Đồ án cấp thoát nước trong công trình | Môn Đồ án cấp thoát nước - Đại học Xây Dựng Hà Nội

lOMoAR cPSD| 58950985
ĐỒ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC TRONG CÔNG TRÌNH
Nguyễn Văn Phượng 62HK2 164862
• Thiết kế cho trường học - loại 4
• Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh,cấp nước nóng,thoát nước
bẩn,thoát nước mưa cho công trình Khối lượng thiết kế:
1. Mặt bằng cấp thoát nước khu vực nhà,TL 1:500
2. Mặt bằng cấp thoát nước các tầng nhà,TL 1:100
3. Sơ đồ không gian hệ thống cấp nước lạnh,cấp nước nóng,thoát nước bẩn
4. Mặt bằng và sơ đồ hệ thống thoát nước mưa trên mái,TL 1:500
5. Mặt cắt dọc đường ống thoát nước sân nhà
6. Thiết kế kỹ thuật một vài công trình có trong hệ thống 7. Thuyết minh tính toán và
khái toán không khí Các số liệu cần thiết để thiết kế:
1. Mặt bằng các tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh
2. Kết cấu nhà: Trường học – bê tông cốt thép 3. Số tầng nhà: 4 tầng
4. Chiều cao mỗi tầng: H= 3,27m
5. Chiều cao tầng hầm: Hh= 0
6. Chiều dày mái nhà: 0,6m 7. Chiều cao hầm mái: 1m
8. Cao độ nền nhà tầng 1: 12m 9. Cao độ sân nhà: 25m
10. Áp lực ở đường ống nước bên ngoài: ban ngày: 12m; ban đêm: 20m
11.Đường kính ống cấp nước bên ngoài: 50mm
12.Độ sâu chôn ống cấp nước bên ngoài: 1m
13.Số người sử dụng nước trong công trình: 500 người
14.Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: điện cục bộ
15.Hình thức sử dụng nước nóng: dùng vòi trộn
16.Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: hệ thống chung, không có trạm xử lý nước thải tập trung
17.Đường kính ống thoát nước bên ngoài: 50mm
18.Độ sâu chôn ống thoát nước bên ngoài: 3m
19.Những đặc điểm cần chú ý: cần xử lý cục bộ nước thải sinh hoạt của công trình I-
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
A- CẤP NƯỚC LẠNH
1. Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước lOMoAR cPSD| 58950985
Trường học có 6 tầng,tính sơ bộ được áp lực cần thiết(áp lực cần thiết để đảm bảo đưa
nước đến mọi thiết bị vệ sinh trong nhà) là: Hct= 8 + 4.(4 – 1)= 20m H min min ng
là áp lực đường ống cấp nước bên ngoài ban ngày, Hng = 12m Do H min ct> Hng
=> sơ đồ hệ thống cấp nước phải sử dụng két nước do áp lực đường ống cấp
nước bên ngoài không đảm bảo cấp nước liên tục cho mọi thiết bị vệ sinh. Để đảm bảo
nước được cấp thường xuyên và không bị mất nước trong quá trình sử dụng ta có các phương án như sau:
Phương án 1: Dùng hệ thống cấp nước có két nước và trạm bơm
Hệ thống này áp dụng trong trường hợp áp lực đường ống cấp nước bên ngoài thường
xuyên không đảm bảo hoặc hoàn toàn không đảm bảo đưa nước tới các thiết bị vệ sinh trong nhà.
- Ưu điểm: cấp nước cho mọi khu vực có điều kiện bất lợi nhất trong các giờ không đảm bảo.
- Nhược điểm: tiêu tốn điện năng,gây sụt áp khu vực xung quanh,hệ thông quản lý
phức tạp,phụ thuộc chủ yếu vào máy bơm.Trong thực tế phương pháp này ít dùng.
Phương án 2: Dùng hệ thống cấp nước có bể chứa – trạm bơm – két nước
Hệ thống này áp dụng trong trường hợp áp lực đường ống cấp nước bên ngoài hoàn toàn
không đảm bảo và quá thấp,đồng thời lưu lượng nước cũng không đầy đủ (đường kính ống bên ngoài nhỏ).
- Ưu điểm: khả năng cấp nước đảm bảo,ổn định cấp nước cho các thiết bị.
- Nhược điểm: nếu bơm trực tiếp từ đường ống bên ngoài thì sẽ ảnh hưởng đến việc
dùng nước của khu vực xung quanh, tốn diện tích xây dựng bể chứa, nếu lưu lượng
cấp nước lớn phải xây dựng bể chứa lớn, ảnh hưởng đến mỹ quan công trình. Chi phí đầu tư lớn.
Phương án 3: Dùng hệ thống cấp nước phân vùng
Hệ thống này áp dụng trong trường hợp đường ống cấp nước bên ngoài đảm bảo không
thường xuyên hoặc hoàn toàn không đảm bảo cấp nước tới mọi thiết bị vệ sinh trong nhà.
Áp dụng cho nhà nhiều tầng (trên 5 tầng).
- Ưu điểm: tận dụng được áp lực đường ống cấp nước bên ngoài cho một số tầng dưới theo sơ đồ đơn giản).
- Nhược điểm: phải xây dựng thêm hệ thống đường ống chính cho các tầng ở vùng trên.
Chọn phương án 3,dùng hệ thống cấp nước phân vùng cho trường học 6 tầng; phân vùng cấp nước như sau:
+ Vùng 1: do áp lực đường ống cấp nước bên ngoài H min ng
= 12m đảm bảo cấp nước đầy đủ
cho 1 tầng. Chọn vùng 1 gồm tầng dưới. Sơ đồ hệ thống cấp nước tự chảy. lOMoAR cPSD| 58950985
+ Vùng 2: 3 tầng trên. Sử dụng sơ đồ hệ thống cấp nước bể chứa – két nước – trạm bơm.
2. Vạch tuyến và bố trí mạng lưới đường ống cấp nước trong nhà
Mạng lưới cấp nước bên trong nhà bao gồm đường kính ống,các ống đứng,ống nhánh dẫn
nước đến các thiết bị vệ sinh trong nhà. Khi thiết kế hệ thống cấp nước bên trong nhà việc
đầu tiên là vạch tuyến đường ống cấp nước cho ngôi nhà.
- Yêu cầu đối với việc vạch tuyến đường ống cấp nước trong nhà:
+ Đường ống phải đi tới mọi thiết bị vệ sinh bên trong nhà
+ Tổng chiều dài đường ống phải nhỏ nhất
+ Dễ gắn chắc ống với kết cấu của nhà
+ Thuận tiện,dễ dàng cho quản lý: kiểm tra,sửa chữa đường ống,đóng mở van...
- Một số quy tắc khi bố trí đường ống:
+ Không cho phép đặt ống qua phòng ở,hạn chế việc đặt ống sâu dưới nền nhà
+ Các ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh,thường đặt độ dốc i= 0,002 ÷ 0,005 về
phía ống đứng cấp nước để dễ dàng xả nước trong ống khi cần thiết
+ Các ống đứng nên đặt ở góc tường nhà; mỗi ống nhánh không nên phục vụ quá 5 đơn vị
dùng nước và không dài quá 5m
+ Đường chính ống đứng cấp nước có thể đặt ở mái nhà,hầm mái hoặc tầng trên cùng
+ Đường ống chính phía dưới có thể bố trí ở tầng hầm hoặc nền nhà tầng 1
+ Đa số các ngôi nhà có cấp nước được bố trí theo dạng mạng lưới cụt. Khi hư hỏng,sửa
chữa có thể ngừng cấp nước trong một thời gian ngắn
3. Xác định lưu lượng tính toán
a) Lưu lượng nước cấp
Lưu lượng nước trung bình ngày đêm của công trình: q. N
Qng.đ= 1000 , (l/ng.đ) Trong đó:
+ q – tiêu chuẩn dùng nước, q= 20(l/ng.đ) lOMoAR cPSD| 58950985
+ N – số người sử dụng nước trong công trình, N= 500 người Vậy
lưu lượng nước trung bình ngày đêm là: q. N 20.500 3/ng.đ)
Qng.đ= 1000= 1000 = 10(m
b) Lưu lượng nước tính toán nước cấp cho toàn công trình
Mục đích:chọn đường kính ống,đồng hồ đo nước và máy bơm
Để việc tính toán sát với thực tế và đảm bảo cung cấp nước được đầy đủ thì lưu lượng nước
tính toán phải xác định theo số lượng,chủng loại thiết bị vệ sinh bố trí trong nhà.
Tất cả lưu lượng nước của các thiết bị vệ sinh được quy về đương lượng đơn vị.
Đối với trường học (công trình công cộng),lưu lượng nước tính toán được xác định như sau: qtt , (l/s) Trong đó:
qtt: lưu lượng nước tính toán,l/s
α: hệ số phụ thuộc vào chức năng ngôi nhà (tra bảng 1.7,trang 41-giáo
trình cấp thoát nước công trình); α= 1,8
N: tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán;
N= n x k (với n: số thiết bị vệ sinh; k: trị số đương lượng tương ứng ,tra
bảng 1.3,trang 37-giáo trình cấp thoát nước công trình)
Bảng 1- Tổng số đương lượng các thiết bị vệ sinh STT Thiết bị vệ
Trị số đương Số lượng Đương lượng sinh lượng 1 xí 0,5 4 x 9= 36 18 2 Chậu rửa mặt 0,33 4 x 9= 36 11,88 3 Tổng 29,88
Vậy lưu lượng tính toán của công trình là: qtt = 0,2.1,8.
4. Chọn đồng hồ đo nước
Theo tính toán ở trên,lưu lượng cho toàn trường học là: qtt= 1,97(l/s)= 7,1(m3/h)
- Chọn đồng hồ đo nước dựa trên cơ sở thỏa mãn 2 điều kiện sau: lOMoAR cPSD| 58950985 Qngđ ≤ Qđtr Trong đó:
Qngđ: lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà, m3/ngđ;
Qđtr: lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ đo nước, m3/h;
Ngoài ra,có thể dựa vào lưu lượng tính toán qtt của ngôi nhà để chọn đồng hồ đo nước. Qmin ≤ qtt ≤ Qmax
Dựa vào bảng 1.1,trang 19-giáo trình cấp thoát nước trong công trình,từ các điều kiện trên ta chọn đồng hồ:
Loại tuốc bin(trục ngang) BB80 có: Qmin= 0,7(l/s), Qmax= 22(l/s), Qđtr= 250(m3/h) Tổn
thất áp lực qua đồng hồ đo nước có thể xác định theo công thức sau: H 2 đh= S.Qtt , m Trong đó:
Qtt: lưu lượng nước tính toán, l/s
S: sức kháng của đồng hồ đo nước phụ thuộc vào loại đồng hồ; được lấy theo bảng
1.2,trang 20-giáo trình cấp thoát nước trong nhà Với
đồng hồ BB80, S= 2,07.10-3
Hđh= 2,07. 10-3.7,12= 0,01 < 1
Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước thỏa mãn điều kiện về tổn thất áp lực Chọn
đồng hồ cỡ 80 mm là hợp lý.
5. Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước trong nhà
Bao gồm: chọn đường kính ống, chọn vận tốc nước chảy trong ống hợp lý và kinh tế v ≥
vkt, xác định tổn thất áp lực trong các đoạn ống thuộc tuyến ống chính để tính Hb và Hctnh
a) Chọn đường kính cho từng đoạn ống
Đường kính ống được chọn theo vận tốc kinh tế vkt, vận tốc kinh tế thường được lấy như sau:
- Đối với đường ống chính và ống đứng: v= 0,5 ÷ 1,5 m/s
- Đối với các ống nhánh (cấp nước sinh hoạt và cấp nước chữa cháy): v ≤ 2,5 m/s b)
Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống và cho tuyến tính toán bất lợi nhất lOMoAR cPSD| 58950985
Tổn thất dọc đường trên các đoạn ống của hệ thống cấp nước trong nhà được tính toán
theo công thức: hdd= i.l , m Trong đó:
i: tổn thất đơn vị (tổn thất áp lực trên 1m chiều dài đoạn ống), m;
l: chiều dài đoạn ống cần tính toán, m;
Tổn thất cục bộ hcb= (20 ÷ 30)% hdd
Ta tính toán theo vận tốc hợp lý,trong nhà ta lấy v= 0,5 ÷ 1,5m/s
Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống cũng như toàn bộ mạng lưới theo tuyến bất lợi
nhất(điểm cao nhất và xa nhất; tuyến ống tính toán là dài nhất; đánh số các đoạn ống từ
điểm bất lợi nhất đến đầu nguồn). cuối cùng cộng tổng cho từng vùng và toàn mạng lưới.
Các nhánh khác ta không cần tính toán mà chỉ cần chọn theo kinh nghiệm dựa vào tổng số
đương lượng của đoạn tính toán.
Tài liệu tra cứu:sách các bảng tính toán thủy lực-Ths.Nguyễn Thị Hồng
- Tính toán thủy lực cho tuyến ống chính và ống đứng bất lợi nhất
- Tuyến bất lợi nhất được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian B1-B2-B3-B4-B5- B6-B7-B8-B9-B10-B11
Bảng 2 - Tính toán thủy lực vùng 2 STT Đoạn
Số thiết bị vệ Tổng số Lưu
Đường Vận tốc 1000.i Chiều dài Tổn thất dọc ống tính sinh đương lượng kính ống trong
đoạn ống l đường h= i.l toán lượng tính toán D ống V (m) q Xí Rửa N (l/s) (mm) (m/s) (m) 1 B1-B2 0 3 0.99 0.36 25 0.65 57.5 1.57 0.09 2 B2-B3 0 3 0.99 0.36 25 0.65 57.5 3 0.17 3 B3-B4 3 3 2.49 0.57 32 0.57 31.1 3.27 0.10 4 B4-B5 6 6 4.98 0.80 40 0.64 51.3 3.27 0.17 5 B5-B6 9 9 7.47 0.98 40 0.77 42.9 3.27 0.14 6 B6-B7 9 9 7.47 0.98 40 0.77 42.9 19.04 0.82 7 B7-B8 9 9 7.47 0.98 40 0.77 42.9 9 0.39 8 B8-B9 18 18 14.94 1.39 40 1.11 88.2 1.8 0.16 9 B9-B10 27 27 22.41 1.70 40 1.91 255.8 1 0.26 lOMoAR cPSD| 58950985 2.29 Đoạn ống tính Chậu Tổng số Q D V L h=i.l Xí 1000i toán rửa N [l/s] [mm] [m/s] [m] [m] B2-B3 3 0 0.99 0.36 20 1.09 206.4 3.5 0.72 B2’-B3 0 3 1.5 0.44 20 1.09 206.4 0.5 0.10
Bảng 3 Tính toán thủy lực ống nhánh
c) Tính toán áp lực cần thiết của công trình
Tính áp lực cần thiết của vùng 2
Áp lực cần thiết được xác định theo công thức:
Hnhct = Hhh + Hđh + ∑hdd + hcb + Htd , (m) Trong đó:
+ Hhh: Trên cao theo chiều thẳng đứng từ thiết bị vệ sinh bất lợi nhất đến đường ống cấp nước bên ngoài, (m)
Cốt nền nhà tầng 1 là 0,5m; cốt sân nhà là 0,5m; và độ sâu chôn ống là 1 m
Hhh= 1+ (0,5 – 0,5) + 3.3,27 + 0,5= 11,31m
+ Hđh: Tổn thất qua đồng hồ đo nước, m
+ ∑hdd: Tổn thất dọc đường theo chiều dài ống
+ hcb: Tổn thất cục bộ trên đường
+ Htd: Áp lực tự do ở đầu thiết bị vệ sinh; Htd(xí)= 1m, Htd(rửa)= 2m
- Áp lực cần thiết của vùng 2 là :
Hct= 11,31+ 0,2 + 2,16 + 0,2 x 2,16 + 2= 16,102 m
6. Tính toán bể chứa
- Dung tích bể chứa được xác định theo công thức sau:
WBC= Wđh + Wcc3h , (m3) Trong đó: lOMoAR cPSD| 58950985
+ Wđh – dung tích điều hòa của bể,tính toán dựa vào lưu lượng nước tiêu thụ của công trình;
Wđh= (1 ÷ 3)Qng.đ , lấy Wđh= Qng.đ= 10 (m3/ng.đ) + W 3h
cc – lưu lượng nước dự trữ để chữa cháy trong 3h cho một đám cháy của công trình. W 3h
cc = 2,5.3.3600= 27000 (l)= 27 (m3)
Vậy có dung tích bể chứa: W 3h
BC= Wđh + Wcc = 10 + 27= 37(m3)
Chọn bể có WBC= 40 m3 ,bể có kích thước là 5 x 4 x 2 m
Bể chứa làm bằng vật liệu bê tông cốt thép hoặc gạch
7. Xác định dung tích két nước và chiều cao đặt két nước
a) Dung tích két nước
Két nước chỉ phục vụ cho vùng 2 – 3 tầng trên
Dung tích két nước được xác định như sau: W 10’ k= k.(Wđh + Wcc ) , (m3) Trong đó:
+ Wđh – dung tích điều hòa của két nước, m3 + W 10’ cc
– dung tích chữa cháy trong 10 phút, m3
+ k – hệ số dự trữ kể đến chiều cao xi phông và phần cặn lắng ở đáy két nước, k= 1,2 ÷ 1,3; lấy k= 1,2
- Wđh: Thể tích điều hòa két nước xác định theo chế độ hoạt động của máy bơm.
- Dung tích điều hòa két nước đối với công trình có lắp đặt trạm bơm và két nước (
máy bơm tự động ) thì ta chọn W dh ≥ 5% Qngd. Vậy, ta chọn 3 W dh = 10% Qngd = 1 ( m ) - - W 10’ cc
: dung tích chữa cháy trong 10 phút, thiết kế với mỗi két nước phải dự trữ
được lượng nước chữa cháy cho 1 vòi 2,5 l/s hoạt động. Mỗi đơn nguyên nhà phải có 1 vòi
nước chữa cháy hoạt động tạm thời,lưu lượng nước ở đầu vòi phun nước chữa cháy là 2,5
l/s, do đó trong 5 phút tổng lượng yêu cầu là: W 5’
cc = 2,5.10.60= 750 (l)= 1,5 (m3) lOMoAR cPSD| 58950985
Vậy dung tích két nước là: W 5’
k= k.(Wđh + Wcc )= 1,2.(1 + 1,5)=3(m3)
Kích thước két nước: l x b x h= 3 x 1 x 1 b)
Chiều cao đặt két HK = Htd + H + Hcb +HÆ
Trong đó + Tổn thất áp lực từ TBVS bất lợi nhất đến két H = 2,16 ( m)
+ Áp lực tự do của TBVS bất lợi nhất : Htd = 2,0 ( m )
+ Tổn thất áp lực cục bộ trên tuyến ống:
Hcb = ( 25 ÷ 30 ) % H →Hcb = 2,16× 30%= 0,648( m) Cao
độ của TBVS bất lợi nhất trên sơ đồ cấp nước:
HÆ = 3,27.3+0.5+0,5=10,81 ( m)
HK =Htd + H + Hcb +HÆ= 2 + 2,16 + 0,648 + 10.81 = 15,618 ( m)
Trong đó, chiều cao Trường Học là 13,58 m, chiều cao hầm mái là 1m. Vì vậy, két nước sẽ
được đặt cao hơn mái một đoạn là 1,038 mđể có thể thao tác & hoạt động khi cần thiết và
đủ áp lực cần thiết để đưa nước đến TBVS bất lợinhất.
B- CẤP NƯỚC CHỮA CHÁY
Hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường gồm các bộ phận sau:
- Mạng lưới đường ống: đường ống chính, đường ống đứng
- Các hộp chữa cháy, thường đặt cách sàn tính đến tâm hộp là 1,25m, hộp có dạng
hình chữ nhật có kích thước 620 x 856 mm, bố trí lẩn trong tường, bên ngoài hộp là
lưới mắt cáo hoặc kính mờ có sơn chữ CH. Bên trong hộp chữa cháy có bố trí van
chữa cháy nối với ống đứng, có khớp nối đặc biệt để móc nối nhanh chóng với ống
vải gai và vòi phun với van chữa cháy.
Ống vải gai tráng cao su, dài 10 ÷ 20m, có đường kính 50 mm.
Vòi chữa cháy là ống hình nón cụt một đầu có đường kính bằng đường kính ống vải
gai,đầu kia nhọn có đường kính d=13,16,19 và 22 mm
Hộp chữa cháy thường đặt những chỗ dễ nhìn như cầu thang,hành lang. lOMoAR cPSD| 58950985
Khoảng cách theo chiều ngang của các hộp chữa cháy phụ thuộc vào chiều dài ống
vải gai,đảm bảo cho 2 vòi phun chữa cháy của 2 hộp chữa cháy có thể gặp nhau được.
1. Lựa chọn sơ đồ và vạch tuyến hệ thống chữa cháy
- Hệ thống cấp nước chữa cháy kết hợp với hệ thống cấp nước lạnh. Các vòi chữa
cháy được đặt trong các hộp chữa cháy và được đặt ở phía ngoài hành lang đi lại.
- Theo số liệu cho thì áp lực bên ngoài lớn nhất là 11(m) nhỏ so với áp lực yêu cầu
cho việc cấp nước chữa cháy cho trường học 6 tầng. Vì vậy ta không thể dùng nước
cấp trực tiếp từ mạng lưới để cấp cho chữa cháy mà ta phải dùng bơm chữa cháy.
- Chọn hệ thống cấp nước chữa cháy trực tiếp mỗi tầng 2 vòi và nước được đưa lên
bằng 1 ống đứng đường kính mỗi ống là 70 (mm). Dùng vòi chữa cháy bằng vải
tráng cao su có đường kính là 50 (mm), chiều dài là 20m.
- Theo QCVN 4513:1988 với trường học ta có số vòi hoạt động đồng thời là 2 vòi và
lưu lượng của mỗi vòi là 2,5 (l/s).
2. Tính toán hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường
a. Tính toán ống đứng cấp nước chữa cháy
- Lưu lượng của một vòi phun chữa cháy Q = 2,5 l/s
- Chiều dài ống đứng tính từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là:
Lđ = 3.27 ×4 + 1 .25 =14,33 m
Tổn thất trên đoạn ống đứng
Hđ = 14,33x69,6/1000 = 1(m ) Ta
chọn ống đứng như sau: Q (l/s) D (mm) V (m/s) 1000i L (m) (m) đ Hđ 2,5 50 1,18 69,6 14,33 1
Bảng 4: Thông số ống đứng cấp nước chữa cháy
- Theo TCVN hộp chữa cháy đặt ở độ cao 1,25m so với mặt sàn nhà.
b. Tính toán ống ngang trên mặt đất:
+ Vì số vòi hoạt động đồng thời là 1 nên lưu lượng tổng là 2.5 l/s. Tra bảng tính
toán thủy lực chọn D = 70 mm; v = 0.72 m/s; 1000i = 20.3 + Chiều dài đoạn ống
từ trạm bơm tới vị trí ống đứng xa nhất: Ln = 14,33 m
+ Tổn thất trên đoạn ống ngang trên mặt đất:
H1 = 14,33 × 20.3/1000 = 0.3 m
- Tổn thất trên toàn bộ hệ thống cấp nước chữa cháy là: ΣH = 0.3 + 1 = 1.3 m lOMoAR cPSD| 58950985
- Tổn thất áp lực cục bộ trên đoạn ống này là: h = 30%. ΣH = 30% x 1.3 = 0.39 m cb
- Áp lực cần thiết ở đầu van chữa cháy: hccct = h + (m) v h0 Trong đó:
• hv : Áp lực cần thiết ở đầu vòi phun để tạo ra một cột nước lớn hơn 6m áp lực này
thay đổi tùy theo đường kính miệng vòi phun.
Có thể xác định theo công thức sau: Cđ h = (m) v (1−γ.α.Cđ) Trong đó:
C : Phần cột nước đặc tra bảng TCVN ta lấy = 6 α : là hệ số phụ đ Cđ
thuộc Cđ, lấy theo bảng 2.2 giáo trình cấp thoát nước trong nhà
Với C = 6 => α = 1,19 γ : Là hệ số phụ thuộc đ đường kính miệng phun: 0,25 γ =
Khi tính toán với d = 16 mm thì γ = 3 d+(0,1d) 0,0124 6 => h = = 6,08 (m) v
(1−0,0124×1,19×6)
• h : Tổn thất áp lực theo chiều dài ống vải gai và được tính theo công thức sau: 0
h0 = A.l.(qcc)² Trong đó:
A : Là sức kháng đơn vị của ống vải gai có tráng cao su lấy như sau: D = 50 mm => A = 0,0075
(trang 54 giáo trình cấp thoát nước trong nhà).
l : Là chiều dài lớp vải gai (m), theo TCVN lấy l = 20 m qcc
: Lưu lượng của vòi phun chữa cháy (l/s) => h = 0.0075 × 20 × 0 2.52 = 0.94
(m) hccct = 6.08 + 0.94 = 7.02 (m)
Vậy tổng áp lực cần thiết của ngôi nhà khi có cháy xảy ra là:
HCC = Hđ + ∑H +hcb + hccct Trong đó:
Hcc : Áp lực cần thiết của ngôi nhà khi có cháy xảy ra, (m);
Hđ: Chiều cao ống đứng tính từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất, (m); lOMoAR cPSD| 58950985
∑H: Tổng tổn thất trên toàn bộ hệ thống cấp nước chữa cháy, (m);
hcb: Tổn thất áp lực cục bộ hệ thống cấp nước chữa cháy, (m); hccct
: Áp lực cần thiết ở đầu van chữa cháy.
=> HCC = 16,33 + 1 + 0.39 + 7.02 = 24,74 m
C- MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ II-
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CÔNG TRÌNH I.
CHỌN SƠ ĐỒ THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ
Theo đầu bài thì hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên ta
chọn sơ đồ thoát nước như sau:
Ta chọn phương pháp cho nước thải từ chậu rửa và thoát xí vào 2 ống thoát khác nhau và
được đưa đến bể tự hoại. Phần nước sau khi lắng hết hết cặn sẽ ra ngoài còn phần cặn sẽ
giữ lại nhờ vi khuẩn yếm khí phân hủy.
Nước thải được tập trung vào hệ thống thoát nước sân nhà sau đó đưa ra ngoài.
Còn nước mưa được dẫn bằng một hệ thống ống riêng. Đoạn ống thoát cuối cùng nối
với ống thoát nước bể tự hoại, sau đó đi ra mạng lưới thoát nước thành phố.
1. Tính toán hệ thống ống đứng và ống nhánh trong công trình:
Dựa vào bảng đượng lượng thoát nước ta tính tổng đượng lượng cho từng ống
nhánh, ống đứng căn cứ vào bảng để chọn đường kính cho từng ống
Ống nhánh từ các thiết bị vệ sinh lấy theo quy phạm ( bảng 4.1: Lưu lượng nước
thải tính toán của cá thiết bị vệ sinh, đ ường kính ống dẫn và độ dốc tương ứng Tr 121). Độ dốc ống dẩn,
Lưu lượng tính toán Đường kính ống dẫn (q (d), mm ( i ) Tên thiết bị tt), (l/s) Chậu rửa mặt 0.07 50 0.02 Xí bệt 1.5 110 0.035
Bảng 5: Lưu lượng nước thải tính toán của cá thiết bị vệ sinh, đường kính ống
dẫn và độ dốc tương ứng:
Ống nhánh đăt ngầm trong sàn nhà hoặc dưới sàn trong trần giả với độ dốc tính toán
cụ thể và góc nối với các ống đứng là 60° Lưu lượng ống thoát nước : Q max th=qc+ qdc Trong đó:
Qth : Lưu lượng nước thải tính toán (l /s). lOMoAR cPSD| 58950985
qc : Lưu lượng nước cấp tính toán theo công thức nước cấp (l/s) .
Ta có: qc = 0,2 x 1.8 x √ N (l/s) - q max dc
: Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn
nhất của đoạn ống tính toán q max dc
lấy theo thiết bị vệ sinh có lưu lượng nước
thải lớn nhất, , lấy của xí bệt = 1,5(l/s).(Lấy theo bảng 1 của tiêu chuẩn 4474-1987)
a. Tính chọn 2 đoạn ống nhánh: Nhánh 1:
Số thiết bị vệ sinh: 3 chậu rửa
Trị số đương lượng của chậu rửa: 0.33 N = 0.33 x 3 = 0.99 Qc = 0.2 x 1.8 x = 0.358 (l/s)
Trong đó: q = 0.07 (l/s) c Qth = qc + q max dc = 0.358 + 0.07 =0.428 (l/s)
Tra bảng thủy lực ta chọn đường kính ống: D = 50 (mm) với I = 0.03, v = 0.61, h/d = 0.4 Nhánh 2:
Số thiết bị vệ sinh: 3 xí
Trị số đương lượng của xí: 0.5 N = 0.5 x 3 = 1.5 Qc = 0.2 x 1.8 x = 0.44 (l/s) Trong đó : q max dc =1,5 (l/s) Qth = qc + q max dc = 0.44 + 1.5 = 1.94 (l/s)
Tra bảng thủy lực ta chọn đường kính ống: D = 100 mm, I = 0.02, v = 0.746; h/d = 0.364
b. Tính cho ống đứng
Ta thấy, 3 ống đứng TX1,TR1, TX2,TR2, TX3,TR3 đều có các ống nhánh với các
thiết bị vệ sinh là như nhau. Nên các thông số của 3 ống đứng giống nhau. Ta tiến
hành tính toán ống đứng T1,TR1. Ống đứng TR1 Tên thiết bị
Trị số đương lượng Số lượng Tổng trị số đương N lượng Chậu rửa mặt 0.33 12 3.96 Tổng 3.96 lOMoAR cPSD| 58950985
Bảng 6: Tổng trị số đương lượng của các ống nhánh trên ống đứng TR1
Tổng trị số đương lượng của các ống nhánh trên ống đứng TR1 là N = 3.96 => qc = 0.2 x 1.8 x = 0.716 l/s Trong đó : q max dc
=0.07 (l/s) lấy theo bảng 4.1 sách CTN Q max t h= qc + qdc
= 0.71+6 + 0.07 = 0.786 (l/s)
- Tra bảng thủy lực tính toán sách cấp thoát nước trong nhà, ta được :
D = 75mm, góc nối 450 thì khả năng thoát nước là 1.3l/s > 0.786 l/s.
Như vậy chọn đường kính ống T1 chọn là đạt yêu cầu.
Suy ra, các ống đứng TR1, TR2, TR3 đều có D = 75mm Ống đứng TX1 Tên thiết bị
Trị số đương lượng Số lượng Tổng trị số đương N lượng Xí 0.5 12 6 Tổng 6
Bảng 7. Tổng trị số đương lượng của các ống nhánh trên ống đứng TX1
Tổng trị số đương lượng của các ống nhánh trên ống đứng TX1 là N = 9
=> qc = 0.2 x 1.8 x = 0.88 l/s Trong đó : q max dc
=1,5 (l/s) lấy theo bảng 4.1 sách CTN Q max th = qc + qdc = 0.88 + 1.5 = 2.38 (l/s) -
Tra bảng thủy lực tính toán sách cấp thoát nước trong nhà, ta được :
D = 100mm, góc nối 450 thì khả năng thoát nước là 7.5l/s > 2.38 l/s.
Như vậy chọn đường kính ống TX1 chọn là đạt yêu cầu.
Suy ra, các ống đứng TX1, TX2, TX3 đều có D= 100mm
c. Chọn ống thông hơi và kiểm tra
- Ống thông hơi là ống nối tiếp đường ống đứng đi qua hầm mái và lên cao hơn mái
nhà tối thiểu là 0,7 (m) để dẫn các khí độc, các hơi nguy hiểm có thể gây nổ ra khỏi
mạng lưới thoát nước bên ngoài. Ta lấy đường kính ống thông hơi bằng đường kính
ống đứng thoát rửa: D = 70 (mm) lOMoAR cPSD| 58950985
- Mỗi tầng ta lại bố trí tê kiểm tra cách sàn 1 m, có D = 70 (mm).
2. Tính toán công trình xử lý nước thải cục bộ
Để thoát nước ra ống thoát nước chung thành phố, với nước thải từ xí ta phải xử lí cục bộ bằng bể tự hoại.
- Ta thiết kế bể tự hoại không có ngăn lọc, ta bố trí 2 bể tự hoại.
a. Bể tự hoại thứ 1 :
Dung tích bể tự hoại được xác định theo công thức Wb = Wn + Wc (m3) Trong đó:
Wb: thể tích của bể (m3)
Wn: thể tích nước của bể
Wc: thể tích cặn của bể (m3) Xác định thể tích của bể: Wn = k.Qng®
- K theo quy ph¹m lÊy tõ 1- 3. §Ó ®¶m b¶o hiÖu qu¶ l¾ng ta lÊy k = 1.
- Qng®: Lưîng nưíc th¶i ngµy ®ªm.
Theo ®Ò bµi tæng sè ngêi sö dông níc trong nhµ lµ N = 334 (ngưêi).
=> Qngđ = 100 x 334 = 33400(l/ngđ) = 33.4 (m3/ngđ) Vậy: Wn = 1 33.4 = 33.4 (m3).
Xác định thể tích cặn của bể:
a×T x(100−W 1)×b×c 3) Wc = x N , (m lOMoAR cPSD| 58950985
(100−W 2) ×1000 Trong đó :
- a: tiêu chuẩn thải cặn ( lấy a = 0,6l/ng.ngđ)
- T: thời gian hai lần lấy cặn, T = 180 ngày (6 tháng)
- W1, W2 độ ẩm của căn tươi vào bể là của cặn khi lên men có giá trị tương ứng là W1 = 95%, W2 = 90%
- b: hệ số kể đến độ giảm thể tích cặn lên men, giảm 30% và lấy b = 0,7
- c: hệ số kể đếm việc để lại phần cặn đã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh giúp
cho quá trình len men khi hút cặn để giữ lại vi sinh giúp cho quá trình lên men cặn
được nhanh chóng, lấy c = 1.2
- N: số người sử dụng N = 286 (người)
Thay tất cả các số liệu trên vào biểu thức ta tính được 0.6 3) Wc = × 334 = 15.15 (m
Vậy dung tích của của bể tự hoại là:
Wb = Wn + Wc = 33.4 + 15.15 = 48.55 (m3)
Tính toán cho bể tự hoại ta chọn dung tích bể là 50m3 kích thước của bể là: L x b x h = 5 x 4 x 2.5
- Thiết kế bể tự hoại :
+ Theo quy phạm thiết kế bể tự hoại ba ngăn, dung tích ngăn một là 50% và dung tích
ngăn hai còn lại là 25%. Bể được thiết kế vách ngăn có:
+ Nước vào ra khỏi bể có đường kính D1=100mm
+ Cửa thông cặn có kích thước:300x300 (mm)
+ Cửa thông nước có kích thước: 200x200 (mm)
+ Cửa thông khí có kích thước: 150x150 (mm)
b. Bể tự hoại thứ 2 :
Dung tích bể tự hoại được xác định theo công thức Wb = Wn + Wc ,(m3) Trong đó: lOMoAR cPSD| 58950985
Wb: thể tích của bể (m3)
Wn: thể tích nước của bể
Wc: thể tích cặn của bể (m3)
Xác định thể tích của bể Wn = k.Qng®
- K theo quy ph¹m lÊy tõ 1- 3. §Ó ®¶m b¶o hiÖu qu¶ l¾ng ta lÊy k = 1.
- Qng®: Lîng níc th¶i ngµy ®ªm.
Theo ®Ò bµi tæng sè ngêi sö dông níc trong nhµ lµ N = 166(người).
=> Qngđ = 100 x 166 = 16600(l/ngđ) = 16.6 (m3/ngđ) Vậy: Wn = 1 16.6 =16.6 (m3)
Xác định thể tích cặn của bể
Wc =a×T x100−W 1¿×b×c
(100−W¿2)×1000x N , (m3) Trong đó :
- a: tiêu chuẩn thải cặn ( lấy a = 0,6 l/ng.ngđ)
- T: thời gian hai lần lấy cặn, T = 180 ngày (6 tháng)
- W1, W2 độ ẩm của căn tươi vào bể là của cặn khi lên men có giá trị tương ứng là W1 = 95%, W2 = 90%
- b: hệ số kể đến độ giảm thể tích cặn lên men, giảm 30% và lấy b = 0,7
- c: hệ số kể đếm việc để lại phần cặn đã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh giúp
cho quá trình len men khi hút cặn để giữ lại vi sinh giúp cho quá trình lên men cặn
được nhanh chóng, lấy c = 1,2
- N: số người sử dụng N = 144 (người)
Thay tất cả các số liệu trên vào biểu thức ta tính được 0.6 3) Wc = × 166 = 7,5(m
Vậy dung tích của của bể tự hoại là:
Wb = Wn + Wc = 16,6 + 7.5 = 24,1 (m3)
Tính toán cho bể tự hoại ta chọn dung tích bể là 25m3 kích thước của bể là: lOMoAR cPSD| 58950985 L x b x h = 5 x 4 x 1,25
- Thiết kế bể tự hoại :
+ Theo quy phạm thiết kế bể tự hoại ba ngăn, dung tích ngăn một là 50% và dung tích
ngăn hai còn lại là 25%. Bể được thiết kế vách ngăn có:
+ Nước vào ra khỏi bể có đường kính D1=100mm
+ Cửa thông cặn có kích thước:300x300 (mm)
+ Cửa thông nước có kích thước: 200x200 (mm)
+ Cửa thông khí có kích thước: 150x150 (mm)
3. Tính toán thoát nước mưa trên mái
a. Diện tích phục vụ giới hạn lớn nhất của một ống đứng v 2 p m Fghmax = 20 x d2 x h5
+ d đường kính ống đứng , chọn d =80 (mm);
+ vp vận tốc phá hoại của ống chọn nhựa PVC (vp = 1.5 m/s)
+ hệ số dòng chảy ( 1) max
+h5 : Lớp nước mưa trong 5 phút lớn nhất khi theo dõi trong nhiều năm, theo tài liệu max khí tượng
của Hà Nội h5 = 15.9 cm. Fgh
=20×0.82×1.5= 120.75 (m2) max 1×0.159
- Diện tích mái cần thoát nước Fmái = 328 (m2) - Số lượng ống đứng cần thiết N= = 2.71(ố ng)
Ta chọn 3 ống nhựa u.PVC được bố trí như trên bản vẽ.
- Vậy diện tích thực tế phục vụ: Fthưc = = 109.3 (m2) lOMoAR cPSD| 58950985
Nước mưa sẽ được chảy đến ống đứng vào hệ thống ống đứng thoát nước và vào hệ thống
thoát nước mưa sân nhà và chảy ra hệ thống thoát nước thành phố. b. Tính toán máng dẫn nước sênô
Kích thước máng dẫn xác định dựa trên cơ sở lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn
đến phễu thu và phải xác định dựa trên cơ sở tính toán thực tế.
Lưu lượng nước mưa lớn nhất chảy đến phểu được xác định theo công thức
Ψ . F.hmax5
qmlmax = 300 , (l/s) Trong đó:
F: Diện tích mái thực tế trên mặt bằng mà một phễu thực tế phục vụ (m2) max
= 1x 328300x 15.9 = 17.384 l/s qml
Chọn máng dẫn hình chữ nhật bằng bêtông chát vữa, tra biểu đồ (hình 24.10 trang 308
sách cấp thoát nước) ta được các thông số kỹ thuật sau
Độ dốc lòng máng: i = 0,0016
Chiều rộng máng: B = 10 cm
Chiều cao lớp nước: H = 5 cm