de caucho, limpieza con solventes, barnizados y pinturas de inmersión, etc.

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SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMATICOS

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COMPONENTES DEL SISTEMA  Rociadores  Tuberías, conexiones y métodos de unión.  Soportación de tuberías y anclajes.  Válvulas.

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ROCIADORES TAMAÑO DEL ORIFICIO

Q= CAUDAL EN GALONES POR MINUTO (GPM) K= COEFICIENTE DE DESCARGA (ADIMENSIONAL) P= PRESION EN LIBRAS POR PULGADA CUADRADA(PSI)

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PARAMETROS GENERALES  Solamente deberán ser instalados RociadoresNuevos.  El rango

de presiones oscila entre 7 y 175psi.

 Los rociadores

de

descarga

de

no deberán ser pintados, que haya sido pintado deberá ser reemplazado.

los todo

rociadores rociador,

 Guardas protectoras deberán ser instaladas en rociadores sujetos a daño

mecánico.

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LOS ROCIADORES DE ORIFICIO PEQUEÑO SOLO DEBBERAN SER INSTALADOS CUANDO SE CUMPAN LOS SIGUIENTES REQUISITOS:  Cuando se requiera una descara de agua menor a la desarrollada por un rociador de ½”.  La instalación deberá ser clasificada como de Riesgo Leve.  Deberán ser instalados solamente en sistemas de tubería húmeda.  El diseño deberá ser calculado hidráulicamente.  Se deberá poner canastillas protectoras.

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Se deberán proveer una dotación de rociadores de repuesto y llave de ajuste de rociadores, bajo los siguientes parámetros mínimos: • Menos 300 rociadores 06 rociadores. • Menos de 1000 rociadores 12 rociadores • Más de 1000 rociadores 24 rociadores Se deberán instalar rociadores con acabados anticorrosivos cuando existan condiciones adversas que puedan dañar los rociadores.

PATRÓN DE DESCARGA DE ROCIADORES

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PATRÓN DE DESCARGA DE ROCIADORES

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TUBERIAS PARAMETROS GENERALES • Las tuberías para uso en rociadores deberán cumplir o exceder los estándares ASTM y ANSI. • La tubería más usada en el Perú que cumple con los estándares ANSI y ASTM es de Acero Negro Cédula 40 sin costura. • Existen tuberías de Cloruro de Polivinilo Clorinado CPVC y Polibutileno PB aprobadas para uso en sistemas de rociadores por ASTM. Sin embargo sólo pueden ser usados en instalaciones de riesgo leves y sistemas de tuberías húmeda (no deben haber retraso en la descarga).

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• Todas las tuberías visibles de un sistema de rociadores deberán ser identificadas mediante pintura color roja.

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CONEXIONES PARAMETROS GENERALES • Las conexiones para uso en rociadores deberán cumplir o exceder los estándares ASTM y ANSI. • Las conexiones mas usadas en el Perú que cumplen con los estándares ANSI y ASTM son de Acero Negro.

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METODOS DE UNIÓN PARAMETROS GENERALES - Los principales métodos de unión de tuberías son:  Roscado  Soldado  Ranurado  Bridado

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• Cuando las tuberías se unan mediante soldado o ranurado, el mínimo espesor de tubería deberá ser cédula 10 para presiones hasta de 300 Psi. • Cuando las tuberías se unan mediante roscado, el mínimo espesor de tubería deberá ser Cédula 30 para presiones hasta de 300 Psi en tuberías de más de 8” de diámetro de Cédula 40 para tuberías de menos de 8” de diámetro. • Debido a la tendencia a presentar fugas en el futuro, no deberán utilizarse uniones roscadas en tuberías mayores a 2”.

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SOPORTACION DE TUBERÍAS Y ANCLAJES PARAMETROS GENERALES Los soportes deberán estar diseñadas acorde con la NFPA 13 sin embargo podrán ser diseñados por un especialista bajo los siguientes parámetros: • Capaz de soportar 5 veces el peso de la tubería llena mas de 250 lb. • Todos sus componentes deberán ser metálicos.

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 Deberá haber como mínimo un colgador en cada sección de tubería

a menos que la separación entre rociadores sea menor a 6’.

 La distancia entre un colgador y la línea

montante deberá ser mayor a 3’.

central de un rociador

 El máximo largo no soportado entre el último rociador y el último

colgador no será mayor a :

36” para tunerías de 1” 48” para tuberías de 1 ¼” 60” para tuberías de 1 ½” o más.

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SOPORTES EN MONTANTES  Los soportes en montantes deberán instalarse de la siguiente manera:

- En el nivel más bajo. - Alternando cada nivel. - En el Nivel más alto.  Cuando las tuberías verticales se eleven desde el piso, el soporte del

piso deberá considerarse el primer nivel de soportación.

 Cuando las tuberías verticales no se eleven desde el

piso, deberá considerarse el primer soporte en el punto de elevación como primer nivel de soportación.

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TIPOS COMUNES DE SOPORTES ACEPTABLES

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SOPORTE EN CONCRETO Los soportes en concreto que utilizan tacos de expansión deben utilizarse en bajo los siguientes condiciones: •El concreto debe ser grava o piedra triturada, no deben usarse en cielo

rasos de yeso o materiales blandos similares.

• Se debe soportar en posición vertical hasta un

máximo de 4”.

diámetro

•Cuando se utilicen para soportar diámetros mayores a 4” deben alternar

con soportes conectados directamente a los miembros estructurales. • En ausencia de miembros estructurales se puedenusar

tacos de expansión con una separación máxima de 10’.

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VARILLAS Y GANCHOS EN U El diámetro de la varilla no debe ser menor de lo indicado: < 5” => 3/8” 5” , 6” y 8” => 1/2” 10” y 12” => 5/8” El diámetro del gancho en U no debe ser menor a lo indicado: <2 ½” => 5/16” 2 ½” a 6”=> 3/8” 8” => 1/2”

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SOPORTE TRAPEZOIDALES Cuando la tubería no puede ser soportada directamente a la parte superior de una estructura, es necesario transferir el peso a otro punto de la estructura. Este tipo de soporte es llamado soporte trapezoidal y puede ser realizado con un ángulo de acero, un pedazo de tubería, o un canal de acero. El tamaño y forma de la pieza de acero se deja al diseñador y requiere el cálculo de la sección modular de la pieza a usarse.

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El tamaño mínimo del ángulo de acero o tramo de tubería a usarse para soportar una tubería debe ser tal que el módulo de sección disponible del elemento a usarse de trapecio sea igual o mayor que el módulo de sección requerido. c

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CALCULO DE SOPOTES TRAPEZOIDAL • El valor superior de la tabla de módulos de sección requeridos corresponde a tuberías de cédula 10 y el otro a tuberías de Cédula 40. • Los ángulos en la tabla de módulos de sección disponible ha sido calculada usando el lado mayor en posición vertical. • La tabla se basa en una concentración de la carga en el punto medio de la luz del miembro.

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Si la carga se aplica en otro lugar que no fuera el punto medio a los fines de dimensionar el miembro del trapecio puede utilizarse una longitud equivalente de trapecio, derivada de la siguiente fórmula:

L= Longitud Equivalente.  a= Distancia desde un soporte a la carga.  b = Distancia desde el otro soporte a la carga. 

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PROTECCIÓN DE TUBERIAS CONTRA TERREMOTOS  En áreas sujetas a terremotos como es el caso del Perú, deberá considerarse en el diseño, la protección de la red contra incendio contra el estrés que desarrollarían las tuberías debido al movimiento diferencial del edificio durante un sismo. Básicamente existen dos componentes esenciales para lograr un adecuado diseño antisísmico: FLEXIBILIDAD vs RIGIDEZ  Permitir Flexibilidad en el movimiento de la tubería, evitando que tramos que se mantengan rígidos conectados a tramos que puedan moverse libremente provoquen el torcimiento y fractura de la tubería durante un sismo.  Proveer Mecanismos que prevengan un excesivo movimiento de la tubería, de

tal manera que la red trate de seguir el movimiento de la estructura y reduciendo el movimiento diferencial.

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FLEXIBILIDAD EN TUBERIAS El torcimiento de las tuberías durante un sismo se puede reducir significativamente mediante: • La instalación de coples ranurados flexibles que permitan que las secciones individuales de tuberías de 2 ½” o más se puedan mover de forma diferenciada con las secciones particulares de la estructura a las cuales están fijadas. • Proporcionando espacios libres alrededor de toda tubería que atraviese componentes estructurales como paredes, vigas, techos, etc.

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COPLES RANURADOS FLEXIBLES.

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COPLES FLEXIBLES Deberán Proporcionarse coples flexibles siguientes casos:

para tuberías de 2.5” o más en los

 A no más de 24” (61 cm) de los extremos superiores e inferiores

montante.

de toda

 A no más de 12” (30.5 cm) del techo y 24” (61 cm) del piso en edificios de varios

pisos.

 Si el acople por debajo del techo está por encima de la tubería de alimentación a

ese piso deberá proveerse un acople adicional en dicha tubería de alimentación.

 A ambos lados de las tuberías que atraviesan paredes o techos de concreto o

mampostería y a una distancia no mayor de 12” (30.5 cm) de la superficie de la pared, a menos que se deje un espacio libre alrededor de la tubería según se detalla más adelante.

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 A no más de 24” (61 cm) de uno de los lados de las Juntas de

Dilatación.

 A no más de 24” (61 cm) de la parte superior e inferior de las bajadas

que alimenten a Gabinetes Contra Incendios independientemente del diámetro de la tubería.

 A no más de 24” (61 cm) de la parte superior de las bajadas que

presenten una longitud mayor a 15” (4.6 cm) que comuniquen con partes del sistema que abastezcan a más de un rociador sin importar el diámetro de la tubería.

 Por encima y por debajo de cualquier punto intermedio de

sujeción de una montante o cualquier tubería vertical.

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ESPACIO LIBRE EN PASES A TRAVES DE PAREDES Y TECHOS 

Se deberá dejar un espacio libre alrededor de las tuberías que atraviesan paredes o techos de concreto o mampostería de modo tal que el diámetro de estos resulte ser 2” mayor a la tubería para tuberías menores a 4” y de 4” mayor para tuberías de 4” o más.



No se requiere espacio libre se de instalan un cople flexible a cada lado de la perforación según lo explicado anteriormente.



No



Mientras resulta necesario dejar espacios libres alrededor de las tuberías de rociadores para evitar rupturas debido al movimiento del edificio, también deben considerarse disposiciones adecuadas para evitar el pasaje de humo, agua o fuego.



Las tuberías no deben ser cementadas firmemente ya que las tensiones se acumularían en estos puntos.



Deberá dejarse un espacio libre de al menos 2” (5.1 cm) lateralmente de un miembro estructural.

se requiere espacio libre para las atraviesan construcciones frágiles como paredes de yeso, drywall, madera, etc.

tuberías

que

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JUNTAS DE SEPARACIÓN SISMICA  Deberán proporcionarse conjuntos de separación

sísmicas con accesorios flexibles cuando la tubería del sistema, sin importar su diámetro, cruce juntas de separación sísmica por encima del nivel del suelo.

 Para las Juntas de separación sísmica se requiere una flexibilidad

considerablemente mayor.

 Las Juntas separación sísmicas no se requieren para las tuberías que

se encuentran por encima del primer piso.

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JUNTAS DE SEPARACIÓN SISMICA

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ARRIOSTRAMIENTO CONTRA VIBRACIONES  Las tuberías deberán estar aseguradas para soportar cargas sísmicas

horizontales, tanto laterales como longitudinales y para evitar el movimiento vertical resultante de las cargas sísmicas. Existen básicamente dos tipos de arriostramiento:

 Arriostramiento Lateral: Es la prevención requerida contra las fuerzas

ejercidas a las tuberías en forma perpendicular al tubo.

 Arriostramiento Longitudinal: Es la prevención

requerida contra las fuerzas ejercidas a las tuberías en forma paralela al tubo.

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ARRIOSTAMIENTO CONTRA VIBRACIONES  El arriostramiento es requerido en los siguientepuntos:

- Enla base de toda montante. - En todos los alimentadores independientemente del diámetro. - En los ramales de 2 ½” o más.

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Los arriostras laterales deberán ubicarse de la siguiente manera: - En todos los alimentadores sin importar el diámetro y en todos los ramales mayores o iguales a 2 ½” con una separación máxima entre ellos de 40’ (12.2 m) - La distancia entre la riostra y el final del alimentador o ramal no deberá ser mayor a 20’(6.1 m) - La última longitud de tubo en el extremo de un alimentador deberá estar provista de un riostral lateral. - No se requerirá arriostramiento lateral cuando las tuberías son soportadas por colgadores con varillas de menos de 6” ( 15.2’ cm) de longitud. - Se podrá anular toda riostral lateral que coincida dentro de una distancia no mayor a 24” (60.9 cm) con una riostra longitudinal, siempre y cuando el diámetro de la tubería arriostrada sea mayor o igual a 2 ½”

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ARRIOSTRAMIENTO EN CUATRO SENTIDOS • Las riostras de dos sentidos (longitudinal y laterales) deberán ubicarse en los extremos de toda tubería de alimentación vertical o montante de mas de 3’ (1 mt) de longitud • La distancia vertical entre riostras de 4 vías no deberá exceder los 25’ (7.6 mt). • No se requieren riostras de cuatro sentidos en montantes que penetran los pisos dejando un espacio libre alrededor de la tubería no mayor a 2” para tuberías menores a 4” y no mayor a 4” para tuberías de 4” o más.

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ARRIOSTRAMIENTO LONGITUDINAL  Las riostras longitudinales siguiente manera:

deberán

ubicarse

de la

- En todos los alimentadores sin importar el diámetro con una separación máxima de 80’ (24.4 cm) - Los ramales no necesitan riostras longitudinales. - La distancia entre la riostra y el final del alimentador no deberá ser mayor a 40’ (12.2 m) - No se permite la anulación de la riostra longitudinal cuando las tuberías son soportadas por colgadores con varillas de menos de 6”(15.2 cms) de longitud. - Se podrá anular toda riostra longitudinal que coincida dentro de una distancia no mayor a 24” (60.9 cms) con una riostral lateral.

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CALCULO DE ARRIOSTRAMIENTO  Deberá seguirse el siguiente procedimiento para el cálculo del

arriostramiento sísmico de las tuberías:

1) Escoger un modelo de riostra de los establecidos en la tabla adjunta. 2) Espaciar tentativamente las riostras laterales a distacias máximas de

40’ y las longitudinales a distancias máximas de 80’.

3) Determinar la carga que soporta cada riostra. a) En el caso de la riostras laterales calcule la mitad del peso de la

tubería llena de agua tanto del alimentador como del ramal dentro del área de incidencia de la riostra.

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b) En el caso de las riostras longitudinales calcule la mitad del peso de la tubería llena de agua del alimentador dentro del área de incidencia de la riostra. c) En el caso de las riostras de cuatro sentidos calcule la mitad del peso de la tubería llena de agua dentro de la zona de influencia lateral y longitudinal de la riostra. 4) Si las cargas son mayores a las permitidas aumente las riostras hasta cumplir con las máximas cargas permitidas. 5) Este cálculo asume que la fuerza horizontal durante un movimiento sísmico es la mitad del peso de la tubería llena, para otros cálculos aplicar el factor de conversión.

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RETENCION DE RAMALES  La exigencia de retención de los ramales aparece recién en la edición 1991 de la norma NFPA 13 como consecuencia de los resultados de estudios obtenidos en terremotos sucedidos en EE.UU. En la década del 80.  Estos terremotos han demostrado que las poderosas fuerzas de movimiento

vertical afectan notablemente a los ramales por tener menor diámetro y peso que los alimentadores.

 Las fuerzas verticales empujan los ramales hacia arriba y la

fuerza de la gravedad hacia abajo, generando un efecto latigazo sobre los ramales. Esto sumado a las fuerzas laterales longitudinales y transversales del movimiento generado por el sismo, lo que provoca daño en los sistemas particularmente notorio con rociadores empotrados en cielos rasos con drywall o baldosas acústicas.

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 Lo que la experiencia ha demostrado es la ruptura de los bulbos

de los rociadores durante el movimiento lateral ocasionado por el sismo al chocar reiteradamente contra el cielo raso.

 El modelo típicamente usado para restringir ramales consisten en un juego de

cables de acero según se muestra en la figura, al cual se le llama soporte de ramal.

 El soporte de ramal deberá ubicarse a no más de 2’ (61 cms.) de un colgador y

deberán estar ubicados al final de todos los ramales.

 El colgador

cercano al cable deberá de restringir el movimiento vertical del ramal.

ser de un tipo

capaz

 Cuando los movimientos verticales y laterales pueden provocar daño en los

rociadores como resultado del impacto del rociador contra la estructura del edificio deberán colocarse soportes de ramal a distancias no mayores de 30’ (9 mts).

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VALVULAS DE UN SRCI

TIPOS DE VALVULAS  Válvulas de Control del Sistema.  Válvulas de Control Sectorial.  Válvulas Check.

 Conexiones Para Uso de Los Bomberos.  Válvulas de Drenaje.  Válvulas de Alivio.  Conexión de prueba para Inspecciones.  Válvulas de Alarma o Estaciones de Control.

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VALVULA DE CONTROL  Cada sistema de rociadores deberá ser dotado con válvulas que

puedan controlar todas las fuentes automáticas de abastecimiento de agua y deberán ser ubicadas en lugares visibles.  Al menos una válvula indicadora deberá ser instalada en cada fuente de suministro de agua.  Todas las válvulas de control deberán ser indicadoras y no deberán cerrar en menos de 5 segundos cuando son operadas a la máxima velocidad posible desde su posición completamente abierta.  No deberá haber válvula de control de la conexión para uso de los bomberos.

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 Todas las válvulas de control deberán ser supervisadas mediante alguno de los siguientes métodos:

- Estación Central o remota de Monitoreo. - Alarma Local a un punto permanentemente atendido. - Válvulas Bloqueadas en su posición abierta. -

Válvulas ubicadas en áreas restringidas bajo el control del propietario, precintadas en posición abierta e inspeccionadas semanales como parte de un procedimiento aprobado.

Las valvulas de control por piso en edificios de gran altura deberán ser supevisadas con los dos primeros métodos indicados: -

Estación central o remota de monitoreo.

-

Alarma local a un punto permanentemente atendido.

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VALVULA CHECK  Cuando haya más de una fuente de alimentación

de agua deberá instalarse en cada conexión de alimentación una Válvula Check.

 Las Válvulas Check pueden instalarse en posición

Vertical según las recomendaciones del fabricante.

Horizontal y/o

 Las Válvulas Check deberán contar con válvulas de control a cada lado

para permitir su mantenimiento. Están exceptuadas la Válvula Check de la siamesa. C

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SIAMESAS DE INYECCION Todos los sistemas deberán tener conexión para uso de bomberos. Son excepciones las siguientes: -

Edificios localizados en áreas remotamente que son inaccesibles a los bomberos.

-

Grandes Sistemas de diluvio que exceden la capacidad de bombeo de los bomberos.

-

Edificios de un sólo piso con áreas menores a los 2,000 p2 (186 m2).

-

Deberá instalarse una válvula chexck en todas las líneas de inyección de los bomberos.

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-

Deberá instalarse una válvula check en todas las líneas de inyección de los Bomberos.

-

No deberá haber válvula de corte en la línea de inyección de los bomberos.

-

Se deberá contar con una válvula de goteo automático en áreas sujetas a congelamiento.

-

Las conexiones para uso de bomberos deberán ser rosca interna hembra con hilos compatibles con las mangueras de los bomberos de la localidad (NST) y deberá estar provista con tapas. c

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VALVULAS DE DRENAJE  Todas las tuberías de los rociadores deberán

manera que el sistemas pueda ser drenado.

ser instaladas de tal

 Las válvulas de drenaje deberán ser dimensionadas de la siguiente

manera:

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 Cuando existan válvulas de control por piso (o

sectoriales), éstas deberán contar con drenajes dimensionadas según lo requerido.

 Cuando existan tramos de agua atrapada deberán

drenajes auxiliares de la siguiente manera:

- Menos de 5 Gls. Niple con tapa de 1/2”. - Menos de 50 Gls. Válvulas de 3/4” con Niple. - Mas de 50 Gls. Válvula de 1” direccionada a una ubicación adecuada.

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CONEXIONES DE PRUEBA PARA INSPECCIONES  Deberá instalarse en cada sistema y de manera independiente una

conexión de pruebas para inspecciones de no menos de 1” de diámetro con terminación en un orificio circular que proporcione un chorro sólido equivalente al rociador de menor orificio instalado en el sistema.  La conexión deberá ser rápidamente accesible y deberá drenar a un lugar adecuado. VALVULAS DE ALARMA • Deberán instalarse alarmas locales detectoras de flujo de agua en todos los sistemas que tengan más de 20 rociadores.

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 Los detectores de flujo deberán ser capaces de detectar el flujo del

rociador de menor orificio de descarga.

 En sistemas de rociadores bajo condiciones de suministro de agua de

presión variable, deberá instalarse una cámara de retardo.

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CONEXIÓN DE PRUEBA PARA INSPECCIÓN  Deberán instalarse una conexión de ensayo de alarma no menor de 1”

que termine en un orificio liso resistente a la corrosión que suministre el flujo equivalente al rociador de orificio más pequeño instalado.

 Esta conexión deberá estar en el piso más alto y preferentemente

sobre el ramal del sistema de rociadores más alejado.

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VALVULA DE ALIVIO EN SISTEMAS DE PARRILA  Debido a la existencia de una posibilidad de incremento en la presión estática del sistema por cambios en la temperatura del agua en sistemas que han sido diseñados con el método de parrilla, deberá instalarse en cualquier punto dentro de la parrilla una válvula de alivio no menor a ¼” para que opere a 175 psi o a 10 psi más que la máxima presión de trabajo de los dispositivos instalados en el sistema.  En el cálculo de la presión de trabajo deberá considerarse la ubicación de la válvula de alivio con respecto a los equipos con la presión más crítica.  La válvula de alivio puede ser reemplazada por un tanque hidroneumático.

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DIAGRAMA DE VRP PRINCIPAL

DIAGRAMA DE VRP POR PISO

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VALVULA REDUCTORA DE PRESIÓN 

En las partes del sistema donde no todos los componentes están listados para presiones superiores a 175 psi y exista la posibilidad de una presión normal del agua (no en condiciones de incendio) superior a los 175 psi, deberá instalarse una válvula reductora de presión calibrada para una presión de 165 psi a la presión máxima de entrada.



Deberán de válvula.



Deberá proporcionarse una válvula de alivio no inferior a ½” en el lado de la descarga de cada válvula reductora de presión calibrada para activarse a una presión no menor a 175psi.



Deberá proporcionarse de cada válvula reductora de presión.



Deberán proveerse los medios adecuados para que todo paquete reductor de presión pueda probarse al caudal máximo de demanda del sistema de rociadores. Esto modifica las dimensiones de las válvulas de drenaje indicadas anteriormente.

instalarse la

manómetros

una

de

válvula

presión

de

control

a

cada

en

lado

la

entrada

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DISPOSITIVO DE VRP

MONTAJE DE VRP POR PISO

SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO

DISEÑO INCORRECTO DE VRP

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CONEXIONES PARA MANGUERA CONTRA INCENDIO. • No se deben confundir los requerimientos de manguera contra incendio establecidos en la norma NFPA 14 con los requerimientos establecidos en la norma NFPA 13. • Las mangueras contra Incendio está considerada en la norma NFPA 14 como un MEDIO PRIMARIO DE EXTENCIÓN mientras que en la norma NFPA 13 lo es el rociador. • El propósito de las mangueras en instalaciones protegidas por rociadores tiene como principios los siguientes: - Evitar la activación innecesaria de los rociadores automáticos cuando el amago de incendio es detectado. - Completar la extinción del incendio efectuada por los rociadores abiertos. - Evitar que operen mas rociadores de los incendios. - Extinuir incendios ocultos que no pueden ser alcanzados por los rociadores. - Extinguir rescoldos de llama luego de que el incendio ha sido controlado pero no dominado. - Evitar el daño ocasionado por el agua descargada por los rociadores automáticos.

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• Las conexiones de manguera deberán ser alimentadas desde cada unode las siguientes fuentes: - Hidrantes Exteriores - Un sistema de tuberías separado e independiente - A través del alimentador de los rociadores pasando la válvula decontrol de piso. oA través de cualquier otro sistema de rociadoresadyacente. • Las conexiones de manguera de 1 ½” pueden alimentarse de las tuberías alimentadoras del sistema de rociadores bajo las siguientesrestricciones.  Deberán ser conectadas a un alimentador de rociadores de diámetrono menor a 2 ½”  Si el sistema es de parrilla o anillo hidráulico se podrá conectar a un

alimentador de

rociadores de diámetro no menor2”  Para una tubería que sirve a una única manguera, el tramo deberátener como mínimo: - 1” para tramos horizontales menores20’ - 1 ¼”para tramos horizontales de 20’ a80 - 1 ½” para tramos horizontales mayores de80’

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• Para una tubería que sirve a múltiples mangueras, el tramo tener como mínimo 1 ½” en todo el tramo.

deberá

• El caudal deberá ser como mínimo de 50 GPM en un sistema de manguera única por área de protección de rociadores y de 100 GPM en un sistema de múltiples mangueras. • La presión podrá ser aquella disponible en el sistema de rociadores en el punto de conexión de la manguera, no requiriéndose una presión mínima de trabajo. • Cuando la presión de salida sea mayor a 100 psi deberá instalarse un dispositivo para reducir la presión por debajo de 100 psi. • El calculo hidráulico de las conexiones de manguera se realiza como si fuera un rociador mas dentro del sistema.

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CONEXIONES PARA BOMBEROS Las conexiones para bomberos de 2 ½” también pueden alimentarse de las tuberías alimentadoras del sistema de rociadores bajo las siguientes restricciones: •Deberá conectarse antes de la válvula de control del sistema rociadores.

de

•El diámetro mínimo deberá ser de 4” salvo que se pueda justificar mediante calculo hidráulico un diámetro menor. •Si el sistema de rociadores es de múltiples montantes cada montante deberá tener una válvula de control que permita aislar el funcionamiento de la montante sin comprometer el funcionamiento de las demás montantes.

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REQUERIMIENTO DE INSTALACIÓN PARAMETROS GENERALES Los requerimientos de espaciamiento, ubicación y posición de los rociadores esta basada en los siguientes principios: • Los rociadores deberán ser instilado en toda la estructura. • El distanciamiento entre rociadores no deberá exceder la máxima área de cobertura indicada. • Los rociadores deberán instalarse de una forma tal que se logre un lapso de activación y distribución adecuados.

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TEMPERTURAS DE ACTIVACIÓN DE ROCIADORES - Deberán usarse rociadores de temperatura ordinaria a menos que las temperaturas en el techo sean mayores a los 100°F (37.8°C) - Rociadores de temperatura intermedia o alta podrán ser usados es riesgos ordinarios o altos.

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SELECCIÓN DE ROCIADORES ROCIADORES PENDIENTE Y MONTANTES En cualquier Tipo de Riesgo En cualquier Tipo de Construcción ROCIADORES LATERALES En Riesgos Leve En Techos parejos y planos ROCIADORES ABIERTOS En cualquier Tipo de Riesgo En cualquier Tipo de Construcción En Sistemas de Diluvio

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ROCIADORES DE COBERTURA EXTENDIDA En cualquier Tipo de Riesgo (Ojo RL, RO o RA) Construcciones no obstruidas, Techos parejos y con una pendiente no mayor a 1/6 ROCIADORES DE RESPUESTA RÁPIDA En riesgo Leves u Ordinarios En cualquier Tipo de Construcción ROCIADORES ESFR Construcciones obstruidas y no obstruidas con techos con no mayor a 1/6

una pendiente

ROCIADORES DE GOTA GORDA En cualquier tipo de riesgo En cualquier tipo de sistema

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PROTECCIÓN, UBICACIÓN ESPACIAMIENTO Y USO DE ROCIADORES DETERMINACIÓN DEL ÁREA DE COBERTURA El área de cobertura por rociador deberá ser como sigue: •Determinar la distancia entre rociadores en un solo ramal o dos veces la distancia a la pared. Escoger la alternativa mayor. Llamemos a este valor “S” •Determinar la distancia entre ramales o dos veces la distancia de un ramal a la pared. Escoger la alternativa mayor. Llamemos a este valor “L”

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MÁXIMA ÁREA Y ESPACIAMIENTOENTRE ROCIADORES

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EXCEPCIONES - Para sistemas diseñados por tabla en riesgos leves al área máxima es 200 p2 y en riesgos altos 90 p2 - En riesgos leves con miembros estructurales combustibles espaciados menos de 3’ el área máxima es 130 p2 - En riesgos altos y almacenaje con densidades menores a 0.25 gpm/pie2 el área máxima es 130 p2 y la máxima distancia puede extenderse a 15’ - La tabla anterior es solo para rociadores estándares montantes y colgantes. Consultar la norma NFPA para otro tipo de rociadores como Rociadores de Cobertura Extendida, Rociadores de Pared, Rociadores Abiertos, Rociadores Residenciales, Rociadores ESFR, Rociadores de Gota Gorda, Rociadores Intermedios o de Estanterías, etc.

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ESPARCIMIENTO ENTRE ROCIADORES - La máxima distancia entre rociadores permitida deberá ser medida mediante la distancia horizontal centro a centro entre dos rociadores en un mismo ramal o entre ramales. - La máxima distancia entre los rociadores y la pared no deberá exceder la mitad de la máxima distancia entre rociadores indicada en la tabla, para e riesgo y tipo de construcción correspondiente. - La distancia mínima entre rociadores y la pared deberá ser de 4”. - La mínima distancia entre rociadores deberá ser de 6’.

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- En construcciones no obstruidas la distancia entre el deflector del rociador y el techo será como mínimo de 1” y como máximo de 12”. Excepción: Rociadores ocultos, empotrados y de nivel intermedio. - En construcciones obstruidas la distancia entre el deflector del rociador y los miembros estructurales deberá estar entre de 1” a 6” y a una distancia máxima al techo de 22” - La distancia del rociador al punto mas alto de los materiales combustibles no deberá ser inferior a 18”

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TECHOS INCLINADOS Y CURVOS - Los rociadores deberán instalarse con el deflector paralelo y alineado con respecto al techo. Esto es válido incluso en techos inclinados, de dos aguas, curvos y escaleras. - Los rociadores debajo o cerca al pico de un techo de dos aguas deberán tener el deflector a no más de 3’ medidos verticalmente con respecto al pico. - La distancia entre rociadores en techos inclinados o curvos deberá medirse a lo largo de la pendiente del techo

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OBSTRUCCIONES A LA DESCARGA DE LOS ROCIADORES - Los rociadores deberán instalarse de tal manera que se disminuya al mínimo la obstrucción del chorro de agua descargando, garantizándose la cobertura del riesgo. Caso contrario se deberán instalar rociado-res adicionales. - La mínima separación entre un rociador y un elemento obstructivo deberá ser determinada mediante la distancia entre el deflector y la parte inferior de la obstrucción o por el tamaño de la obstrucción por si misma (dos métodos alternativos) - Las metodologías y métodos de medición desarrollados a continuación se basan en rociadores estándares montantes y colgantes. La norma NFPA bajo los mismos principios y metodologías de medición establece valores distintos, para otro tipo de rociadores como Rociadores de Cobertura Extendida, Rociadores de Pared, Rociadores Abiertos, Rociadores Residenciales, Rociadores ESFR, Rociadores de Gota Gorda, Rociadores Intermedios o de Estanterías, etc.

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MÉTODO 1.- MEDIANTE LA ALTURA DEL DEFLECTOR CON RESPECTO A LA PARTE INFERIOR DE LA OBSTRUCCIÓN POSICIÓN MÁXIMA PARA IMPEDIR LA OBSTRUCCIÓN A LA DESCARGA DE LOS ROCIADORES

 Cuando B es mayor de 36” deberá tratarse el elemento obstructivo como si fuera una pared completa de piso a techo. SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO

EXCEPCIÓN: Cuando la obstrucción se encuentre sobre la pared y no tiene más de 30” de ancho, el rociador deberá situarse acorde con el gráfico siguiente:

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MÉTODO 2: Los rociadores deberán ser instalados a una distancia tres veces mayor que la máxima dimensión de la obstrucción y hasta un máximo de 24”.

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- La máxima distancia entre rociadores y divisiones, tabiquerías y obstrucciones similares en riegos leves, deberá determinarse acorde con la siguiente tabla: Máxima distancia entre rociadores y divisiones o tabiquerías

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PARAMETRSO DE DISEÑO Métodos de Tendido de Tuberías

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Métodos de Tendido de Tuberías

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DISEÑO POR TABLA - Este método es permitido únicamente en nuevas instalaciones de riesgo leve u ordinario de menos de 5,000 p2 (465 m2) o para adiciones o modificaciones a sistemas existentes. El diseño por tabla se podrá usar en sistemas de más de 5,000 p2 cuando la presión residual en el rociador más alejado es de 50 psi. - Este método consisteen determinar los diámetros de tuberías en base a tablas que proporciona NFPA.

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REQUERIMIENTOS DE SUMINISTROSDE AGUA DISEÑO PORTABLA

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- El valor de duración más bajo sólo podrá ser utilizado cuando existen estaciones de alarma remotas o dispositivos de detección de flujo. - El valor del flujo más bajo sólo podrá ser utilizado cuando el edificio sea de construcción no combustible y las instalaciones se encuentran compartimentadas de tal manera que no exista un área abierta mayor a los 3,000 p2 (279 m2) para riesgos leves y 4,000 p2 (372 m2) para riesgos ordinarios.

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- Los ramales no deberán tener más de 8 rociadores a lado y lado de una tubería de alimentación. - Se podrá incrementar a 9 rociadores incrementando el diámetro de los dos últimos a 1” y 1 ¼” respectivamente. - Se podrá incrementar a 10 rociadores incrementando el diámetro de los dos últimos a 1” y 1 ¼” respectivamente y alimentando a los rociadores con una tubería de 2 ½”.

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DISEÑO POR CALCULO HIDRAULICO • Este

método

es

permitido

sin

ninguna

restricción.

• Este método consiste en determinar los diámetros de tuberías en base a las pérdidas de presión por fricción producidas por el flujo de agua. • La demanda total de agua en este caso será producto de la demanda de agua para rociadores (definida mediante calculo hidráulico con las curvas de Área/Densidad) y la demanda para uso de mangueras manuales.

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REQUERIMIENTOS DE SUMINISTRO DE AGUA DISEÑO POR CALCULO HIDRÁULICO

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- El valor de 0 GPM en el requerimiento de mangueras interiores se aplicara cuando éstas no se requieren, por ejemplo en ambientes normalmente desocupados, cuando se prevé que no serán necesarias o su uso puede ser perjudicial por la presencia de personal que no puede ser entrenado en el manejo de mangueras. - El valor de 50 GPM en el requerimiento de mangueras interiores se aplicara cuando sólo haya una manguera en el área a proteger. - El valor de 100 GPM en el requerimiento de mangueras interiores se aplicara cuando hayan dos o más mangueras en el área a proteger. - En el cálculo hidráulico debe introducirse el caudal de las mangueras en incrementos de 50 gpm desde la manguera hidráulicamente mas alejada, con cada incremento adicionado al sistema de rociadores a la presión requerida por el sistema de rociadores en ese punto.

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– Para este caso, no es necesario aplicar el concepto de un mínimo de 65 psi de presión residual para el manejo de las mangueras. La presión residual puede ser la misma que requieren los rociadores en ese punto y las mangueras pueden ser alimentadas incluso por un tubo de diámetro de 1”. – Debe aclararse que la demanda para mangueras en sistemas de rociadores difiere del concepto de demanda de mangueras en sistemas de Gabinetes. – En este último caso el uso de gabinetes es un medio primario de extinción de incendios mientras que en un sistema de rociadores, las mangueras tienen por objetivo evitar que un fuego incipiente active el sistema de rociadores o deben usarse como complemento en la extinción de pequeños rescoldos de llama cuando los rociadores han controlado el incendio.

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– Por otro lado debe tomarse en consideración que es muy difícil manejar una manguera durante la operación de los rociadores. – Para el caso de las conexiones para bomberos no se requiere adicionar la demanda establecida para un sistema de mangueras sin rociadores. – Si el requerimiento total de caudal del sistema de rociadores es mayor que el requerimiento de un sistema de mangueras sin rociadores, este mayor caudal deberá utilizarse. – Si el sistema de rociadores protege parcialmente las instalaciones, la demanda de los rociadores (sin contar la demanda de las mangueras para el sistema de rociadores), deberá ser adicionada a la demanda para un sistema de mangueras sin rociadores. En otras palabras deberán sumarse los requerimientos de las Normas NFPA 13 Y 14.

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CURVAS DE ÁREA / DENSIDAD

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CALCULO HIDRAULICO METODO DE AREA DENSIDAD • El método de área / densidad usa una serie de curvas para determinar la demanda del sistema de rociadores acorde con la clasificación del riesgo previamente determinada. • Densidad es el volumen de agua por unidad de tiempo que se debe aplicar sobre un pie2 del riesgo, la unidad es GPM / P2. • EL AREA DE OPERACIÓN de los rociadores determina la máxima extensión posible del incendio.

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AJUSTES Y MODIFICACIONES • Rociadores de respuesta rápida no podrán ser aplicados en la curva de riesgo alto grupo 1 y 2 • Se deberá incrementar el área de operación en 30% para sistemas de tubería seca. • Se deberá incrementar el área de operación en 30% en techos inclinados o curvos cuando la pendiente excede de 2” x pie. • Si se usan rociadores de respuesta rápida el área de operación puede ser reducida. Esta reducción s aplicará, si el sistema es de tubería húmeda, el riesgo es leve u ordinario y la altura del techo no excede lo 20’. La reducción dependerá de dicha altura acorde con la siguiente:

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• Rociadores laterales sólo podrán ser usados en la curva de riesgo leve. • Si se usan rociadores de alta temperatura en riesgos altos, el área de operación podrá reducirse en 25% pero no más de 2,000 pies2

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•

Para protección de áreas menores a los 1,500 pies2 en riesgos leves y ordinarios se deberá usar la densidad indicada para 1,500 pies2

•

Para protección de áreas menores a los 2,500 pies2

•

En edificios con áreas combustibles ocultas no protegidas con rociadores el área de operación mínima será de 3,000 pies2. Al escoger el punto más bajo de las curvas área /densidad se provocará una mayor densidad de descarga pues se presume que el fuego no se propagará como en los puntos de menor densidad.

•

•

La elección de una mayor densidad es superior en términos de control de incendios pero se requerirá mayor presióon en el sistema y una demanda de agua menor.

•

En contraposición un punto de menor densidad requerirá menor presión pero una demanda de agua mayor.

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CALCULO HIDRAULICO METODO DE DISEÑO POR CUARTO • El método de diseño por cuarto está dirigido a aquellos casos donde existan múltiples cuartos compartimentados con áreas menores a los 1,500 pies2. • En este caso se usa la densidad máxima indicada en la curva y se calcula la demanda total de agua en base al cuarto de mayor demanda. • La compartimentación de los cuartos deberá ser con paredes de resistencia al fuego equivalente a la duración del suministro de agua y sin aberturas que comuniquen.

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CALCULOS HIDRÁULICOS AREA DE DISEÑO Es el área donde se supone que los rociadores ubicados en su interior se encuentren operando mientras que los rociadores ubicados al exterior no se han abierto, se asume que éste es el máximo incendio esperado. Las condiciones o factores de seguridad son: • El área debe ser la Hidráulicamente exigente. • Deberá ser rectangular 1.2 veces más larga.

más

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AREA HIDRULICAMENTE MAS EXIGENTE Es el área que produce la mayor demanda de caudal y presión en el sistema. Esta área no necesariamente es la más remota. Por ejemplo si el área más remota es una oficina (RL) mientras que alguna área más cercana es un sala de exhibición de vehículos (RO G1), la oficina no sería él área hidráulica más exigente.

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PASOS PARA LA OBTENCIÓN DEL AREA HIDRAULICAMENTE MAS EXIGENTE.

PASO 1 Identificar el riesgo y el punto de la curva que cumple con los requisitos del tipo de rociador utilizado, tomando en consideración todos los parámetros estudiados anteriormente. Digamos que el punto escogido es 0.1 gpm / 1,500 pies2 (RL)

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PASO 2 Determinar el área de cobertura del rociador tomando en consideración las limitaciones acorde con el riesgo identificado. Digamos que S= 12 y L= 10 por lo que A=120 p2

PASO 3 Determinar el número de rociadores que tiene que ser calculados dentro del área de diseño. En el ejemplo tendríamos que calcular 1,500 / 120 rociadores es decir 12.5 ó 13 rociadores (redondear arriba)

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PASO 4 Determinar la forma del área hidráulicamente más remota. Como ha sido discutido ésta área es rectangular 1.2 veces más larga que ancha, siendo el lado más largo un ramal del sistema. La formula sería: (1.2 x √Área)/(Distancia entre rociadores) En nuestro ejemplo 1.2 √1500 / 12 = 3.87, redondeado hacia arriba =4

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Por lo tanto el área más demandante será un rectángulo de 3 ramales con 4 rociadores cada uno más un rociador en un cuarto ramal, en total 13 rociadores.

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CONIDERACIONES DEL DISEÑO HIDRÁULICO PÉRDIDA DE PRESIÓN POR FRICCIÓN Acorde con el procedimiento de cálculo homologado por NFPA 13 el cálculo de pérdida de presión por fricción debe realizarse mediante la formula de Hazen-Williams. Esta formula es la más reconocida de las formulas de tipo empírico existentes. Sin embargo no es recomendable a velocidades muy altas (mayores a 20’ / seg) pues los valores distorsionan. Pf = Pérdida de Presión por fricción en libras / pulg2 porpie Q = Caudal de flujo en Galones por minuto C= Coeficiente de Fricción adimensional d= Diámetro Interno de la tubería en pulgadas

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COEFICIENTE DE FRICCIÓN “C” El coeficiente de fricción de H-W es una medida de la rugosidad de la tubería. Cuanto mayor sea el valor C, menor será la rugosidad de la tubería y por lo tanto menor será la pérdida de presión por fricción, considerando constantes los demás valores indicados en la formula de H-W.

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PERDIDA DE PRESIÓN EN CONEXIONES Y ACCESORIOS La pérdida de presión en conexiones y accesorios se mide en función del largo de tubería que produciría una pérdida de presión equivalente a la que produce la conexión o accesorio. La tabla siguiente es aplicable a tuberías de acero negro cédula 40 (Factor C = 120) y debe aplicarse a menos que el fabricante indique otros valores. No es aplicable en la conexión adyacente al rociador.

LONGITUD EQUIVALENTE DETUBERÍA DE ACERO NEGRO CÉDULA40

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PRESION DE TRABAJO DEL ROCIADOR La presión mínima de trabajo del rociador deberá ser 7 psi, salvo que el fabricante indique lo contrario. Un rociador estándar (factor k entre 5.3 y 5.8) descargará entre 14.03 y 15.34 GPM (Q = k x √ P) PÉRDIDA DE PRESIÓN PORALTURA La pérdida de presión por altura debe mediante la constante 0.433 psi / pie de altura.

medirse

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MODIFICACIONES Para Tuberías con diámetros internos diferentes a los del acero negro cédula 40, los valores de longitud equivalente indicados deberán multiplicarse por el siguiente factor:

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Para tuberías con coeficiente de fricción diferentes a c = 120, los valores de longitud equivalente indicados deberán multiplicarse por el siguiente factor:

El proceso de cálculo homologado por NFPA deberá realizarse desde el punto más distante hacia la bomba, usando el formato de tabla que se describe a continuación.

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RESUMEN DE PROCEDIMIENTOS PARA EL CALCULO HIDRÁULICO DEUN SISTEMA DE ROCIADORES PASO 1 Realizar un análisis con el fin de determinar el nivel de riesgo de la instalación que se desea proteger. PASO 2 Determinar el método de cálculo a realizar (por tabla, área / densidad, diseño por cuarto).

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PASO 3 Determinar el número de sistemas que deben ser instalados. PASO 4 Determinar el punto de la curva área / densidad que cumple con los objetivos del diseño. PASO 5 Ajustar el valor arrojado por la curva parámetros que modifiquen dicho valor.

en función

de los

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PASO 6 determinar el espaciamiento y área de cobertura de los rociadores en función del riesgo. PASO 7 Seleccionar una forma de tendido apropiada (ramal, anillo, anillo o parrilla). PASO 8 Realizar un trazo de tendido de tuberías que cumpla con los requerimientos establecidos.

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PASO 9 Determinar alejado.

el flujo mínimo

requerido

en el rociador

más

PASO 10 Determinar la presión residual mínima en el rociador más alejado para cumplir con el flujo mínimo requerido. PASO 11 Determinar el tamaño y forma del área Hidráulicamente más exigente

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PASO 12 Realizar el cálculo hidráulico del punto más distante hacia el sistema de bombeo y determinar el caudal y la presión requerido. PASO 13 Determinar la presión residual mínima en el rociador más alejado para cumplir con el flujo mínimo requerido. PASO 14 Si el punto de caudal y presión de la curva no cumple con las expectativas, escoger otro punto de la curva área/densidad.

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION

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