Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn, thoát nước mưa cho công trình văn phòng 3

Với áp lực đường ống ở ngoài nhà ban ngày là 13 m, ban đêm là 15 m nh vậy chỉ có thể đủ áp lực cung cấp nước liên tục cho tầng 2 bên dưới tầng hầm và tầng 1 vào cả ban ngày và ban đêm D

Giới thiệu công trình

Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn, thoát nước mưa cho công trình Văn Phòng 3

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

1 Mặt bằng các tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh TL 1:100

2 Kết cấu nhà: BT _ BTCT_gạch

3 Số tầng nhà:10

4 Chiều cao mỗi tầng: 3.4 m

5 Chiều cao tầng hầm: 2.6 m

6 Chiều dày mái nhà: 0.7 m

7 Chiều cao hầm mái: 2.4 m

8 Cao độ nền nhà tầng 1: 9,5 m

9 Cao độ sân nhà: 10 m

10.áp lực ở đường ống nước bên ngoài: Ban ngày: 13 m

Ban đêm : 15 m

11.Đường kính ống cấp nước bên ngoài: D 150

12.Độ sâu chôn cống cấp nước bên ngoài: 1,2 m

13.Số người sử dụng nước trong công trình: 500người

14.Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: điện cục bộ

15.Hình thức sử dụng nước nóng: vòi trộn

16.Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: chung

17.Đường kính ống thoát nícbªn ngoài: D 300

18.Độ sâu chôn ống thoát nước bên ngoài: 1,6 m

19.Đường kính ống thoát nước mưa ngoài: Không có

20.Độ sâu chôn ống thoát nunước mưa bên ngoài: Kh«ngcã

phần I: cấp nước lạnh

I, LỰA CHỌN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CẤP NUỚC LẠNH

Căn cứ vào số liệu trên ta thấy:

Nhà văn phòng 10 tầng có yêu cầu cột áp là 44 (m)

Với áp lực đường ống ở ngoài nhà ban ngày là 13 (m), ban đêm là 15 (m) nh vậy

chỉ có thể đủ áp lực cung cấp nước liên tục cho tầng 2 bên dưới ( tầng hầm và tầng 1) vào cả ban ngày và ban đêm

Do áp lực của đường ống cấp nước bên ngoài thường xuyên không đảm bảo, do vậy ta phải sử dụng trạm bơm + két nước đồng thời đường kính cấp nước bên ngoài nhà là 150 mm là không lớn, lên để đảm bảo cấp nước được an toàn và liên tục ta cần

sử dụng bể chứa nước

Qua sự lập luận ở trên, ta có thể đưa ra phương án sau: ta dùng sơ đồ trạm bơm

-bể chứa - két nước cấp nước 9 tầng nhà văn phòng

- Do đó ta sử dụng sơ đồ cấp nước phân vùng, ta chia làm 3 vùng:

+ Vùng I : tầng hầm + tầng 1 :sơ đồ cấp nước tự chảy

+ Vùng II : Tầng 2 - 3 - 4 - 5 - 6 : sơ đồ bể chứa , bơm , két nước

+ Vùng III : Tầng 7 - 8 - 9 - 10 : sơ đồ bể chứa , bơm , két nước

II, VẠCH TUYẾN VÀ BỐ TRÍ ĐUỜNG ỐNG CẤP NUỚC BÊN 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

+ dễ gắn chắc với các kết cấu của nhà: tường, trần, dầm, vì kèo…

+ thuận tiện, dễ dàng cho quản lý: kiểm tra, sửa chữa đường ống, đóng

mở van …

Trên cơ sở đó ta tiến hành vạch tuyến nh sau:

+ Két nước được đặt trên tầng mái

+ Đường ống chính vùng 1 được đặt trong tầng hầm, cách trần 10 (cm) + Đường ống chính vùng 3 được đặt ở sàn hầm mái

III, XÁC ĐỊNH LƯU LUỢNG TÍNH TOÁN

1) Xác định lưu lượng tính toán từng đoạn ống

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

qtt = 0,2 N (l/s)

Trong đó:

+ qtt: Lưu lượng nước tính toán

+ : Hệ số phụ thuộc vào chức năng của ngôi nhà, đối với văn phòng thì

theo TCVN4573-88 (Bảng 14.8-CTN) lấy,  = 1,5

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

Lấy theo bảng 18.1- CTN.

BẢNG THỐNG KÊ VẬT LIỆU Stt Tên thiết bị Số lượng 1 tầng ( cái ) Số lượng ( cái )

Trị số đuơng luợng một thiết bị

Tổng số đương lượng tính toán

Ta cú : N = 68,3

Vậy lưu lượng nước tính toán của toàn bệnh viện là:

qtt = 0,21,5 68 , 3 = 2,48 (l/s)

2) Xác định lưu lượng của công trình

Lưu lượng nước trung bình ngày đêm của công trình:

Qng® =

1000

N

q 

Trong đó:

 q : Tiêu chuẩn dùng nước, q = 15 (l/ng.ng®)

 N : Số người sử dụng nước trong nhà, N = 500 (người)

Do đó: Qng® =

1000

500

15 

= 7,5 (m 3 /ng®)

3) Chọn đồng hồ đo nước cho toàn công trình

Chọn đồng hồ:

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

+ Lưu lượng tính toán phải thỏa mãn qmin < qtt < qmax

+ Tổn thất áp lực của đồng hồ h®h <1 - 1.5 m

- Theo tính toán ở trên lưu lượng cho toàn khu nhà là:

qtt = 2,48 (l/s)

- Theo bảng 6 (TCVN 4513:1988) thì ta chọn đồng hồ loại tuốc bin cỡ đồng hồ D 50mm có sức kháng là: S = 0.0265 và :

qmin = 0.9 (l/s) , qmax = 6 (l/s)

h®h = sq2 = 0,02652,482 = 0,163 m < 1 1.5 m

- Vậy chọn loại dồng hồ tuốc bin D50 mm là hoàn toàn hợp lý

Cấu tạo nút đồng hồ được minh hoạ nh hình vẽ sau:

1 2 1

1

3

1 van n ớc

2 Van xả n ớc

3 đồng hồ đo n ớc loại BB80

4 ống dẫn n ớc vào

4

IV TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC LẠNH

- Dựa trờn cơ sở vận tốc kinh tế v = 0.5  1.5 (m/s), để xỏc định đường kớnh thớch hợp của từng đoạn ống, tổn thất ỏp lực của từng đoạn ống và toàn mạng Từ đú xỏc định

Hyc và chọn trạm bơm khớ ộp, xỏc định thể tớch bể chứa và kột nước

- Tổn thất ỏp lực theo chiều dài cho từng đoạn ống được xỏc định theo cụng thức:

h = il (m)

Trong đú:

+ i: Tổn thất đơn vị (mm)

+ l: Chiều dài đoạn ống tớnh toỏn

- Khi tớnh toỏn ta tớnh cho tuyến bất lợi nhất và cuối cựng tổng cộng cho từng vựng

và toàn mạng lưới

1 Tớnh toỏn thủ lực cho vựng 1:

Đối với vựng 1 thỡ ta lấy vận tốc của ống chớnh và ống đứng nằm trong khoảng vận tốc kinh tế Vktế = 0.5  1.5 m/s

Tuyến tớnh toỏn được vạch ra là :

A4 - A3 - A2 - A1 - ĐH

2 Tớnh toỏn thủ lực cho vựng 2:

Đối với ống chớnh thỡ vận tốc hợp lý nằm trong khoảng vận tốc kinh tế Từ Trong cỏc đoạn ống đứng thỡ vận tốc hợp lý thường lớn hơn vận tốc kinh tế

Tuyến tớnh toỏn được vạch ra là :

B1- B2- B3- B4- B5 -K (Kột)

3 Tớnh toỏn thủ lực cho vựng 3:

Đối với ống chớnh thỡ vận tốc hợp lý nằm trong khoảng vận tốc kinh tế Từ Trong cỏc đoạn ống đứng thỡ vận tốc hợp lý thường lớn hơn vận tốc kinh tế

Tuyến tớnh toỏn được vạch ra là :

C1- C2- C3- C4- C5 -K (Kột)

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

1 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

nh nút đồng hồ, bố trí trạm bơm,

2 Khi tính toán thủ 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 nước lên két

3 Do các nhánh phụ vào phòng vệ sinh của các phòng là giống nhau nên ta chỉ tính

toán cho 1 nhánh phụ của 1 phòng , các nhánh phụ còn lại của các phòng khác

thì tương tự

BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯƠNG ÔNG CẤP NƯỚC

Ông

đứng

Đoạn

ống

Xí bệt Lavabô

Âu tiểu

Đương lượng q[l/s]

D

h=i*L [m]

Ông

đứng

A

A1_Đ

h =

Ống

đứng

B

h =

Ống

đứng

C

h =

V XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH VÀ CHIỀU CAO ĐẶT KÉT NƯỚC

1 Xác định dung tích két nước

- Két nước có chức năng điều hoà nước, tức là dự trữ nước khi thừa và cung cấp nước khi thiếu, đồng thời tạo áp lực để đưa nước tới các nơi tiêu dùng Ngoài ra két nước còn phải dự trữ một lượng nước dùng cho chữa cháy trong ngôi nhà

- Ta sử dụng 1 két nước cho toàn toà nhà:

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

Wk =K(W®h + Wcc(5’)) (m3)

Trong đó:

+ W®h: Là dung tích điều hoà két nước (m3)

+ K : Hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần cặn lắng ở đáy két nước, giá trị của K lấy trong khoảng (1.2  1.3), chọn K= 1.3

+Wcc(5)’ : Dung tích chữa cháy trong 5 phút thiết kế với bơm tự vận hành với điều kiện két phải dự trữ được lượng nước chữa cháy tại mỗi vòi là 2.5 (l/s) khoảng cách

10 -20 m phải bố chí một vòi chữa cháy

Vậy : Wcc(5)’ =2*5*60*2.5 = 1500( l) = 1.5 (m3)

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

W®h =

n

Q b



2 (m3)

Trong đó:

+ Qb :lưu lượng bơn để bơm nước lên khu vực tầng nhà , điều kiện l Qb > qtt( max) Với qtt( max) = 2,48 (l/s) ta chọn Qb = 3 (l/s)

Hay Qb = 3*3.6 =10.8 (m3/h)

+ n: Số lần mở máy bơm trong 1 giờ, chọn n = 2

 W®h =

n

W b



2 = 210.82

 = 2,7 (m3)

- Thể tích xây dựng của két nước: Wk = 1,3 (2,7 + 1,5) = 5,46 (m3)

- Lấy Wk = 6 (m3)

- Xây dựng két nước có kích thước:LxBxH = 321 (m)

Thực tế két nước phải để lại một khoảng hở giữa mực nước cao nhất đến đỉnh két nên

ta tính them chiều cao lớp nước dự phòng hdp = 0.2 (m)

Vậy : LxBxH = 321.2 (m)

2 Xác định cao độ dặt két nước

- Cao độ két nước (Hk) được xác định trên cơ sở bảo đảm áp lực để đưa nước và tạo ra áp lực tự do đủ ở thiết bị vệ sinh bất lợi nhất trong trường hợp dùng nước lớn nhất

- Cao độ của két được xác định theo công thức sau:

Hk= H1 + h1- k + hcb + hTD1 (m)

Trong đó:

+ H1: Cao độ của thiết bị vệ sinh bất lợi nhất của tuyến bất lợi nhất đó là tiểu nam ở tầng 10 theo tuyến ống C(m)

H1 = 10 + 3,4*9 + 1,2 = 41,8 (m).

+ hTD1: áp lực tự do yêu cầu với tiểu nam lấy hTD1= 2 (m)

+ h1 - k : Tổn thất áp lực từ đáy két tới điểm tiểu nam(m)

h1- k = 0,502 + hcb = 25%h1 - k = 0,250,502 = 0,126 (m)

Hk = 41,8 + 0,502+ 0,126 + 2 = 44,43 (m)

- Mà cao độ của sàn hầm mái HM = 44 (m)

=> két nước đặt cao hơn sàn mái là:

44,43 - 44 = 0,43(m)

VI TÍNH TOÁN ÁP LỰC CẦN THIẾT CHO NGÔI NHÀ

- ống nhánh đưa nước vào phòng đặt cách sàn nhà 0,5 (m) Thiết bị vÔ sinh cao nhất là chậu rửa đặt ở độ cao 0,8 (m) so với sàn nhà

- áp lực cần thiết của ngôi nhà được xác định theo công thức:

Hctnh = Hhh + H®h + Htd + h + hcb (m)

Trong đó:

+ Hhh: Là độ cao hình học đưa nước từ trục đường ống cấp nước bên ngoài đến dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất (xa nhất và cao nhất so víi điểm lấy nước vào nhà) Thiết bị

vệ sinh bất lợi nhất là tiểu nam

+ H®h: Là tổn thất áp lực qua đồng hồ (m)

+ h: Tổng tổn thất áp lực trên đường ống tính toán (m)

+ hcb: Tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến ống tính toán bất lợi nhất và lấy bằng 25%h

+ Htd: áp lực tự do cần thiết ở các dụng cụ vệ sinh hoặc các máy móc dùng nước, được chọn theo tiêu chuẩn =>tiểu nam ta chọn Htd = 2(m)

1 Vùng I:

Hct = Hhh1 + H®h + Htd + h1 + hcb1

Trong đó:

+ Hhh1 = 13,4-9,5+1,2+1,2 = 6,3 (m)

+ h1 = 3,24 m

+ hcb1 = 25%h = 0,253,24= 0,81 (m)

+ Htd = 2 (m)

+ H®h: Tổn thất áp lực qua đồng hồ, H®h = 0,163 (m)

 Hct = 6,3 + 0,163 + 2 + 3,24 + 0,81 = 12,51 (m) < Hngmin = 13 (m)

Như vậy là đảm bảo yêu cầu cho nước chảy tự do bằng áp lực của hệ thống cấp nước bên ngoài

2 Vùng II:III

- Nước được lấy từ két xuống Két 1(m) Vòi đưa nước vào két đặt cách đỉnh két 0,2 (m)

- Cao độ vòi đưa nước vào két:

HV = HK + 1.2 - 0.2 = 44,43 + 1.2 - 0.2 = 45,43 (m)

- Chiều cao ống đưa nước lên két:

H = 45,43 – 10 + 0,3= 35,73 (m)

- Chọn ống đưa nước lên két đường kính 50 (mm), v = 1,18 (m/s), i = 0,0696 ứng với qtt = 2,48 (l/s) Tổn thất áp lực là:

0,069635,73 = 2,49 (m)

- Vì bơm nước trực tiếp từ bể chứa nên không có ảnh hưởng của áp lực bên ngoài

- Vậy ta phải dùng máy bơm để bơm nước lên Chiều cao cột áp của máy bơm:

Hb = Hctnh = 35,73 + 2,49 = 38,22 (m)

Qb = 2,48 l/s = 8,93 [m3/h]

Ta dùng chon 2 bơm trong đó có 1 bơm dự trữ

VII TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHỮA CHÁY

- Hệ thống cấp nước chữa cháy tách riêng khái hệ thống cấp nước lạnh Các vòi chữa cháy 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 13 (m) nhỏ so với áp lực yêu cầu cho việc cấp nước chữa cháy cho ngôi nhà 6 tầng Vì vậy ta không thể dùng nước cấp trực 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 lên bằng một ống đứng đặt trong hộp kĩ thuật Dùng vòi chữa cháy bằng vải tráng cao

su có chiều dài là 20 (m)

- Theo quy phạm với văn phòng ta có số vòi hoạt động đồng thời là 2 vòi và lưu lượng của mỗi vòi là 2,5 (l/s)

Tính toán :

*Tính toán ống dưới tầng hầm :

Căn cứ vào lưu lượng của vòi ta chọn ống đứng có :Vì số vòi hoạt động đồng thời

là hai nên lưu lượng là 5(l/s)

D = 70 ( mm ) và 1000i = 75,2 và v = 1,44 (m/s)

Tổng chiều dài ống dưới tầng hầm :

H® = 10,2 (m)

Tổn thất trên đoạn ống là :

h1 = 10,2*75,2/1000 = 0,77 (m)

+ Ống nhánh D

- Lưu lượng của 1 vòi là 2,5 l/s nên ta chọn D = 50 (mm) và 1000i = 69.6 và

v = 1.18 m/s

- chiều dài ống là 10,6

Tổn thất trên ống nhánh D là: h2 =10,6*69,6/1000= 0,74 m

+ Ống nhánh E

- Lưu lượng của 1 vòi là 2,5 l/s nên ta chọn D = 50 (mm) và 1000i = 69.6 và

v = 1.18 m/s

- chiều dài ống là 20,0

Tổn thất trên ống nhánh D là:h3 =20,0*69,6/1000= 1,39 m

 Tính toán ống đứng D:

Lưu lượng của 1 vòi là 2,5 l/s nên ta chọn D = 50 (mm) và 1000i = 69.6 và

v = 1.18 m/s

Tổng chiều dài từ ống đứng : l = 0,2 + 9 * 3,4 + 1,2 = 32 (m)

(Theo quy phạm hộp chữa cháy đặt ở độ cao 1,2 m so với sàn nhà)

Tổn thất trên đoạn này là:

h4 = 32 x 69,6/1000 = 2,23 (m)

Tổng tổn thất trên toàn bộ hệ thống cấp nước chữa cháy:

h = h1 + h2+h4 = 0,77 + 0,74 + 2,23 = 3,74 (m)

Tổn thất áp lực cục bộ hệ thống cấp nước chữa cháy:

hcb = 10% h = 0,1 * 3,74 = 0,374(m)

 Tính toán ống đứng E:

Lưu lượng của 1 vòi là 2,5 l/s nên ta chọn D = 50 (mm) và 1000i = 69.6 và

v = 1.18 m/s

Tổng chiều dài từ ống đứng : l = 0,2 + 9 * 3,4 + 1,2 = 32 (m)

(Theo quy phạm hộp chữa cháy đặt ở độ cao 1,2 m so với sàn nhà)

Tổn thất trên đoạn này là:

h4 = 32 x 69,6/1000 = 2,23 (m)

Tổng tổn thất trên toàn bộ hệ thống cấp nước chữa cháy:

h = h1 + h3+h4 = 0,77 + 1,39 + 2,23 = 4,39 (m)

Tổn thất áp lực cục bộ hệ thống cấp nước chữa cháy:

hcb = 10% h = 0,1 * 4,39 = 0,439(m)

 Áp lực cần thiết ở đầu van chữa cháy:

hccct = hv + ho (m)

Trong đó:

+ hv : áp lực cần thiết ở đầu vòi phun để tạo ra một cột nước lớn hơn 6 (m)

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:

ho = A x l x (qcc)2 (m )

Trong đó:

+ A : Sức kháng đơn vị của ống vải gai có tráng cao su lấy nh sau

d =50 (mm) => A = 0,0075

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

+ qcc : Lưu lượng của vòi phun chữa cháy (l/s)

=> ho = 0,0075x20x2,52 = 0,9375 (m)

- Tính hv

hv có thể được tính theo công thức sau:

hv =

d

d

C

C





  

Trong đó:

+ C® : Phần cột nước đặc tra bảng ta lấy C® = 6

+  : Hệ số phụ thuộc C® và được lấy theo bảng C® = 6 có  =1,19 +  : Hệ số phụ thuộc vào đường kính miệng vòi phun

 = ( 0 , 1 ) 3

25 , 0

d

d  khi tính toán với d =13(mm) =>  = 0,0165 => hv = 1 0,016561,196 = 6,8 (m)

=> hccct = hv + ho = 6,8 + 0,9375 =7,74 (m)

Vậy tổng áp lực cần thiết của ngôi nhà khi có cháy xảy ra là:

HCC = Hhh(cc) + h + hcb + hccct + hđh

HCC = 0,2 + 9 x 3,4 + 1,2 + 4,39 + 0.439 + 7,74 + 0,163 = 44,73(m) Yêu cầu với bơm chữa cháy là : Qb = 5 [l/s]

Tổng áp lực là HCC = 44,73 [m]

+ Chọn 2 bơm chữa cháy ( một máy dự trữ) là bơm 3K6a

với các thông số kỹ thuật nh sau :

HBơm = 45 (m) QBơm = 8,3 (l/s)

 = 55%

Số vòng quay n = 2900(vòng/phút)

Bố trí bơm : Bơm được đặt trong tầng hầm và được đặt trên bÔ (có lò xo chống rung,ồn) các bơm đặt cách nhau 1 m, và cách bể nước 1,5m

VIII TÍNH TOÁN BỂ CHỨA

- Dung tích bÓ chữa được xác định theo công thức:

Wbc=W®h+Wcc3h (m3)

Trong đó:

+ W®h: Dung tích phần điều hoà của bÓ được tính theo cấu tạo

W®h = (0.5  2)Qng® Chọn W®h = 2*Qng®

- ở đây bể chứa chỉ phục vụ nước cho khu vực: