đồ án cấp thoát nước công trình nhà cao tầng I. TÍNH LƯỢNG NƯỚC CHO SINH HOẠT. 1 Số người dùng nước: 6 người 2 Tiêu chuẩn dùng nước cho sinh hoạt lấy theo bảng 1 TCVN 4513:1988: 200 lítngườingày đêm 3 Lưu lượng nước cần dùng cho sinh hoạt được tính theo công thức: Qsh = N x qtc (lítngườingày đêm) Trong đó: Qsh (lítgiây): Lưu lượng nước cần dùng cho sinh hoạt N (người) : Số người dùng nước qtc (lítngườingày đêm): Tiêu chuẩn dùng nước tra bảng 1 TCVN 4513:1988 Thay số ta có: Qsh = 6 x 200 =1.200 lítngườingày đêm hay m3ngườingày đêm Bảng tính: TT Nội dung Số người dùng nước N (người) Tiêu chuẩn dùng nước qtc (lítngườingày đêm) Lượng nước cần dung cho sinh hoạt Qsh (lítngườingày đêm) Lượng nước cần dung cho sinh hoạt Qsh (m3ngườingày đêm) 1 Lượng nước cần dùng cho sinh hoạt 6 200 1.200 1,2 ¬ II. TÍNH LƯỢNG NƯỚC CHO TƯỚI CÂY 1 Diện tích cần tưới: 100 m2 2 Tiêu chuẩn dùng nước cho tưới cây lấy theo bảng 1 TCVN 4513:1988: 3 lítm2 3 Lượng nước cần dùng cho tưới cây được tính theo công thức: Qtc = D x qtc (lítm2) Trong đó: Qtc (lítm2): Lưu lượng nước cần dùng cho tưới cây D (m2) : Diện tích cần tưới qtc (lítm2) : Tiêu chuẩn dùng nước tra bảng 1 TCVN 4513:1988 Thay số ta có: Qtc = 100 x 3 =300 lít hay m3 Bảng tính: TT Nội dung Diện tích cần tưới D(m2) Tiêu chuẩn dùng nước qtc (lítm2) Lượng nước cần dung cho tưới cây Qtc (lít) Lượng nước cần dung cho tưới cây Qtc (m3) 1 Lượng nước cần dùng cho tưới cây 100 3 300 0,3 ¬¬ Vậy tổng Lưu lượng nước cần dùng cho sinh hoạt và tưới cây là: QTổng = Qsh + Qtc = 1,2 + 0,3 = 1,5 m3 III. TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƯỚC NGẦM Dung tích bể chứa nước ngầm được tính theo công thức: VBC = WBC + Wcc3h (m3) Trong đó: Wcc3h = 0 : Lưu lượng nước dự trữ để chữa cháy trong 3h cho một đám cháy của ngôi nhà. Wđh: Dung tích điều hoà lượng nước sinh hoạt của bể chứa nước (m3) được tính theo công thức: Wđh = (m3) Trong đó: Qngđ: Lưu lượng nước dung cho sinh hoạt của công trình trong ngày đêm n: Số lần đóng mở bơm bằng tay trong ngày (bơm cấp nước thành phố n = 1 ÷ 2 lần) Ghi chú: Tùy theo quy mô của công trình và tại từng khu vực, dung tích bể chứa nước ngầm có thể thể lấy Wđh=(0,5 ÷ 2)QTổng. Ta chọn: Wđh = 2 x QTổng = 2 x 1,5 = 3 m3ngày đêm n = 1 Do đó dung tích bể ngầm: Wđh = = 3 m3 IV. TÍNH TOÁN CHỌN ỐNG CẤP NƯỚC LÊN BỂ MÁI Để chọn đường kính ống cấp nước lên bể mái, ta căn cứ trên nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt, cho tưới cây… của công trình bằng cách tính tổng các đương lượng rồi tính sơ bộ đường kính ống và tra bảng để chọn ống. 1 Tính tổng các đương lượng của công trình. TT Thiết bị vệ sinh Số lượng thiết bị Trị số đương lượng tiêu chuẩn Tổng trị số đương lượng a b c d e = c x d 1 Lavabo 6 0,33 1,98 2 Xí 6 0,5 3 3 Sen tắm 6 0,67 4,02 4 Vòi nước 2 1 2 5 Vòi nước tưới cây 4 1,5 6 6 Bình nóng lạnh 7 0,17 1,19 7 Máy giặt 1 1 1 8 Chậu bếp 1 1 1 Tổng số đương lượng N 20,19 2 Tính lưu lượng nước của công trình theo công thức sau. = 0,2 (lítgiây) Trong đó: (lítgiây): Lưu lượng nước tính toán của công trình α : Trị số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước cho 1 người trong 1 ngày, tra bảng 9 TCVN 4513:1988. Bảng 9 dùng để tra hệ số α theo TCVN 4513:1988 Tiêu chuẩn dùng nước của một ngườingày 100 125 150 200 250 300 350 400 α 2,2 2,16 2,15 2,14 2,05 2,00 1,90 1,85 Nguồn: TCVN 4513:1988 Với tiêu chuẩn dùng nước của một ngườingày là 200 lítngườingày đêm ta chọn α = 2,14 K: Hệ số phụ thuộc vào số đương lượng, tra bảng 10 TCVN 4513:1988. Bảng 10 dùng để tra trị số K theo TCVN 4513:1988 Số đương lượng Đến 300 Từ 301 đến 500 Từ 501 đến 800 Từ 801 đến 1200 Từ 1201 và lớn hơn K 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 Nguồn: TCVN 4513:1988 Với số đương lượng của công trình N = 20,19 ≤ 300 ta có trị số K = 0,002 Vậy lưu lượng sử dụng là: = 0,2 x (lítgiây) = 0,2 x (lítgiây) = 0,815 (lítgiây) 3 Tính sơ bộ đường kính ống cấp nước lên bể mái. Ta chọn sơ bộ đường kính ống cấp nước lên bể mái theo nguyên tắc giới hạn vận tốc = (Π D²)4 x V hay D = √((4 x )(Π x V)) trong đó: D : đường kính ống (m) : lưu lượng (m3giây) V : vận tốc nước bên trong đường ống (mgiây) Ghi chú: Vận tốc trong đường ống cấp nước bên trong nên được khống chế để giảm tiếng ồn và chống sói mòn thành ống, theo TCVN 4513:1988 vmax = 1,5 ÷ 2 ms đối với ống đứng và ống chính vmax = 2 ms đối với ống nhánh nối với thiết bị vệ sinh vmax = 1,2 ms đối với ống đứng, ống chính dùng cho nhu cầu sản xuất vmax = 10 ms đối với các thiết bị chữa cháy tự động Căn cứ số liệu đã tính ở trên ta có: Tổng đương lượng của công trình N = 20,19 Ta chọn vmax = 1,5 ms = 0,2 x (lítgiây) = 0,815 (lítgiây) ở đây ta đổi đơn vị từ lítgiây sang m3giây như sau: 1 lítgiây = 11000 m3giây = 0,001m3giây vậy suy ra 0,815 lítgiây = 0,815 x 0,0011 = 0,000815 m3giây. Vậy ta có: D = √((4 x )(Π x V)) = √((4 x 0,000815)(Π x 1,5)) = 0,0263 m = 0,0263 x 1000 = 26,3mm Tra bảng IV trang 88 CÁC BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC của Th.s Nguyễn Thị Hồng Trường Đại học Xây Dựng Với D = 26,3 và = 0,815 (lítgiây) tra bảng ta chọn D = 32mm cho ống cấp nước lên bể mái V. TÍNH TOÁN CHỌN CÔNG TƠ NƯỚC Cách 1 chọn đồng hồ đo nước theo lưu lượng tính toán Qtt Căn cứ vào lưu lượng tính toán của công trình để chọn đồng hồ. Lưu lượng nước tính toán phải nằm trong giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi loại đồng hồ. giới hạn nhỏ nhất khoảng từ 6% ÷ 8% lượng nước trung bình hay là độ nhạy của đồng hồ, nghĩa là nếu lượng nước chảy qua đồng hồ nhỏ hơn lưu lượng ấy thì đồng hồ sẽ không chạy(quay). Giới hạn lớn nhất là lưu lượng lớn nhất cho phép đi qua đồng hồ mà không làm đồng hồ hư hỏng và tổn thất quá lớn, giới hạn này khoảng chừng 40% ÷ 50% lưu lượng đặc trưng của đồng hồ. Điều kiện này có thể biểu diễn: Qmin ≤ Qtt ≤ Qmax Trong đó: + Qmin: là lưu lượng giới hạn nhỏ nhất (khoảng 68% lưu lượng tính toán trung bình) + Qtt: Lưu lượng tính toán của ngôi nhà + Qmax: Lưu lượng giới hạn lớn nhất của đồng hồ (khoảng 4550% lưu lượng đặc trưng của đồng hồ) Trên cơ sở lưu lượng nước sử dụng của ngôi nhà này: = 0,2 x (lítgiây) = 0,815 (lítgiây). Dựa vào bảng bảng 4.1 ta chọn được đồng hồ nước lại cánh quạt trục đứng có D = 25 mm vì: Qmin = 0,055 (lítgiây) ≤ = 0,815 (lítgiây) ≤ Qmax = 1,00 (lítgiây) Sau khi đã chọn được cỡ đồng hồ (đường kính) thích hợp, ta cần kiểm tra lại điều kiện về tổn thất áp lực qua đồng hồ xem có vượt quá trị số cho phép hay không. Tùy theo phạm vi, tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước quy định như sau: Nếu đồng hồ cánh quạt trục đứng: Khi sinh hoạt bình thường: Hđh ≤ 2,5 m Khi có cháy: Hđh ≤ 5 m Nếu đồng hồ loại tuốc bin trục ngang Khi sinh hoạt bình thường: Hđh ≤ 1 ÷ 1,5 m Khi có cháy: Hđh ≤ 2,5 m Tổn thất áp lực qua đồng hồ Hđh đo nước xác định theo công thức sau: Hđh = SQ2tt Trong đó: Qtt (lítgiây): là lưu lượng nước tính toán của công trình S(m) : là sức kháng (sức cản) của đồng hồ đo nước lấy theo bảng 4.2 (theo đơn vị Qtt là lítgiây) Ta cần kiểm tra lại điều kiện về tổn thất áp lực qua đồng hồ xem có vượt quá trị số cho phép không. Theo bảng 4.2 với đồng hồ trục ngang có D =25 mm, có sức kháng S = 2,65m. Tổn thất áp lực qua đồng hồ là: Hđh = SQ2tt = 2,65 x 0,8152 = 1,76 m ≤ 2,5m. Như vậy chọn đồng hồ D = 25mm là hợp lý. Cách 2 Chọn theo lưu lượng đặc trưng của đồng hồ. Qđtr Lấy theo tiêu chuẩn dùng nước 200 lítngườingày đêm và tiêu chuẩn cho tưới cây là 3 lítm2 thì lưu lượng nước ngày đêm cho ngôi nhà là QTổng = Qsh + Qtc = 1,2 + 0,3 = 1,5 m3 Dựa vào bảng bảng 4.1 ta chọn được đồng hồ nước lại cánh quạt trục đứng có D = 25 mm vì: QTổng =1,5m3 < 2Qđtr = 2 x 7 = 14m3 Tính tổn thất áp lực qua đồng hồ như trên ta có Hđh = SQ2tt = 2,65 x 0,8152 = 1,76 m ≤ 2,5m. Như vậy chọn đồng hồ D = 25mm là hợp lý VI.CHỌN ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC VÀO BỂ NGẦM Căn cứ tổng đương lượng của ngôi nhà N = 20,19, với lưu lương = 0,2 x (lítgiây) = 0,815 (lítgiây) = 2,934m3giờ, chọn sơ bộ đường kính ống cấp nước vào bể ngầm D = √((4 x )(Π x V)) = √((4 x 0,000815)(Π x 1,5)) = 0,0263 m = 0,0263 x 1000 = 26,3mm, tra bảng ta chọn D = 32mm cho ống cấp nước vào bể ngầm (việc chọn đường kính cấp nước vào bể ngầm còn phụ thuộc cả công ty cấp nước sạch). VII. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BƠM NƯỚC Để chọn máy bơm ta cần tính toán thông số sau: Lưu lượng nước bơm Qbơm tính bằng m3h ≥ Qttmax = Độ cao bơm nước Hb hay cột nước của máy bơm tính bằng m Nếu bơm nước từ bể chứa thì độ cao bơm nước được tính như sau: Hbơm = hhh + hb + hdd + hcb + htd + hdp Trong đó: Hbơm : Độ cao bơm nước hhh : Chiều cao hình học giữa mực nước cao nhất trong két nước mái và mực nước thấp nhất trong bể chứa nước ngầm (m) hb : Tổn thất áp lực qua máy bơm, ta lấy hb = 2 m hdd : Tổn thất áp lực dọc đường trên trường ống hút và ống đẩy của bơm (m) = i x l trong đó: i: Hệ số cản thủy lực ống hút, tra bảng thủy lực i = 0,042 i: Hệ số cản thủy lực ống đẩy, tra bảng thủy lực i = 0,120 l: Chiều dài ống hút l = 15 m l: Chiều dài ống đẩy l = 25 m vậy hdd = 0,042 x 15 + 0.120 x 25 = 3,63 m hcb : Tổn thất áp lực cục bộ qua các phụ tùng thiết bị trên ống hút và ống đẩy Trong hệ thống cấp nước sinh hoạt: Hcb = 20% ÷ 30% Hdd Trong hệ thống cấp nước chữa cháy: Hcb = 10% Hdd Trong hệ thống cấp nước hỗn hợp: Hcb = 15% ÷ 20% Hdd Lấy hcb = 30% hdd = (30 x 3.63)100 = 1,1 m htd : áp lực tự do tại đầu ra của ống đẩy (m). Chọn htd = 2 (m) hdp : áp lực dự phòng (m). Chọn hdp = 2 ÷ 3 (m) Chọn đường kính ống hút, ống đẩy theo bảng 7.3 TCVN 33: 2006 (Vh=0,61 ms; Vđ =0,82,0 ms). Vậy ta có Hbơm = 18 + 2 + 3,63 +1,1 + 2 + 2 = 28,73 m. Với = 0,81 (lítgiây) hay = 2,916 m3giờ. Ta chọn máy bơm có Q = 3 m3h và H = 30 m