Đồ Án Tốt Nghiệp Môn Cấp Thoát Nước - Trường CĐ XDCT Đô Thị

Hệ thống cấp nớc đợc sử dụng khi áp lực nớc bên ngoài luôn đảm bảo đa nớc tới các thiết bị vệ sinh bất lợi nhát 2.. Thiết kế theo phơng án có nớc trên mái: đợc sử dụng khi áp lực nớc của

Lời nói đầu

Trong những năm học tại trờng Trung học xây dựng công trình đô thị một mái trờng đã đào tạo cho đất nớc những kỹ thuật viên và đội ngũ công nhân có tay nghề và chuyên môn

Các lớp học sinh nói chung và bản thân em nói riêng đợc sự nhiệt tình giảng dạy của các thầy cô trong khoa cũng nh bộ môn, giúp em hiểu đợc vai trò của ngành cấp thoát nớc với đời sống xã hội, đặc biệt là giai đoạn hiện nay

Ngày nay, nớc sạch phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất là một nhu cầu thiết yếu, với sự phát triển của xã hội, thì nhu cầu dùng nớc ngày càng cao cả về số lợng và chất lợng cấp nớc và thoát nớc là hai lĩnh vực khác nhau nhng lại luôn song hành với nhau Việc cấp nớc quan trọng và bức thiết là vậy thì cần để thoát nớc cũng cần thiết không kém Bởi vậy vì vấn đề môi trờng ảnh hởng rất lớn đến đời sống của chúng ta

Đồ án này trình bày việc thiết kế hệ thống cấp thoát nớc trong công trình Trong suốt thời gian thực hiện đồ án của mình, em đã đợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn cấp thoát nớc đặc biệt là thầy Thạch Thanh Minh trực tiếp hớng dẫn đã tạo nhiều thuận lợi đa ra nhiều ý kiến chính xác, bổ ích cho quá trình thực hiện đồ án này

Với sự cố gắng hoàn thành nhiệm vụ của mình và luôn đều đặn thông qua đồ án và thời gian quy định Song em nghĩ rằng đồ án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong đợc sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Cấp thoát nớc và đặc biệt là thầy Thạch Thanh Minh đã giúp đỡ em trong thời gian qua

Hà Nội, ngày 21 tháng 6 năm 2004

Sinh viên

Nguyễn Trần Huy

Thuyết minh đồ án Phần I: Tính toán HTCN

I Lựa chọn sơ đồ HTCN

Dựa vào đề tài và dựa theo quy phạm trong giáo trình cấp thoát nớc, ta chọn và thiết kế sơ đồ mạng lới cấp thoát nớc cho toàn bộ công trình

Do công trình thiết kế là nhà ở tập thể gồm 5 tầng căn cứ vào tiêu chuẩn quy phạm ta có những phơng án cụ thể nh sau:

1 Có thể thiết kế đơn giản không có két nớc, không có trạm bơm Hệ thống cấp nớc đợc sử dụng khi áp lực nớc bên ngoài luôn đảm bảo đa nớc tới các thiết bị vệ sinh bất lợi nhát

2 Thiết kế theo phơng án có nớc trên mái: đợc sử dụng khi áp lực nớc của đờng ống bên ngoài đảm bảo nhng không thờng xuyên đa nớc tới các thiết bị vệ sinh

3 Thiết kế sơ đồ HTCN có két nớc ở trên mái và máy bơm: đợc sử dụng khi áp lực nớc bên ngoài đảm bảo nhng không thờng xuyên hoặc hoàn toàn không đảm bảo đa nớc tới các thiết bị vệ sinh bất lợi nhất ở trong nhà

4 Thiết bị theo sơ đồ có két nớc, máy bơm và bể chứa: sử dụng khi áp lực nớc của đờng ống cấp nớc bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo,

đa nớc tới các thiết bị vệ sinh và áp lực quá thấp và lu lợng không

đầy đủ

5 Thiết kế theo sơ đồ phân vùng: theo các phơng án thiết kế đã nêu, ở phần trên ta thấy chọn phơng án thiết kế HTCN trong công trình này

là sử dụng phơng án (3) là dùng két nớc trên mái, máy bơm và bể chứa là thích hợp cho công trình

Hngày = 6 m

Hđêm = 12 m Nên áp lực đờng ống thờng xuyên không đảm bảo đa nớc tới các thiết bị

nên cho phép đặt hệ thống ống nớc từ mạng lới đờng phố dùng bơm tăng áp bơm thẳng lên két nớc trên mái

Theo tiêu chuẩn 4513-88, thì áp lực của đờng ống bên ngoai lớn hơn 5(m) thì không cho phép đặt bể chứa

II Tính toán mạng lới.

Phơng án thiết kế, dựa vào các thông số tài liệu gồm:

- Số tầng nhà: 05 tầng

- Chiều cao mỗi tầng: 3,3m

- Chiều dài mái nhà: 1,0m

- Cốt nền nhà tầng 1: ± 0.00

- Cốt sân nhà: -0,8m

- áp lực đờng ống cấp nớc bên ngoài

+ Ban ngày: 6m + Ban đêm: 12 m

- Đờng ống cấp nớc bên ngoài: D = 100mm

- Độ sâu chôn cống cấp nớc bên ngoài: 1,4m

- Dạng hệ thống thoát nớc bên ngoài: chung

- đờng kính ống thoát nớc bên ngoài:300mm

- Độ sâu chôn cồng thoát nớc bên ngoài: 1,5m

+ Đặc điểm cần chú ý: cần xử lý nớc thải trớc khi xả vào HTTN bên ngoài

1 Vạch tuyến MLCN

Để tiện cho việc tính toán ta phải bố trí cho các tuyến ống đứng, ống nhánh sao cho hợp lý nhất so với yêu cầu

- Đờng ống phải đi đến mọi dụng cụ và thiết bị vệ sinh

- Chiều dài đờng ống là ngắn nhất và phải gắn chặt với kết cấu của ngôi nhà, để dễ quản lý và thi công mạng lới phải đảm bảo mỹ quan cho công trình

* Việc tính toán cơ bản là xác định đợc áp lực của mạng lới yêu cầu, để

có thể đa nớc tới các dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất ở trong công trình, từ đó so sánh áp lực đờng ống cấp nớc để chọn máy bơm

- áp lực cần thiết của ngôi nhà đợc tính theo công trình

HCT = 4n + 4 (m) Với công trình 5 tầng ⇒ n = 5

⇒ HCT = 4.5 + 4 = 24 (m)

- ở đây áp lực bên ngoài không đảm bảo cung cấp nớc tới các thiết bị

vệ sinh bất lợi nhất Do đó ta chọn sơ đồ HTCN có kết nớc trên mái và máy bơm tăng áp hút nớc trực tiếp từ mạng lới cấp nớc đờng phố đa thẳng lên két

- Két nớc đợc đặt trên mái ở những vị trí có dầm bê tông cốt thép đỡ Toàn bộ đờng ống cấp nứoc là ống thép mạ kèm Ta bố trí van khoá để tiện cho việc đóng mở nớc

- ống dẫn nớc lấy từ két xuống và theo đờng kính giảm dần

2 Xác định lu lợng.

Theo bản vẽ mặt bằng xây dựng, cũng nh tài liệu để thiết kế công trình

là nhà tập thể chỉ sử dụng các thiết bị vệ sinh và giá trị số đại lợng

Bảng các thiết bị vệ sinh tơng ứng trị số đại lợng

3 Vòi tắm hoa sen (vòi đơn) 0,67 0,14

Vì đây là công trình nhà tập thể, nên ta áp dụng công thức

QTT =0,2 α Σ.N (l/s)

Trong đó:

QTT: lu lợng nớc tính toán cho từng đoạn ống (l/s):

α: đại lợng phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nớc (TCVN 4513-88 →α = 2,5)

K: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tổng số đại lợng

N: Tổng số đại lợng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán

Bảng thống kê đại lợng cho 3 tầng nhà ở tập thể

Xí bệt Chậu rửa mặt Nhà tắm

Từ kết quả bảng, ta đợc ∑N = 45

Thay vào công thức ta có: Q TT = 0, 2.2,5 45 = 3,35 (l/s)

3 Chọn đồng hồ đo nớc.

Với QTT = 3,35 (l/s) Tra bảng ta chọn đồng hồ loại tuốc bin (BB) cỡ 50mm có qmin = 0,9 (l/s) < QTT = 3,35 (l/s) < qmax = 6(l/s)

Tra bảng loại đồng hồ tuốc bin (BB) cỡ 50mm có

S =2,65 10-2

áp dụng công thức: Hđh = S 2

TT

q (m) Trong đó:

qTT: lu lợng nớc tính toán S: sức kháng của đồng hồ đo nớc (bảng 14.1) Thay thế vào ta đợc:

Hđt = 2,65 10-2 1,12 = 0,03< 1 –1,5 (m) Kết luận: ta chọ đồng hồ loại BB 50 là hợp lý

4 Tính toán két nớc.

áp dụng công thức tính dung tích toàn phần cho két nớc

Wk = K (Wđh + Wcc) (m3) Trong đó:

K: hệ số kể đến cao trình xây dựng và phần lắng cặn đáy két, ta lấy K= 1,2

Wđh: dung tích điều hoà két nớc (ta chọn chế độ vận hành máy bơm bằng phơng pháp tự đọng, vì vậy ta lấy Wđh =5%Qngđ)

Ta có: Q TT = 3,35 mà đ = .24.3600

1000

TT ng

Q

Mặt khác, Wđh = 5% Qngđ = 0,05.289,44 = 14,47 (m3)

Nên Wcc = .10( )3 =289, 44.10 = ( )3

2, 01

ngd

Q

⇒ Wk = 1,2 (15,984 + 2,01) = 19,78 (m3)

* Để đảm bảo tính kết cấu cho ngôi nhà, nên ta chia thành 2 két và xây dựng ở những điểm có tính chịu lực cao đảm bảo mỹ thuật và kỹ thuật

Dung tích mỗi két là:

K1 = 9,9(m3)

K2 = 9,9(m3)

⇒ Kích thớc của mỗi két là: 24 (dài) x 2,4 (rộng) x 2 (cao)

III Tính toán thủy lực cho mạng lới cấp nớc

Nguồn nớc đợc cung cấp cho ngôi nhà là các tuyến ống dẫn nớc từ trên két nớc trên mái xuống, thiết kế theo đúng kỹ thuật và đảm bảo mỹ thuật

Thiết kế 3 tuyến ống cấp nớc xuyên suốt từ tầng 5 đến tầng 1 bằng két nớc, nguồn nớc cung cấp từ ống cính với áp lực ban ngày là 6m, ban đêm là 12m Đây là nhà ở tập thể nênta tính lu lợng nớc sạch cho từng đoạn ống theo công thức

α

tt

Trong đó

QTT: lu lợng nớc tính toán cho từng đoạn ống

N: tổng số đại lợng nớc của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán

α: hệ số phụ thuộc vào chức năng của ngôi nhà (tra bảng 10 lấy α=2,5)

PhÇn tÝnh to¸n

- §o¹n èng 1 – 2:

1 chËu röa: N1-2 =0,33 1 =0,33

→ qtt =0,2 2,5 0,33 = 0,29 (l/s)

- §o¹n èng 2 – 3:

1 chËu röa:

1 xÝ

→ cã N = 0,33 + 0,5 =0,83

⇒ qtt =0,2 0,25 0,83 =0,46 (l/s)

- §o¹n3 - 4

2 chËu röa

2 xÝ

2 sen

→ Cã N = (0,33 + 0,5 +0,67).2 = 3

⇒ qtt = 0,2.2,5 3 = 0,86 (l/s)

- §o¹n 4 – 5 cã:

4 chËu röa

4 xÝ

4 sen

→ N = (0,33 + 0,5+ 0,67).4 =6

⇒ qtt =0,2.2,5 6 = 1,22 (l/s)

- §o¹n 5 – 6 cã:

6 chËu röa

6 xÝ

6 sen

→ N = (0,33 + 0,5+ 0,67).6 = 9

⇒ qtt =0,2.2,5 9 = 1,5 (l/s)

- Đoạn 6 – 7 có:

8 chậu rửa

8 xí

8 sen

→ N = (0,33 + 0,5+ 0,67).8 = 12

⇒ qtt =0,2.2,5 12 = 1,73 (l/s)

* Do công trình đợc thiết kế trang thiết bị phòng vệ sinh, của các phòng

đều giống nhau xuyên suốt từ tầng 5 xuống tầng 1, chia thành 3 tuyến ống cấp nớc riêng biệt và đợc lấy nớc từ 2 két nớc trên mái Nên việc tính toán, ta chỉ cần tính cho 1 tuyến ống cấp nớc là đủ (nh đã trình bày ở trên)

Đoạn ống

tính toán Xí Tên thiết bị WC ơng lợngTổng đ- QTT D(mm) V(l/s) Tổn thất đơnvị i L(m) Tổn thất dọc đờng h= i.l

bệt

Chậu rửa

Vòi tắm hoa sen

3 – 4 2 2 2 3 0,86 20 2,66 1,199

4-5 4 4 4 6 1,22 25 2,25 0,62

5-6 6 6 6 6 1,50 32 1,57 0,2

6-7 8 8 8 9 1,73 32 1,79 0,27

Phần B

Hệ thống thoát nớc trong công trình

I Tính toán nớc trong công thức

ống đứng thoát xí, tiểu đợc đa vào 3 bể tự hoại ống đứng thoát CRM, sen đợc đa xuống và đổ thẳng vào hệ thống thoát nớc sân nhà

1 Tính toán tuyến ống thoát xí (T1)

Toàn bộ công trình gồm 3 tuyến ống T1 Mỗi tuyến ống giống nhau về thiết bị vệ sinh, các tầng đợc bố trí nh nhau Do vậy chỉ cần tính toán 1 tuyến T1, các tuyến còn lại đợc tính toán tơng tự

* Lu lợng thoát

áp dụng công thức:

Qth = QC + max

dc

Q (l/s) Trong đó:

max

dc

Q : lu lợng nớc thải tính cho thiết bị vệ sinh thải nớc lớn nhất

max

dc

Q =1,6 (Xí)

Qc : lu lợng nớc thải tính cho thiết bị vệ sinh thải nớc lớn nhất

Qc = 0,2 α N(vì là nhà tập thể nên α = 2)

a Tính toán ống nhánh

* Lu lợng tính toán: Qth =Qc+ max

dc

Q (l/s) Trong đó: max

dc

Q = 1,6 (xí) (l/s)

Qc = 0,2 α N (l/s) (với ∑N = 0,5 2=1(l/s))

⇒ Qc = 0,2.2,5 1 = 0,5 (l/s) = 0,5 (l/s)

Vậy Qc + max

dc

Q = 0,5 +1,6 =2,1 (l/s)

* Chọn sơ bộ: D = 100 (MM); i = 0,02 tra bảng 13.2 SGK ta đợc Qngt và

Vngt

+ Qngt = 7,44 (l/s) + Vngt = 0,9 (m/s)

* Kiểm tra độ dầy H/D: lập tỉ số = = 2,1 =0,28

7, 44

th ngt

Q a Q

Từ a tra biểu đồ con cá ta đợc:

+ HD = 0,36 + b = 0,85

⇒ H/D< 0,5 → thoả mãn

Vậy V = Vngt b =0,85 0,9 = 0,76 (m/s) > 0,7 (m/s)

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D =100 (mm); i = 0,02 là hợp lý

b Tính toán ống đứng

- ống đứng thu nớc thải cho 5 tầng với 10 xí

⇒∑= 10 0,5 = 5

* Lu lợng

Oth = Qc + max

dc

Q

Trong đó:

=

max 1,6

dc

c

Q

Vậy Qth =1,6 + 1,12 =2,72 (l/s)

* Sơ bộ chọn: D = 100; i = 0,035 (l/s)

Tra bảng 13.2 SGK ta thu đợc Qngt và Vngt

Qngt =9,80; Vngt = 1,23 (m/s)

* Kiểm tra độ đầy H/d: lập tỉ số = = 2,72 =0,37

7, 44

th ngt

Q a Q

Từ a tra biểu đồ con cá ta đợc: HD = 4,4< 0,5 → thoả mãn → b =0,93

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D =100 (mm); i = 0,035 là hợp lý

c Tính toán ống tháo

* Lu lợng: lu lợng ống tháo chính bằng lu lợng nớc thải của ống đứng (T1)

⇒ Qth = 2,72 (l/s)

* Sơ bộ chọn: D = 125; i = 0,02

Tra bảng 13.2 SGK ta thu đợc Qngt và Vngt

Qngt = 1,3; Vngt = 1,06 (m/s)

* Kiểm tra độ đầy H/d: lập tỉ số = = 2,72 =0,209

13

th ngt

Q a Q

Từ a = 0,37 tra biểu đồ con cá ta đợc: HD = 0,3 < 0,5 → thoả mãn → b

=0,79

Vậy V = Vngt.t= 1,06 0,79 = 0,83 0,79 = 0,83> 0,7 (m/s)

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D =125 (mm); i = 0,02 là hợp lý

Bảng tổng hợp tính toán ống thoát phân T1

Tuyến ống Loại ống Qth (l/s) D (mm) i V (m/s) H/D (m) T1

2 Tính toán tuyến ống thoát nớc sinh hoạt T2:

- Tuyến ống thoát T2 thu nớc của CRM và SCN

Với NCRN = 0,33

NSCN =0,67

- Các tuyến ống thoát nớc sinh hoạt trong các khu vệ sinh của công trình là nh nhau Do đó chỉ cần tính toán 1 tuyến ống T2 Các tuyến ống còn lại tính tơng tự;

a Tính toán ống nhánh: thu nớc thải của 2 chậu rửa mặt và 2 sen

Có: ∑N = 2 0,33 + 2 0,67 = 2

* Lu lợng thoát

Qth =Qc + max

dc

Q (l/s) Trong đó: max

dc

Q = 1 (sen)

Qc = 0,2 α N (với α = 2,5; N = 2)

⇒ Qc = 0,2.2,5 2 = 0,7 (l/s)

Vậy Qth = 0,7 + 1 =1,7 (l/s)

* Chọn sơ bộ: D = 75 (mm); i = 0,025 (tiêu chuẩn)

Tra bảng 5 ta có: vận tốc nghiệm toán: Vngt = 0,85 (m/s); lu lợng nghiệm toán Qngt =3,78 (l/s)

* Kiểm tra độ dầy H/D: lập tỉ số = = 1,7 =0, 45

3,78

th ngt

Q a Q

Tra biểu đồ con cá ta đợc: H/D = 0,47 < 0,5 → thoả mãn → b = 0,95

Vậy V = Vngt b = 0,85 0,95 = 0,807 (m/s) > 0,7 (m/s)

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D =75 (mm); i = 0,025 là hợp lý

b Tính toán ống đứng T2.

- ống đứng T2 phục vụ thoát cho 5 tầng với 10 sen và 10 chậu rửa mặt

Có: ∑N = 0,67 10 + 0,33 = 10

* Lu lợng thoát

Qth =Qc + max

dc

Q (l/s) Trong đó: max

dc

Q = 1 (l/s)

Qc = 0,2.2,5 10 = 2,58 (l/s)

Vậy Qth = 1,58 + 1 =2,58 (l/s)

* Chọn sơ bộ: D = 100 (mm), tra bảng 6 ta đợc V = 1,21 (m/s) < 4 (m/s)

→ thoả mãn

Kết luận: chọn D =100 (mm); V = 1,12 là hợp lý

c Tính toán ống tháo T2.

* Lu lợng ống tháo T2 chính bằng lu lợng của ống đứng T2

⇒ Qth =2,58 (l/s)

* Chọn sơ bộ: D = 100 (mm); i = 0,02 (độ dốc tiêu chuẩn) Tra bảng 5

ta đợc

Qngt =7,44(l/s)

Vngt =0,93 (l/s)

* Kiểm tra độ dầy H/D: lập tỉ số = = 2,58 =0,35

7, 44

th ngt

Q a Q

Từ a = 0,35, tra biểu đồ con cá ta đợc: H/D = 0,39 < 0,5

→ thoả mãn → b = 0,9

Vậy V = Vngt b = 0,93 0,9 = 0,84 (m/s) > 0,7 (m/s)

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D =100 (mm); i = 0,02 là hợp lý

Bảng tổng hợp tính toán thuỷ lực tuyến ống T2

Tuyến ống Loại ống Qth (l/s) D (mm) i V (m/s) H/D (m) T2

Phần C Tính toán Hệ thống thoát nớc sân nhà

Hệ thống thoát nớc sân nhà đợc sử dụng để thoát nớc thải cho toàn bộ ngôi nhà, bao gồm nớc thải thu từ chậu rửa mặt, thu sàn, sen và nớc thải đã qua xử lý ở bể tự hoại

1 Tính toán lu lợng nớc thải cho từng đoạn ống.

a Đoạn 1 2: thu n– ớc thải của 1 ống tháo thoát nớc sinh hoạt T2và nớc

thải qua bể tự hoại,

Ta có ∑N = 10 NCRM + 1 NS +10 Nxí

= 1-0 0,67 +10.0,33 +10.0,5 = 15

⇒ Qc =0,2.2,5 15= 1,94(l/s)

max 1,6

dc

Q = (xí)

Vậy: Qth = Qc + max

dc

Q = 1,6 + 1,94 = 3,54 (l/s)

* Sơ bộ chọn: D = 125 (mm); i=0,015

Tra bảng 5 ta đợc:

Vngt =0,91 (m/s); Qngt = 11,16(l/s)

* Kiểm tra độ dầy H/D: lập tỉ số a

11,16

th ngt

Q

a

Q

Tra biểu đồ con cá ta đợc: H/D = 0,38 < 0,5

→ thoả mãn → b = 0,87

Vậy V = Vngt b = 0,91 0,87 = 0,79 (m/s) > 0,7 (m/s)

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D = 125 (mm); i = 0,005 là hợp lý

b Đoạn 2- 3

Thu nớc thải từ ống tháo nớc thải sinh hoạt T2 và 2 bể tự hoại

Có ∑N = 20 NCRM + 20 NS +20 Nxí

Trong đó Q dcmax = 1,6(xí)

⇒ Qc =0,2.2,5 30= 2,73(l/s)

⇒ Q dcmax = 1,6 + 2,73 = 4,33 (l/s)

* Sơ bộ chọn: D = 125 (mm); i=0,02

Tra bảng 5 ta đợc:

Qngt = 13 (m/s); Vngt = 1,06(l/s)

* Kiểm tra độ dầy H/D: lập tỉ số a

13

th ngt

Q

a

Q

Từ a = 0,49, tra biểu đồ con cá ta đợc: H/D = 0,39 < 0,5

→ thoả mãn → b = 0,88

Vậy V = Vngt b = 1,06 0,88 = 0,93 (m/s)

Kết luận: chọn D = 125 (mm); i = 0,002 là hợp lý

c Đoạn 3 4: thu n– ớc thải từ tuyến T2 và 3 bể tự hoại

Ta có ∑N = 45

* Lu lợng thoát

Qth = Qc + max

dc

Q

Trong đó max

dc

Q = 1,6

0.2.2,5 45

c

Q = = 3,35 (l/s)

⇒ Qth =1,6 + 3,35 = 4,95

* Sơ bộ chọn: D = 150 (mm); i=0,001

Tra bảng 5 ta đợc:

Vngt =0,86 (m/s); Qngt = 15,24(l/s)

* Kiểm tra độ dầy H/D: lập tỉ số a

15,24

th ngt

Q

a

Q

Từ a =0,33, tra biểu đồ con cá ta đợc: H/D = 0,39 < 0,6

→ thoả mãn → b = 0,88

Vậy V = Vngt b = 0,86 0,88 = 0,75 (m/s) > 0,7 (m/s)

⇒ thoả mãn

Kết luận: chọn D = 150 (mm); i = 0,001 là hợp lý