đồ án cấp thoát nước thiết kế hệ thống cấp nước lạnh cấp nước nóng thoát nước bẩn thoát nước mưa cho công trìn

NHIỆM VỤ THIẾT KẾĐồ án môn học: Cấp thoát nước trong công trình Người hướng dẫn: Phạm Duy Đông Ngày giao nhiệm vụ: 19/4/2021 Ngày hoàn thành:Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấ

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI(NUCE)

ĐỒ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Duy Đông Sinh viên: Đỗ Anh Vượng

Lớp: 63HK1 Mã sinh viên: 1550963

Hà Nội – 12 Th 8, 2021

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Đồ án môn học: Cấp thoát nước trong công trình

Người hướng dẫn: Phạm Duy Đông Ngày giao nhiệm vụ: 19/4/2021 Ngày hoàn thành:Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn, thoátnước mưa cho công trình:

I,Các số liệu cần thiết để thiết kế

1 Mặt bằng các tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh TL 1:1002 Kết cấu nhà: BTCT 3 Số tầng nhà: 54 Chiều cao mỗi tầng: 3.7m 5 Chiều cao tầng hầm 3m6 Chiều cao tum thang: 2.8m

7 Cao độ nền nhà tầng 1: 4.3m 8 Cao độ sàn nhà 3m9 Áp lực ở đường ống nước bên ngoài, Ban ngày: 13m, Ban đêm: 16m

10.Đường kính ống cấp nước bên ngoài: DN140mm(Hướng tây – Cách móng nhà20m)

11.Độ sâu chôn ống cấp nước bên ngoài: 0.7m12 Số người sử dụng nước trong công trình:

13 Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: Cục bộ14 Hình thức sử dụng nước nóng: Dùng vòi trộn

15 Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: Hệ thống chung, không có trạm sử lý nướcthải tập trung

16 Đường kính ống thoát nước bên ngoài: DN600mm (Hướng tây – Cách móng nhà20m)

17 Độ sâu trôn ống thoát nước bên ngoài: 1.3m

18 Những đặc điểm cần chú ý: Cần sử lý cục bộ nước thải sinh hoạt trong công trình Khối lượng thiết kế

1 Mặt bằng cấp thoát nước khu vực trong nhà, TL 1:5002 Mặt bằng cấp thoát nước các tầng trong nhà, TL 1:100

3 Sơ đồ không gian hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn4 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 kĩ thuật một vài công trình trong hệ thống 7 Thuyết minh tính toán và khái toán kinh phí.

Bảng tiến độ thông qua đồ án môn học

Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

PHẦN I.NHỮNG TÀI LIỆU CẦN THIẾT KHI THIẾT KẾ

PHẦN II TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC TRONG CễNG TRèNH1.CẤP NƯỚC LẠNH……….

1.1.Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước……… 1.2.Vạch tuyến và bố trớ đường ống cấp nước trong nhà………….1.3.Xỏc định lưu lượng tớnh toỏn………… ………… ………… 1.4.Tớnh toỏn thủy lực mạng lưới cấp nước trong nhà……….1.5 Chọn đồng hồ đo nước………… ………… ………… 1.6.Tớnh toỏn bể chứa………… ………… ………… ………….1.7 Xỏc định dung tớch kột nước và chiều cao đặt kột……….1.8.Chọn mỏy bơm nước ………… ………… ………… 2.CẤP NƯỚC CHỮA CHÁY………… ………… ………… ……… 2.1.Cỏc bộ phận chớnh của hệ thống chữa chỏy………… 2.2.Lựa chọn sơ đồ và vạch tuyến hệ thống chữa chỏy………… 2.3Tớnh toỏn thủy lực hệ thống chữa chỏy và ỏp lực cần thiết của ngụi nhà khi cú chỏy xảy ra………… ………… ………… ………… 3, CẤP NƯỚC NểNG………… ………… ………… …………

3.1,Lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm ………… ………… ………

3.2 Xác định lượng nhiệt giờ lớn nhất………… …………

3.3 C«ng suÊt thiÕt bÞ ®un nãng b»ng ®iÖn

2.3.Tính cho ống thông hơi, ống kiểm tra………

3 Tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà ………

4 Tính toán công trình xử lí nước thải cục bộ………

5 Tính toán thoát nước mưa trên mái……….

Họ và sinh viên tên: Đỗ Anh Vượng Lớp:63hk1Mã số sinh viên : 1550963

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌCCẤP THOÁT NƯỚC BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

PHẦN I.NHỮNG TÀI LIỆU CẦN THIẾT KHI THIẾT KẾ

1 Bản vẽ

2.Tờ giao số liệu đồ án

3.Các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng

-QCVN 04-1-2015/BXD :Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nhà ở và công trình công cộng

PHẦN II TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC TRONG CÔNG TRÌNH1.CẤP NƯỚC LẠNH

1.1.Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước

Ta thấy H min = 13m khá lớn nhưng không đủ để cho tự chảy cả công trình nên để ng

tận dụng áp lực này ta lựa chọn sơ đồ cấp nước phân vùng.Phương án: Dùng hệ thống cấp nước phân vùng

-Nguyên lý hoạt động: Đối với sơ đồ này tận dụng áp lực của đường ống cấp nước bên ngoài cho một số tầng dưới theo sơ đồ đơn giản Còn các tầng trên có thể có thêmkét nước,máy bơm theo một sơ đồ riêng Khi đó cần làm thêm một đường ống chính phía trên và dùng van trên ống đứng ở biên giới giữa hai vùng cấp nước

-Ưu điểm: Hệ thống cấp nước an toàn, tận dụng được áp lực đường ống cấp nước bênngoài Aps lực nước cung cấp đến các tầng vừa phải không quá lớn.

-Nhược điểm: Hệ thống phức tạp hơn các hệ thống khác, chi phí xây dựng tốn kém hơn

Ta có: H tính đến tầng 2 =12m < Hctnh ngmin =13m

Văn phòng có 5 tầng nên ta sẽ để tự cháy 2 tầng dưới, còn 3 tầng trên sẽ sử dụng két nước để cấp

Áp lực cần thiết của ngôi nhà được xàc định theo công thức:Hct nh = H + h + h + ∑h + hhhđhtdcb (m)Trong đó:

hhh – độ cao hình học đưa nước tính từ trục đường ống cấp nước bên ngoài đếnđiểm lấy nước của thiết bị dung nước bất lợi nhất của công trình

h – tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước ta chọn sơ bộ bằng 1 đh m h – áp lực tự do cần thiết của các thiết bị dùng nướctd

vì công trình không có sen nên ta lấy h của dụng cụ vệ sinh thông thường là td

- ∑h = 30%(h + h )= (16 + 2) x 0.3 = 5.4 hhtd (m)- Hđh = 1 m

- Htđ = 2 m

- hcb = 0,2 x ∑h = 0.2x5.4 = 1.08 mvậy thay số vào ta có:

H = 16 + 1 + 2 + 5.4 + 1.08 = 25.48 m > H max =16m > H min =13m

So với áp lực nước của ống cấp nước bên ngoài nhà ta thấy không đảm bảo an toàn cho cấp nước tự chảy Vậy nên chon phương án một vùng cấp nước bằng bể chứa – két nước – trạm bơm để cấp nước cho cả hệ thống

1.2.Vạch tuyến và bố trí đường ống cấp nước trong nhà

Mạng lưới cấp nước bên trong bao gồm: đường ống chính, đường ống đứng và các ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh.

Các yêu cầu phải đảm bảo khi vạch tuyến :

- Đường ống phải đi tới mọi thiết bị vệ sinh trong nhà.- Tổng chiều dài đường ống là ngắn nhất.

- Đường ống dễ thi công và quản lí sửa chữa bảo dưỡng.Trên cơ sở đó ta tiến hành vạch tuyến như sau:

- Két nước được đặt trên tầng mái, có thể kết hợp với lồng cầu thang.

- Các ống chính được dẫn trên sàn mái sau đó đi xuống các tầng qua các hộp kỹ thuật nước.

1.3.Xác định lưu lượng tính toán

Lưu lượng nước cấp cho toàn bộ công trình

Lưu lượng nước trung bình ngày đêm của công trình : Đối với văn phòng ta lấyQngđ = 25 (l/ng.ngđ)

Lưu lượng nước tính toán được xác định theo công thức:(l/s)

Trong đó:

- q – Lưu lượng nước tính toán

- a - Hệ số phụ thuộc vào chức năng của ngôi nhà, với văn phòng a = 1,5- N – Tổng số đương lượng các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán

1.4.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 ≥ v , xác định tổn thất áp lực trong các đoạn ống thuộc tuyến ống chính để tính H ktb

và

-Chọn đường kính cho từng đoạn ống

d= = (mm) trong đó:

q: Lưu lượng tính toán trong một giây (l/s)d: Đường kính ống (mm)

v: Vận tốc nước chảy trong ống (m/s)

Chọn đường kính thỏa mãn vận tốc kinh tế v = 0.5-1.5 m/s

Theo TCVN 4513: 1988 Tốc độ nước chảy trong đường ống cấp nước sinh hoạt bên trong nhà, không vượt quá các trị số sau:

Đối với đường ống chính và ống đứng: v= 0,5 ÷ 1,5 m/sĐối với các ống nhánh cấp nước sinh hoạt : v ≤ 2,5 m/sĐối với các thiết bị cấp nước chữa cháy tự động : v ≤ 10 m/s

-Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống và cho tuyến tính toán bất lợi nhất

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 h = (20 ÷ 30)% hcbdd

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.

-Tính toán thủy lực cho tuyến ống đứng và ống chính cho vùng cấp từ két xuống : Tuyến được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian B1-B2-B3-B4-KN

Bảng1: tính toán thủy lực cho tuyến ống đứng

Đoạn Số thiết bi N q D v 1000i L Tổn thất

ống (l/s) (mm

thủy lựch = i.L

(m)Xí Rửa Tiểuđứn

B1-B2 8 6 5 6.83 0.78 32 0.84 61.9 3.7 0.23B2-B3 16 12 10 13.66 1.1 40 0.88 56.3 3.7 0.21B3-B4 24 18 15 20.49 1.35 50 0.64 22.3 6.8 0.15B4-KN 24 18 15 20.49 1.35 50 0.64 22.3 7.2 0.16

(m/s) 1000i (m)L h = i.L(m)

Xí Rửa Tiểutreo

A1 – A2 0 0 1 0.17 0.12 20 0.37 29.2 0,9 0.03A2 – A3 0 0 2 0.34 0.18 20 0.56 60.6 0,9 0.05A3 – A4 0 0 3 0.51 0.21 20 0.62 73.5 0,9 0.07A4 – A5 0 0 4 0.68 0.25 20 0.78 110.6 0,9 0.1A5 – A6 0 0 5 0.85 0.28 20 0.94 154.9 0,5 0.08 A6 – A7 0 0 5 0.85 0.28 20 0.94 154.9 3 0.46A7 – A8 8 0 5 4.85 0.66 20 1.21 180.7 3.9 0.7A8 – A9 8 6 5 6.83 0.78 25 1,5 273.8 2.3 0.63

Tổng tổn thất thủy lực trên tuyến ống nhánh2.12

Tính toán thủy lực cho vùng tự chảy: được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian: M1-M2-M3-M4-M5

Bảng3: tính toán thủy lực cho vùng tự chảy

Đoạn ống

Số thiết bi

(m/s) 1000iL(m)

Tổn thấtthủy lực

h = i.L(m)

Xí Rửa Tiểutreo

M1-M2 8 6 5 6.83 0.78 32 0.84 61.9 3.7 0.23M2-M3 16 12 10 13.66 1.1 40 0.88 56.3 4 0.225M3-M4 16 12 10 13.66 1.1 40 0.88 56.3 10 0.56M4-M5 16 12 10 13.66 1.1 40 0.88 56.3 6.6 0.37

Tổng tổn thất trên tuyến ống cho vùng tự chảy1.39

Qmin – Lưu lượng khởi động của đồng hồ (l/s);

qtt – Lưu lượng nước tính toán của công trình chảy qua đồng hồ (l/s);Qmax – Lưu lượng lớn nhất cho phép qua đồng hồ (l/s)

Với Q = 25 m /ngđ ngđ 3 Q đtr 12,25 m /ngđ; q = 1.75 l/s.3tt

Theo tính toán ta có lưu lượng tính toán cho toàn nhà :

= 1.75 (l/s) =6.24(/h) = 150.34 (m / ngày)

Với các điều kiện kể trên, dựa vào bảng 2.12 – sách “Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Cấp Thoát Nước Trong Nhà Và Công Trình” – TS Nguyễn Phương Thảo, ta chọnđồng hồ:

Loại tuốc bin, cỡ đồng hồ: 50 mm, Q = 15 m /ngày, Q = 500 m /ngày, Q = 6 đtr 3 max 3 min

Ta thấy rằng đồng hồ đều thỏa mãn các điều kiện < < Kiểm tra điều kiện về tổn thất áp lực qua đồng hồCông thức tính toán:

hđh = S.q2 (m)Trong đó:

q – Lưu lượng nước tính toán, l/s;

S – Sức kháng của đồng hồ đo nước, được lấy theo bảng 2.13 sách “Hướng dẫnthiết kế đồ án môn học Cấp Thoát Nước Trong Nhà Và Công Trình” – TS Nguyễn Phương Thảo.

Với đồng hồ có đường kính bằng 50 mm S = 0.0265 (m)hđh = 0.0265 × 1.75 = 0.08 (m) < 1,5 m2

Vậy tổn thất áp lực qua đồng hồ thỏa mãn điều kiện về tổn thất áp lực.

hv =d

Với: C – Phần cột nước đặc(Tra bảng 20.2 – Trang 252 – Giáod

trình “Cấp thoát nước trong công trình”) Tra được C = 6(m) d

α – Hệ số phụ thuộc và C Tra bảng 20.2 ta được α = 1,19.d

φ – Hệ số phụ thuộc vào đường kính miệng vòi phun Cóthể xác định theo 2 cách:

+ Dựa vào công thức: φ =

3.1,Lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm được xác định theo côngthức:

Luợng nhiệt tiêu thụ giờ max đuợc xác định theo công thức:=

trong đó:

1 Kh : Hệ số không điều hòa dùng nớc nóng, K = 3h

Do đó: == =10125( Kcal/h)3.3 Công suất thiết bị đun nóng bằng điện

Pnh =

Trong đú : Lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm

T : số giờ nguồn cấp nhiệt làm việc trong 1 ngày đờm ( T = 18h)=>Pnh=

Bố trớ mỗi tầng 1 thiết biịđun nước núng : = = 1.046 (KW)Từ đõy ta chọn được bỡnh nước núng :

Bỡnh núng lạnh Ariston Slim2 20RS

PHẦN III : THOÁT NƯỚC

1 Mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt trong nhà:

1- Hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên nước thải xíhay sinh hoạt đều được đổ vào hệ thống này.

2- Ta thiết kế đường ống thoát nước xí và rửa của văn phòng riêng với nhau.3- Hệ thống thoát nước xí được thu gom và đổ vào bể tự hoại.

4- Hệ thống thoát nước rửa được thu gom riêng và hợp chung với nước thải saukhi đã xử lý ở bể tự hoại và đổ ra mạng lưới thoát nước chung ngoài nhà.5- Nước mưa được dẫn bằng một hệ thống ống riêng ra mạng lưới thoát nước

ngoài nhà.

6- Hệ thống thoát nước bao gồm các ống nhánh tập trung nước thải ở các tầng tớiống đứng Từ ống đứng gom nước qua ống tháo tới giếng thăm.

2.Tính toán hệ thống ống đứng và ống nhánh trong công trình.

- Dựa vào bảng đương lượng thoát nước ta tính tổng đương 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 bảng 3.1 Sách hướng dẫn đồ án môn học

Bảng 4: Lưu lượng nước thải tính toán của các thiết bị vệ sinh, đường ống dẫn và độ dốc tương ứng

STTLoại thiết bịLưu lượng nướcthải (l/s)Đường kính ốngdẫn D (mm)Độ dốc ốngdẫn

Đường kính ống thoát nước trong nhà thường chọn theo lưu lượng nước tính toán và khả năng thoát nước của ống đứng và các ống dẫn (ống nhánh, ống thoát nước sàn nhà).

Khi chọn đường kính ống thoát nước trong nhà và sàn nhà cần lưu ý: để đảm bảocho đường ống tự cọ sạch thì tốc độ tối thiểu nước chảy trong ống Vmin không nhỏhơn 0,7 m/s.

Lưu lượng nước tính toán các đoạn ống thoát trong nhà có thể xác định theo công thức sau:

Q q qTrong đó:

+Q - lưu lượng nước thải tính toán ,(l/s)th

+q - lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo các công thức cấp nước trong nhàc

+ qdcmax- lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất

của đoạn ống tính toán

q = 1,4 (l/s) (l/s)

Theo bảng 6.5 trang 183 sách “Cấp thoát nước tronh nhà và công trình” ta tra đượcđường kính ống D = 100mm và v = 0,3 m/s i = 2.38 ;

Ống nhánh thoát rửa : (gồm 6 chậu rửa)Trị số Đương lượng N = 0.33 6 = 1.98qc = 0,2 N (l/s) => (l/s)

q = 0,07 (l/s) (l/s)

Tra bảng thủy lực ta được :D = 90 mm và v = 0,66 m/s i=2.38 ;

q = 1,4 (l/s) lấy theo bảng 23.2 sách CTN (l/s)

Ta tchọn được đường kính ống D = 110 mm, khả năng thoát nước bằng l/s khi góc

nối bằng 45 là 7.5(l/s) > 2.88(l/s)o

Như vậy chọn đường kình ống TX như vậy là hợp líỐng đứng thoát rửa (TR) (30 chậu rửa)Trị số Đương lượng N =30 0,33 = 9.9qc = 0,2 N (l/s) => (l/s)

q = 0.07 (l/s)

Ta tchọn được đường kính ống D = 100 mm khả năng thoát nước bằng l/s khi góc nốibằng 45 là 1.3(l/s) > 1.01(l/s)o

Như vậy chọn đường kình ống TR như vậy là hợp lí

2.3.Tính cho ống thông hơi, ống 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 nước: D = 50 (mm)

- Mỗi tầng ta lại bố trí tê kiểm tra cách sàn 1 m, có D =50 (mm)

3 Tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà

Mạng lưới thoát nước sân nhà vừa làm nhiệm vụ thoát nước tắm, rửa từ ống đứng thoát nước sinh hoạt, dẫn nước sau khi đã được xử lý qua bể tự hoại, và dẫn nước mưa ra

mạng lưới thoát nước thành phố.

Lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống được thực hiện theo công thức sau:qthải = q + qcđcmax (l/s)

Bảng 5: Bảng tính toán thủy lực thoát nước sân nhà

Đoạn ống Thiết bị vệ sinh N qc

(l/s) qđcmax

(l/s) qthải(l/s)Xí Tiểu Chậu rửa

G0-G1 40 25 30 34.15 1.75 1.5 3.25G1-G2 40 25 30 34.15 1.75 1.5 3.25

Bảng 9-Tính toán độ sâu chôn cống mạng lưới thoát nước sân nhà

h=i.l(m) h/d

Cao độ Độ sâu chôncống cuốiMặt đất Đáy ống

Đầu CuốiĐầu Cuối Đầu Cuối

G0-G1 15 300 3.25 0.01 0,62 0.15 0,5 3 3 2.3 2.24 1.3 1.36G1-G2 2 160 3.25 0,024 0,65 0.048 0,3 3 3 2.24 2.2 1.36 1.5

4 Tính toán công trình xử lí nước thải cục bộ:

-Để thoát nước ra cống thoát nước thành phố nước thành phố với nước thải từ thiết

bị về sinh.Ta xử lí cục bộ bằng bể tự hoai rổi mới thoát ra mạng lưới thoát chung Việc tính toán thể tích bể tự hoại được tính theo quy phạm.

Dung tích bể tự hoại được tính theo công thức: Wb = W + W (m )n C 3

Trong đó:

- Wn Thể tính nước của bể lấy bằng (1-3) lần q ngày đêmth

- Wb: Dung tích của bể ( m ) 3

- Wc: Thể tích cặn của bể ( m3).a Xác định thể tích nước của bể