đồ án cấp thoát nước trong nhà, cấp thoát nước cho bênh viện

Một số thông số thiết kế cơ bản được cho như ột số thông số thiết kế cơ bản được cho như ố thông số thiết kế cơ bản được cho như ố thông số thiết kế cơ bản được cho như ết kế cơ bản được

A GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH CHỌN SƠ ĐỒ CẤP THOÁT NƯỚC

 Giới thiệu công trình Đặc điểm công trình

ây l công trình b nh vi n M t s thông s thi t k c b n ệnh viện Một số thông số thiết kế cơ bản được cho như ệnh viện Một số thông số thiết kế cơ bản được cho như ột số thông số thiết kế cơ bản được cho như ố thông số thiết kế cơ bản được cho như ố thông số thiết kế cơ bản được cho như ết kế cơ bản được cho như ết kế cơ bản được cho như ơ bản được cho như ản được cho như được cho nhưc cho như

b ng sau:ản được cho như

Đặc điểm thiết kế công trình

Chiều cao mỗi tầng 3,5 m Chiều cao hầm mái 0 m Chiều dày mái nhà 0,4 m Cốt nền nhà tầng 1 18 m Cốt sân nhà 15 m

áplực đường ống cấp nước bên ngoài

 khối lượng thiết kế

Bao gồm các công tác sau đây:

1 Mặt bằng cấp thoát nước khu vực nhà

2 Mặt bằng cấp thoát nước các tầng nhà

3 Sơ đồ không gian hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn

4 Mặt bằng và sơ đồ hệ thống thoát nước mưa trên mái

5 Mặt cắt dọc đường ống thoát nước ngoài nhà

6 Thiết kế kỹ thuật một vài công trình trong hệ thống

7 Thuyết minh tính toán và khái toán kinh tế

B TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC LẠNH

1 Tính toán hệ thống cấp nước lạnh

1.1 Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước lạnh

Công trình bệnh viện 8 tầng áp lực của đường ống cấp nước bên ngoài chỉ đủ cung cấp đến các thiết bị vệ sinh ở tầng thấp chứ không đủ để cung cấp cho các thiết bị vệ sinh ở tầng cao Do đó ta chọn hệ thống cấp nước phân vùng cho ngôi nhà

Tính toán sơ bộ Hct cho 2 tầng dưới

HctI = 8 + 1*4 = 12 ( m ) = Hcnbn = 12 ( m )

Với áp lực đường ống ở ngoài nhà ban ngày là 12(m), ban đêm là 20 (m) như vậy

chỉ có thể cung cấp nước liên tục cho 2 tầng 1 và 2 Do đó tốt nhất ta sử dụng phương án sau:

Vùng 1 gồm 2 tầng đầu tiên cấp trực tiếp từ mạng lưới từ mạng lưới cấp nước thành phố

Vùng 2 gồm 6 tầng tiếp theo cấp nước bằng đồ trạm bơm, bể chứa và két nước

1.2 Vạch tuyến hệ thống cấp nước lạnh

- Mạng lưới cấp nước bên trong bao gồm: đường ống chính, đường ống đứng và các ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh

- Các yêu cầu phải đảm bảo 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 bảo dưỡng

Căn cứ vào mặt bằng và sơ đồ cấp nước đã cho ta vạch tuyến mạng lưới cấp nước trong nhà như hình vẽ thể hiện ở trang sau

1.3 Tính toán hệ thống cấp nước lạnh

1.3.1 Tính toán lưu lượng nước cấp

Dưới đây là bảng thống kê các thiết bị vệ sinh trong nhà đi ây l b ng th ng kê các thi t b v sinh trong nh ản được cho như ố thông số thiết kế cơ bản được cho như ết kế cơ bản được cho như ị vệ sinh trong nhà ệnh viện Một số thông số thiết kế cơ bản được cho như

STT Tên thiết bị

Số lượng

(cái) Trị số đương

lượng một thiết bị

Tổng số đơng lợng tính toán

(N)

- Lưu lượng nước trung bình ngày đêm của vùng mà dùng sơ đồ cấp nước bằng trạm bơm, bể chứa và két nước là :

Qngđ =

1000

N

q 

trong đó:

 q : Tiêu chuẩn dùng nước, với bệnh viện có hệ thống cấp nước bên trong không

có thiết bị tắm thì q = 500 (l/ng.ngđ)

 N : Số giường bệnh trong bệnh viện, N = 72 (giường)

Do đó: Qngđ =

1000

72

500 

= 36(m 3 /ngđ) Các bước tính toán thủy lực mạng lưới đường ống

Khi tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh cho vùng I , dựa vào vận tốc kinh

tế , còn vùng II tính theo vận tốc hợp lý Với nhà cao tầng ta cần có biện pháp

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

đó là giảm kích thước đường ống (đồng nghĩa với việc tăng vận tốc nước trong

ống) Việc tính toán thủy lực gồm các công tác:

1 Xác định đường kính ống cấp nước căn cứ vào lưu lượng tính toán và vận tốc kinh tế

2 Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống theo tuyến bất lợi nhất.

Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống cũng như toàn bộ mạng lưới theo tuyến bất lợi nhất ( điểm cao nhất và xa nhất , tuyến ống tính toán là dài nhất , đánh số các đoạn ống từ điểm bất lợi nhất đến đầu nguồn )

h = ixl ( m )

ở đây : I – tổn thất áp lực đơn vị

l – chiều dài đoạn ống tính toán ( m

3 Tìm ra Hct cho nhà và Hb để chọn máy bơm

Tuyến bất lợi của vùng 1 được chọn là :

A1  B1  C1  D1 E1  F1

Tuyến bất lợi vùng 2 được chọn là :

A2  B2  C2  D2 E2  F2  G2 H2  I2 – K2

Ghi chú: ở đây, khi tính toán ta xét đến một số quy ước như sau:

1 Chỉ xét đến các ống nối giữa các công trình và đường ống phân phối nước tới các thiết bị dùng nước mà không quan tâm đến bố trí trong bản thân nhóm thiết bị như nút đồng hồ, bố trí trạm bơm,

2 Khi tính toán thuỷ lực ta thấy đặc điểm chế độ bơm là trong các giờ dùng nước max bơm cấp nước cho các thiết bị vệ sinh, khi các thiết bị vệ sinh dùng không hết thì nước lên két.

Số liệu tính toán được thể hiện ở các bảng dưới đây

1.3.2 Chọn đồng hồ đo nước cho công trình

+Theo tính toán lưu lượng cho toàn bệnh viện là:

qtt = 75/86,4 + 0,927 = 1,80 (l/s)

- Chọn đồng hồ đo nước dựa trên cơ sở thoả mãn hai điều kiện

Qngđ  2Qdtr

trong đó

Qngđ - lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà , Qngđ = 36 m3/ngđ

Qđtr – lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ đo nước , m3/ngđ

Mặt khác còn phải thoả mãn điều kiện

qmin < qtt < qmax

qmin – dưới hạn dưới là lưu lượng nhỏ nhất ( l/s )

qmax – lưu lượng lớn nhất cho phép qua đồng hồ ( l/s )

Từ các điều kiện trên ta chọn loại đồng hồ :

Loại tuốc bin BB 50

Với các thông số: Qđtr = 70 m3/h ; qmin = 0,9( l/s ) ; qmax = 6 ( l/s )

+ Tổn thất áp lực qua đồng hồ

Hđh = s.q2 (m)

Trong đó:

+)s : là sức kháng của đồng hồ lấy tuỳ thuộc vào từng loại đồng hồ Với đồng hồ BB50 tra bảng 17.2 (sách Cấp thoát Nước ,nhà XBKHKT) thì s = 0,0265

+)q : là lưu lượng tính toán của công trình (l/s) , q = 1.80 (l/s)

Hđh = 0,0265.1,802 = 0,086(m) < 1,5m

=> 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

1.3.3 Tính toán dung tích và cao độ đặt két nước

a) Dung tích két nước

Đối với két nước ta dùng Rơle phao để đưa nước lên két Dung tích của két nước được xác định theo công thức:

Wk = K  (Wđh +W cc)

trong đó:

 K: Hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và chiều cao phần cặn lắng ở đáy két,

lấy K = 1,3 (m)

 Wđh : Dung tích điều hoà của két, tính cho máy bơm mở tay,

lấy Wđh = 20%Qngđ = 20 36

100 = 7,2 (m 3 )

 Wcc5’: là lưu lượng nước dự trữ để chữa cháy trong 5 phút (khi vận hành tự động ) cho một đám cháy của ngôi nhà Thiết kế với điều kiện két nước phải dự trữ được

lượng nước chữa cháy cho một vòi 2,5 (l/s) hoạt động.

Wcc5’=2,5x5x60 =750l =0,75m3

Vậy tổng dung tích két nước là:

Wk = 1,3  (7,2 + 0,75) =10,335 (m 3 )

Chọn két với kích thước B.L.H = 22,62 m

b) Cao độ đặt két nước

Cao độ đặt nước được tính theo công thức:

Hk = h F2 '+ha2F2’ + HF2’

trong đó:

 h F2 ': áp lực tự do tại điểm F2’ là áp lực tại đầu vòi rửa, lấy h td = 2 (m)

 ha2F2’: Tổng tổn thất từ điểm F2’ đến đáy két nước Theo bảng tính toán thuỷ lực

ta có ha2F2’ = 1,75 (m)

 HF2’ : Cao độ của điểm F2’ trên sơ đồ cấp nước,

HF2’ = 43,3 (m)

Do đó: Hk = 1,75 + 2 + 43,3 = 47,05 (m)

1.3.4 Tính toán bể chứa nước sạch

Thể tích của bể chứa nước sạch được xác định theo công thức:

3h

W W W (m3) Trong đó:

- W : lượng nước dùng trong sinh hoạt; sh

- W : lượng nước dùng để chữa cháy trong vòng 3h; cc 3h

Ta có:

- Lượng nước dùng trong sinh hoạt của công trình được xác định theo công thức:

0,5 2

W   Q Ta chọn W sh 1.Q ngd = 1.36 = 36 (m3)

- Lượng nước dùng để chữa cháy trong 3h được xác định theo công thức:

3 2,5.3.3600

27 1000

h cc

W   (m3)

- Thay vào công thức tính toán thể tích bể chứa, ta tính được dung tích của bể chứa nước sạch:

Wbc = 36 +27 = 63 (m3)

- Ta chọn kích thước bể là B.L.H = 4,5  4,5 3,2 (m)

1.3.5 Trạm bơm , áp lực cần thiết của máy bơm

áp lực cần thiết của bơm là áp lực để có thể đưa nước từ bể chứa đến két nước trên nóc cầu thang

ct Bom

H = hhh + hđh +h + hcb + hln + htd (m) trong đó:

 hhh : Độ chênh cao hình học giữa cốt trục ống cấp nước đường phố đến vị trí đặt két, nó chính bằng cao độ đặt két, hhh = 47,05 - 14,1 = 32,95 m

 hđh : Tổn thất áp lực qua đồng hồ, Hđh = 0,086 (m)

 h : Tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ két đến mạng, theo bảng tính toán

thuỷ lực ta có h = 2,824 (m)

 hcb : Tổn thất cục bộ, lấy bằng 25%h = 25 2,824

100 = 0,706 (m)

 hln : Chiều cao lớp nước cao nhất trong két, hln = 2,1m)

 htd : áp lực tự do ra khỏi miệng vòi, lấy htd = 2 (m)

Bom

H = 32,95 + 0,086 + 2,824 + 0,706 + 2 + 2,1= 40,66(m)

Vậy chọn hai máy bơm , một công tác, một dự trữ có lưu lượng và cột áp như sau:

HBơm = 43 (m)

QBơm = 1,61 (l/s)

1.3.6 Kiểm tra cấp nước vùng I

Vùng I là vùng cấp nước hoàn toàn dựa vào áp lực của mạng lưới cấp nước bên ngoài Yêu cầu để kiểm tra cấp nước là

vI ngoai CT

H H (m)

Mà, áp lực cần thiết của vùng I được xác định theo công thức:

H h h h h h (m) trong đó:

- h : độ chênh cao hình học của thiết bị vệ sinh bất lợi nhất trong vùng I, hh vI

vI

hh

h  8,2 m.

- h : tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước, dh h  dh 0,086(m);

- h vI : tổng tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài của mạng lưới cấp nước theo tuyến tính toán, h vI = 0,776(m);

- h : tổn thất áp lực cục bộ của vùng I, cb vI vI

cb

h = 0,3.0,776 = 0,233(m)

- h : áp lực tự do ở các thiết bị vệ sinh hoặc các máy móc dùng nước, theo tiêu td vI

chuẩn ta chọn 3(m),

Thay vào công thức ta tính toán được:

HvI

CT = 8,2+ 0,086 + 0,776+ 0,233 + 2 = 11,295 m

Ta thấy rằng HvI

CT < H ngoài nhà = 12 (m) Vậy áp lực của mạng lưới cấp nước bên ngoài

đủ cấp nước tới mọi thiết bị vệ sinh của vùng I

1.3.7 Tính toán hệ thống cấp nước chữa cháy

Đối với công trình là nhà dân dụng, gồm có 03 đơn nguyên ta bố trí 01 bơm chữa cháy hoạt động riêng biệt (chỉ dùng trong công tác chữa cháy)

Chọn số đám cháy xảy ra đồng thời trong công trình là 01 đám Ta có lưu lượng nước chữa cháy tính toán: cc 2,5

tt

Q  (l/s)

Chọn vòi phun nước chữa cháy làm bằng vải tráng cao su, dài 20m

áp lực cần thiết của công trình khi có cháy xảy ra được xác định theo công thức:

H h h h h h (m) trong đó:

cc

hh

h : độ chênh cao hình học từ mực nước thấp nhất trong bể chứa đến van chữa

cháy ở vị trí cao nhất, xa nhất, hcc

hh = 32 (m);

cc

hh

h : tổn thất áp lực qua đồng hồ khi có đám cháy,

0,0265.2,5

cc dh

cc

ML

h

 ; tổng tổn thất áp lực trong mạng lưới khi có đám cháy

Tra bảng tính toán thủy lực, ta chọn đường kính ống cấp nước chữa cháy là D50 Do 2,5

cc

tt

Q  (l/s) nên ta tính toán được i= 0,0696.

Chiều dài ống đứng đặt tại vị trí xa nhất (hộp chữa cháy ở tầng 8), là 29,5 m

Trong trường hợp xảy ra đám cháy bất lợi nhất (cháy ở tầng 8) thì ta tính toán được tổn thất áp lực trong mạng lưới theo công thức:

cc ML

h

 = 0,0696.29,5 = 2,053 (m)

cc

cb

h

 : tổng tổn thất áp lực cục bộ khi có đám cháy, được xác định theo công thức:

cc cb

h

 = 0,3.2,053 = 0,616 (m)

cc

CT

h : áp lực cần thiết tại miệng vòi phun để tạo ra cột nước đặc cao hơn 6m (tức là áp

lớn hơn 6m cột nước), áp lực này thay đổi tùy thuộc vào đường kính vòi phun, được xác định theo công thức:

0

cc

CT v

h h h (m)

Khối nước bắn ra từ miệng vòi bao gồm 2 phần: cột nước đặc (Cd) và cột nước tia (Ct).

Ta có

1

d v

d

C h

C

 



 , với:

: hệ số phụ thuộc Cd, lấy theo bảng tra ta chọn Cd= 6 ta tra được = 1,19;

: hệ số phụ thuộc đường kính miệng phun, chọn đường kính miệng phun d= 13, ta

tra được = 0,0165

Thay vào công thức ta tính toán được

6

6,8

1 0,0165.1,19.6

v

Ta có: tổn thất áp lực dọc theo chiều dài ống vải gai dẫn nước chữa cháy:

2

h A l q (m), với:

A: sức kháng đơn vị của ống vải gai tráng cao su, với đường kính là D50 ta có A=

0,0075

l: chiều dài của ống vải gai, ở trên ta chọn được l= 20(m)

Thay vào công thức ta tính toán được:

2

0 0,0075.20.2,5 0,94

Thay trở lại vào công thức, ta tính toán được tổn thất áp lực khi có cháy xảy ra là:

Hcc

nh = 32 + 0,166 + 2,053 + 0,616 + 6,8 + 0,94 = 42,575 (m) Chọn 02 bơm dùng cho công tác chữa cháy, một bơm làm việc, một bơm dự phòng

2 Tính toán hệ thống cấp nước nóng

2.1 Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước nóng

Đối với hệ thống cấp nước nóng, do hình thức sử dụng nước nóng dùng vòi trộn, nguồn cấp nhiệt cho hệ thống là điện cục bộ nên sơ đồ cấp nước nóng có nồi đun nước nóng, đường ống dẫn từ nồi đến điểm dùng nước để hoà trộn với nước lạnh

Nước nóng được đun bằng điện và hình thức sử dụng là vòi trộn nên việc tính toán nước nóng đơn giản

Mỗi phòng đặt một bình đun lấy nước trực tiếp từ vòi cấp nước lạnh và sẽ có một vòi dẫn nước nóng xuống trộn với vòi nước lạnh để dùng

2.2 Tính toán chọn thiết bị đun

2.2.1 Xác định lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm

Lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm được xác định theo công thức:

nhµ ngd

W = qn  ( tn – t1 )  N

trong đó:

 qn : Tiêu chuẩn dùng nước nóng đơn vị, qn = 60 (l/ng đ )

 tn : Nhiệt độ nước nóng yêu cầu, tn = 650C

 t1 : Nhiệt độ nước lạnh, t1 = 200C

 N : Số người được phục vụ, N = 250 (người )  Kh = 2,25

Do đó: nhµ

ngd

W = 60 (65  20)  250 = 675000 ( Kcal/ng đ)

3.2.2 Xác định lượng nhiệt giờ lớn nhất

Lượng nhiệt tiêu thụ giờ max được xác định theo công thức:

nhµ max giê

W =

24

) t t ( q N

Kh   n n  1

trong đó:

 Kh : Hệ số không điều hòa dùng nước nóng, Kh= 2,25

max giê

W =2,25 250 60 (65 20)

24

   

= 63281,25 ( Kcal/h)

Công suất thiết bị đun nóng bằng điện được xác định theo công thức:

Nđ =



 864

Wgiênhµmax

= 63281, 25

864 0,95 = 77,1 (KW)

(Với  = 0,95 là hiệu suất của thiết bị đun nước nóng)

Theo cách bố trí thiết bị trên mặt bằng ta có số thiết bị đun nước nóng trong toàn

bộ ngôi nhà là 24 (cái) nên công suất của một thiết bị đun bằng điện là:

TB dun

24  3,22 (KW)

Nhiệt trở R của thiết bị đun khi dùng điện xoay chiều là:

R = 2 3

TB dun

cos 3 I

N



trong đó:

dun

N : Công suất thiết bị đun, KW

 I: Cường độ dòng điện, A, từ công thức P = UIcos  I = 220 0,93, 22

 = 0,016

 R: Điện trở của thiết bị, 

R = 2 3

3, 22 0,016  3 0,9 = 9011,5 ()

Dung tích thiết bị là:

QTB = qn N

24



= 60 250

24



= 625 (l)

Từ R chọn được đường kính, chiều dài cần thiết của dây maixo, đồng thời dựa vào công suất và lưu lượng thiết bị, tra Catalog sẽ chọn được thiết bị đun nóng cần thiết

C TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

1 Mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt

1.1 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt

Hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên mọi nước thải đều được đổ vào hệ thống này

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

Thiết kế mỗi khu vệ sinh một ống đứng để thoát toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước nhà xí vào cùng một đường ống

Nước thải được tập trung vào hệ thống thoát nước sân nhà được gắn vào tường trong tầng hầm sau đó đưa ra bể tự hoại, nước mưa được dẫn bằng hệ thống ống thoát nước riêng ra mạng lưới thoát nước

Ta sử dụng hệ thống thoát nước chung Hệ thống thoát nước chung bao gồm các ống đứng, ống nhánh tập trung nước thải ở các tầng qua ống tháo tới giếng thăm

Dưới đây là sơ đồ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt trong nhà

Sơ đồ mạng không gian hệ thống thoát nước trong nhà được thể hiện như hình vẽ

1.2 Tính toán hệ thống thoát nước.

- Dựa vào bảng đương lượng thoát nước ta tính tổng đương lượng cho từng ống nhánh, ống đứng căn cứ vào bảng để chọn đường kính cho từng ống

- Ống nhánh từ các thiết bị vệ sinh lấy theo quy phạm (bảng 23.2 SGK Cấp thoát nước trang 295)

+ Chậu rửa mặt qtt = 0,07 (l/s) d = 40 (mm)

+ Âu tiểu qtt = 0,1 (l/s) d = 50 (mm)