Bài giảng đồ án cấp thoát nước bên trong công trình

Trang 4 NHỮNG KHÁC BIỆT GIỮA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC NHÀ CAO TẦNG VÀ NHÀ THẤP TẦNG- Nhà cao tầng thường có nhiều đối tượng sử dụng nước khác nhau, hình thức dùng nước rất đa dạng;- Công trình

ĐỒ ÁN MÔ HỌC Cấp thoát nước bên trong công trình

1

GVHD: TS KHƯƠNG THỊ HẢI YẾN

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Đồ án môn học: Cấp thoát nước trong công trình

Cán bộ hướng dẫn: ………

Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước (lạnh, nóng), thoát nước (sinh hoạt, mưa) cho

4 Chiều cao mỗi tầng:…………5 Chiều cao tầng hầm: ………

6 Chiều dày mái nhà: … m 7 Chiều cao tầng áp mái: …….m (nếu có)

8 Cốt nền nhà tầng 1: …… 9 Cốt sân nhà:…… m

10 Áp lực đường ống cấp nước bên ngoài: … m

11 Đường kính ống cấp nước bên ngoài: …….mm

12 Độ sâu chôn ống cấp nước ngoài nhà (thành phố, thị xã, tiểu khu…): ……m

13 Số người sử dụng nước trong nhà: …….người

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ (tiếp)

Đồ án môn học: Cấp thoát nước trong công trình

14 Thiết bị cấp nước nóng: ………

15 Hình thức sử dụng nước nóng: vòi trộn

16 Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: chung

17 Đường kính ống thoát nước bên ngoài: …… mm

18 Độ sâu chôn ống thoát nước ngoài nhà (thành phố, thị xã, tiểu khu…): …… m

KHỐI LƯỢNG THIẾT KẾ

1 Mặt bằng định vị cấp thoát nước khu vực nhà

2 Mặt bằng cấp, thoát nước các tầng nhà

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

5 Mặt cắt dọc đường ống thoát nước ngoài sân nhà

6 Thiết kế kỹ thuật công trình có trong hệ thống: Bể chứa, két nước, bể tự hoại,

giếng thăm… (theo chỉ định của GV hướng dẫn)

7 Thuyết minh tính toán (khổ A4, trình bày một mặt)

Các văn bản pháp luật chính:

1 Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình (Plumbing

code)

2 TCVN 4513 – 1988: Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên trong công trình;

3 TCVN 4474 – 1987: Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước bên trong công trình;

4 TCVN 4519:1988 Hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình Quy

phạm thi công và nghiệm thu

5 TCVN 5576:1991 Hệ thống cấp thoát nước Quy phạm quản lý kỹ thuật

6 TCVN 5673:2012 Cấp thoát nước bên trong Hồ sơ bản vẽ thi công;

7 TCVN 4615 – 1988: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Ký hiệu quy ước

trang thiết bị vệ sinh

8 TCVN 4036 – 1985: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Ký hiệu đường ống

trên hệ thống kỹ thuật vệ sinh

CÁC VĂN BẢN PHÁP LUẬT CHÍNH DÙNG TRONG THIẾT

KẾ HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG

Văn bản pháp luật tham khảo

1 TCVN 4037 – 2012: Cấp nước Thuật ngữ và định nghĩa

2 TCVN 4038 – 2012: Thoát nước Thuật ngữ và định nghĩa

3 Nhà ở cao tầng-Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 323:2004;

4 TCVN 3989:1985 Hệ thống tài liệu thiết kế cấp thoát nước Mạng lưới

bên ngoài

5 TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình

tiêu chuẩn thiết kế

6 TCVN 7959:2008: Thoát nước Mạng lưới và công trình bên ngoài;

7 TCVN 26221995: Phòng cháy và chữa cháy cho nhà và công trình

-Yêu cầu thiết kế;

8 TCVN 3890:2009 Phương tiện Phòng cháy và chữa cháy cho nhà và

công trình - Trang bị, bố trí, kiểm tra và bảo dưỡng

CÁC VĂN BẢN PHÁP LUẬT CHÍNH DÙNG TRONG THIẾT

KẾ HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC NHÀ CAO TẦNG (tiếp)

5

- SƠ ĐỒ CẤP NƯỚC

- TÍNH TOÁN THỦY LỰC, CÁC CÔNG TRÌNH

- CẤU TẠO MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC ???

NHỮNG KHÁC BIỆT GIỮA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

NHÀ CAO TẦNG VÀ NHÀ THẤP TẦNG

- Nhà cao tầng thường có nhiều đối tượng sử dụng nước khác nhau, hình

thức dùng nước rất đa dạng;

- Công trình có thể do một hoặc một số doanh nghiệp quản lý, nên đôi

khi cần phân hệ thống cấp nước thành nhiều vùng và có đồng hồ tổng

riêng;

- Nhà cao tầng có chiều cao lớn, độ chênh lệch áp lực cũng rất lớn Trong

công trình, khu vực phía trên áp lực nhỏ, khu vực phía dưới áp lực lớn,

thậm chí rất lớn;

- Trang thiết bị công trình phức tạp hơn;

- Tập trung đông người nên nhu cầu dùng nước tại giờ cao điểm thường

lớn;

7

CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG

- Dễ gặp sự cố trên tại chân đường ống dẫn nước lên két;

- Qb1 = Q1 + Q2 + Q3 +

- Hb1  Hhh+hw + htd

- Áp dụng: Cho nhà từ 9-16 tầng (≤ 50m)

Khắc phục nhược điểm cho hệ thống cấp nước

cho nhà cao tầng kiểu cổ điển

9

Điều hòa vàtăng áp cho cáctầng trên cao

SƠ ĐỒ CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG DẠNG PHÂN VÙNG

SONG SONG

- Qb1 = Q1; Qb2 = Q2; Qb3 = Q3

- Hb1  H1 ; Hb2  2H1 ; Hb3  3H1

- Áp dụng: nhà cao từ 17-40 tầng (50-100m)

SƠ ĐỒ CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG DẠNG PHÂN VÙNG

NHỮNG TỒN TẠI CỦA HTCN NHÀ CAO TẦNG KIỂU CỔ ĐIỀN

- Chi phí điện năng cho máy bơm lớn;

- Kém hiệu quả do các tầng phía dưới phải sử dụng van giảm áp;

- Thể tích két nước rất lớn, ảnh hưởng đến kết cấu của công trình

ƯU ĐIỂM CỦA HTCN PHÂN VÙNG SO VỚI LOẠI HTCN CỔ ĐIỂN

SONG SONG

PHÂN VÙNG NỐI TIẾP

Chi phí điện năng cho máy bơm lớn Nhỏ Nhỏ

MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

NHÀ CAO TẦNG

- Áp lực dư và phân phối nước đều: Áp lực dư tại các tầng khác nhau nên

chế độ làm việc của các thiết bị vệ sinh khác nhau Áp lực dư quá lớn

cũng gây trở ngại cho người sử dụng, gây tiếng ồn khi sử dụng, khó điều

chỉnh nhiệt độ khi dùng vòi trộn nóng lạnh VD: Theo tính toán sơ bộ thì

áp lực cần thiết cho ngôi nhà 10 tầng là 35-40 m, 15 tầng là 60-65 mét, 20

tầng là 75-80m Lúc đó áp lực tại chân các ống đứng ở tầng 1 cũng tương

ứng là 35-40m, 60-65m và 75-80m nên khi mở thiết bị vệ sinh thường

gây ra tiếng rít chói tai, dễ làm hỏng thiết bị do nước quá mạnh, ;

- Tiêu hao điện năng cho máy bơm: Điện năng tiêu thụ của máy bơm tỷ lệ

thuận với lưu lượng Chọn được sơ đồ cấp nước hợp lý, loại bơm, thiết bị

hợp lý thì sẽ giảm được điện năng tiêu thụ trong tòa nhà vào mục đích

bơm nước VD: Có thể lắp đặt bơm kết hợp với biến tần hoặc trạm khí ép;

chọn loại bơm tiết kiệm năng lượng ;

- Quản lý vận hành: Thường do Ban quản lý tòa nhà quản lý và vận hành

13

TÍNH TOÁN THỦY LỰC MLCNCác dạng mạng lưới cấp nước nhà cao tầng, điều kiện áp dụng:

- Mạng lưới cấp nước dạng vòng: Dùng khi cần cấp nước có độ an toàn cao,

đặc biệt là MLCN chữa cháy theo quy định tại Điều 10 của Tiêu chuẩn

thiết kế Hệ thống cấp nước chữa cháy trong công trình;

- Mạng lưới cấp nước dạng cụt: thường dùng cho cấp nước sinh hoạt bình

thường, không yêu cầu cấp nước liên tục;

- Mạng lưới hỗn hợp: Kết hợp hai loại MLCN trên

3 Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước nhà cao tầng

* Xác định lưu lượng tính toán:

a Nhà ở gia đình: q  0 , 2 a N  k N (l/s)

Trong đó:

q: lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống, l/s;

a: đại lượng phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước;

k: hệ số phụ thuộc vào tổng số đương lượng N;

N: tổng số đương lượng của ngôi nhà hay đoạn ống tính toán;

: hệ số phụ thuộc vào chức năng ngôi nhà;

q0: lưu lượng tính toán cho 1 dụng cụ vệ sinh, l/s

n: số dụng cụ vệ sinh cùng loại;

: hệ số hoạt động đồng thời của các dụng cụ vệ sinh

15

- Mục đích: Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước trong nhà nhằm chọn

đường kính ống (D); qua đó xác định được tổn thất áp lực trong các đoạn

ống để tính áp lực bơm Hb và áp lực cần thiết của ngôi nhà Hctnh1 cách

hợp lý và kinh tế

* Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước:

- Trình tự tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước:

Bước 1: Từ Qtt của đoạn ống sơ bộ xác định đường kính (D), vận tốc (v)

và độ dốc thủy lực (i) của đoạn ống;

Bước 2: Kiểm tra điều kiện v, i như sau:

 v < vmax(m/s) – vận tốc lớn nhất mà đoạn ống chịu được (vận tốc

phá hoại);

 Nên chọn v nằm trong khoảng vận tốc kinh tế thường từ 0,5 – 1

m/s và không lớn quá 1,5 m/s;

 tổn thất áp lực tỷ lệ thuận với vận tốc và lưu lượng trong ống

Bước 3: Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống cũng như toàn bộ

mạng lưới theo tuyến chuyển nước bất lợi nhất

THẢO LUẬN 1Theo Anh/Chị đặt ống phân phối chính phía trên hay phía dưới thì có

lợi hơn (thủy lực, kinh tế, quản lý)???

Sơ đồ cấp nước đường ống chính phân

phối từ phía dưới lên

Sơ đồ cấp nước đường ống chính phân phối phía trên xuống

Các vị trí đặt ống phân phối chính

TÍNH TOÁN THỦY LỰC MLCN (tiếp)

TÍNH TOÁN THỦY LỰC MLCN NHÀ CAO TẦNG

3 Tính toán mạng lưới khi đường ống chính phân phối phía dưới

bơm tăng, chi phí điện

năng để bơm nước tăng Sơ đồ cấp nước đường ống chính phân phối từ phía dưới lên

TÍNH TOÁN THỦY LỰC MLCN

2 Tính toán mạng lưới khi đường ống chính phân phối phía trên

Sơ đồ cấp nước đường ống chính phân phối phía trên xuống

- Phát sinh ống dẫn nước lên

két với vận tốc nước chảy

trong ống nhỏ hơn vkinhte

19

* Nhiệm vụ

- Dự trữ nước;

- Tạo áp lực để đưa nước tới nơi tiêu dùng (TBVS)

- Dự trữ một lượng nứơc chữa cháy

Két nước hay bể chứa có áp

* Vị trí:

Két nước thường được đặt trên mái nhà, sân thượng,

trên nóc khu vệ sinh, các tầng kỹ thuật

+ Két nước xây bằng gạch hoặc bằng bê tống cốt thép

cần có biện pháp chống thấm qua thành và đáy két

Sơ đồ cấu tạo két nướcKét nước hay bể chứa có áp

* Chiều cao đặt két nước

Chiều cao đặt két nước được xác định trên cơ sở bảo đảm áp lực để đưa nước

và tạo áp lực tự do đủ ở thiết bị vệ sinh bất lợi trong trường hợp dùng nước

lớn nhất

- Cốt mực nước thấp nhất trong két nước phải thỏa mãn:

- Chiều cao đặt két nước được xác định:

Trong đó:

Htd: Áp lực tự do ở thiết bị vệ sinh bất lợi

Htt: Tổng tổn thất áp lực từ két xuống thiết bị vệ sinh bất lợi

Két nước hay bể chứa có áp

* Xác định dung tích của két nước

W = K*(Wđh+ Wcc) (m3)Trong đó:

K- hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng két nước và phần cặn lắng ở đáy

K=1.2-1.3

Wđh: Dung tích điều hoà của két nước được xác định:

Khi không dùng máy bơm: Wđh = 50-80%Qng.đ (khi không có số liệu)

Khi dùng máy bơm : Wđh=20-30%Qng.đ (mở bằng tay)

Theo chế độ mở máy bơm: Wđh= Qb/2n (n: số lần mở máy bơm)

Wcc: Dung tích chữa cháy (nếu có) lấy bằng lượng nước chữa cháy trong

10phút khi vận hành bằng tay và 5phút khi vận hành tự động

Dung tích của két nước không quá 20-25m3vì nếu lớn quá ảnh hưởng đến

thẩm mỹ và kết cấu của ngôi nhà

Két nước hay bể chứa có áp

è n g t r µn :D50

RA R· NH TN M¦ A

VAN Mé T CHI?U D50 VAN PHAO

mÆt c ¾t 2-2

- 2.600

è n g N¦ í C

Vµ O BÓ CHø A D40

i=1%

i=1%

- 0.600

n ¾p bÓ t h ?p t Êm

* Trang thiết bị của bể chứa

+ Ống dẫn nước vào bể có van

hai chiều và van phao hình cầu

+ Ống dẫn nước ra nối với ống

hút của máy bơm

Trạm khí ép

1 Khái niệm: Trạm khí ép bao gồm các bình chứa làm việc trên nguyên tắc

nén áp suất, dùng để tích trữ năng lượng thủy lực và cung cấp năng lượng

cho hệ thủy lực khi cần thiết Bình khí ép (nén) hay còn được gọi là bình

điều áp

HTCN có trạm khí ép áp dụng trong trường hợp áp lực đường ống cấp nước

bên ngoài đảm bảo không thường xuyên, nhưng không có điều kiện xây

dựng két nước trên mái do không có lợi về phương diện kết cấu hoặc mỹ

quan Các trạm khí ép có nhiệm vụ điều hoà và tạo áp thay cho két nước

2 Cấu tạo:

6

4

2 3

1- Phần chứa nước 2- Phần chứa khí

3- Màng cao su ( Co giãn tốt )

4- Van để bơm khí vào thùng

5- Ống nối với ống đẩy của máy bơm

6- Rơle áp lực (Điều khiển đóng mở máy

bơm, nối với nguồn điện của máy)

Trong đó: Pminlà áp lực không khí thấp nhất, Pmin  Hnhct

Pmaxlà áp lực không khí lớn nhất, Pmax ≤ 6at

Wn, Wkk : Dung tích thùng nước, dung tích thùng khí

q - Lưu lượng nước tính toán , l/s;

N- Tổng số đương lượng của các TBVS trong đoạn ống tính toán của vùng

mà máy bơm phục vụ;

α - Hệ số phụ thuộc chức năng của ngôi nhà

- Với sơ đồ cấp nước trực tiếp từ bơm đến các TBVS:

- Với sơ đồ cấp nước từ bơm lên két:

Qbphụ thuộc vào thời gian bơm, dung tích két, số lần đóng mở máy

- Hhh: Độ chênh hình học tính từ đáy bể chứa nước lên TBVS bất lợi nhất

cao nhất máy bơm phục vụ (m);

+ h3: Chiều cao TBVS bất lợi nhất so với nền nhà tầng cao nhất (m)

Đường đặc tính Q-H của máy bơm biểu diễn năng lượng H mà bơm có thể

cấp được cho chất lỏng khi bơm với một lưu lượng nào đó

Ghép hai bơm song song trong hệ thống

31Ghép hai bơm nối tiếp trong hệ thống

* Chọn đồng hồ đo nước:

- Khi chọn đồng hồ đo nước phải cần phải dựa vào khả

năng vận chuyển của nó Khả năng vận chuyển của mỗi loại

khác nhau và biểu thị bằng lưu lượng đặc trưng (lưu lượng

- Khi sử dụng sơ đồ hệ thống cấp thoát nước có máy bơm,

bể chứa hoặc két nước thì nên chọn đồng hồ theo:

- Khi sử dụng sơ đồ hệ thống cấp thoát nước đơn giản (trực

tiếp) nên chọn đồng hồ theo:

- Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước:

S: Sức kháng của đồng hồ đo nước (tra bảng)

- Tổn thất áp lực đối với đồng hồ cánh quạt là nhỏ hơn 2,5 m, có

Nguyên lý: Bình nóng lạnh có cấu tạo

giống như ấm đun nước bằng điện, chỉ

khác là dung tích ,công suất lớn hơn.

Kiểu cách: Nằm ngang treo tường

1 Thiết bị đun nước nóng bằng điện

Sơ đồ hệ thống cấp nước nóng cục bộ

VI THOÁT NƯỚC

6.1 Các thành phần chính của hệ thống thoát nước trong công trình

8.2 Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước trong nhà

• Xác định lưu lượng nước thải tính toán

- Để xác định được lưu lượng nước thải của từng đoạn ống, cần phải biết lưu

lượng nước thải của từng loại thiết bị vệ sinh chảy vào đoạn ống đó; lưu lượng

nước thải lớn nhất tính toán cho thiết bị vệ sinh khác nhau, có thể tham khảo

bảng

TT Loại thiết bị nước thải l/sLưu lượng

Đường kính ống dẫn mm

Độ dốc ống dẫn Thông

thường Tối thiểu

- Nước thải sinh hoạt

qth= qc+ qdc max(l/s)

qth-lưu lượng nưước thải tính toán, l/s

qc- lưu lượng nước cấp xác định theo công thức cấp nước trong nhà;

qdcmax- lưu lượng của TBVS có lưu lượng lớn nhất của đoạn ống tính

toán

- Lưu lượng nước thải tính toán cho các nhà công cộng:

(trong các phân xưởng, nhà tắm công cộng và phòng sinh hoạt của công nhân

trong xí nghiệp xác định theo công thức)

qth= (q0 n )/100, 1/s

qth- lưu lượng nước thải tính toán, 1/s

q0- lưu lượng nưước thải của các bị vệ sinh cùng loại

n- số thiết bị vệ sinh cùng loại mà đoạn ống phục vụ;

- hệ số hoạt động đồng thời thải nước của các thiết bị vệ sinh

* Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước trong nhà

Tính toán thuỷ lực mạng lưới với mục đích để chọn đường kính ống, độ dốc, độ

đầy, tốc độ nước chảy trong ống, tổn thất (hw)

Khi chọn đường kính ống thoát nước trong nhà và sân nhà cần lưu ý: để đảm bảo

cho đường ống tự cọ sạch thi tốc độ tối thiểu nước chảy trong ống Vminkhông nhỏ

hơn 0,7 m/s còn đối với các máng hở thi Vmin= 0,4 m/s

Độ dốc và độ đầy cho phép của ống thoát nước sinh hoạt

Đường kính ống

mm

Độ đầycho phép tối đa

Độ dốcTiêu chuẩn Tối thiểu

+ Ktra D: D> = Dmin – đường kính tối thiểu phụ thuộc vào loại nước thải

- Đen (xí, tiểu): Dmin >= 90mm

- Xám (TBVS khác): Dmin >= 45mm

+ vmin <Vtt< Vmax

- Vmin: vận tốc tối thiểu – 0,7 m/s ống tròn; 0,4 m/s máng hở;

- Vmax- vận tốc tối đa, phụ thuộc VL ống

Phi kim: 4m/s; Kim loại: 7-8 m/s

- V nên [Vkt]: 0,9-1,5 m/s

+ i- độ dốc đặt ống

i>= imin – độ dốc tối thiểu, phụ thuộc D

i- tra bảng hoặc tính theo công thức

imin = 1/D

+ hw – tổn thất áp lực

Hw = i.L ; L: chiều dài thực (m)

H1 = Ho + hw = Ho + i.L (m)

H1 <= Hs – chiều dày của sàn khu đặt ống

+ h/D <= [h/D] max – độ đầy tối đa, phụ thuộc D và tính chất nước thải

- Xám – [h/D]max <=0,6

- Mưa- [h/D] max = 1

+ D- giống ống nhánh; Dod>= Dmax ống nhánh

+ V<= Vmax – vận tốc phá hoại ống; phụ thuộc vật liệu ống

Ống phi kim: Vmax= 4-5 m/s

+ Qtt <= Qmax phụ thuộc: D, cách đấu nối ống nhánh với ống đứng (45, 60,

75, 90 độ)

• Ống thông hơi: kết hợp, riêng: Qtt, D ống đứng

- Đặt theo cấu tạo: Dth <= Dod; nhỏ hơn 1 cấp đường kính – kết hợp;

- Riêng: số lượng TBVS; qtt, Dod

- Tính toán D ống thông hơi: thoát khói, nước thải, khu xử lý…: qkhi;

Đường kính ống đứng thoát

Đường kính ống thông hơi

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯAChức năng: Hệ thống nước mưa có nhiệm vụ dẫn nước mưa trên mái nhà vào

hệ thoát nưước mưa bên ngoài Đảm bảo công trình khỏi dột và ảnh hưởng tới

người sống trong nhà

Sơ đồ cấu tạo HTTN mưa

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA