Bài Giảng Cấp Thoát Nước Công Trình Full

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM MÔN HỌC CẤP THOÁT NƯỚC CÔNG TRÌNH    LỚP KT10 LÝ THUYẾT 20 TIẾT GV hsT PHAN TIẾN TÂM PHAÀN 1 HEÄ THOÁNG CAÁP NÖÔÙC TRONG COÂNG TRÌNH 1 1 Ñònh nghóa Heä t[.]

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

PHẦN 1: HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

TRONG CÔNG TRÌNH

1.1 Định nghĩa:

Hệ thống cấp nước bên trong công trình hay 1 đơn vị dùng nước là những đường ống thiết bị để đưa nước từ mạng lưới bên ngoài đến mọi dụng cụ vệ sinh hay máy móc sản xuất bên trong nhà.

1

87

89

ống cấp nước thà

nh phố

1 Ống dẫn vào đơn vị dùng nước

2 Đồng hồ đo nước

3, 5 Ống liên hệ (ống nối)

4 Bể chứa nước

6 Bơm hoặc trạm bơm khí ép

7 Ống phân phối bên trong đơn vị dùng nước

8 Ống nối, ống dẫn nước vào nhà

9 Thiết bị cấp nước bên trong

1

8 7

8 9

ống cấp nước thà

nh phố

Sơ đồ hệ thống cấp nước bên trong nhà

1.2 Phân loại hệ hệ thống cấp nước bên trong nhà

1 Phân loại theo chức năng:

Hệ thống cấp nước sinh hoạt, ăn uống

Hệ thống cấp nước sản xuất

Hệ thống cấp nước chữa cháy

Hệ thống cấp nước kết hợp

2 Phân loại theo áp lực của đường ống cấp nước bên ngoài

Áp lực bảo đảm Hbd: là trường hợp áp lực nhỏ nhất của hệ thống cấp nước bên ngoài đến công trình luôn luôn lớn hơn áp lực cần thiết

Hbd = HmimTP > Hct =10 + 4(n-1) Áp lực đảm bảo không thường xuyên: là trường hợp áp lực của hệ thống cấp nước bên ngoài lúc mạnh thì lớn hơn Hct, lúc yếu thì nhỏ

hơn Hct

HmimTP < Hct =10 + 4(n-1) < HmaxTP Áp lực hoàn toàn không bảo đảm: là trường hợp áp lực lớn nhất

của hệ thống cấp nước bên ngoài luôn nhỏ hơn Hct

Hobd = HmaxTP < Hct =10 + 4(n-1)

2.1 Sơ đồ hệ thống cấp nước bên trong

1 Hệ thống cấp nước đơn giản

Áp dụng khi áp lực và lưu lượng đường ống bên ngoài hoàn toàn bảo

đảm cung cấp đến mọi thiết bị bệ sinh bên trong nhà

1 Ống dẫn nước từ thành phố vào

2 Van đóng mở nước

3 Đồng hồ đo nước chính

4 Van xả

5 Ống chính phân phối bên trong nhà

6 Ống đứng

Hbd = HmimTP > Hct

2 Hệ thống có két nước trên mái:

Hệ thống này áp dụng khi áp lực thành phố đảm bảo không thường xuyên

7 2

1 Ống dẫn nước từ thành phố vào

2 Van đóng mở nước

3 Đồng hồ đo nước chính

- Không bị mất nước đột ngột

- Tiết kiệm điện

3 Hệ thống cấp nước có trạm bơm:

Áp dụng khi mạng lưới bên ngoài không bảo đảm áp lực (hoàn toàn hay thường xuyên)

4 Hệ thống có két nước và trạm bơm:

Áp dụng cho trường hợp áp lực bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo

7 2

1 Ống dẫn nước từ thành phố vào

2 Van đóng mở nước

3 Đồng hồ đo nước chính

Đường ống dẫn nước vào

Sơ đồ này chỉ áp dụng khi ống nước ngoài phố lớn cung cấp đủ lưu lượng, không ảnh hưởng đến sự dùng nước phía sau nguồn và phải được phép của

cơ quan quản lý mạng lưới cấp nước thành phố.

5 Hệ thống có két nước, trạm bơm và bể chứa nước ngầm:

Áp dụng trong trường hợp áp lực nước của đường ống bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo và quá thấp, đồng thời lưu lượng lại không đầy đủ (đường kính ống bên ngoài nhỏ)

đường ống dẫn nước vào1

2 3

5

6

4

7 2

1 Ống dẫn nước từ thành phố vào

2 Van đóng mở nước

3 Đồng hồ đo nước chính

8 Máy bơm

2 9

9 Bể nước

Ưu điểm: Bảo đảm việccung cấp nước trong nhàmột cách độc lập và hiệnnay được sử dụng nhiềunhất cho cấp nước các côngtrình

Hobd = HmaxTP < Hct

6 Hệ thống có trạm khí ép:

Áp dụng như trường hợp 2, khi không thể xây dựng két nước vì lý do mỹ quan, kết cấu Hệ thống này quản lý khó, phải duy trì lượng khí cần thiết.

Bình áp lực

7 Hệ thống cấp nước phân vùng:

Trường hợp áp lực thành phố bảo đảm đưa lên một số tầng (4-5 tầng) thì

ta nên sử dụng sơ đồ hệ thống cấp nước phân vùng

Đường ống dẫn nước vào

1 Ống dẫn nước từ thành phố vào

2 Van đóng mở nước

3 Đồng hồ đo nước chính

2 3 2 1

7 7

7

6 5

4

2 8 2 7

Bài tập áp dụng

Bài tập 1:

Công trình nhà phố cao 3 tầng, xây dựng tại trung tâm Tp.HCM Biết:

- Áp lực tối thiểu của mạng lưới cấp nước ngoài phố là 10m

-Áp lực tối đa của mạng lưới cấp nước ngoài phố là 22m

Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước cho công trình.

1.3 Mạng lưới đường ống cấp nước trong công trình

1.3.1 Các hình thức bố trí dẫn nước vào công trình

Dẫn nước vào 1 bên

Dẫn nước vào 2 bên

Dẫn nước vào nhiều hướng

1.3.2 Các hình thức dẫn nước vào công trình

1 Dùng tê thập lắp sẵn

2 Dùng đai khởi thủy lắp ống

3 Lắp tê vào đường ống cấp nước đang hiện hành

1.3.3 Đồng hồ đo nước

a Nhiệm vụ của đồng hồ đo nước:

- Xác định và ghi lượng nước tiêu thụ

- Xác định lượng nước hao hụt trên đường ống để phát hiện những chỗ bị rò rỉ

b Chọn đồng hồ đo nước:

Điều kiện về lưu lượng:

Qng.đ < 2 ×QđtrQng.đ: Lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà đó (m3/ng.đ) Xác định dựa vào tiêu chuẩn và chế độ dùng nước của các nhà

Qđtr: Lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ (m3/h) theo bảng 1

Lưu lượng tính toán phải nằm giữa giới hạn trên và dưới của đồng hồ

Qmin (l/s)  Qtt (l/s)  Qmax (l/s)

Điều kiện về áp lực:

Tổn thất áp lực qua đồng hồ:

 Trường hợp sinh hoạt thông thường:

Loại cánh quạt: hđh ≤ 2.5m

Loại tuabin: hđh ≤ 1.5m

Loại cánh quạt: hđh ≤ 5m

Loại tuabin: hđh ≤ 2.5m

Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước có thể xác định theo công thức sau:

hđh = S x q2 (m) (3) q: lưu lượng nước tính toán: (l/s) S: Sức kháng của đồng hồ đo nước

Loại đồng hồ Cỡ đồng hồ Lưu lượng đặc trưng (m3/h) Lưu lượng lớn nhất cho phép

(l/s)

Lưu lượng nhỏ nhất cho phép (l/s)

Loại cánh quạt

Cỡ đồng

S 14.4 5.2 1.3 0.32 0.0265 0.00207 0.000675 0.00013 0.0000453

BẢNG 2: SỨC KHÁNG CỦA ĐỒNG HỒ ĐO NƯỚC

Bài tập áp dụng:

Một ngôi nhà tập thể gồm 600 người ở, lưu lượng nước tính toán 5(l/s)

Hãy chọn đồng hồ đo nước cho ngôi nhà đó bằng 2 cách:

1 Lưu lượng tính toán

2 Lưu lượng đặc trưng

Biết: Tiêu chuẩn dùng nước là 100 (l/người.ng.đ)

BÀI GIẢI:

Cách 1: Chọn đồng hồ theo lưu lượng tính toán

Dựa vào bảng 1 chọn đồng hồ cỡ BB50 vì

Qmin = 9 (l/s) < Qtt = 5 (l/s) < Qmax = 6 (l/s)

Theo bảng 2 đồng hồ BB50 có sức kháng S=0.0265

Vậy tổn thất áp lực qua đồng hồ là:

Hđh = Sq2 = 0.0265x52 = 0.66 < 1.5m Chọn BB50 là hợp lý

Cách 2: Chọn đồng hồ theo lưu lượng đặc trưng

Tiêu chuẩn dùng nước 100 (l/ng.ng.đ), do đó lưu lượng dùng nước của ngôi nhà:

1.4 Cấu tạo mạng lưới cấp nước

1

2

3 4

5

6 7

1 Ống phân phối chính

2 Ống nối từ ống chính vào nhà

3 Ống chính phân phối trong nhà

4 Ống dẫn đến ống đứng

5 Ống đứng

6 Ống nhánh

7 Ống liên hệ

1.5 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CÔNG TRÌNH

1.5.1 Các số liệu cơ sở

Khi thiết kế cấp nước cho một ngôi nhà cần phải biết các số liệu sau:

- Chức năng của công trình

- Điều kiện yêu cầu về chất lượng nước: sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy

- Vị trí các thiết bị vệ sinh, dụng cụ dùng nước

- Aùp lực sử dụng của thiết bị vệ sinh

- Aùp lực của ống cấp nước bên ngoài

1.5.2 Vạch tuyến và bố trí đường ống bên trong nhà:

Yêu cầu đối với việc vạch tuyến đường ống cấp nước trong nhà:

- Đường ống phải đi tới mọi thiết bị vệ sinh bên trong nhà

- Tổng chiều dài đường ống phải ngắn nhất

- Dễ gắn chắc ống với các kết cấu nhà: tường, trần, dầm…

- Thuận tiện dễ dàng cho quản lý, kiểm tra, sữa chữa đường ống

1.5.3 Thiết lập sơ đồ không gian mạng lưới cấp nước

Sau khi vạch tuyến mạng lưới cấp nước trên mặt bằng, tiến hành vẽ sơ đồ không gian hệ thống cấp nước bên trong

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐIỂN HÌNH

SƠ ĐỒ KHÔNG GIAN CẤP NƯỚC

1.5.4 Xác định lưu lượng nước tính toán

1 Nhà ở gia đình

KN N

Với N < 1 thì q=0.2Nq: Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống (l/s)

N: Tổng số đương lượng của đoạn ống tính toán theo bảng 5

a: Đại lượng phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước lấy theo bảng 3

K: Hệ số phụ thuộc vào tổng số đương lượng N lấy theo bảng 4

Bảng 3: Trị số của đại lượng a

Tiêu chuẩn dùng nước

Bảng 4: Hệ số K phụ thuộc vào tổng đương lượng

Loại dụng cụ vệ sinh

Trị số đương lượng (N)

Lưu lượng nước tính toán (l/s) (q tt )

Đường kính ống liên hệ (mm)

Aùp lực sử dụng của dụng cụ

h dc (m)

Vòi nước, chậu rửa tay, chậu giặt,

Bảng 5: lưu lượng tính toán các dụng cụ vệ sinh, trị số đương lượng,

đường kính ống liên hệ và áp lực sử dung

Bài tập áp dụng

Bài Tập 2:

Công trình biệt thự xây dựng tại trung tâm đô thị loại I (gồm 6 người) Cao 3 tầng (tầng trệt có 1 khu vệ sinh, tầng 2 có 2 khu vệ sinh giống nhau, tầng 3 có 1 khu vệ sinh).

- 1 khu vệ sinh tầng trệt gồm: 1 hố xí có thùng rửa, 1 lavabo, 1 vòi nước chậu giặt

- 1 khu vệ sinh tầng 2 gồm: 1 vòi tắm hương sen, 1 hố xí có thùng rửa, 1 lavabo, 1 vòi nước chậu giặt.

- 1 khu vệ sinh tầng 3 gồm: 1 hố xí có thùng rửa, 1 lavabo, 1 vòi tắm hương sen.

Ngoài ra còn có 2 vòi nước để tưới cây và 1 chậu rửa nhà bếp.

- Áp lực tối thiểu của mạng lưới cấp nước ngoài phố là 10m

- Áp lực tối đa của mạng lưới cấp nước ngoài phố là 18m

- Tiêu chuẩn dùng nước đô thị loại 1 là 150 (l/người.ngđ)

Yêu cầu:

1 Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước cho công trình

2 Tính toán lưu lượng nước cấp cho công trình

3 Chọn đồng hồ đo nước cho công trình (theo lưu lượng tính toán)

Bài Tập 1:

Xác định lưu lượng nước tính toán cho một ngôi nhà ở gồm 48 hộ trong mỗi hộ có một chậu rửa tay, một chậu rửa mặt, một vòi tắm hương sen, một xí có thùng rửa Biết tiêu chuẩn dùng nước 100 l/người.ngày.

2 Công trình công cộng

Gồm các loại sau:

- Nhà trẻ mẫu giáo

- Bệnh viện đa khoa

- Cơ quan hành chính

- Cửa hàng

- Trường học

- Các cơ quan giáo dục

- Bệnh viện

- Nhà an dưỡng, điều dưỡng

- Khách sạn, nhà ở tập thể

N

q    0 2Với N < 1 thì q=0.2N

q Lưu lượng tính toán (l/s)

N: Tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh theo bảng 5

α: Hệ số phụ thuộc vào chức năng của ngôi nhà lấy theo bảng 6

Các loại nhà công cộng

đa khoa

CQ h chính, cửa hàng,, nhà ở tập thể có vệ sinh riêng

Trường học, cơ quan giáo dục

Bệnh viện chuyên khoa, nhà an dưỡng, điều dưỡng, trại thiếu nhi

Khách sạn, nhà ở tập thể, vệ sinh chung

Các phòng đặc biệt

Bảng 6: Hệ số 

Bài tập áp dụng:

Xác định lượng nước tính toán cho một nhà trẻ mẫu giáo, biết rằng ở khu vệ sinh có bố trí 10 hố xí có thùng rửa, 5 chậu rửa tay, 5 chậu rửa mặt, 5 chậu tắm và 5 chậu tiểu

3 Các công trình đặc biệt khác

Gồm vệ sinh các nhà khán giả, luyện tập thể thao, nhà ăn tập thể, cửa hàng ăn uống, xí nghiệp chế biến thức ăn, tắm công cộng, các phòng sinh hoạt xí nghiệp

100

q: Lưu lượng nước tính toán (l/s)

qo: Lưu lượng nước tính toán cho 1 dụng cụ vệ sinh (l/s) (bảng 5)

n: Số dụng cụ vệ sinh cùng loại

a: Số % hoạt động đồng thời của các dụng cụ vệ sinh, lấy theo bảng 7

Bài tập áp dụng:

Xác định lưu lượng nước tính toán cho một cửa hàng ăn uống có 10 hố xí có thùng rửa, 10m máng tiểu, 4 chậu rửa mặt

Loại dụng cụ vệ sinh

Khu vệ sinh rạp chiếu bóng, hội trường, câu lạc bộ, cung thể thao

Rạp hát, rạp xiếc

Nhà ăn tập thể, của hàng ăn uống, xí nghiệp ăn uống

Phòng sinh hoạt của xí nghiệp

 Chọn đường kính ống:

- Đối với đường ống chính, ống đứng: 0.5 <vchon <1.5 (m/s)

- Đối với các đường kính ống nhánh, ống dẫn nước sản xuất và trong trường hợp chữa cháy vận tốc tối đa có thể cho phép lên tới v<2.5 (m/s)

- Khi tổng số đương lượng N<20 có thể chọn đường kính theo bảng 8

Bảng 8: Chọn đường kính ống cấp nước khi N<20

4 Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước

 Công thức tính toán áp lực cần thiết

H ct = H hh + H đh + H tth + H sd

Trong đó:

- Hct : Áp lực cần thiết của ngôi nhà (m)

- Hhh: Độ cao hình học đưa nước lên, tính từ chỗ lấy nước đến

dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất (m)

- Hđh: Tổn thất áp lực qua đồng hồ (m) Hđh  1.52m

- Htth: Tổng tổn thất áp lực trên đường ống và thiết bị vệ sinh

theo tuyến bất lợi nhất (m)

- Hsd: Aùp lực sử dụng ở dụng cụ vệ sinh được chọn theo tiêu

chuẩn (bảng 5)

Htth = hl + hcb

+ hl : Tổng tổn thất áp lực đường ống ma sát theo chiều

dài của các tuyến ống tính toán

+ hcb: Tổng tổn thất cục bộ

Bài tập áp dụng:

Một khách sạn xây dựng tại trung tâm Tp.HCM Cao 10 tầng, mỗi tầng gồm 8 phòng Mỗi phòng đều có các thiết bị vệ sinh giống nhau (1 vòi tắm hoa sen, 1 hố xí có bình xả tự động, 1 tiểu có bình xả tự động, 1 lavabo, 1 vòi nước).

Ngoài ra còn có 1 vòi tưới để rửa sân, tưới cây.

-Áp lực tối thiểu của mạng lưới cấp nước ngoài phố là 10m.

-Áp lực tối đa của mạng lưới cấp nước ngoài phố là 25m.

- Tổng chiều dài đường ống cấp nước tuyến bất lợi 40m

Xác định:

a Sơ đồ hệ thống cấp nước cho công trình.

b Chọn đồng hồ đo nước cho công trình (theo lưu lượng tính toán)

c Xác định đường kính ống cấp nước dẫn nước vào công trình

d Tính áp lực cần thiết cho công trình.

5 Tính toán và chọn lựa máy bơm

Nếu bơm nước trực tiếp từ đường ống bên ngoài có áp lực thường xuyên bảo đảm Hbđ thì độ cao bơm nước của máy bơm sẽ là:

Hb = Hct - Hbđ

Trong đó:

Hb: Aùp lực máy bơm

Hbđ: Aùp lực bảo đảm thường xuyên của đường ống thành phố

Phương pháp chọn máy bơm.

Muốn chọn máy bơm phải biết hai chỉ tiêu căn bản sau:

- Lượng nước bơm Qb tính bằng m3/h hay l/s

- Độ cao bơm nước Hb hay áp lực cột nước cuả máy bơm tính bằng m

Ví dụ: Chọn máy bơm cho một ngôi nhà biết rằng Qb=5l/s, Hb=20m.

Số vòng quay

n v/ph

Công suất

N, KW Hiệu

suất máy bơm

%

Độ cao hút nước chân không cho phép

H0, m

Đường kính Trọng

lượng máy bơm không kể động cơ kg

m 3 /h l/s

Trên trục máy bơm Nb

Động

cơ điện

Nđ

Bánh

xe công tác D

Oáng hút Oáng đẩy

1 ½ K6 146 1.63.9 20.314 2900 0.71.0 1.7 4453 6.66.0 128 40 32 25

1 ½ K6a 13.55 1.43.8 11.216 2900 0.60.9 1.7 3850 6.56.1 115 40 32 25 2K6

2KM6 1030 2.88.3 34.524 2900 1.83.0 4.5 50.663.5 8.75.7 162 50 40 28.82K6a 1030 2.85.3 23.520 2900 1.21.6 2.8 54.561.1 8.79.7 148 50 40 28.8

2K9 1122 6.13 17.521 2900 1.21.6 2.8 5666 8.06.4 129 50 40 27

2K9a 1021 2.85.8 16.813.2 2900 0.81.2 1.7 5463 8.16.6 118 50 40 27

3K6 3070 19.58.3 44.562 2900 13.99.4 1420 54.463 7.74.7 218 80 50 92

3K6a 3065 8.318 4530 2900 6.48.8 1014 59.555 7.55.3 192 80 50 92

6 Vị trí và chiều cao két nước

- Két nước thường được bố trí ở hầm mái hay trên mái nhà Chiều cao két được

chọn trên cơ sở bảo đảm áp lực để đưa nước tới các dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất khi nước từ két xuống

- Trường hợp đường ống chính ở bên dưới người ta thường thiết kế đường ống lên xuống két có đường kính bằng nhau nhằm vận chuyển được lưu lượng nước tính toán lớn nhất

- Chiều cao hình học của két

Hhhk  Hhh + Htth + Hsd

Hhhk: Chiều cao hình học của két nước

Hhh : Chiều cao hình học của vòi nước bất lợi nhất

Htth : Tổn thất áp lực trên đường ống đến điểm bất lợi nhất

Hsd : Áp lực sử dụng của vòi nước bất lợi nhất Vòi nước và dụng cụ vệ sinh

thông thường chọn 2m, vòi rửa hố xí và tắm hương sen chọn 3m (bảng 5)

1

5 6

Két nước

3

Hhh K: Chiều cao hình học của két nước

Hhh: Chiều cao hình học của vòi nước bất lợi nhất

Hsd: Áp lực sử dụng của vòi nước bất lợi nhất

Hình32: Sơ đồ xác định chiều cao hình học của két

6 Tính dung tích két nước

a Theo kinh nghiệm:

-Có máy bơm

+ Khi máy bơm mở tự động dung tích két nước Wkn không được nhỏ hơn 5% lưulượng nước ngày đêm Qng.đ tính cho ngôi nhà

+ Trong các ngôi nhà nhỏ, lượng nước dùng ít có thể cho phép Wkn lên tới 100%Qng.đ

50 Không có máy bơm:

+ Đối với nhà trong khu vực mà mạng lưới cấp nước thành phố không đảm bảothường xuyên thì dung tích két 50-100%Qng.đ

Áp dụng cho máy bơm mở tự động tính theo công thức sau:

)

( 2

3

m n

Q

kn 

Qb: Lượng nước bơm m3/h của giờ dùng nước lớn nhất trong ngày

n: Số lần mở máy bơm trong một giờ (1-6 lần)

b Theo chế độ mở máy bơm (đối với các công trình lớn):

7 Tính dung tích bể chứa nước (dành cho các công trình lớn)

Vùng nước thiếu

A

B A

12 8

6 4 2 0

Vùng nước thừa

  26

max

bs tth

cc

cc dtr W W W

Wdtrcc : Thể tích bể nước dự trữ

Wcc : Thể tích nước chữa cháy trong 3 giờ

Wtthmax :Thể tích nước tiêu thụ

Wbs : Thể tích nước bổ sung

W tth max

W tth: Dung tích tiêu thụ phục vụ Sh, Sx, CC trong 3 giờ

Phần bể xây dựng

Sơ đồ minh họa cơng thức 26 xác định dung tích bể dự trữ