đồ án môn học cấp thoát nước bên trong công trình nhiệm vụ thiết kế hệ thống cấp nước lạnh cấp nước nóng thoát nước thải thoát nước mưa công trình bệnh viện loại 4

ĐỒ ÁN MÔN HỌC:CẤP THOÁT NƯỚC BÊN TRONG CÔNG TRÌNH Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước thải, thoátnước mưa. Công trình: Bệnh viện loại 4 Tài liệu thiết

ĐỒ ÁN MÔN HỌC:

CẤP THOÁT NƯỚC BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

 Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước thải, thoátnước mưa.

 Công trình: Bệnh viện loại 4 Tài liệu 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

10 Áp lực ban ngày : 11.0 m11 Áp lực ban đêm : 12.0 m

12 Đường kính ống cấp : DN80 13 Độ sâu chôn ống : 1.1 m

PHẦN 1: CẤP NƯỚC LẠNHI Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước lạnh

- Căn cứ vào số liệu thiết kế cho bệnh viện 5 tầng

Với áp lực đường ống ở ngoài nhà ban ngày là 11 (m), ban đêm là 12 (m), như vậy để

đảm bảo an toàn ta sẽ cung cấp nước liên tục cho các tầng, ta bố trí:

+ Tính toán sơ bộ áp lực ngoài nhà:4x(N+1)=11=>N=1 Cấp được tầng 1 của bệnhviện

+ Tuy nhiên do áp lực tương đối thấp 11m và số tầng của bệnh viện là 5 tầng, để tránhphức tạp về thiết kế và thi công thì ta sử dụng hệ thống cấp nước cho toàn bệnh việngồm bể chứa, trạm bơm, két nước

Hoạt động của hệ thống cấp nước sạch như sau:

+ 5 tầng bệnh viện được cấp nước bởi két nước nằm trên mái của bệnh viện.

II Vạch tuyến hệ thống cấp nước lạnh

- Mạng lưới 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 các thiết bị vệ sinh trong nhà.+ Tổng chiều dài đường ống là ngắn nhất.

+ Đường ống dễ thi công và quản lý sữa chữa bảo dưỡng.

- Trên cơ sở đó ta ta tến hành vạch tuyến như sau

+ Trạn bơm và bể nước được đặt + Két nước được đặt trên mái.

- Đường ống chính được đặt ở trên trần, bên trong trần kĩ thuật cho thuận tiện thi công

và sửa chữa, quản lý.

III Tính toán hệ thống cấp nước lạnh

3.1 Tính toán lưu lượng cấp nước

Tổng số trang thiết bị trong công trình:

- Tầng 1-5 :

+ 1 tầng có: 13 chậu rửa mặt, 6 xí, 2 vòi sen, 2 tiểu nam

- Bảng các thiết bị vệ sinh dùng trong công trình (Các giá trị trị số đương lượng 1 thiết

bị lấy theo bảng 2.2 T19 Sách hướng dẫn đồ án môn học cấp thoát nước công trìnhTS Nguyễn Phương Thảo (chủ biên ).

Bảng 1: Các thiết bị vệ sinh dùng nước trong nhà

Trị sốđươnglượng 1

thiết bị

Lưu lượngnước tính

toán (l/s)

Tổng sốđươnglượng tính

3.2.1 Tính toán lưu lượng cho từng đoạn ống

- Lưu lượng nước tính toán cho toàn bệnh viện được xác định theo công thức sau:

qtt=0,2 × α√N¿

Trong đó:

- qtt: Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống, (l / s )

- α: Đại lượng phụ thuộc vào chức năng bệnh viện (TCVN 4513:1988) Lấyα=1.4

- N: Tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán

Lưu lượng tính toán nước sạch cho toàn bệnh viện là:

qtt=0.2 ×1.4√44.85=1.88 (l/s )

3.2.2 Các bước tính toán thủy lực mạng lưới đường ống

- Khi tính toán thủy lực ống cấp nước, ta dựa trên vận tốc kinh tếv=0,5 1,5 m/s Nhà cao tầng ta cần có biện pháp khử áp lực dư ở các tầng dưới, điều này có thểđạt được bằng một trong các cách đó là giảm kích thước đường ống

Với công trình nhà bệnh viện 5 tầng thì ta cần phải quan tâm đến vấn đề khử áplực dư, do đó ta tính toán đường ống căn cứ vào vận tốc kinh tế và việc khử áp lựcdư.

- Việc tính toán thủy lực gồm các công tác:

+ Xác định đường kính ống cấp nước căn cứ vào lưu lượng tính toán ,vận tốckinhtế.

+ Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống theo tuyến bất lợi nhất.+ Tìm ra Hct cho nhà và Hb để chọn máy bơm.

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

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 cộng tổng cho từng vùng và toànmạng lưới Các nhánh khác ta không cần tính toán mà chỉ cần chọn theo kinh nghiệm dựavào tổng số đương lượng của đoạn tính toán

Ghi chú: ở đây, khi tính toán ta xét đến một số quy ước như sau:

+ Chỉ xét đến các ống nối giữa các công trình và đường ống phân phối nước tới các thiết

bị dùng nước mà không quan tâm đến bố trí trong bản thân nhóm thiết bị như nút đồnghồ, bố trí trạm bơm,

+ Khi tính toán thuỷ lực ta thấy đặc điểm chế độ bơm là trong các giờ dùng nước max

bơm cấp nước cho các thiết bị vệ sinh, khi các thiết bị vệ sinh dùng không hết thì nướclên két.

Ta có bảng tổng hợp tính toán thủy lực ống đứng bằng thép cho các vùng: Tính toán cho hệ thống cấp nước sạch sinh hoạt

Chậu

rửa mặt Âu tiểu Vòi sen Xí tiểu

A1-A240001.32 0.322 250.6049.523.20.16A2-A380002.640.455250.8593.243.20.30A3-A4120003.960.557320.5831.883.20.10A4-A5160005.280.643320.6741.453.20.13A5-A6200006.60.719320.7550.913.80.19A6-A7200006.60.719320.7550.91 13.90.71A7-A8551052535.71.673500.7933.031.70.06A8-KÉT NƯỚC6510103044.851.875500.8840.760.50.02

h=ixL

Chậu

rửa mặt Âu tiểu Vòi sen Xí tiểu

C1-C242043.660.536251.00 126.31 3.20.40C2-C384087.320.758320.7955.963.20.18C3-C412601210.980.928320.9781.513.20.26C4-C516801614.641.071400.8653.663.20.17C5-C6201002018.31.198400.9565.883.80.25C6-A7351052529.11.510500.7127.360.40.01A7-A8551052535.71.673500.7933.031.70.06A8-KÉT NƯỚC6510103044.851.875500.8840.760.50.02

1.351000i L (m) h=ixL

Bảng 5: Tính toán thủy lực cấp nước sạch ống đứng C3

Đoạn ống tính toán

Thiết bị vệ sinh

(mm)V

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

Chậu

rửa mặt Âu tiểu Vòi sen Xí tiểu

H1-H210000.330.161200.5049.470.30.01H2-H320000.660.227200.7193.896.90.65H3-H430000.990.279250.5238.181.60.06H4-ỐNG ĐỨNG40001.320.322250.6049.522.20.11

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

Chậu

rửa mặt Âu tiểu Vòi sen Xí tiểu

E1-E210000.330.161200.5049.470.30.01E2-E320000.660.227200.7193.89100.94E3-E420011.160.302250.5643.840.80.04E4-ỐNG ĐỨNG30112.160.412250.7777.600.10.01

Chậu

rửa mặt Âu tiểu Vòi sen Xí tiểu

G1-G210000.330.161200.5049.4770.35G2-G310010.830.255200.80 115.11 0.850.10G3-ỐNG ĐỨNG20111.830.379250.7166.710.20.01

- Điều kiện chọn đồng hồ: qmin qtt qmax

- Theo tính toán ở trên lưu lượng cho toàn bệnh viện là: qtt = 1.88(l/s)

- Tra bảng 17.1 trang 206 – giáo trình “Cấp thoát nước” ta chọn đồng hồ loại tuốc bin(BB) cỡ đồng hồ là 80 mm, lưu lượng cho phép: qmax =22 (l/s) và qmin = 1.7(l/s).

- Tổn thất áp lực qua đồng hồ.

hđh = S 

q (m)Trong đó:

+ S: sức kháng của đồng hồ lấy tuỳ thuộc vào từng loại đồng hồ => Với đồng hồ BB 50, tra bảng 17.2 SGK thì s = 2,0710-3

+ qtt: là lưu lượng nước cấp tính toán cấp cho khách sạn của công trình (l/s) hđh = 2.07 10-3 × 1.88 = 0,01 (m) < (11,5m)

=> Tổn thất áp lực qua đồng hồ thoả mãn điều kiện về tiêu chuẩn về tổn thất áp lực Nhưvậy ta chọn đồng hồ loại tuabin cỡ 80mm.

3.4 Xác định dung tích két nước và chiều cao đặt két.

+ Két nước có nước và nhiệm vụ điều hòa cấp cho các tầng trên khi áp lực bên ngoàikhông đảm bảo cấp nước cho các tầng này

1 Xác định dung tích két nước.

- Két nước có chức năng điều hòa nước tức là dự trữ nước khi thừa và cung cấp nướckhi thiếu đồng thời tạo áp lực để đưa nước tới các nơi tiêu dùng Ngoài ra két nước cònphải dự trữ một lượng nước dùng cho chữa cháy trông ngôi nhà.

- Dung tích toàn phần của két nước được xác định theo công thức sau:

Wk = K × ( Wđh + Wcc ) (m3) Trong đó:

+ Wđh: Dung tích điều hòa của két nước, m3;

+ Wcc: Dung tích nước chữa cháy của ngôi nhà Lấy bằng lượng nước chữacháy trong 10 phút khi vận hành bằng tay Theo TCVN 4513 – 88 lưu lượng củamột vòi chữa cháy là qcc = 2,5 (l/s) ta chọn số vòi hoạt động đồng thời là 2.

Wcc = 2,5 × 10 × 60 × 2 = 3000 (l) = 3 (m3)

+ K: Hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần cặn lắng đáy cột nước,giá trị của K lấy trong khoảng k=1,2

- Do công trình có lắp đặt trạm bơm và két nước (trạm bơm tự động)

Wđh: dung tích điều hòa của két nước (m¿¿3)¿ Wđh = Qb/ (2n) m3

Trong đó :

Qb là công suất của máy bơm m3/h

n là số lần mở máy bơm trong một giờ (2-4 lần) Chọn n =2Qb = qtt x 3.6= 1.88 x 3.6 = 6.77 (m3/h)

 Wđh = Qb2n m3 = 6.772∗2 = 1.7 m3

 - Thể tích xây dựng của két nước:

Wk = 1,25 × (1.7+ 3) = 5.9 (m3)

Két được đặt ở trên lồng cầu thang để tận dụng chiều cao và bề rộng tường nhà.

Thực tế thiết kế két nước phải để lại một khoảng hở giữa mực nước cao nhất đến đỉnh két1 khoảng 0,5 m

Vậy két có kích thước: 2x1.5x2m

2 Xác định chiều cao đặt két.

- Chiều cao két nước được xác định dựa trên cơ sở đảm bảo áp lực để đưa nước vàotạo ra áp lực tự do đủ ở thiết bị vệ sinh bất lợi nhất trong trường hợp dùng nước lớnnhất.

- Như vậy két nước phải có đáy cao hơn thiết bị vệ sinh bất lợi nhất một khoảng bằngtổng áp lực tự do ở thiết bị vệ sinh bất lợi nhất và tổn thất từ két đến thiết bị vệ sinh bấtlợi nhất.

Cao độ đặt két nước được tính theo công thức:

Trong đó:

 htd: áp lực tự do tại điểm tính toán, là áp lực tại lavabo, lấy htd= 2 (m)

Điểm tính toán ở đây là lavabo bất lợi nhất của wc1 tầng 5

 ∑hdd: Tổng tổn thất từ điểm tính toán đến đáy két nước Theo bảng tính toán thuỷlực ta có ∑hdd=0.83+0.98=1.81 (m) Trong đó:

 hnhánh=0.83; hA 5−KÉT=0.19+0.71+0.06+0.02=0.98 hcb:tổn thất cục bộ lấy bằng 20 %∑hdd=0.36 (m)

 HTBVSBLN: Cao độ của thiết bị vệ sinh bất lợi nhất (chậu rửa)

HTBVSBLN=18+(5−1)× 3.2+0.6=31.4 (m)

Do đó: Hk=31.4+1.81+0.36+2=35.57(m)

Mà cao độ của toàn ngôi nhà là

Hnh=18+5 x 3.2+0.6=34.6 (m)

Như vậy đặt két nước phải đặt cao hơn mái nhà 0.97m

 Xác định đường kính ống dẫn nước sạch lên két

Dung tích két là 6 (m3) Giả sử nước trong két cạn hết và ta cho nước chảy đầy két trong

khoảng 20 phút Khi đó lưu lượng nước chảy là:

Qk=6 ×103

20 ×60=5(l/ s)

Từ lưu lượng này ta tra bảng tính toán thuỷ lực ra ống có:

D=70 mmV =1.03 m/ s

1000 i=22.1

 = 0.022 x (35.39+2)-17= 0.8(m);

3.5.Chọn máy bơm cấp nước lên két

- Lưu lượng máy bơm: Qb ≥ qtt = 3,6 × 1.88 = 6.78 (m3/h)

- Áp lực cần thiết của bơm là áp lực để có thể đưa nước từ bể chứa lên két nước trên lồngcầu thang xác định theo công thức sau :

 h: Tổng tổn thất áp lực trên ống từ bơm đến két h= 0.8 (m);

 hcb: Tổn thất cục bộ, lấy bằng 20% ;h

hcb = 20% × 0.8 = 0.16 (m) htd – áp lực tự do ra khỏi miệng vòi, lấy htd = 1 (m)

Hctbom= 19.89+ 0.8 + 0.16 + 1 = 21.85 (m)

- Ta chọn 2 máy bơm: 1 công tác, 1 dự trữ có lưu lượng và cột áp như sau:

Hctbom = 21.85 (m), QBom = 6.78 (m3/h).

3.6 Tính toán bể chứa nước sạch

Dung tích bể chứa nước

Vậy kích thước thực của bể chứa là : 4 x 3 x 3 m

3.7.Hệ thống cấp nước chữa cháy cho bệnh viện

- Hệ thống cấp nước chữa cháy tách riêng khỏi hệ thống cấp nước lạnh Các vòi chữacháy 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 12 (m) rất nhỏ so với áp lực yêucầu cho việc cấp nước chữa cháy cho ngôi nhà 5 tầng Vì vậy ta không thể dùng nước cấptrực 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 hai vòi và nước được đưa lênbằng hai ống đứng Dùng vòi chữa cháy bằng vải tráng cao su có chiều dài là 20m

- Theo quy phạm với bệnh viện 5 tầng ta có số vòi hoạt động đồng thời là 2 vòi vàlưu lượng của mỗi vòi là 2,5 (l/s)

*Tính toán ống ngang trên mặt đất

Vì số vòi hoạt động đồng thời là 2 nên lưu lượng là 5(l/ s).Tra bảng tính toán thuỷ lực chọn D=70 (mm) và 1000 i=75,2

Chiều dài đoạn ống từ trạm bơm tới ống đứng: l=7.7 m

Tổn thất trên đoạn này là:

 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

 ho: Tổn thất áp lực theo chiều dài ống vải gai và được tính theo công thức sau:

 l: chiều dài lớp vải gai (m), theo tiêu chuẩn lấy l=20 m

 qcc: lưu lượng của vòi phun chữa cháy (l/s)

 Cđ: phần cột nước đặc tra bảng ta lấy Cđ = 6,

 α:hệ số phụ thuộc Cđ và được lấy theo bảng Cđ = 6 => =1,19.

 φ: Hệ số phụ thuộc vào đường kính miệng vòi phun

PHẦN 2: CẤP NƯỚC NÓNGI Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước nóng

Đối với hệ thống cấp nước nóng, do hình thức sử dụng nước nóng dùng vòi trộn, nguồncấp nhiệt cho hệ thống là điện nên sơ đồ cấp nước nóng có bình đun nước nóng bố trí ởtừng phòng, đường ống dẫn từ bình đến điểm dùng nước để hoà trộn với nước lạnh Nước nóng được đun bằng điện và hình thức sử dụng là vòi trộn nên việc tính toán nướcnóng đơn giản.

Mỗi phòng đặt một bình đun lấy nước trực tiếp từ vòi cấp nước lạnh và sẽ có một vòi dẫnnước nóng xuống trộn với vòi nước lạnh để dùng.

II Tính toán chọn thiết bị đun

2.1 Xác định lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm

Lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm được xác định theo công thức:

Qnl ,ngđ=qn(tn−t1)N (kcal/ngđ )

Trong đó:

 Công thức 28.1/ Trang 346/ Sách cấp thoát nước/ GS Trần Hiếu Nhuệ

 qn : Tiêu chuẩn dùng nước nóng đơn vị.

Tra bảng 28.1/ Trang 347/ Sách cấp thoát nước/ GS Trần Hiếu Nhuệ, với nướcnóng dùng cho nhà tập thểqn=60(l /ng đ )

 tn : Nhiệt độ nước nóng yêu cầu, tn = 700C

2.2 Xác định lượng nhiệt giờ lớn nhất

Lượng nhiệt tiêu thụ giờ max được xác định theo công thức:

Wnh , giờmax =Kn× qn× N ×(tn−t1)

Trong đó:

 Kh : Hệ số không điều hòa dùng nước nóng, với dân số 250 người ta cóKh=3

 Công thức 28.3/ Trang 348/ Sách cấp thoát nước/ GS Trần Hiếu NhuệDo đó :

+ Nước thải xám từ các thiết bị vệ sinh khác được thu về bằng các đường ống đứngriêng rồi dẫn ra các giếng thăm và thải vào mạng lưới thoát nước của thành phố.

+ Nước thải được tập trung vào hệ thống thoát nước sân nhà được gắn vào trầntrong tầng hầm sau đó đưa ra bể tự hoại hay hố ga , nước mưa được dẫn bằng một hệthống ống riêng ra mạng lưới thoát nước thành phố.

+ Ngoài ra hệ thống còn sử dụng ống đứng thông hơi phụ cho các trục đứng, bể tựhoại…

- Ta sử dụng hệ thống thoát nước riêng Hệ thống thoát nước bao gồm các ống đứng,ống nhánh tập trung nước thải ở các tầng qua ống tháo tới bể tự hoại, giếng thăm chảyvào hệ thống thoát nước chung.

II Tính toán mạng lưới thoát nước sinh hoạt

Bảng : Lưu lượng, đường kính, độ dốc các đoạn ống nhánh từ t.bị vệ sinh

Tên thiết bị Lưu lượng tínhtoán (q

tt) (l/s)

Đường kính ốngdẫn (d) (mm)

Độ dốc ống dẫn(i)

Tính toán ống đứng thoát nước cho chậu rửa mặt

- Lưu lượng nước tính toán các đoạn ống thoát nước được tính như sau:

qth qc qmaxdc- Trong đó:

 qth: Lưu lượng nước thải tính toán, l/s; qc: Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt qc 0, 2  N (l/s)Với BỆNH VIỆN α = 1.4;

Mỗi ống đứng phục vụ 20 chậu rửa mặt => N = 20×0,33 = 6.6

=> Qc = 0,2* 1.4* √6.6= 0.72(l/s)

q : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất Loạithiết bị là rửa nên ta có: qmaxdc = 0,1 Chọn qmaxdc = 0,1 (l/s);

=> qth = 0.72 + 0.1 = 0.82 (l/s)

Chọn ống nhựa tổng hợp có đường kính D90, vận tốc v = 1 m/s.

 Tính ống đứng thoát nước xí bệt, thoát tiểu

- Lưu lượng nước tính toán các đoạn ống thoát nước được tính như sau:

qth qc qmaxdc- Trong đó:

 qth: Lưu lượng nước thải tính toán, l/s; qc: Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt qc 0, 2  N (l/s)Với văn phòng α = 1.5;

Mỗi ống đứng phục vụ 20 xí và 10 tiểu

=> N = 20×0.5 +10x0.17= 11.7=> Qc = 0,2* 1.4* √11.7= 0.96(l/s)

q : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất Loạithiết bị là xí nên ta có: Chọn qmaxdc = 1.4 (l/s);

Theo đề bài tổng số người sử dụng nước trong nhà là N=250(người).

VậyWn=nx 1 ×q=250 x 1 x 20 /1000=5(m3) Xác định thể tích cặn của bể:

 b : Hệ số kể đến độ giảm thể tích cặn khi lên men mà giảm 30% và lấy b=0,7

 c: Hệ số kể đến việc để lại phần cặn dã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh giúp cho quá trình lên men cặn được nhanh chóng.Ta lấy c=1,2

Chọn kích thước của mỗi bể như sau:

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao=a b h=5 x 3 5 x 2.5

Chiều cao bảo vệ là 0.5

d Tính toán hệ thống thoát nước mưa:

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

Fghmax = 20  d2 

- Trong đó:

 D: Đường kính ống đứng chọn d = 75 (mm);