Thiết kế hệ thống cấp thoát nước cho nhà chung cư cao 12 tầng

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng - Từ các số liệu đã xác định được, cần phải thiết kế hệ thống cấp nước đảmbảo lưu lượng và áp lực cho công trình, vừa có tính chất mỹ quan và k

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

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 12tầng với các số liệu tính toán như sau:

Gồm 12 tầng với chiều cao tầng hầm -2,8m;tầng 1 cao 4,5 m; tầng 2-13cao 3,5m; tầng kĩ thuật (tum) cao 4 m

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

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

 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 toànkhông đảm bảo thường xuyên

- Mạng lưới cấp nước bên trong nhà dùng để đưa nước tới mọi thiết bị vệ sinhbên trong 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 là1,5 m/s Trường hợp chữa cháy vận tốc tối đa có thể cho phép tới 2,5 m/s

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

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

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

nhà

H =40m, trong khi đó áp lực ngoài đường phố chỉ khoảng 6m, dovậy để đảm bảo cấp nước an toàn cho ngôi nhà ta lựa chọn phương án cấp

nước theo sơ đồ bể chứa- trạm bơm- két nước trên mái

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

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

- 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 sự thay 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) thì

α = 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.

Tổng Ncộng dồn

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 từngđoạn ống và toàn bộ mạng lưới.Với nhà cao tầng ta cần khử áp lực dư ởcác tầng dưới, điều này có thể đạt được bằng cách giảm dần kích thướcđường ống (đồng nghĩa với việc tăng tổn thất áp lực trong đường ống vàkhử được áp lực dư đồng thời giảm giá thành xây dựng) Từ đó xác định

Hyc để chọn bơm, bể chứa, két mái thích hợp

- Tổn thất từng đoạn ống được xác định theo công thức

Trong đó:

 i: Tổn thất đơn vị (mm)

 l: Chiều dài đoạn ống tính toán (m)

- Khi tính toán ta tính cho đường ống bất lợi nhất cuối cùng tổng cộng vàotừng vùng của mạng lưới còn các tuyến ống còn lại tính chọn theo kinhnghiệm theo tổng số đương lượng ở từng đoạn tính toán

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

.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

+ Tổn thất áp lực

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

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

+ S: Là sức kháng của đồng hồ lấy tuỳ thuộc vào từng loại đồng hồ Với đồng

hồ BK50 tra bảng 1.2 (trang 20-Giáo trình cấp thoát nước trong nhà) thì:

- 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 dự trữ một phần cho chữa cháy trong công trình

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

Wbc =Wđh + Wcc , ( m3 )

 Wđh : dung tích phần điều hòa của bể tính theo cấu tạo:

Wđh = (0,52) tt

đ ng

Q .

đ ng

Q . :nhu cầu dùng nước sinh hoạt trong ngày của công trình

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

tt

đ ng

Q . =Q1 + Q2 + Q3 (m3) Trong đó:

 Q1: nước sinh hoạt cho tầng 1 thương mại

Q1= 750 2

1000



=1,5 (m3)Diện tích sàn dịch vụ ở tầng 1 là 750 m2

Tiêu chuẩn dung nước cho 1 m2 sàn dịch vụ lấy Q1=5(l/ng.ngđ)

 Q2 : nước sinh hoạt cho 11 tầng căn hộ:

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)

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

 Dung tích bể phòng cháy chữa được tính toán theo nguyên tắc cộngdồn các khối 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 m3 (chữa cháy 1 giờ)

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

WHNVT = 5x2 x 3,6x3 = 108 m3 (chữa cháy 3 giờ)

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

và có bố trí van khoá, van phao

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

- Vị trí đặt két nước lợi dụng kết cấu ngôi nhà, két nước đặt trên tầngtum,đường ống cấp nước lên két riêng với đường ống cấp nước xuống cáckhu vệ sinh

- Két nước có chống thấm và được che đậy kỹ

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

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 Qb và Hb

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

Qb = 4,92 (l/s)

- Hb: Cột nước của máy bơm

Ở đây ta bơm nước từ bể chứa nên ta có

chọn 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)

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

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

Bom

H =52,83 (m), QBom = 4,92(l/s) = 17,72 ( m3/h)

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 qmax= 1,82 l/s =6,55 m3/h( 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 = htd+ ∑ h + hcb - hhh (m)

 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

=>hhh= 43,5 – 38,5 = 4,8 (m)

 h: tổng tổn thất áp lực trên ống từ két đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất

- Hệ số điều áp: 2 1

2

f P





Trong đó :

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

 P2: áp lực tuyệt đối max trong bình P1=3,0 bar

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

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

Trong đó:

+ H ct: chiều cao tính từ cao trình bệ bơm đến điểm họng chữa cháy caonhất và xa nhất: (Cao trình): 42 m

+ H b : chiều cao ống hút máy bơm = 2m

+ H tt : = Ai  qi2 Li (Tổn thất trên đường ống đẩy)

+ H dl : 20m (Đầu lăng)

+ H v : 1,5m (Vòi)

+ H cb: 10%  H tt

 Tính toán Htt

T n th t áp l c trên ổn thất áp lực trên đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính ất áp lực trên đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính ực trên đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính ng ng ống đẩy phụ thuộc vào đường kính đẩy phụ thuộc vào đường kính y ph thu c v o ụ thuộc vào đường kính ộc vào đường kính ào đường kính đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính ng kính

ng ng ng y chia ra l m nhi u o n khác nhau

ống đẩy phụ thuộc vào đường kính Đường ống đẩy phụ thuộc vào đường kính ống đẩy phụ thuộc vào đường kính đẩy phụ thuộc vào đường kính ào đường kính ều đoạn khác nhau đ ạn khác nhau

Stt Đoạn ống (m) Chiều dài Li (m)

Lưu lượng

Qi (l/s)

Hệ số tổn thất

Ai tính theo TCVN 4513- 1988

H tổn thất i (m)

Ghi chú

QB max  38,8 l/s; HB max  69,14 m

- 2 Máy bơm động cơ điện (1 bơm chính và 1 bơm dự phòng ):

Q>38,8 l/s=139,68 m3 ; H > 69,14 m

- 01 Máy bơm bù áp lực trục đứng: Q > 5 l/s; H > 70 m

- Bố trí 1 bình khí ép 0,5m3 kết hợp với bơm tăng áp

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 nướcthải đều 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 vikhuẩn yếm khí phân hủy

- Ở đây ta thiết kế hệ thống thoát nước chung cho công trình.Có nghĩa là thiết

kế mỗi khu vệ sinh một ống đứng để thoát toàn bộ nước thải sinh hoạt và

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

nước nhà xí.Nước từ chậu rửa vs từ bệ xí được dẫn vào một ống Tất cả nướcthải được đưa tới 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

ga thoát 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 bảnvẽ

Các ống nhánh có bố trí các phễu thu, xi phông, lưới thu, các ốngnhánh được 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 cóxây 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

+qc: Lưu lượng nước cấp tính toán được xác định

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;TN10giống nhau 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 1trục rồi suy ra các trục còn lại

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

-Ống đứng thoát nước rử a bếp và máy giặt các trục TB1-TB6 giống nhaunên ta chỉ 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 ; ; qc = 1,06 l/s; qdcmax

= 1,6 l/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 =

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6

Ta có N= 60 =>qc = 1,52 l/s ; qdcmax= 1,6 l/s,

 qth= 1,52 + 1,6 = 3,12 (l/s)Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống đứng : D =

125 mm; 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 =>qc = 2,67 l/s; qdcmax= 1,6 l/s,

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

 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 =

125 mm; h/D = 0,40; i=0,03 ; v = 1,11 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 =>qc = 3,37; qdcmax= 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 =

125 mm; 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

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

3.4.1.Tính toán ống đứng thoát nước mưa.

-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

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

Độ sâu máng ở phễu thu: hc = hđ + i  l

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

Do đó : hc = hđ + i  l = 5+0,0035.10 = 8,5 cm

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:

a

1000 ).

100 (

).

100 (

 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

Vi sinh vật giúp cho quá trình lên men cặn được nhanh chóng, dễ dàng,

6 Tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà:

- Mạng lưới thoát nước sân nhà được bố trí như trong bản vẽ

- Việc tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà sau khi đã thiết kế tuyến ống làtính toán lưu lượng, chọn đường kính ống thoát, độ đầy, độ sâu chôn cống sânnhà

Lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống được tính theo công thức:

Đồ án tổng hợp cấp thoát nước nhà cao tầng

Trong đó:

 qth: Lưu lượng nước thải tính toán (l/s)

 qo: Lưu lượng nước cấp tính theo công thức nước cấp trong nhà (l/s)

 q dcmax: Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thảilớn nhất của đoạn ống tính toán (l/s), max

dc

q = 1,6 (l/s)