thuyết minh đồ án cấp thoát nước trong công trình đồ án cấp thoát nước

Vạch tuyến và bố trí đường ống cấp nước bên trongnhà:đứng, ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh.- Các yêu cầu cần đảm bảo khi vạch tuyến:● Đường ống phải đi tới mọi thiết bị vệ si

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Hà Nội, 06/2023

Đồ án môn học: Cấp thoát nước trong công trình

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: Bê tông cốt thép + gạch xây

3 Số tầng nhà: 3 (tầng)4 Chiều cao mỗi tầng: 3,3 (m)5 Chiều cao tầng hầm: 0 (m)6 Chiều dày mái nhà:0,6 (m)7 Chiều cao hầm mái: 2,2 (m)8 Cao độ nền nhà tầng 1: 10,4 (m)9 Cao độ sân nhà: 8,8 (m)

10 Áp lực ở đường ống nước bên ngoài: Ban ngày: 17 (m)

11 Đường kính ống cấp nước bên ngoài: DN 150 (mm)12 Độ sâu chôn ống cấp nước bên ngoài: 0,8 (m)13 Số người sử dụng nước trong công trình: 6

14 Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: Điện15 Hình thức sử dụng nước nóng: Dùng vòi trộn

16 Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: Hệ thống chung, không cótrạm XLNT tập trung

17 Đường kính ống thoát nước bên ngoài: DN300 (mm)18 Độ sâu chôn ống thoát nước bên ngoài: 1,4 (m)19 Những đặc điểm cần chú ý: Cần xử lý cục bộ nước thải sinh hoạtcủa công trình

Khối lượng thiết kế

1 Mặt bằng cấp thoát nước khu vực nhà, TL 1:5002 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 1:5005 Mặt cắt dọc đường ống thoát nước sân nhà,

6 Thiết kế kỹ thuật một vài công trình có trong hệ thống7 Thuyết minh tính toán và khái toán kinh phí.

Giáoviên hướng dẫn

BẢNG TIẾN ĐỘ THÔNG QUA ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Giáo viên hướng dẫn

A TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚCTRONG CÔNG TRÌNH

1 Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước

- Khi thiết kế trước tiên ta cần xác định được áp lực củađường ống cấp nước bên ngoài và áp lực cần thiết củangôi nhà (áp lực cần thiết đẩm bảo đưa nước đến mọi thiếtbị vệ sinh trong ngôi nhà).

- Để đảm bảo cấp nước cho ngôi nhà cần thỏa mãn: >.

1.1 Xác định áp lực của đường ống cấp nước bênngoài

- Áp lực đường ống cấp nước bên ngoài nhà vào ban ngày là19 (m) và vào ban đêm là 17 (m)

Từ đó ta có: = 17 m = 19 m

Xác định áp lực sơ bộ cho ngôi nhà:

H = 4n + 4 = 4 x 3 +4 = 16 m

>Hctnhà = 16 nên áp lực đường ống bên ngoài hoàn toàn đảm bảo cấp nước cho toàn bộ công trình.

 Phương án cấp nước:

Ta sử dụng phương án cấp nước đơn giản

2 Vạch tuyến và bố trí đường ống cấp nước bên trongnhà:

đứng, ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh.- Các yêu cầu cần đảm bảo khi vạch tuyến:

● Đường ống phải đi tới mọi thiết bị vệ sinh trong nhà.● Tổng số chiều dài đường ống phải ngắn nhất.● Dễ gắn chắc ống với các kết cấu của nhà.

● Thuận tiện dễ dàng cho công tác quản lý, kiểm tra sửachữa đường ống …

- Trên cơ sở đó ta tiến hành vạch tuyến như sau:

● Thiết kế 1 bể chứa nước sạch, được đặt ở trong tầng hầm.● Một két nước được đặt trên mái.

● Có 1 ống đứng cấp nước lên két.

3 Xác định lưu lượng tính toán

Xác định lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống và cho

toàn bộ văn phòng

Lưu lượng tính toán cho toàn bộ công trình sẽ được tính dựa trên số lượng người sử dụng nước và tiêu chuẩn dùng nước của mỗi người, theo công thức sau:

Qng.đ = = = 0,9 ( / ngày đêm )Trong đó:

Bảng 1 Tính tổng số đương lượng Thiết bị

Trị sốđương

lượngChậu rửa

 Qngđ: lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà, m/ngđ; Qđtr: lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ đo nước,

qmax = 1,4( l/s) và q = 0,07 (l/s).min

Sau khi chọn xong đồng hồ ta phải đi kiểm tra lại tổn thất qua đồng hồ Tổn thất áp lực qua đồng hồ xác định qua công thức:

Hđh = s.q (m)2

Trong đó:

 s – sức kháng của đồng hồ (lấy theo bảng 2.13, trang 25sách giáo trinh hướng dẫn CTN)

Với đồng hồ BK 30 có s = 1,3 q – lưu lượng nước tính toán, l/s

- Tổn thất áp lực theo chiều dài cho từng đoạn ống được xácđịnh theo công thức:

h = i.l (m)

Trong đó:

 i: tổn thất đơn vị(mm).

 l : chiều dài đoạn ống tính toán.

- Khi tính toán ta tính cho tuyến bất lợi nhất và cuối cùng tổngcộng cho từng vùng và toàn mạng lưới Các nhánh khác khôngcần tính toán mà chọn theo kinh nghiệm dựa vào tổng sốđương lượng của đoạn tính toán.

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 chính và ống đứng bất lợinhất: 5 tầng bố trí sơ đồ trạm bơm-két nước-bể chứa, tuyếnống bất lợi nhất được đánh số trên sơ đồ

Tính toán thủy lực tuyến ống nhánh

Số thiết bị

ΣN q(l/s) D

v(m/s) 10

3.i l(m)

Xí Chậurửa

Bồntắm

Số thiết bị

103.i (m)L Hdd(m)Xí

oBồn tắm

6.Xác định áp lực cần thiết cho ngôi nhà

Áp lực cần thiết được xác định theo công thức:

= H + H + ∑h + h + H , hhđhddcbtd (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 10,4 (m); cốt sân nhà là 8,8(m); và độ sâu chôn ống là 0,8 (m); độ cao từ nền đến dụng cụ vs bất lợi nhất: 1 (m)

H = 0,8 + 10,4 – 8,8 + 3.3 x 2 +1= 10 mhh Hđh: Tổn thất qua đồng hồ đo nước 0,29 (m)

 ∑h : Tổn thất dọc đường theo chiều dài ống = 4,05 (m)

 hcb: Tổn thất cục bộ trên đường, lấy bằng 30%∑h vì nhà dddân không bố trí hệ thống chữa cháy

 Htd: Áp lực tự do ở đầu thiết bị vệ sinh; H (xí)= 1mtd- Áp lực cần thiết cho công trình:

H = 10 + 0,29 + 4,05 + 0.3 x 4,05 + 1= 16,5 (m) < Hct ngmin= 17 (m)

Thỏa mãn yêu cầu.

7 Xác định dung tích két nước và chiều cao đặt két nướca Dung tích két nước:

Dung tích két nước được xác định như sau: Wk= k Wđh (m )3

Trong đó:

k – Hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và chiều caophần cặn lắng ở đáy két, lấy k =1,3

: dung tích điều hòa của két nước

Lấy theo chế độ máy bơm: áp dụng cho máy bơm đóngmở tự động

Trong đó :

Qb - công suất máy bơm

Với Q là công suất máy bơm bơm nước lên két : Q ≥ qbb ttmax= 0,47 (l/s)

Qb = qtt ×3.6 = 0,47×3.6 = 1,69 (m3/h)

n: số lần mở máy bơm trong một giờ (2 - 4 lần) Chọn n =2lần.

→ = = 0,42

Dung tích két nước là: Wk= k W = 1,3 x 0,42 = 0,5 (m )đh Kích thước két nước: l x b x h= 1 x 0,5 x 1 (m)

b Chiều cao đặt két nước

Cao độ đặt két nước được tính theo công thức:

Hk= HTBVSBLN + + h + hcb td

Trong đó:

HTBVSBLN = Ht1 + (n – 1).Htầng + H = 10,4 + 2 x 3,3 + 1 = 18 tb(m)

htd: Áp lực tự do cần thiết ở các thiết bị vệ sinh, chọn h =2 td(m)

: Tổng tổn thất áp lực do ma sát theo tuyến ống từ TBBLN đến két mái: = 1 (m)

hcb: Tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến ống bất lợi nhất hcb=(15÷20%)lấy h =20%= 0,2(m)cb

H = 18 + 1 + 0,2 + 2 = 21,2 (m)kTính cao độ của sàn hầm mái

Hm = 10,4 + (3x3,3) = 20,3 mH = H – H = 0,9 (m)km

Vậy ta bố trí đặt két trên nóc tum, cách sàn hầm mái 0,9 m

B.TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁTNƯỚC CÔNG TRÌNH

Bao gồm: xác định lưu lượng nước thải, tính toán thủy lực để chọn đường kính ống và

các thông số làm việc của đường ống.

1 Sơ đồ thoát nước trong nhàa) Nhiệm vụ của hệ thống thoát nước

Thu tất cả các loại nước thải, nước thải bẩn từ bể tự hoại, nước thải rửa từ các chậu rửa, thu sàn và nước mưa trên mái đểđưa ra mạng lưới thoát nước bên ngoài.

Để đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, bảo vệ môi trường trước khi thải ra mạng lưới thoát nước bên ngoài cần xử lý sơ bộ nước thải từ bể tự hoại và nước thải sinh hoạt.

b)Các bộ phận, chức năng của hệ thống thoát nước

b.1 Thiết bị thu nước thải

Các thiết bị phải có lưới chắn rác chống tắc ống.

+ Tất cả các thiết bị đều phải có ống xi phông dưới hoặc ngay trong thiết bị ngăn không cho khí ô nhiễm bốc mùi xung quang.

+ Mặt thiết bị phải trơn, nhẵn, ít góc cạnh để đảm bảo dễ dàngtẩy rửa và cọ sạch.

+ Vật liệu chế tạo phải bền, không thấm nước, không bị ảnh hưởng bởi hóa chất Vật liệu thường dùng tốt là sành sứ, chất dẻo

+ Kết cấu hình dáng đảm bảo vệ sinh tiện lợi, thời gian sử dụngvà dễ dàng thay thế.

b.2 Xi-phông

Có nhiệm vụ ngăn ngừa mùi hôi thối, các hơi độc từ mạnglưới thoát nước bay vào phòng Xi-pông có thể đặt dưới mỗi dụng cụ vệ sinh hoặc một nhóm dụng cụ vệ sinh hoặc có thể được chế tạo riêng rẽ.

b.3 Đường ống nối và các bộ phận nối ống

Yêu cầu của hệ thống đường ống thoát nước trong nhà:+ Có độ bền, sử dụng được lâu dài theo cấp của công trình+ Chống sức va thủy lực và tác động cơ học tốt

+ Trọng lượng riêng nhỏ để tốn ít vật liệu và chiều dài lớn để giảm mối nối.

+ Lắp ráp dễ dàng, nhanh chóng.+ Mối nối kín

Để đạt được các yêu cầu này hệ thống đường ống thoát nước trong nhà thường là ống u.PVC các cỡ Liên kết thường là liên kết dán keo với các phụ kiện

b.4 Bể tự hoại

Có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ hoặc hoàn toàn nước thải trong và ngoài nhà trước khi thải ra mạng lưới thoát nước bên ngoài.

Bể tự hoại không có ngăn lọc được sử dụng phổ biến, dùng đểxử lý sơ bộ nước thải Khi nước thải chảy vào bể nó được làm sạch nhờ 2 quá trình: lắng cặn và lên men cặn lắng.

2 Giải pháp thoát nước cho công trình

Với mạng lưới thoát nước trong nhà:

Nước thải từ chậu rửa, thu sàn, các xí được thu theo ống nhánh đến 2 ống chính u.PVC, sau đó tới bể tự hoại ngầm, tại đây nước thải được làm sạch sơ bộ sau đó mới xả vào MLTN bên ngoài.

Với mạng lưới thoát nước ngoài nhà:

Thiết kế rãnh thoát nước cho khu, bố trí các giếng thăm chờ đấu nối hợp lý với MLTN trong nhà.

- Thu nước và dẫn nước ra mạng lưới thoát nước.

3 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

3.1 Tính toán hệ thống ống nhánh,ống đứng thoát nước

Dựa vào bảng 4.1, trang 121 – giáo trình CTN CT; ta lậpđược bảng sau:

Lưu lượng nước thải tính toán của các thiết bị vệsinh, đường ống dẫn và độ dốc tương ứngSTTLoại thiết bị Lưu lượng

Đườngkính ốngdẫn(mm)

Độ dốc ốngdẫn

Lưu lượng ống thoát nước :

Qth = qc + qdcmax (l/s)

Trong đó:

Qth : Lưu lượng nước thải tính toán (l /s).

qc : Lưu lượng nước cấp tính toán theo công thức nước cấp (l/s)

Ta có: q = 0,2 (l/s)c

qdcmax : Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đoạn ống tính toán.(Lấy theo bảng 1 của tiêu chuẩn 4474-1987)

Mỗi thiết bị vệ sinh đều có ống nhánh dẫn nước thải riêngnhư nhau trong tất cả các tầng do vậy ta tính ống nhanh củatừng loại thiết bị rồi lấy các ống khác tương tự

Các ống nhánh đặt ngầm trong sàn nhà với độ dốc tínhtoán cụ thể và góc nối các ống đứng là 135°, độ sâu chôn ống≥ 10 cm.

● Tính cho ống nhánh:

1 Ống nhánh thoát nước xí: N= 0.5

=> Q = c 0,2 = 0,15 (l/s)Trong đó : qdcmax =1.5 (l/s)

Qth=qc+ q max =0.12 + 0,1 = 0,22 (l/s)

Theo quy phạm chọn đường kính ống có D=50 (mm) với độ dốc i = 0,02

3 Ống nhánh thoát nước chậu rửa bếp: N= 1

=> Q = c 0,2 = 0,2 (l/s)Trong đó : qdcmax =1 (l/s)

Qth=qc+ qdcmax =0,09 + 1,1 = 1,19 (l/s)

Theo quy phạm chọn đường kính ống có D=50 (mm) với độ dốc i = 0,02

● Tính cho ống chính:1 Ống đứng thoát nước T1

N = 0,33.3 + 0,5.3 + 0,17.2 + 1 + 1.2 = 5,83 => Q = 0,2 = 0,45 l/s

Qth=qc+ qdc =0,45 + 1,5 = 1,95 (l/s)

Theo QCVN 4474 -1987 (Bảng 8) Chọn ống nhựa tổng hợpcó đường kính D= 100mm, góc nối 45 thì khả năng thoát0nước là 7,5 l/s > 1,95 l/s.

 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 = 100 (mm)

Mỗi tầng ta lại bố trí tê kiểm tra cách sàn 1 m, có D =100 (mm)

4 Tính toán công trình xử lý nước thải cục bộ

Nước thải sinh hoạt chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy, cặn lơ lửng, dầu mỡ cần phải được xử lý trước khi xả ra cống thoát nước thành phố bằng công trình xử lý nước thải cục bộ, phổ biến nhất là bể tự hoại Với các chung cư /khách sạn/ văn phòngcao tầng, lượng nước thải xả ra lớn phải chọn công nghệ xử lý nước thải đáp ứng yêu cầu chất lượng nước thải xả ra nguồn theo báo cáo Đánh giá tác động môi trường của công trình Ngày nay, có rất nhiều loại bể tự hoại, từ bể tự hoại truyền thống đến bể tự hoại cải tiến Trước khi bắt đầu tính toán bể tự hoại, cần phải lựa chọn loại bể tự hoại, việc lựa chọn bể tự hoại tham khảo sách Bể tự hoại và bể tự hoại cải tiến (TLTK [3]).

Dung tích tự hoại xác định theo công thức sau:

+ ()Trong đó:

 : Tổng thể tích của bể tự hoại (); : Thể tích nước của bể ((); : Thể tích cặn của bể (().

Xác định thể tích nước của bể

=N.q )(Trong đó:

 N: Tổng số người mà bể phục vụ; N = 6 người

 q: Tiêu chuẩn xả vào bể tự hoại của một người một ngày () Sơ bộ có thể lấy bằng 100 –150 lít/người.ngàyđêm với bể tiếp nhận cả nước đen và nước xám; Chọn

Dung tích tự hoại:

+ Wc= 1,8+1,1= 2,9 ()

5 Tính toán thoát nước mưa trên mái

Bao gồm: chọn đường kính ống đứng, xác định số ống đứngcần thiết và kích thước của máng dẫn (sênô) sau đó tính toánthủy lực mạng lưới.

a Diện tích phục vụ giới hạn lớn nhất của một ống đứng

Fghmax = 20.d ,(m )2 3Trong đó:

Diện tích mái cần thoát nước F = 88,2 (m )mái 2Số lượng ống đứng cần thiết = = 0,57 (ống)Ta chọn số ống đứng cần thiết là 1 ốngVậy diện tích thực tế phục vụ:

Fthưc = = 88,2 (m )2

c Tính 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 địnhdựa trên cơ sở tính toán thực tế.

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.

Lượng nước mưa lớn nhất chảy đến phễu thu được xác định theo công thức:

= (l/s)

F: Diện tích mái thực tế trên mặt bằng mà một phễu phục vụ (m )2

= = 4,6 (l/s) = 0,0046(Có công thức sau : Q =

Trong đó Q : lượng nước mưa lớn nhất chảy đến phễu thu đổira m3/s

là tiết diện ướt của xê nô

: vận tốc nước chảy trong sê nô, lấy trong khoảng 0,4 – 0,6m/s

0.0046=x0.5 => = 0.0032 m2

Chọn máng dẫn chữ nhật bằng bê tông trát vữa

Độ dốc lòng máng: i = 0,004Chiều rộng máng: B = 10 (cm)

Chiều cao lớp nước: H = 10 (cm)Vận tốc nước chảy trong máng: v = 0,5 (m/s)

Nước mưa chảy từ ống đứng xuống dưới rãnh và tập trung vào giếng thăm trước khi chảy vào mạng lưới thoát nước chung.