GIÁO TRÌNH THIẾT kế cấp THOÁT nước

Cơ sở thiết kế Hồ sơ thiết kế cấp thoát nước trong nhà của công trình được thiết kế dựa trên cơ sở: + Bản vẽ kiến trúc + Các tiêu chuẩn quy phạm Một số tiêu chuẩn của Việt Nam Quy chuẩn

THIẾT KẾ CẤP THOÁT NƯỚC

BÀI 1: GIỚI THIỆU QUY TRÌNH TRIỂN KHAI DỰ ÁN THIẾT KẾ CẤP THOÁT NƯỚC

I Nhiệm vụ và phương hướng thiết kế

- Thiết kế hệ thống cấp thoát nước trong nhà nhằm đảm bảo thõa mãn nhu cầu dùng nước, thõa mãn yêu cầu vệ sinh và tiện nghi ngôi nhà

+ Đảm bảo cấp nước liên tục 24/24h

+ Đảm bảo nhu cầu dùng nước của thiết bị: đảm bảo áp lực tự do tối thiểu tại các thiết bị dùng nước (TCVN 4513:1988)

+ Chất lượng: đảm bảo theo tiểu chuẩn nước cấp sinh hoạt (TCVN 5502: 2003)

- Đảm bảo tốt nhất về kinh tế cho khách hàng

+ Lựa chọn phương án thiết kế dựa trên yếu tố kỹ thuật và hướng dẫn của tiêu chuẩn và quy phạm ban hành

+ Lắng nghe yêu cầu của khách hàng và tư vấn khách hàng sử dụng hợp lý về thiếtbị

- Sử dụng, quản lý được dễ dàng, tiện lợi

II Cơ sở thiết kế

Hồ sơ thiết kế cấp thoát nước trong nhà của công trình được thiết kế dựa trên cơ sở:

+ Bản vẽ kiến trúc

+ Các tiêu chuẩn quy phạm

Một số tiêu chuẩn của Việt Nam

Quy chuẩn xây dựng Việt nam

Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình (Plumbing code)

TCVN 4037 - 2012 Cấp nước Thuật ngữ và định nghĩa

TCVN 4038 - 2012 Thoát nước Thuật ngữ và định nghĩa

TCVN 4513 - 1988 Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 4474 - 1987 Thoát nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 4615 - 1988 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Ký hiệu quy ước trang

thiết bị vệ sinhTCVN 4036 – 1985 Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Ký hiệu đường ống trên

hệ thống kỹ thuật vệ sinhTCVN 33 - 2006 Cấp nước Mạng lưới bên ngoài và công trình - Tiêu chuẩn

thiết kếTCVN 51 - 2008 Thoát nước Mạng lưới bên ngoài và công trình - Tiêu

chuẩn thiết kếTCVN 7382 – 2004 Chất lượng nước – Tiêu chuẩn thải – Nước thải bệnh việnTCVN 5945 - 2005 Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải

QCVN 14 – 2008 Nước thải sinh hoạt – Tiêu chuẩn thải

TCVN 5502 - 2003 Nước cấp sinh hoạt – Yêu cầu chất lượng

QCXDVN

01:2008/BXD

Quy chuẩn xây dựng Việt Nam, quy hoạch xây dựng

TCVN 5673 - 2012 Tài liệu thiết kế xây dựng cấp nước bên trong – Hồ sơ

BVTCTCVN 5422 - 2012 Hệ thống tài liệu thiết kế Ký hiệu đường ống

TCVN 5576 - 1991 Hệ thống cấp thoát nước Quy phạm quản lý kỹ thuật TCVN 5759 - 1993 Đồng hồ đo nước kiểu cánh quạt – Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 6073 - 2005 Sản phẩm sứ vệ sinh.Yêu cầu kỹ thuật

TCVN 6151-2002 ống và phụ kiện làm bằng nhựa PVC

TCXDVN 372 - 2006 ống bê tông cốt thép thoát nước

Một số tiêu chuẩn nước ngoài

AS 3500 - 2003 Plumbing and Drainage Set

DIN 1988 Drinking water system supply systems

BS EN 12056-5:2000 Gravity Drainage System inside the Building

NFPA: National Fire Protection Association

III Hồ sơ thiết kế

1 Thuyết minh thiết kế

- Giới thiệu dự án

- Cơ sở pháp lý

- Phạm vi công việc

- Giải pháp thiết kế

+ Hệ thống cấp nước lạnh sinh hoạt

+ Hệ thống thoát nước sinh hoạt

+ Hệ thống thoát nước mưa

- Lựa chọn và quy cách thiết bị cấp thoát nước

2 Bản vẽ thiết kế

- Trang bìa

- Danh mục bản vẽ

- Liệt kê bản vẽ, các ký hiệu chung

- Bản vẽ sơ đồ đứng cấp nước, thoát nước bẩn, thoát nước mưa

- Bản vẽ cấp thoát nước ngoài nhà thể hiện sự kết nối với hệ thống cấp thoát nước hiện trạng bên ngoài

+ Vị trí đặt bể chứa nước sạch, bể tự hoại

+ Vị trí đặt đường ống cấp thoát nước ngoài nhà (cao độ đặt ống, độ dốc, chiều dài, vị trí ống trên mặt bằng)

- Bản vẽ lỗ mở và cao độ ống đi trong tầng hầm

- Bản vẽ mặt bằng cấp thoát nước các tầng

+ Cao độ điểm đầu chân ống đứng thoát nước trước khi đấu nối với ống thoát nước nằm ngang, DN, L (m), độ dốc, vị trí dặt thông tắc cho ống thoát nước nằmngang, ký hiệu kiểu thông tắc (chỉ áp dụng cho tầng trước khi đấu nối với hệ thống thoát nước ngoài nhà)

- Chi tiết mặt bằng và sơ đồ không gian căn hộ, các khu vệ sinh: thể hiện cao

độ, chiều dài, cách đấu nối ống cấp nước; đường kính, cao độ, độ dốc đặt ốngthoát nước, ống thông hơi nằm ngang (nếu có)

- Chi tiết bể nước ngầm: Thể hiện cao độ mực nước cao nhất, cao độ đáy bể Đường kính, cao độ ống hút, ống đẩy bơm cấp nước lên mái, bơm cấp nước cứu hỏa, ống thông hơi bể Hố thu cặn phải có đủ kích thước đặt crephin hoặcphễu hút đảm bảo bơm cấp nước hoặc bơm cứu hỏa hút hết mực nước công tác của bể Vị trí cửa thăm nên đặt gần hố thu cặn Khi không thiết kế chữa cháy yêu cầu ghi chú vào bản vẽ: ‘ vị trí, đường kính ống hút bơm chữa cháy, xem hồ sơ thiết kê cấp nước chữa cháy’

- Bể nước mái (tương tự bể nước ngầm)

- Chi tiết bể tự hoại, hố ga

- Chi tiết phòng bơm: thể hiện kích thước bệ đặt máy bơm, khoảng cách giữa các bệ máy, cao độ đặt bệ, chiều cao bệ bơm, cách bố trí Đường kính, cao độống hút, ống đẩy, thể hiện rõ van khóa, côn cút, đồng hồ đo áp Cho phép thể hiện đường ống 1 nét (có thể vẽ sơ đồ không gian)

- Các chi tiết lắp đặt: ống qua sàn, vách; cách bố trí ống thông tắc kiểu 1, 2 (khoảng không gian thông tắc theo chiều đứng tối thiểu 0,3m); đấu nối ống thông hơi; cấu tạo mương đặt ống thoát nước ngoài nhà; giá treo ống, vị trí đặt giá treo, gối đỡ ống

- Chi tiết lắp đặt các thiết bị

- Liệt kê các thiết bị, vật tư, đường ống , phụ kiện

3 Bảng dự toán

Là bảng tính giá thành toàn bộ hệ thống cấp thoát nước trong nhà bao gồm giá vật

tư vật liệu, nhân công lắp đặt, máy móc, thiết bị,…

IV Các bước tính toán thiết kế

1 Tính toán hệ thống cấp nước

B1: Tính toán nhu cầu dùng nước

B2: Tính toán đường ống cấp nước vào bể chứa

B3: Tính toán bể chứa nước ngầm

B4: Tính toán bể chứa nước mái

B5: Tính toán bơm cấp nước lên mái

B6: Tính toán bơm tăng áp cấp nước sinh hoạt

B7: Tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước (tính toán chọn đường ống)

2 Tính toán hệ thống thoát nước

B1: Xác định nhu cầu thoát nước thải

B2: Tính toán dung tích bể tự hoại

B3: Tính toán dung tích bể tách dầu mỡ

B4: Tính toán chọn bơm thoát nước

B5: Tính toán thủy lực cho mạng lưới thoát (tính toán chọn đường ống thoát)

3 Tính toán hệ thống thoát nước mưa

BÀI 2: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

Điều kiện tính toán

- áp lực thuỷ tĩnh tối đa trên đường ống cấp nước (5.5kg/cm2)

- áp lực thuỷ tĩnh tối thiểu đường ống cấp nước (1kg/cm2)

- Vận tốc tối đa trên ống đứng cấp nước lạnh (2m/s)

- Vận tốc tối đa trên ống nhánh cấp nước lạnh (2.5m/s)

I Tính toán nhu cầu dùng nước

1 Nhu cầu dùng nước:

Khi thiết kế các HTCN cho một đối tượng cụ thể cần phải nghiên cứu tính toán để thỏa mãn các nhu cầu dùng nước cho các mục đích sau đây:

- Nước dùng cho sinh hoạt (ăn uống, tắm rửa, giặt dũ, ) trong các nhà ở và trong các XNCN

- Nước dùng để tưới đường, quảng trường, vườn hoa, cây cảnh,

- Nước dùng để sản xuất của các XNCN đóng trong địa bàn khu vực đó

- Nước dùng để chữa cháy

- Nước dùng cho các nhu cầu đặc biệt khác (kể cả nước dùng cho bản thân nhà máy nước, nước dùng cho các hệ thống xử lý nước thải, nước dò rỉ và nước dự phòng cho các nhu cầu khác chưa tính hết được )

2 Tiêu chuẩn dùng nước

Tham khảo bảng 1 TCVN 4513-1988, bảng 3.1 TCVN 33-2006 và mục 5.3.2XDVN 01:2008/BXD

Ví dụ:

- Tiêu chuẩn dùng nước cho khách sạn là 200l/ng-ngđ

- Khu thể dục thể thao là 50l/ng-ngđ

- Tiêu chuẩn dùng nước cho sinh hoạt hộ gia đình là 250l/ng-ngđ

- Nước công trình công cộng và dịch vụ được quy hoạch theo tính chất cụ thể của công trình, tối thiểu là 2l/m2 sàn-ngđ

- …

3 Công thức tính nhu cầu dùng nước

Nhu cầu dùng nước được tính theo công thức sau:

Qngđ =

Nq n

1000 (m3/ngđ)Trong đó:

q: tiêu chuẩn dùng nước l/s (lấy theo bảng 1, TCVN 4513-1988))

N: số người dùng nước trong công trình

6 TCVN4513-1988 và được tính theo 2 cách sau:

- Cách 1: dựa vào lưu lượng tính toán

Qmin ≤ Qtt ≤ Qmax

- Cách 2: dựa vào lưu lượng đặc trưng của đồng hồ

Qng.đêm ≤ 2 Qđt

Trong đó:

+ Q min : là lưu lượng giới hạn nhỏ nhất (khoảng 6-8% lưu lượng tính toán trung bình)

+ Q tt : Lưu lượng tính toán của ngôi nhà

+ Q max : Lưu lượng giới hạn lớn nhất của đồng hồ (khoảng 45-50% lưu lượng đặc trưng của đồng hồ)

+ Q ngày : lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà (m 3 /ng.đêm)

+ Q đt : lưu lượng đặc trưng của đồng hồ - lưu lượng nước chảy qua đồng hồ khi tổn thất áp lực trong đồng hồ là 10m (m 3 /h)

Sau chọn được đồng hồ ta tiến hành kiểm tra lại tổn thất áp lực qua đồng hồ phải đáp ứng điều kiện sau:

- Tổn thất áp lực đối với loại cánh quạt nhỏ hơn 2,5m

- Tổn thất áp lực đối với loại tuốc bin nhỏ hơn 1÷1,5m

Tổn thất áp lực qua đồng lực tính theo công thức sau : hđh= S q2 (m)

Trong đó:

S: sức kháng của đồng hồ đo nước lấy theo bảng 7 TCVN4513-1988

Q: lưu lượng tính toán (l/s)

2 Chọn đường ống cấp nước vào

Đường kính ống dẫn vào chọn theo lưu lượng tính toán cho ngôi nhà Khi chưa có lưu lượng tính toán có thể lấy sơ bộ:

- Các ngôi nhà một hoặc hai tầng: d=32-50mm

- Các ngôi nhà có khối tích trung bình: d ≥ 50mm

- Các ngôi nhà có lưu lượng > 1000 m 3 /ngày: d=75-100mm

- Với các nhà sản xuất, có thể lấy d=200-300mm hoặc lớn hơn.

Ví dụ:

- Lấy lưu lượng nước sinh hoạt cần thiết cấp tòa nhà trong 1 ngày đêm từ ví dụ trên là176.4 m3/ngđ Tạm tính thời gian cấp nước trong ngày là 5 giờ Lưu lượng qua đồng

hồ 1 giờ là 35.3 m3/h Dựa theo bảng 6 TCVN 4513-1988 chọn đồng hồ loại tuốc bin

có đường kính DN80

Chọn tuyến ống cấp nước vào bể chứa có đường kính DN100

III Tính toán bể chứa nước ngầm

Dung tích bể chứa nước ngầm được tính theo công thức:

VBC = WBC + WCC (m3)Trong đó:

W CC : dung tích nước chữa cháy trong bể chứa (m 3 ) (Tuỳ thuộc vào mức độ chữa cháy cho công trình mà có cách tính khác nhau – phối hợp với đơn vị thiết kế chữa cháy)

W BC : Dung tích điều hoà lượng nước sinh hoạt của bể chứa nước (m 3 ) được tính theo công thức:

W BC =

1.5×Q ngd

n (m 3 )

Với:

Q ngđ : Nhu cầu dùng nước sinh hoạt của công trình trong ngày

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 W bc = (0,5→2) Qngđ

IV Tính bể chứa nước mái

Vkét = k(Wkét + Wcc)Trong đó:

qcc : lưu lượng nước trong một vòi chữa cháy (l/s)

ncc : số vòi chữa cháy hoạt động đồng thời

W két:

+ Dung tích điều hoà của két nước mái (khi mở máy bơm bằng tay) được tính theo công thức:

W két =

Q ngd n

Với:

Q ngđ : Lưu lượng nước cần thiết cấp cho sinh hoạt trong một ngày đêm (m 3 /ngđ)

n: Số lần mở máy bơm nhiều nhất trong 1 ngày (n = 2-4 lần)

- Khi tính toán sơ bộ có thể lấy W két =(20-30)% Q ngđ

- Trong nhà nhỏ, lượng nước dùng ít W két =(50-100)% Q ngđ + Khi đóng mở bơm tự động

V Tính toán bơm cấp nước lên mái

1 Lưu lượng của bơm cấp nước (ký hiệu QP )có 2 cách tính:

Cách 1 Tính theo lưu lượng sử dụng lớn nhất của công trình

Lập bảng tính toán tổng đương lượng của công trình

K: Hệ số phụ thuộc vào số đương lượng lấy theo bảng 10 TCVN 4513:1988

N : tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh trong nhà hay đoạn ống tính toán

* Cơ quan hành chính trụ sở, nhà trọ, khách sạn, ký túc xá, nhà trẻ, trường học,

cơ quan giáo dục, bệnh viện đa khoa, nhà tắm công cộng, trại thiếu nhi:

q sdmax = 0.2α √ N (l/s)

Trong đó

ỏ : hệ số phụ tùng chức năng của mỗi loại nhà lấy theo bảng 11 TCVN 4513:1988

N : tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh trong nhà hay đoạn ống tính toán

* Xưởng sản xuất, các phòng sinh hoạt của xí nghiệp công nghiệp, phòng, khán giả, công trình thể dục thể thao, xí nghiệp ăn uống công cộng:

q sdmax =  q

o x n x p (l/s)Trong đó

q o : Lưu lượng nước của 1 dụng cụ vệ sinh cùng loại (l/s) lấy theo bảng 2 TCVN

h hh : Chiều cao hình học giữa mực nước cao nhất trong két nước mái và mực

nước thấp nhất trong bể chứa nước ngầm (m)

h b : Tổn thất ấp lực qua máy bơm Lấy h b = 2 (m)

h dd : tổn thất áp lực dọc đường trên trường ống hút và ống đẩy của bơm (m)

=i*l (i: độ dốc (tra bảng), l chiều dài ống)

h cb : tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy và ống hút của bơm (m)

=0,8-VI Tính toán bơm tăng áp cấp nước sinh hoạt (ký hiệu BP)

Tính toán bơm tăn áp BP

(m) Xớ (LT) Tiểu Chậu Bồn Sen CR B Vũi CN M G (l/s) (mm ) (m/s)

h b : tổn thất ỏp lực qua mỏy bơm h b = 2m

h dd : tổn thất ỏp lực dọc đường trờn trường ống hỳt và ống đẩy của bơm Tổn

thất trờn ống đẩy của bơm tớnh toỏn đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất.

h cb : tổn thất cục bộ trờn đường ống đẩy và ống hỳt của bơm (m), tớnh bằng

30% h dd

h dh : tổn thất ỏp lực qua đồng hồ đo nước

h dh = Sq 2 Với:

S: Sức cản đồng hồ

q: Lưu lượng nước tớnh toỏn của căn hộ (khu vệ sinh) bất lợi nhất.

h td : ỏp lực tự do cần thiết tại thiết bị (theo TCVN 4513:1988)

Với: Z là số lần đúng mở bơm trong giờ.

Q Lưu lượng mỏy bơm (m 3 /h)

VII Tớnh toỏn thủy lực cho mạng lưới cấp nước

Tính toán đờng kính ống dựa trên đơng lợng,vận tốc kinh tế đảm bảo áp lực tự do

tại thiết bị bất lợi nhất Đối với mạng cấp nớc trong nhà, vận tốc kinh tế thờng lấy nh

sau:

- Trục đứng cấp nớc; v = 1.5 – 2 m/s

- Đối với ống nhánh cấp nớc: v ≤ 2.5m/s

Khi tổng số đơng lợng N ≤ 20, đờng kính ống cấp nớc cho phép lấy theo bảng 8

trong tiêu chuẩn TCVN 4513-1988

Tổng số đương lượng của cỏc dụng

Tiể u

Chậ u

Bồ n

Se n

CR B

Vũi CN

M

S Trục (l/s)

(mm )

(m/ s)

Tiể u

Chậ u

Bồ

n Sen

CR B

Vò i CN

M G

TĐ L

S Trụ c (l/s) (mm ) (m/ s) (m/ m) (m)

BÀI 3: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

I Xác định nhu cầu thoát nước thải

Lưu lượng nước thải tính bằng 80% lưu lượng nước cấp trong ngày dùng nước

lớn nhất:

Qth = 80% Qsh

II Tính toán dung tích bể tự hoại

W bể tự hoại = 0.75 x Qth +4.75 (m3)

Trong đó:

Qth : lưu lượng nước thải trong ngày (m3) (lấy bằng 80% Qngd)

Hoặc có thể tính theo bảng K-2 “Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình” (trang 289)

Hoặc dung tích bể tự hoại được tính bằng công thức:

W = Wn + Wc

Wn - thể tích nước của bể (lấy bằng 80% lượng nước cấp trong một ngày)

Wc - thể tích cặn của bể, được tính theo công thức:

III Tính toán dung tích bể tách dầu mỡ

IV Tính toán chọn bơm thoát nước

1 Bơm thoát nước bể tự hoại

Wc = N x

a x T x (100- W1) x b x c

(m3) -

1000 x (100 – W2)

- Lưu lượng bơm thoát nước thải phải đủ để đảm bảo thoát nước trong giờ dùng nước lớn nhất Lưu lượng thoát nước được tính theo công thức:

qth = qc + qdc (l/s)Trong đó:

q c : Lưu lượng tính toán cấp nước của toàn bộ xí, tiểu (đổ vào bể tự hoại) (l/ s) xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4513:1988.

q dc : Lưu lượng dụng cụ vệ sinh có lưu lượng lớn nhất lấy theo bảng 1 của TCVN 4474 :1987

q max : lưu lượng nước thải cho phép cho 1 ống đứng Lấy theo bảng 8 TCVN

h tt : tổn thất áp lực (cục bộ, chiều dài) trên đường ống đẩy của bơm

h b : Tổn thất áp lực qua máy bơm (h b = 2m)

h dp : áp lực dự phòng cho máy bơm (h dp = 2m)

2 Tính toán bơm thoát nước tầng hầm

Trường hợp tầng hầm có dốc lên, xuống xe lộ thiên, tính toán lưu lượng bơm phải đảm bảo thoát toàn bộ nước mưa cho dốc đó

Tính toán lưu lượng thoát nước mưa, xem phần ‘hệ thống thoát nước mưa’Cột áp bơm mước mưa tính toán tương tự cột áp bơm nước thải cho bể tự hoại

V Tính toán thủy lực cho mạng lưới thoát (tính toán chọn đường ống thoát)

Lưu lượng nước thải trong đoạn ống tính toán được tính theo công thức:

qth: lưu lượng nước thải sinh hoạt trong đoạn ống:

q max : lưu lượng nước thải cho phép cho 1 ống đứng Lấy theo bảng 8 TCVN

4474 : 1987

* Lưu ý: Khi chiều dài ống nhánh l >4.6 m, đường kính ống thông hơi >

32mm, > 1/2 đường kính của ống dẫn mà ống thông hơi nối tới Đối với nhà >

10 tầng, ống thông hơi chung cho 1 nhóm ống đứng thoát nước phải có đường

kính lớn hơn hay bằng đường kính của ống đứng có đường kính lớn nhất

Trong trường hợp ống đứng TN và TP đã chọn lên 1 cấp thì ống thông hơi TH

vẫn giữ nguyên đường kính

Đường kính ống thoát nước ngang (nối chân các ống đứng) có h/d < h/d cho

(*) qdc có thể thay đổi tùy thuộc vào loại thiết bị vệ sinh có trong đoạn ống tính toán

- Tính toán đường kính ống thoát nước nằm ngang