Đồ án cấp thoát nước trong công trình thiết kế cho trường học loại 4 nhiệm vụ thiết kế hệ thống cấp nước lạnh,cấp nước nóng,thoát nước bẩn,thoát nước mưa cho công trìn

Trường học có 6 tầng,tính sơ bộ được áp lực cần thiếtáp lực cần thiết để đảm bảo đưa nước đến mọi thiết bị vệ sinh trong nhà là: H = 8 + 4.4 – 1= 20mct Hngmin là áp lực đường ống cấp nướ

ĐỒ ÁN CẤP THOÁT NƯỚC TRONG CÔNG TRÌNH

Nguyễn Văn Phượng 62HK2 164862

 Thiết kế cho trường học - loại 4

 Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh,cấp nước nóng,thoát nước bẩn,thoát nước mưa cho công trình

 Khối lượng thiết kế:

1 Mặt bằng cấp thoát nước khu vực nhà,TL 1:500

2 Mặt bằng cấp thoát nước các tầng nhà,TL 1:100

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,TL 1:500

5 Mặt cắt dọc đường ống thoát nước sân nhà

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

7 Thuyết minh tính toán và khái toán không khí

 Các số liệu cần thiết để thiết kế:

1 Mặt bằng các tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh

2 Kết cấu nhà: Trường học – bê tông cốt thép

3 Số tầng nhà: 4 tầng

4 Chiều cao mỗi tầng: H= 3,27m

5 Chiều cao tầng hầm: H = 0h

6 Chiều dày mái nhà: 0,6m

7 Chiều cao hầm mái: 1m

8 Cao độ nền nhà tầng 1: 12m

9 Cao độ sân nhà: 25m

10 Áp lực ở đường ống nước bên ngoài: ban ngày: 12m; ban đêm: 20m

11 Đường kính ống cấp nước bên ngoài: 50mm

12 Độ sâu chôn ống cấp nước bên ngoài: 1m

13 Số người sử dụng nước trong công trình: 500 người

14 Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: điện cục bộ

15 Hình thức sử dụng nước nóng: dùng vòi trộn

16 Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: hệ thống chung, không có trạm xử lý nước thải tập trung

17 Đường kính ống thoát nước bên ngoài: 50mm

18 Độ sâu chôn ống thoát nước bên ngoài: 3m

19 Những đặc điểm cần chú ý: cần xử lý cục bộ nước thải sinh hoạt của công trình

I- TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

A- CẤP NƯỚC LẠNH

1 Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước

Trường học có 6 tầng,tính sơ bộ được áp lực cần thiết(áp lực cần thiết để đảm bảo đưa nước đến mọi thiết bị vệ sinh trong nhà) là: H = 8 + 4.(4 – 1)= 20mct

Hngmin là áp lực đường ống cấp nước bên ngoài ban ngày, Hngmin= 12m

Do H > Hct ngmin=> sơ đồ hệ thống cấp nước phải sử dụng két nước do áp lực đường ống cấp nước bên ngoài không đảm bảo cấp nước liên tục cho mọi thiết bị vệ sinh Để đảm bảo nước được cấp thường xuyên và không bị mất nước trong quá trình sử dụng ta có các phương án như sau:

 Phương án 1: Dùng hệ thống cấp nước có két nước và trạm bơm

Hệ thống này áp dụng trong trường hợp áp lực đường ống cấp nước bên ngoài thường xuyên không đảm bảo hoặc hoàn toàn không đảm bảo đưa nước tới các thiết bị vệ sinh trong nhà

- Ưu điểm: cấp nước cho mọi khu vực có điều kiện bất lợi nhất trong các giờ không đảm bảo

- Nhược điểm: tiêu tốn điện năng,gây sụt áp khu vực xung quanh,hệ thông quản lý phức tạp,phụ thuộc chủ yếu vào máy bơm.Trong thực tế phương pháp này ít dùng

 Phương án 2: Dùng hệ thống cấp nước có bể chứa – trạm bơm – két nước

Hệ thống này áp dụng trong trường hợp áp lực đường ống cấp nước bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo và quá thấp,đồng thời lưu lượng nước cũng không đầy đủ (đường kính ống bên ngoài nhỏ)

- Ưu điểm: khả năng cấp nước đảm bảo,ổn định cấp nước cho các thiết bị.

- Nhược điểm: nếu bơm trực tiếp từ đường ống bên ngoài thì sẽ ảnh hưởng đến việc

dùng nước của khu vực xung quanh, tốn diện tích xây dựng bể chứa, nếu lưu lượng cấp nước lớn phải xây dựng bể chứa lớn, ảnh hưởng đến mỹ quan công trình Chi phí đầu tư lớn

 Phương án 3: Dùng hệ thống cấp nước phân vùng

Hệ thống này áp dụng trong trường hợp đường ống cấp nước bên ngoài đảm bảo không thường xuyên hoặc hoàn toàn không đảm bảo cấp nước tới mọi thiết bị vệ sinh trong nhà

Áp dụng cho nhà nhiều tầng (trên 5 tầng)

- Ưu điểm: tận dụng được áp lực đường ống cấp nước bên ngoài cho một số tầng

dưới theo sơ đồ đơn giản)

- Nhược điểm: phải xây dựng thêm hệ thống đường ống chính cho các tầng ở vùng

trên

Chọn phương án 3,dùng hệ thống cấp nước phân vùng cho trường học 6 tầng; phân vùng cấp nước như sau:

+ Vùng 1: do áp lực đường ống cấp nước bên ngoài Hng = 12m đảm bảo cấp nước đầy

đủ cho 1 tầng Chọn vùng 1 gồm tầng dưới Sơ đồ hệ thống cấp nước tự chảy

+ Vùng 2: 3 tầng trên Sử dụng sơ đồ hệ thống cấp nước bể chứa – két nước – trạm bơm

2 Vạch tuyến và bố trí mạng lưới đường ống cấp nước trong nhà

Mạng lưới cấp nước bên trong nhà bao gồm đường kính ống,các ống đứng,ống nhánh dẫn nước đến các thiết bị vệ sinh trong nhà Khi thiết kế hệ thống cấp nước bên trong nhà

việc đầu tiên là vạch tuyến đường ống cấp nước cho ngôi 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 nhỏ nhất

+ Dễ gắn chắc ống với kết cấu của nhà

+ Thuận tiện,dễ dàng cho quản lý: kiểm tra,sửa chữa đường ống,đóng mở van

- Một số quy tắc khi bố trí đường ống:

+ Không cho phép đặt ống qua phòng ở,hạn chế việc đặt ống sâu dưới nền nhà

+ Các ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh,thường đặt độ dốc i= 0,002 ÷ 0,005 về phía ống đứng cấp nước để dễ dàng xả nước trong ống khi cần thiết

+ Các ống đứng nên đặt ở góc tường nhà; mỗi ống nhánh không nên phục vụ quá 5 đơn

vị dùng nước và không dài quá 5m

+ Đường chính ống đứng cấp nước có thể đặt ở mái nhà,hầm mái hoặc tầng trên cùng + Đường ống chính phía dưới có thể bố trí ở tầng hầm hoặc nền nhà tầng 1

+ Đa số các ngôi nhà có cấp nước được bố trí theo dạng mạng lưới cụt Khi hư hỏng,sửa chữa có thể ngừng cấp nước trong một thời gian ngắn

3 Xác định lưu lượng tính toán

a) Lưu lượng nước cấp

Lưu lượng nước trung bình ngày đêm của công trình:

Q ng.đ = , (l/ng.đ)

Trong đó:

+ q – tiêu chuẩn dùng nước, q= 20(l/ng.đ)

+ N – số người sử dụng nước trong công trình, N= 500 người

Vậy lưu lượng nước trung bình ngày đêm là:

Q ng.đ = = = 10(m3/ng.đ)

b) Lưu lượng nước tính toán nước cấp cho toàn công trình

Mục đích:chọn đường kính ống,đồng hồ đo nước và máy bơm

Để việc tính toán sát với thực tế và đảm bảo cung cấp nước được đầy đủ thì lưu lượng nước tính toán phải xác định theo số lượng,chủng loại thiết bị vệ sinh bố trí trong nhà Tất cả lưu lượng nước của các thiết bị vệ sinh được quy về đương lượng đơn vị Đối với trường học (công trình công cộng),lưu lượng nước tính toán được xác định như sau:

q tt = 0,2α , (l/s)

Trong đó: qtt: lưu lượng nước tính toán,l/s

α: hệ số phụ thuộc vào chức năng ngôi nhà (tra bảng 1.7,trang 41-giáo trình cấp thoát nước công trình); α= 1,8

N: tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán;

N= n x k (với n: số thiết bị vệ sinh; k: trị số đương lượng tương ứng ,tra bảng 1.3,trang 37-giáo trình cấp thoát nước công trình)

Bảng 1- Tổng số đương lượng các thiết bị vệ sinh

sinh Trị số đương lượng Số lượng Đương lượng

Vậy lưu lượng tính toán của công trình là: q tt = 0,2α.= 0,2.1,8.= 1,97(l/s)

4 Chọn đồng hồ đo nước

Theo tính toán ở trên,lưu lượng cho toàn trường học là: q = 1,97(l/s)= 7,1(mtt 3/h)

- Chọn đồng hồ đo nước dựa trên cơ sở thỏa mãn 2 điều kiện sau:

Q ngđ ≤ Q đtr

Trong đó:

Qngđ: lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà, m/ngđ;

Qđtr: lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ đo nước, m3/h;

Ngoài ra,có thể dựa vào lưu lượng tính toán q của ngôi nhà để chọn đồng hồ đo nước.tt

Q min ≤ q ≤ Q tt max

Dựa vào bảng 1.1,trang 19-giáo trình cấp thoát nước trong công trình,từ các điều kiện

trên ta chọn đồng hồ:

Loại tuốc bin(trục ngang) BB80 có: Q = 0,7(l/s), Q = 22(l/s), Q = 250(mmin max đtr 3/h) Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước có thể xác định theo công thức sau:

H đh = S.Q tt 2 , m Trong đó:

Qtt: lưu lượng nước tính toán, l/s

S: sức kháng của đồng hồ đo nước phụ thuộc vào loại đồng hồ; được lấy theo

bảng 1.2,trang 20-giáo trình cấp thoát nước trong nhà

Với đồng hồ BB80, S= 2,07.10-3

Hđh= 2,07 10-3.7,12= 0,01 < 1

Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước thỏa mãn điều kiện về tổn thất áp lực Chọn đồng hồ cỡ 80 mm là hợp lý

5 Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước trong nhà

Bao gồm: chọn đường kính ống, chọn vận tốc nước chảy trong ống hợp lý và kinh tế v ≥ vkt, xác định tổn thất áp lực trong các đoạn ống thuộc tuyến ống chính để tính H và b

a) Chọn đường kính cho từng đoạn ống

Đường kính ống được chọn theo vận tốc kinh tế v , vận tốc kinh tế thường được lấy như kt sau:

- Đối với đường ống chính và ống đứng: v= 0,5 ÷ 1,5 m/s

- Đối với các ống nhánh (cấp nước sinh hoạt và cấp nước chữa cháy): v ≤ 2,5 m/s b) Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống và cho tuyến tính toán bất lợi nhất

Tổn thất dọc đường trên các đoạn ống của hệ thống cấp nước trong nhà được tính toán theo công thức: h dd = i.l , m

Recommandé pour toi Suite du document ci-dessous

Trong đó:

i: tổn thất đơn vị (tổn thất áp lực trên 1m chiều dài đoạn ống), m;

l: chiều dài đoạn ống cần tính toán, m;

Tổn thất cục bộ h = (20 ÷ 30)% hcb dd

Ta tính toán theo vận tốc hợp lý,trong nhà ta lấy v= 0,5 ÷ 1,5m/s

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) cuối cùng cộng tổng cho từng vùng và toàn mạng lưới Các nhánh khác ta không cần tính toán mà chỉ cần chọn theo kinh nghiệm dựa vào tổng số đương lượng của đoạn tính toán

Tài liệu tra cứu:sách các bảng tính toán thủy lực-Ths.Nguyễn Thị Hồng

- Tính toán thủy lực cho tuyến ống chính và ống đứng bất lợi nhất

- Tuyến bất lợi nhất được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian

B1-B2-B3-B4-B5-B6-B7-B8-B9-B10-B11

Bảng 2 - Tính toán thủy lực vùng 2

STT Đoạn

ống tính

toán

Số thiết bị vệ

sinh Tổng số đương

lượng

Lưu lượng tính toán q

Đường kính ống D

Vận tốc trong ống V

1000.i Chiều dài đoạn ống l

Tổn thất dọc đường h= i.l (m)

2.29

Kiến trúc máy tính - MARS

Kiến trúc máy tính - MARS Tutorial

TEST-2 - k có mô tả

Quiz 1 Question nancial management nancial

management nancial management

34

21

4

3

ống tính

toán

Chậu

rửa Xí Tổng sốN [l/s]Q [mm]D [m/s]V 1000i [m]L h=i.l [m]

Bảng 3 Tính toán thủy lực ống nhánh

c) Tính toán áp lực cần thiết của công trình

Tính áp lực cần thiết của vùng 2

Áp lực cần thiết được xác định theo công thức:

= H + H + ∑h + h + H , hh đh dd cb td (m) Trong đó:

+ H : Trên cao theo chiều thẳng đứng từ thiết bị vệ sinh bất lợi nhất đến đường ống cấp hh nước bên ngoài, (m)

Cốt nền nhà tầng 1 là 0,5m; cốt sân nhà là 0,5m; và độ sâu chôn ống là 1 m

Hhh= 1+ (0,5 – 0,5) + 3.3,27 + 0,5= 11,31m

+ H : Tổn thất qua đồng hồ đo nước, mđh

+ ∑h : Tổn thất dọc đường theo chiều dài ốngdd

+ h : Tổn thất cục bộ trên đường cb

+ H : Áp lực tự do ở đầu thiết bị vệ sinh; H (xí)= 1m, H (rửa)= 2mtd td td

- Áp lực cần thiết của vùng 2 là :

Hct= 11,31+ 0,2 + 2,16 + 0,2 x 2,16 + 2= 16,102 m

6 Tính toán bể chứa

- Dung tích bể chứa được xác định theo công thức sau:

W BC = W + W đh cc 3h , (m )3 Trong đó:

+ W – dung tích điều hòa của bể,tính toán dựa vào lưu lượng nước tiêu thụ của công đh

trình; W = (1 ÷ 3)Q , lấy W = Q = 10 (mđh ng.đ đh ng.đ 3/ng.đ)

+ W – lưu lượng nước dự trữ để chữa cháy trong 3h cho một đám cháy của công trình.cc3h Wcc3h= 2,5.3.3600= 27000 (l)= 27 (m )3

Vậy có dung tích bể chứa: W BC = W + W đh cc = 10 + 27= 37(m )

Chọn bể có W BC = 40 m bể có kích thước là 5 x 4 x 2 m3 ,

Bể chứa làm bằng vật liệu bê tông cốt thép hoặc gạch

7 Xác định dung tích két nước và chiều cao đặt két nước

a) Dung tích két nước

Két nước chỉ phục vụ cho vùng 2 – 3 tầng trên

 Dung tích két nước được xác định như sau:

W k = k.(W + W đh cc 10’ ) , (m )3 Trong đó:

+ W – dung tích điều hòa của két nước, mđh 3

+ Wcc10’ – dung tích chữa cháy trong 10 phút, m3

+ k – hệ số dự trữ kể đến chiều cao xi phông và phần cặn lắng ở đáy két nước, k= 1,2 ÷ 1,3; lấy k= 1,2

- Wđh: Thể tích điều hòa két nước xác định theo chế độ hoạt động của máy bơm.

- Dung tích điều hòa két nước đối với công trình có lắp đặt trạm bơm và két

nước ( máy bơm tự động ) thì ta chọn W dh ≥ 5% Qngd Vậy, ta chọn

W dh = 10% Qngd = 1 ( m )3

Wcc10’: dung tích chữa cháy trong 10 phút, thiết kế với mỗi két nước phải dự trữ được lượng nước chữa cháy cho 1 vòi 2,5 l/s hoạt động Mỗi đơn nguyên nhà phải có 1 vòi nước chữa cháy hoạt động tạm thời,lưu lượng nước ở đầu vòi phun nước chữa cháy là 2,5 l/s, do đó trong 5 phút tổng lượng yêu cầu là:

Wcc = 2,5.10.60= 750 (l)= 1,5 (m )3

Vậy dung tích két nước là: W k = k.(W + W )= 1,2.(1 + 1,5)= đh cc 3(m )3

 Kích thước két nước: l x b x h= 3 x 1 x 1

b) Chiều cao đặt két

HK = Htd + H + Hcb +HÆ

Trong đó + Tổn thất áp lực từ TBVS bất lợi nhất đến két

H = 2,16 ( m)

+ Áp lực tự do của TBVS bất lợi nhất : Htd = 2,0 ( m )

+ Tổn thất áp lực cục bộ trên tuyến ống:

Hcb = ( 25 ÷ 30 ) % H →Hcb = 2,16× 30%= 0,648( m) Cao độ của TBVS bất lợi nhất trên sơ đồ cấp nước:

HÆ = 3,27.3+0.5+0,5=10,81 ( m)

HK td =H + H + Hcb +HÆ= 2 + 2,16 + 0,648 + 10.81 = 15,618 ( m)

Trong đó, chiều cao Trường Học là 13,58 m, chiều cao hầm mái là 1m Vì vậy, két nước

sẽ được đặt cao hơn mái một đoạn là 1,038 mđể có thể thao tác & hoạt động khi cần thiết

và đủ áp lực cần thiết để đưa nước đến TBVS bất lợinhất

B- CẤP NƯỚC CHỮA CHÁY

Hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường gồm các bộ phận sau:

- Mạng lưới đường ống: đường ống chính, đường ống đứng

- Các hộp chữa cháy, thường đặt cách sàn tính đến tâm hộp là 1,25m, hộp có dạng hình chữ nhật có kích thước 620 x 856 mm, bố trí lẩn trong tường, bên ngoài hộp

là lưới mắt cáo hoặc kính mờ có sơn chữ CH Bên trong hộp chữa cháy có bố trí van chữa cháy nối với ống đứng, có khớp nối đặc biệt để móc nối nhanh chóng với ống vải gai và vòi phun với van chữa cháy

Ống vải gai tráng cao su, dài 10 ÷ 20m, có đường kính 50 mm

Vòi chữa cháy là ống hình nón cụt một đầu có đường kính bằng đường kính ống vải gai,đầu kia nhọn có đường kính d=13,16,19 và 22 mm

Hộp chữa cháy thường đặt những chỗ dễ nhìn như cầu thang,hành lang Khoảng cách theo chiều ngang của các hộp chữa cháy phụ thuộc vào chiều dài ống vải gai,đảm bảo cho 2 vòi phun chữa cháy của 2 hộp chữa cháy có thể gặp nhau được

1 Lựa chọn sơ đồ và vạch tuyến hệ thống chữa cháy

- Hệ thống cấp nước chữa cháy kết hợp với hệ thống cấp nước lạnh Các vòi chữa cháy được đặt trong các hộp chữa cháy và được đặt ở phía ngoài hành lang đi lại

- Theo số liệu cho thì áp lực bên ngoài lớn nhất là 11(m) nhỏ so với áp lực yêu cầu cho việc cấp nước chữa cháy cho trường học 6 tầng Vì vậy ta không thể dùng nước cấp trực tiếp từ mạng lưới để cấp cho chữa cháy mà ta phải dùng bơm chữa cháy

- Chọn hệ thống cấp nước chữa cháy trực tiếp mỗi tầng 2 vòi và nước được đưa lên bằng 1 ống đứng đường kính mỗi ống là 70 (mm) Dùng vòi chữa cháy bằng vải tráng cao su có đường kính là 50 (mm), chiều dài là 20m

- Theo QCVN 4513:1988 với trường học ta có số vòi hoạt động đồng thời là 2 vòi và lưu lượng của mỗi vòi là 2,5 (l/s)

2 Tính toán hệ thống cấp nước chữa cháy thông thường

a Tính toán ống đứng cấp nước chữa cháy

- Lưu lượng của một vòi phun chữa cháy Q = 2,5 l/s

- Chiều dài ống đứng tính từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là:

= 3.27 ×4 + 1 25 =14,33 m

 Tổn thất trên đoạn ống đứng

Hđ = 14,33x69,6/1000 = 1(m )

Ta chọn ống đứng như sau:

Bảng 4: Thông số ống đứng cấp nước chữa cháy

- Theo TCVN hộp chữa cháy đặt ở độ cao 1,25m so với mặt sàn nhà

b Tính toán ống ngang trên mặt đất:

+ Vì số vòi hoạt động đồng thời là 1 nên lưu lượng tổng là 2.5 l/s Tra bảng tính toán thủy lực chọn D = 70 mm; v = 0.72 m/s; 1000i = 20.3

+ Chiều dài đoạn ống từ trạm bơm tới vị trí ống đứng xa nhất:

Ln = 14,33 m + Tổn thất trên đoạn ống ngang trên mặt đất:

H = 14,33 20.3/1000 = 0.3 m1

- Tổn thất trên toàn bộ hệ thống cấp nước chữa cháy là:

ΣH = 0.3 + 1 = 1.3 m