đồ án điện công nghiệp thiết kế hệ thống cấp thoát nước nhà cao tầng

Áp lực, lưu lượng hoàn toàn khôngđảm bảo thường xuyên - Mạng lưới cấp nước bên trong nhà dùng để đưa nước tới mọi thiết bị vệ sinh bêntrong nhà.. - Từ các số liệu đã xác định được, cần p

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 2

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC

NHÀ CAO TẦNG

Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

: 1 TS Nguyễn Ngọc Lan: 2 ThS Trần Quang Vinh: Nguyễn Văn Sơn - MSSV:2231030506: Ngô Trọng Hiếu - MSSV:2231032502: Huỳnh Minh Tâm - MSSV:2231031534

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2024

Mục lục:

PHẦN I : KHÁI QUÁT CHUNG 1

CHƯƠNG I : NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 2

2.1.Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước trong nhà 2

2.2.Vạch tuyến mạng lưới cấp nước 3

2.3.Vẽ sơ đồ không gian hệ thống cấp nước 3

2.4.Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống và tính thuỷ lực cho mạng lưới 3

2.4.1.Tính toán lưu lượng nước cấp 3

2.4.2.Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh 4

2.5.Chọn đồng hồ đo nước cho ngôi nhà 5

2.6.Tính toán bể chứa bể ngâm 6

2.7.Tính toán két nước 8

2.7.1.Thiết kế két nước 8

2.7.2.Xác định dung tích két 8

2.8.Chọn máy bơm 9

2.8.1.Chọn máy bơm sinh hoạt 9

2.8.2.Chọn máy bơm chữa cháy 11

2.8.3.Tài liệu chọn máy bơm 13

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 13

3.1.Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nước trong nhà 13

3.2.Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước 13

3.3.Xác định lưu lượng nước thải cho trong đoạn ống 14

3.3.1.Tính toán các ống đứng thoát nước 14

3.3.2.Tính toán thuỷ lực các đoạn ống ngang gom nước ống đứng về hộp kĩ thuật chính 15

3.4.Tính toán hệ thống thoát nước mưa mái 16

3.4.1.Tính toán ống đứng thoát nước mưa 16

3.4.2.Tính máng dẫn nước xênô 17

3.5.Tính toán bể tự hoại 18

3.6.Tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà 19

PHẦN I: KHÁI QUÁT CHUNG

CHƯƠNG 1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ.

- Thiết kế hệ thống cấp thoát nước bên trong cho một căn nhà chung cư 12 tầng vớicác số liệu tính toán như sau:

Gồm 12 tầng với chiều cao tầng hầm -2,8m;tầng 1 cao 4,5 m; tầng 2-13 cao3,5m; tầng kĩ thuật (tum) cao 4 m

Các tầng có 1 khu vệ sinh gồm 10 xí bệt 3 âu tiểu treo tường và 5 lavarbo

Nước sử dụng cho công trình gồm nước phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạtcủa người trong khu chung cư,những người làm việc tại công trình (SH) vàlượng nước cho cứu hỏa (CH)

 Cốt mặt đất tại vị trí đặt ống -0,75 (m)

 Độ sâu chôn ống: 1,2 (m)

 Đường ống cấp nước ngoài nhà D150

 Vật liệu ống:Ống gang dẻo

- Vị trí đường ống thoát nước thành phố

 Cốt mặt đất tại vị trí đặt ống -0,75 (m)

 Độ sâu chôn ống: 3,0 (m)

 Vật liệu ống: Bê tông cốt thép

 Đường ống thoát nước ngoài nhà D300:

 Hệ thống thoát nước bên ngoài công trình là HTCN chung

- Các tiêu chuẩn dùng trong tính toán lấy trong TCVN 4513 - 1988, TCVN 4474

- 1984, TCVN 323 – 2008

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

2.1.Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước trong nhà

- Đường ống cấp nước tiểu khu phía trước công trình, có D = 150 mm, đặt sâucách mặt đất 0,4 m, cách công trình 1,5m Áp lực, lưu lượng hoàn toàn khôngđảm bảo thường xuyên

- Mạng lưới cấp nước bên trong nhà dùng để đưa nước tới mọi thiết bị vệ sinh bêntrong nhà

- Đường ống cấp nước bên trong nhà là nhựa tổng hợp PPR, đường kính 10 70

mm, đảm bảo vận tốc kinh tế 0,5 1 m/s, trong trường hợp tối đa là 1,5 m/s.Trường hợp chữa cháy vận tốc tối đa có thể cho phép tới 2,5 m/s

- Từ các số liệu đã xác định được, cần phải thiết kế hệ thống cấp nước đảm bảolưu lượng và áp lực cho công trình, vừa có tính chất mỹ quan và kinh tế

- Trước tiên ta có thể tính sơ bộ được áp lực cần thiết của ngôi nhà 12 tầng là:

2.2.Vạch tuyến mạng lưới cấp nước

- Mạng lưới cấp nước bên trong bao gồm: đường ống chính, đường ống đứng

và các nhánh dẫn tới các thiết bị vệ sinh

- Các yêu cầu 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 và bảo dưỡng

 Mỗi ống nhánh không nên phục vụ quá 5 đơn vị dùng nước

 Kết hợp tốt giữa đường ống dẫn nước với nút đồng hồ đo nước.giữa mạng lưới và két nước…

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

 Đặt đồng hồ đo nước trên đường ống cấp nước từ mạng lưới cấp nước bên ngoài vào trong công trình

 Bể chứa đặt trong tầng hầm, có nắp mở

 Máy bơm đặt cạnh bể chứa

 Két nước đặt trên mái

2.3.Vẽ sơ đồ không gian hệ thống cấp nước

- Dựa vào vạch tuyến ống cấp nước trên mặt bằng,dựng sơ đồ không gian trên hình chiếu trục đo

- Chọn tuyến ống bất lợi nhất (tuyến dài nhất,dẫn nước đến thiết bị vệ sinh xa nhất cao nhất tính từ điểm lấy nước

- Lập sơ đồ tính:đánh số các đoạn tính toán theo tuyến bất lợi nhất mà từ đó có sựthay đổi về lưu lượng

2.4.Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống và tính thủy lực cho mạng lưới

2.4.1.Tính toán lưu lượng nước cấp.

- Lưu lượng tính toán được xác định theo công thức sau:

Qtt=0,2.α.cănN ( l/s) Trong đó:

 α: Hệ số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước.Với q=150 (l/ng.ngđ) thìα =2,1

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

 K: Hệ số phụ thuộc vào đương lượng.Tra bảng 1.5 giáo trình cấp thoát nước trong nhà

BẢNG THỐNG KÊ ĐƯƠNG LƯỢNG

Ta có : Q =tt 0 , 2  1 , 5  93 , 08 =2,9 ( l/s)

2.4.2.Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước lạnh

- Dựa vào vận tốc kinh tế v=0,5 1,5 (m/s) và vận tốc tối đa cho phép là 2,5(m/s) để xác định đường kính thích hợp của từng đoạn ống,tổn thất từng đoạnống và toàn bộ mạng lưới.Với nhà cao tầng ta cần khử áp lực dư ở các tầng

Tổng Ncộng dồn

dưới, điều này có thể đạt được bằng cách giảm dần kích thước đường ống (đồngnghĩa với việc tăng tổn thất áp lực trong đường ống và khử được áp lực dư đồngthời giảm giá thành xây dựng) Từ đó xác định H để chọn bơm, bể chứa, kétyc

 l: Chiều dài đoạn ống tính toán (m)

- Khi tính toán ta tính cho đường ống bất lợi nhất cuối cùng tổng cộng vào từngvùng của mạng lưới còn các tuyến ống còn lại tính chọn theo kinh nghiệm theotổng số đương lượng ở từng đoạn tính toán

- Sơ đồ không gian và kết quả tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước lạnh đi kèmvới thuyết minh

2.5.Chọn đồng hồ đo nước cho ngôi nhà

- Chọn đồng hồ đo nước dựa trên cơ sở thoả mãn hai điều kiện:

+ Lưu lượng tính toán

+ q: Là lưu lượng nước tính toán, (l/s).

Hđh = 0.0265× 2,9 2 = 0,22 (m) < 1-1,5 (m)

=> Tổn thất áp lực qua đồng hồ thoả mãn điều kiện về tiêu chuẩn về

tổn thất áp lực

- Như vậy việc chọn đồng hồ là hợp lý

-Chọn đồng hồ đo nước cho các căn hộ

2.6 Tính toán bể chứa nước ngầm

Bể chứa nước sạch được xây dựng nhằm điều hòa nước cấp cho sinh hoạt và dựtrữ một phần cho chữa cháy trong công trình

-Dung tích bể chứa được xác định theo công thức:

Q =3

40 50 1000



= 2 (m ) 3

Số nhân viên phục vụ trong nhà là 40 người (lấy 10% tổng số dân)

Tiêu chuẩn dùng nước hàng ngày của một người (l/ng.ngđ)

lấy 50 (l/ng.ngđ )

 Vậy Q = 1,5+59,4+2= 62,9 ( mngđ 3/ngđ)

=> Wđh = 1 Q ngđ = 62,9 (m )3

 W :Dung tích dự trữ nước chữa cháy trong 3h cho 2 vòi chữa chãy có lưu cc

lượng 1 vòi là 5 (l/s) và dung tích chữa cháy tính cho hệ thống chữa cháy tự động sprinkler trong 1h

 Dung tích bể phòng cháy chữa được tính toán theo nguyên tắc cộng dồn cáckhối tích chữa cháy:

 Khối tích cho hệ chữa cháy tự động:

Hệ thống chữa cháy Sprinkler tự động (theo TCVN 7336-2003) với nguy cơ cháy trung bình nhóm I Ta có:

 Cường độ phun tại tầng hầm: 0,12 l/s/m2

 Diện tích phun tính giả định toán: 240m2

 Diện tích bảo vệ của 01 đầu phun: 12m2

 Khoảng cách tối đa giữa các đầu phun: 4 m

 Lưu lượng yêu cầu = 0,12 x 240 = 28,8 l/s

WSprinkler = 28,8 x3,6 = 104 m (chữa cháy 1 giờ)3

Khối tích cho hệ chữa cháy họng nước vách tường:

WHNVT = 5x2 x 3,6x3 = 108 m (chữa cháy 3 giờ)3

 Dung tích bể phòng cháy

Wcc = WSprinkler + WHNVT = 104+108 = 212 m3

- Vậy dung tích bể chứa là :

- Két nước được xây dựng bằng bê tông cốt thép, có đường ống lên xuống và có

bố trí van khoá, van phao

- Vị trí đặt két nước lợi dụng kết cấu ngôi nhà, két nước đặt trên tầng tum,đườngống cấp nước lên két riêng với đường ống cấp nước xuống các khu vệ sinh

- Két nước có chống thấm và được che đậy kỹ

W = 1,3k (2,2 +23,3) = 32 (m).

Xây dựng két nước 32 m3 có kích thước: LBH = 4,73,42 (m)

2.8.Chọn máy bơm

2.8.1.chọn máy bơm sinh hoạt:

a.chọn bơm làm việc:

Chọn máy bơm cấp nước trong nhà dựa vào 2 tiêu chí cơ bản Q và Hb b

- Qb:Công suất của máy bơm bằng lưu lượng nước tính toán của ngôi nhà

Q = 4,92 (l/s)b

- Hb: Cột nước của máy bơm

Ở đây ta bơm nước từ bể chứa nên ta có

Hb = h + h + ∑ h + h (m)hh td cb

Trong đó :

 h :độ chênh cao hình học giữa mực nước cao nhất trong két nước và mực hh

nước thấp nhất trong bể chứa

Cao độ của bể chứa bằng cốt nền tầng hầm nơi đặt bể h = -3,00 => cốt của bc

mực nước sinh hoạt thấp nhất trong bể là

(-0,7-3,00)= -3,7(m) (0,7m là chiều cao lớp nước sinh hoạt ).

=>h = 42,8+0,5+2,0-(-3,7) = 48,5 (m).hh

 h: tổng tổn thất áp lực trên ống từ bơm đến két, ta cóq = 4,92 (l/s) chọn tt

ống cấp nước bằng thép từ bơm lên két D80,tra bảng tính toán thủy lực ta có:

v = 0,99 (m/s), 1000i = 29,1( m).Chiều dài đoạn ống là: 50(m)

Dựa vào phần mềm chọn bơm Bips ta chọn bơm NLX-16-5

b.chọn bơm tăng áp:(Chọn bơm tăng áp cho 2 tầng 11+12)

- Lưu lượng tiêu thụ lớn nhất cho 2 tầng áp mái là q = 1,82 l/s =6,55 m /h (max 3

tính với tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh 2 tầng 11 +12 là N=84)

- Cột áp của bơm tăng áp

Hb = h + ∑ h + h - h (m)td cb hh

 hhh:độ chênh cao hình học giữa mực nước thấp nhất trong két nước và cao độ thiết bị vệ sinh bất lợi nhất

 Cao độ của mực nước thấp nhất trong két bằng 43,8m

 Cao độ thiết bị vệ sinh bất lợi nhất bằng 38,5m

c.tính toán bình khí nén

- Dung tích nước điều hòa cần thiết: V =n

4

b q Z

- Hệ số điều áp: 2 1

2

f P





Trong đó :

 P1: áp lực tuyệt đối min trong bình P =2,0 bar1

 P2: áp lực tuyệt đối max trong bình P =3,0 bar1

 Z: số lần đóng mở bơm trong 1 giờ.chọn Z=8 lần

2.8.2.chọn máy bơm chữa cháy:

- Áp lực máy bơm chữa cháy được tính theo công thức:

H = H + H + H + H + H + H mb tt ct b cb dl v

Trong đó:

+ H : chiều cao tính từ cao trình bệ bơm đến điểm họng chữa cháy cao nhấtct

và xa nhất: (Cao trình): 42 m

+ H : chiều cao ống hút máy bơm = 2mb

+ H : = Ai qitt   2 Li (Tổn thất trên đường ống đẩy)

+ H : 20m (Đầu lăng)dl

+ H : 1,5m (Vòi)v

+ H : 10% Hcb  tt

 Tính toán Htt

Tổn thất áp lực trên đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính ống Đường ống đẩy chia

ra làm nhiều đoạn khác nhau.

Qi (l/s)

Hệ số tổn thất

Ai tính theo TCVN 4513- 1988

H tổn thất i (m) Ghi chú

2.8.3.Tài liệu chọn bơm:

- Dựa vào phần mềm bơm chọn bơm BIPS và các thông số bơm đã tính toánđược ta tra được bơm theo yêu cầu

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

3.1.Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nước trong nhà

- Hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên mọi nước thảiđều được đổ vào hệ thống này

- Theo xu hướng ngày nay, ta cho nước thải của nhà ở vào hết bể tự hoại phầnnước sau khi lắng hết cặn sẽ ra ngoài còn phần cặn sẽ được giữ lại nhờ vi khuẩnyếm khí phân hủy

- Ở đây ta thiết kế hệ thống thoát nước chung cho công trình.Có nghĩa là thiết kếmỗi khu vệ sinh một ống đứng để thoát toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước nhàxí.Nước từ chậu rửa vs từ bệ xí được dẫn vào một ống Tất cả nước thải được đưatới bể tự hoại sau đó đổ ra mạng lưới thoát nước đường phố

- Nước mưa được dẫn bằng một hệ thống ống riêng sau đó đổ chung vào hố gathoát nước ngoài nhà và ra hệ thống thoát nước thành phố

- Sơ đồ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt trong nhà được thể hiện trong bản vẽ.Các ống nhánh có bố trí các phễu thu, xi phông, lưới thu, các ống nhánhđược đặt dưới trần nhà phòng vệ sinh, phía dưới có trần nhựa che kín

Trên hệ thống ống tháo sàn nhà tại các nơi đổi hướng giao nhau đều có xây

hố ga và nắp bảo vệ

3.2 Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước.

Lưu lượng nước thải tính toán cho hệ thống thoát nước trong nhà được ápdụng theo công thức:

Để đảm bảo không lắng cặn bẩn tốc độ nước chảy trong ống V > 0,7 m/s

3.3 Xác định lưu lượng nước thải cho trong đoạn ống.

3.3.1.Tính toán các ống đứng thoát nước

Từ mặt bằng vạch tuyến,sơ đồ nguyên lý và sơ đồ không gian ta thấy

-Ống đứng thoát nước các trục TN1;TN2;TN3;TN4;TN7;TN8;TN9;TN10 giốngnhau nên ta chỉ cần tính 1 trục rồi suy ra các trục còn lại

-Ống đứng thoát nước các trục TN5;TN6 giống nhau nên ta chỉ cần tính 1 trụcrồi suy ra các trục còn lại

-Ống đứng thoát nước rử a bếp và máy giặt các trục TB1-TB6 giống nhau nên tachỉ cần tính 1 trục rồi suy ra các trục còn lại

+Trục TN1

-Trục TN1 có 12 xí,12 Lavabor,24 phễu sàn với N=30 ; ; q = 1,06 l/s; qc dc

max

= 1,6l/s,

qth= 1,06 + 1,6 = 2,66 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống đứng : D = 110mm; h/D = 0,41; i=0,03 ; v = 0,97 (m/s)

Trang 14

+đoạn X2-X3

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6 và TB4

Ta có N= 60+24=84 =>q = 1,82; qc dcmax= 1,6 l/s,

qth= 1,82 + 1,6 = 3,42 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống có : D = 125mm; h/D = 0,32; i=0,03 ; v = 0,99 m/s

+đoạn X3-X4

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6,TN7 và TB4

Ta có N= 60+30+24 = 114 =>q = 2,15 l/s; qc dcmax= 1,6 l/s,

qth= 2,15 + 1,6 = 3,75 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống có : D = 125mm; h/D = 0,34; i=0,03 ; v = 1,02 m/s

+đoạn X4-X5

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6,TN7,TN10 và TB4

Ta có N= 60+30x2+24=144 =>q = 2,45 l/s; qc dcmax= 1,6 l/s,

qth= 2,45 + 1,6 = 4,05 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống có : D = 125mm; h/D = 0,35; i=0,03 ; v = 1,06 m/s

+đoạn X5-X6

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6,TN7,TN10 và TB4,TB5

Ta có N= 60+30x2+24x2=168 =>q = 2,67 l/s; qc dc = 1,6 l/s,

qth= 2,67 + 1,6 = 4,27 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống có : D = 125mm; h/D = 0,36; i=0,03 ; v = 1,07 m/s

+đoạn từ ống xả đứng hộp kĩ thuật chính ra bể tự hoại

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6,TN7,TN8,TN9,TN10 và

TB4,TB5,TB6 và WC1;WC2

Ta có N= 60+30x4+24x3+5,16 = 257,16 =>q = 3,37; qc dcmax= 1,6 l/s,

qth= 3,41 + 1,6 = 5,01 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống có : D = 125mm; h/D = 0,40; i=0,03 ; v = 1,12 m/s

Với ống xả để đảm bảo ta chọn tăng thêm 1 cấp ống.Vậy ta lấy D150

3.4 Tính toán hệ thống thoát nước mưa mái

3.4.1.Tính toán ống đứng thoát nước mưa.

Tính theo công thức :

Trang 16

F max 5

-Chọn máng dẫn chữ nhật bằng bê tông trát vữa, tra biểu đồ tính toán thuỷ

lực(Hình 24.10_trang308_Giáo trình Cấp hoát nước) được các thông số kỹ thuật

Vận tốc nước chảy trong máng: V = 0,3(m/s)

Độ sâu máng ở phễu thu: h = h + i lc đ 

Với l là chiều dài đoạn mương từ điểm thu mưa xa nhất đến phễu thu nướcmưa,dựa vào việc bố trí các ống đứng thu mưa có l = 10 m

Do đó : h = h + i l = 5+0,0035.10 = 8,5 cmc đ 

3.5.tính toán bể tự hoại

- Thiết kế tính toán cho bể 3 ngăn: 1 ngăn chứa, 2 ngăn lắng

- Dung tích toàn phần của bể:

W = W + Wn c

+Wn: Thể tích toàn phần của bể, lấy nằng 1,5 lần ngđ

tb

Q ; ngđ tb

.1000)

100(

.)

100.(

2 1

 T: Thời gian giữa 2 lần lấy cặn, T = 180 ngày (6 tháng)

 b: Hệ số kể đến giảm thể tích cặn khi lên men (giảm 30%), lấy b = 0,7

 c: Hệ số kể đến việc để lại 1 phần cặn đã lên men khi hút cặn để giữ lại Visinh vật giúp cho quá trình lên men cặn được nhanh chóng, dễ dàng, để lại20%, lấy c = 1,2

Trang 18