Thiết Kế Hệ Thống Cấp Thoát Nước Công Trình Chung Cư 12 Tầng CT3Mỹ Đình

Áp lực, lưu lượng hoàn toàn không đảm bảothường xuyên - Mạng lưới cấp nước bên trong nhà dùng để đưa nước tới mọi thiết bị vệ sinh bêntrong nhà.. - Trước tiên ta có thể tính sơ bộ được á

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA KỸ THUẬT HẠ TẦNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐÔ THỊ

===    ===

PHẠM ĐỨC DUY

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP CẤP THOÁT NƯỚC CÔNG TRÌNH

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC CÔNG TRÌNH

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 -3m;tầng 1 cao 4,5 m; tầng 2-12 cao3,3m; tầng kĩ thuật (tum) cao 2,5 m

 Tầng 1 có 2 khu vệ sinh gồm 12 xí bệt 6 âu tiểu treo tường và 10 lavarbo

 Tầng 2 đến tầng 12 mỗi tầng có 12 WC cho 6 căn hộ (các WC đều có 1 xí bệt,1lavarbo và 1 vòi tắm hương sen); 6 nhà bếp với 6 chậu rửa bếp và 6 máy giặt

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

- Vị trí đường ống cấp nước thành phố

 Áp lực, lưu lượng hoàn toàn không đảm bảo thường xuyên

 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 sâu cáchmặt đất 0,4 m, cách công trình 1,5m Áp lực, lưu lượng hoàn toàn không đảm bảothường 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 Trườnghợp chữa cháy vận tốc tối đa có thể cho phép tới 2,5 m/s

- Dựa vào sơ đồ không gian ta thấy rằng: Các tầng từ tầng 2 đến tầng 12 (tầng điểnhình) đều có số lượng và bố trí thiết bị vệ sinh như nhau Nên ta chỉ cần tính toánthuỷ lực cho 1 tầng rồi suy ra các tầng còn lại Các căn hộ gồm có các thiết bị sau:

 1 chậu rửa bếp

 2 xí bệt

 2 vòi tắm hương sen

 2 lavarbo

 1 vòi nước máy giặt

- Từ các số liệu đã xác định được, cần phải thiết kế hệ thống cấp nước đảm bảo lưulượng 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:

ct

nhà

H =40m, trong khi đó áp lực ngoài đường phố chỉ khoảng 6m, do vậy 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 vàcác 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 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 N K N   ( l/s) Trong đó:

 α: Hệ số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước.Với q=150 (l/ng.ngđ) thì α = 2,15

 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.

tầng nhà loại thiết bị vệ sinh số

lượng N Ntb tổng N

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 từng đoạn ống và toàn bộ mạng lưới.Với nhà cao tầng ta cần khử

áp lực dư ở các tầng dưới, điều này có thể đạt được bằng cách giảm

dần kích thước đường ống (đồng nghĩa với việc tăng tổn thất áp lực trong đường ống và khử 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 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 kèm với thuyết minh.

- Chọn vật liệu là nhựa PPR Các giá trị đường kính và tổn thất đơn vị:

Nhận xét ở tất cả các tầng từ tầng 2 đến tầng 12 đều bố trí giống nhau do đó tatính lưu lượng các đoạn ống nhánh ở 1 tầng rồi suy ra các tầng còn lại, riêng tầng 1

có 2 khu vệ sinh cần tính riêng:

a.tính toán thủy lực các tuyến nhánh:

- Khu WC1+2

lavab

o

tiểunam

xibệt

24-23 1 0.33 0.120 20 0.600 43.66 0.92 0.0423-19 2 0.66 0.166 20 0.830 75.08 3.10 0.2322-19 1 0.17 0.088 20 0.440 24.52 0.60 0.0121-18 1 0.17 0.088 20 0.440 24.52 0.60 0.0120-17 1 0.17 0.088 20 0.440 24.52 0.60 0.0115-14 1 0.50 0.145 20 0.725 59.44 1.35 0.0816-14 1 0.50 0.145 20 0.725 59.44 0.40 0.0214-13 2 1.00 0.201 20 1.000 108.64 0.60 0.0719-18 2 1 0.83 0.184 20 0.920 91.62 0.80 0.0718-17 2 2 1.00 0.201 20 1.000 108.64 0.80 0.5617-13 2 3 1.17 0.216 20 1.069 116.75 0.85 0.1013-1 2 3 2 2.17 0.289 25 0.879 58.15 0.20 0.018-7 1 0.33 0.120 20 0.600 43.66 1.05 0.057-6 2 0.66 0.166 20 0.830 75.08 1.05 0.086-5 3 0.99 0.200 20 0.990 108.10 5.30 0.5712-5 1 0.50 0.145 20 0.725 59.44 0.40 0.0211-4 1 0.50 0.145 20 0.725 59.44 0.40 0.0210-3 1 0.50 0.145 20 0.725 59.44 0.40 0.029-2 1 0.50 0.145 20 0.725 59.44 0.40 0.885-4 3 1 1.49 0.242 20 1.200 155.36 0.95 0.154-3 3 2 1.99 0.277 25 0.842 55.73 0.95 0.053-2 3 3 2.49 0.308 25 0.945 71.46 0.95 0.072-1 3 4 2.99 0.336 25 1.030 87.74 0.30 0.031-I 5 3 6 5.16 0.434 32 0.780 38.20 0.80 0.03

- Khu WC3 căn hộ A

- Khu WC4 căn hộ A

- Khu WC5 căn hộ B

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

LV XB NL ST

7-4 1 0.7 0.167 20 0.83 78.60 2.30 0.1816-4 1 1.0 0.201 20 1.00 109.10 1.50 0.1644-3 1 1 1.7 0.256 20 1.27 164.35 0.20 0.0335-3 1 0.5 0.145 20 0.73 59.44 0.40 0.0243-1 1 1 1 2.2 0.289 25 0.890 67.05 0.80 0.0542-1 1 0.3 0.120 20 0.600 43.66 0.15 0.007

- Khu WC6 căn hộ B

- Khu WC7 căn hộ C

- Khu WC8 căn hộ C

e.tính toán thủy lực ống chính trên mái

BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC TRỤC CHÍNH TRÊN MÁI

f.tính toán thủy lực tuyến bất lợi nhất

- Dựa vào mặt bằng vạch tuyến và sơ đồ nguyên lý và sơ đồ không gian cấp nước sinhhoạt ta chọn tuyến ông bất lợi nhất là 7-4-3-1-E2-E1-E-XII-K1-K0-K

Bảng tính toán thủy lực tuyến ông bất lợi nhất

LV

XB

NL

ST

K1 6 6 12 12 12 12 42.0 3.24 50 1.26 52.30 2.50 0.131K1-

12

24

24

24

24

84

0 4.58 50 1.26 52.30 3.50 0.183K0-K

472.3

10.8

7 90 1.16 21.90 2.60 0.057

=> Vậy hdd =2,808 (m)

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

- Như vậy việc chọn đồng hồ là hợp lý

-Chọn đồng hồ đo nước cho các căn hộ

-Theo tính toán lưu lượng cho 1 căn hộ là:

-tổng đương lượng cho 1 căn hộ là:N=7

Hđh = 1,3× 0,52 2 = 0,35 (m) < 2,5 (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

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:

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

Q2 =396 150

1000

 = 59,4 (m3)

Số người sử dụng nước trong nhà là 396 người (trung bình 6 người/1 căn hộ,tổng

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 Qngđ= 1,5+59,4+2= 62,9 ( m3/ngđ)

=> Wđh = 1 Q ngđ = 62,9 (m3)

 Wcc :Dung tích dự trữ nước chữa cháy trong 3h cho 2 vòi chữa chãy có lưu 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 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 có chống thấm và được che đậy kỹ

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

Hb = hhh+ htd+ ∑ h + hcb (m)

Trong đó :

 hhh:độ chênh cao hình học giữa mực nước cao nhất trong két nước và mực nước thấp nhất trong bể chứa

Cao độ của bể chứa bằng cốt nền tầng hầm nơi đặt bể hbc = -3,00 => cốt của 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 ).

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

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

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

- 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

 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 cao nhất

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)

Hệ số tổn thất

Ai tính theo TCVN 4513- 1988

H tổn thất i (m)

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 toán được

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 thải đềuđược đổ vào hệ thống này

- Theo xu hướng ngày nay, ta cho nước thải của nhà ở vào hết bể tự hoại phần nướcsau khi lắng hết cặn sẽ ra ngoài còn phần cặn sẽ được giữ lại nhờ vi khuẩn yếm khíphân hủy

- Ở đây ta thiết kế hệ thống thoát nước chung cho công trình.Có nghĩa là thiết kế mỗikhu vệ sinh một ống đứng để thoát toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước nhà xí.Nước

từ chậu rửa vs từ bệ xí được dẫn vào một ống Tất cả nước thải được đưa tới bể tựhoại 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 thoátnước 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 nhánh đượcđặt 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:

0, 2 a c

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 trục rồisuy ra các trục còn lại

-Ống đứng thoát nước rử a bếp và máy giặt các trục TB1-TB6 giống nhau nên ta chỉcần 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; qdc

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)

=> các trục TB2-TB6 đều lấy D=110 mm

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

+đoạn X2-X3

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

Ta có N= 60+24=84 =>qc = 1,82; qdcmax= 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 = 125 mm;h/D = 0,32; i=0,03 ; v = 0,99 m/s

+đoạn X6-X7

Đường ống này nhận lưu lượng từ ống đứng TN6,TN7,TN10 và TB4,TB5,TB6

Ta có N= 60+30x2+24x3=192 =>qc = 2,88 l/s; qdcmax= 1,6 l/s,

 qth= 2,88 + 1,6 = 4,48 (l/s)

Dựa vào bảng tra thuỷ lực ống thoát nước và cataloge ta chọn ống có : D = 125 mm;h/D = 0,37; i=0,03 ; v = 1,09 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

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.