THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ
KHÁI QUÁT VỀ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Mục đích và yêu cầu của môn học Đồ án cấp thoát nước công trình;
- Các tài liệu cần thiết khi thiết kế đồ án cấp thoát nước công trình;
- Các tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng;
- Nội dung, trình tự thiết kế, tiến độ thực hiện.
1.1.1 Mục đích Để hoàn thành và nắm vững môn học Cấp thoát nước trong nhà và công trình song song với việc học lý thuyết trên lớp, sinh viên phải thực hiện đồ án: “Thiết kế hệ thống cấp thoát nước trong nhà và công trình”.
Thiết kế đồ án môn học giúp sinh viên nắm vững lý thuyết đã học và kết hợp sáng tạo giữa lý thuyết và thực tiễn Qua đó, sinh viên sẽ làm quen và tôn trọng các quy chuẩn, tiêu chuẩn và quy phạm thiết kế nhà nước hiện hành.
Thiết kế hệ thống cấp thoát nước là yếu tố quan trọng để đảm bảo nhu cầu sử dụng nước, vệ sinh và tiện nghi cho công trình Để quản lý và sử dụng hệ thống này hiệu quả, cần tham khảo các mẫu thiết kế điển hình và ứng dụng thiết bị vệ sinh hiện đại Việc sử dụng phần mềm Autocad và Bim trong thiết kế sẽ giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng công trình.
Trước khi bắt tay vào thực hiện đồ án môn học, sinh viên cần nghiên cứu kỹ lưỡng lý thuyết đã học cùng với các bản ghi chép và sổ tay kỹ thuật đã được thu thập để đảm bảo chất lượng và tính chính xác của dự án.
Sinh viên có khả năng thiết kế một hệ thống cấp thoát nước hoàn chỉnh cho các công trình như chung cư, văn phòng, khách sạn, bệnh viện và trường học dựa trên kiến thức thu được từ bài giảng, tham quan và thực tập.
1.2 NHỮNG TÀI LIỆU CẦN THIẾT KHI THIẾT KẾ Để thực hiện nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học, sinh viên được giao các hồ sơ sau: 1.2.1 Bản vẽ kiến trúc
Bản vẽ mặt bằng kiến trúc công trình thể hiện rõ vị trí của công trình, cao trình đường phố, sân vườn và tầng 1 Ngoài ra, mặt bằng cũng chỉ ra vị trí, đường kính và độ chôn của hệ thống đường ống cấp nước cùng cống thoát nước bên ngoài.
Bản vẽ mặt bằng kiến trúc và mặt cắt công trình cung cấp thông tin chi tiết về vị trí các khu vệ sinh, thiết bị vệ sinh, cùng với các kích thước cơ bản như chiều dài, chiều rộng, khoảng cách giữa các cột, cao độ sân nhà, tầng hầm và các tầng của công trình.
1.2.2 Phiếu giao số liệu đồ án
Bài viết có thể trình bày thông tin quan trọng về công năng, chiều cao các tầng, kết cấu và số tầng của công trình Ngoài ra, cần lưu ý số lượng người sử dụng, thời gian sử dụng nước, đường kính và áp suất của hệ thống Thông tin về độ sâu chôn đường ống cấp thoát nước bên ngoài, cũng như điều kiện địa lý và khí hậu khu vực thiết kế cũng rất cần thiết.
1.3 NỘI DUNG YÊU CẦU CỦA ĐỒ ÁN Để hoàn thành đồ án thiết kế hệ thống cấp thoát nước công trình, sinh viên cần hoàn thành các phần sau đây:
Sinh viên cần phải hoàn thành thuyết minh tính toán trong đó thể hiện các nội dung:
+ Phiếu giao nhiệm vụ đồ án được kẹp ở đầu thuyết minh ngay sau trang bìa;
+ Lựa chọn phương án cấp nước sinh hoạt, cấp nước chữa cháy, thoát nước sinh hoạt, thoát nước mưa
+ Xác định lưu lượng cấp nước, thoát nước đầy đủ cho các đối tượng và khu vực trong công công trình;
+ Tính toán thủy lực mạng lưới đường ống cấp thoát nước;
Để tính thể tích của bể chứa nước ngầm, bể tự hoại và két nước, cũng như lựa chọn đồng hồ cấp nước, cần thực hiện các bước cụ thể Phần thống kê vật tư có thể được trình bày dưới dạng hình vẽ hoặc bảng ở cuối phần thuyết minh để dễ dàng theo dõi.
+ Bản vẽ mặt bằng cấp, thoát nước tầng hầm (nếu có), tầng 1;
+ Bản vẽ cấp thoát nước các tầng điển hình;
+ Bản vẽ mặt bằng cấp thoát nước mái;
+ Bản vẽ sơ đồ không gian (hoặc sơ đồ nguyên lý nếu hệ thống phức tạp, khó thể hiện) của hệ thống cấp nước, thoát nước;
+ Bản vẽ chi tiết cấp thoát nước khu vệ sinh, bể chứa nước ngầm, két nước, trạm bơm cấp nước, bể tự hoại,…;
+ Bản vẽ chi tiết lắp đặt đường ống, thiết bị và phụ kiện vệ sinh;
+ Bảng thống kê thiết bị, phụ kiện và đường ống.
Khi thiết kế hệ thống cấp thoát nước cho công trình, cần thực hiện các bước sau: đầu tiên, tiến hành phân tích và lựa chọn phương án cùng sơ đồ cho hệ thống cấp nước lạnh và hệ thống thoát nước.
+ Bước 2 Vạch tuyến đường ống cấp thoát nước bên trong công trình;
+ Bước 3 Vẽ sơ đồ không gian hoặc sơ đồ nguyên lý của hệ thống cấp nước.
+ Bước 4 Xác định lưu lượng nước tính toán cho toàn công trình và từng đoạn ống của mạng lưới cấp nước;
Bước 5 trong quy trình thiết kế mạng lưới cấp nước là tính toán thuỷ lực, dựa vào lưu lượng nước đã được xác định Việc này bao gồm việc chọn đường kính ống phù hợp và xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống, cũng như cho toàn bộ mạng lưới theo tuyến ống có điều kiện bất lợi nhất.
+ Bước 6 Tính toán, lựa chọn đồng hồ cấp nước cho công trình;
+ Bước 7 Xác định áp lực nước cần thiết của công trình;
Để đảm bảo an toàn cho công trình, bước 8 yêu cầu xác định lưu lượng nước và áp lực chữa cháy cần thiết cho hệ thống cấp nước chữa cháy Việc tính toán thủy lực của mạng lưới cũng là một phần quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống này.
+ Bước 9 Tính toán, thiết kế hệ thống cấp nước nóng;
Bước 10 là xác định dung tích bể nước ngầm cần thiết cho sinh hoạt, bể chứa nước ngầm phục vụ cho chữa cháy, và két nước mái Đồng thời, cần lựa chọn máy bơm cấp nước phù hợp để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
+ Bước 11 Tính toán thiết kế hệ thống cấp nước chữa cháy;
+ Bước 12 Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống thoát nước sinh hoạt, thoát nước mưa;
+ Bước 13 Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước, chọn đường kính ống thoát nước trong và ngoài công trình;
+ Bước 14 Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước mưa;
+ Bước 15 Vẽ trắc dọc tuyến ống thoát nước sinh hoạt, thoát nước mưa chung trong công trình;
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG
Mục tiêu chương 2:Sau khi học xong chương này, sinh viên nắm được
- Các quy chuẩn, tiêu chuẩn sử dụng để thiết kế cấp thoát nước công trình;
- Phân tích, lựa chọn phương án và vạch tuyến mạng lưới cấp nước công trình;
Phân tích và lựa chọn phương án cấp nước là bước quan trọng trong việc thiết kế mạng lưới thoát nước công trình Điều này bao gồm việc xây dựng sơ đồ cấp nước, đảm bảo tính hiệu quả và an toàn cho hệ thống Việc xác định phương án tối ưu sẽ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ cấp nước và đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân.
+ Tính toán sơ bộ áp lực nước cần thiết của công trình Hct;
+ Lựa chọn sơ bộ sơ đồ cấp nước;
Cơ sở để lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước dựa vào:
+ Áp lực đường ống cấp nước bên ngoài (trường hợp bất lợi nhất là áp lực thấp nhất);
+ Áp lực cần thiết của công trình xác định sơ bộ theo số tầng công trình;
So sánh áp lực cần thiết của công trình với áp lực lớn nhất và nhỏ nhất của đường ống bên ngoài là bước quan trọng để lựa chọn phương án và sơ đồ hệ thống cấp nước hợp lý Khi quyết định phương án cấp nước, cần chú ý đến chi phí quản lý và vận hành, bao gồm điện năng cho bơm nước, nhằm đảm bảo hiệu quả trong suốt quá trình hoạt động, đồng thời bảo vệ yếu tố kết cấu và mỹ quan của công trình Một sơ đồ cấp nước đơn giản có thể là giải pháp tối ưu trong trường hợp này.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống này không cần máy bơm, két nước hay bể chứa Nước được cung cấp từ đường ống cấp nước bên ngoài, tự chảy vào tất cả các thiết bị vệ sinh nhờ áp lực dư tối thiểu, đáp ứng đủ yêu cầu của từng loại thiết bị.
+ Ưu điểm: Đơn giản, chi phi thấp trong xây dựng và quản lý vận hành.
Nhược điểm của hệ thống cấp nước là sự không an toàn trong việc cung cấp nước Điều này chỉ áp dụng khi áp lực trong đường ống cấp nước bên ngoài công trình luôn đảm bảo, đảm bảo cung cấp nước đến tất cả các thiết bị sử dụng nước, ngay cả trong điều kiện áp lực thấp nhất Hệ thống cấp nước có két nước mái là một giải pháp cần xem xét trong bối cảnh này.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp nước là khi áp lực bên ngoài cao hơn áp lực cần thiết cho công trình, nước sẽ được dự trữ trong két nước để cung cấp cho các thiết bị vệ sinh Trong giờ cao điểm, khi nhu cầu sử dụng nước tăng, áp lực bên ngoài giảm, két nước sẽ tự động cung cấp nước cho các thiết bị Thông thường, đường ống dẫn nước từ két được thiết kế chung với đường ống lên xuống, và cần chọn kích thước ống phù hợp với lưu lượng lớn nhất Đặc biệt, van một chiều được lắp đặt trên đường ống dẫn nước từ két xuống để ngăn nước từ đáy vào két, tránh làm xáo trộn cặn bẩn.
+ Ưu điểm: Đảm bảo an toàn, nước không bị cắt đột ngột, tiết kiệm điện, nhân công quản lý.
Khi dung tích két nước quá lớn, nó có thể ảnh hưởng tiêu cực đến kiến trúc và kết cấu của ngôi nhà Để áp dụng phương pháp này, cần đảm bảo rằng áp lực cần thiết của công trình lớn hơn áp lực tối thiểu và nhỏ hơn áp lực tối đa của đường ống bên ngoài Ngoài ra, sơ đồ cấp nước có trạm bơm mà không có két nước cũng là một lựa chọn cần cân nhắc.
Hệ thống hoạt động dựa trên máy bơm tự động được điều khiển bởi rơ le áp lực và bình điều áp có dung tích nhỏ Khi máy bơm hoạt động, nó cung cấp nước cho các thiết bị và tích trữ nước vào bình điều áp, làm tăng áp lực khí nén bên trong Khi áp lực đạt giá trị cài đặt, rơ le áp lực sẽ ngắt máy bơm Khi máy bơm dừng, nước trong bình điều áp sẽ cung cấp cho thiết bị, và áp lực khí nén giảm dần cho đến khi đạt giá trị cài đặt, lúc này rơ le áp lực sẽ kích hoạt máy bơm hoạt động trở lại.
+ Ưu điểm: Hệ thống nhỏ gọn không phải xây bể chứa (nếu áp lực nước ở đường ống bên ngoài lớn hơn 6 m) và két nước.
Máy bơm tự động có nhược điểm là bình điều áp dung tích nhỏ, dẫn đến việc đóng mở máy bơm thường xuyên, gây hư hỏng các tiếp điểm của rơle và làm máy bơm nhanh chóng hỏng Hệ thống này không an toàn do thiếu thiết bị dự trữ nước, dễ mất nước khi đường ống bên ngoài gặp sự cố Ngoài ra, việc bơm hút trực tiếp từ đường ống có thể ảnh hưởng đến các đối tượng sử dụng nước khác trong cùng mạng lưới Hệ thống này chỉ áp dụng khi áp lực đường ống cấp nước bên ngoài lớn hơn 6m nhưng không đảm bảo cung cấp nước cho các thiết bị trong công trình Máy bơm hoạt động thay cho két nước và có thể được mở theo chu kỳ bằng tay hoặc tự động qua các rơle áp lực hoặc dòng chảy, nhưng thực tế ít được sử dụng.
Nguyên lý hoạt động của máy bơm là cung cấp nước cho các thiết bị vệ sinh và dự trữ cho két nước Máy bơm tự động hoạt động nhờ rơle gắn trên két nước; khi két đầy, máy bơm sẽ ngừng hoạt động, và nước sẽ được cung cấp cho công trình từ két.
Máy bơm có két nước mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm việc hoạt động theo chu kỳ, giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị Ngoài ra, việc dự trữ nước trong công trình cũng đảm bảo cung cấp nước an toàn hơn so với khi không sử dụng két.
Hệ thống bơm hút nước trực tiếp từ đường ống cấp nước bên ngoài có nhược điểm là ảnh hưởng đến kiến trúc và kết cấu công trình, đồng thời gây tác động đến các đối tượng sử dụng nước khác trong cùng mạng lưới Điều kiện áp dụng cho hệ thống này là khi áp lực đường ống cấp nước bên ngoài không đảm bảo nhưng lớn hơn 6m Sơ đồ cấp nước bao gồm bể chứa nước ngầm, trạm bơm và két nước.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là nước từ ống cấp nước bên ngoài chảy vào bể chứa nước ngầm Từ bể chứa, nước sẽ được bơm lên két và sau đó chảy xuống các thiết bị sử dụng nước.
Hệ thống cấp nước này rất an toàn nhờ vào bể chứa và kết nước dự trữ, đồng thời bể chứa nước ngầm còn cung cấp nước chữa cháy cho công trình Việc máy bơm hút nước từ bể chứa giúp duy trì áp lực ổn định cho đường ống bên ngoài.
Hệ thống có nhược điểm là phức tạp, tốn kém và chiếm nhiều diện tích xây dựng hơn so với các hệ thống khác Nó được áp dụng khi áp lực đường ống cấp nước bên ngoài không đảm bảo, có thể nhỏ hơn 6m, hoặc trong các công trình quan trọng cần dự trữ nước để đảm bảo cung cấp an toàn.
Hệ thống trạm bơm và thùng khi ép hoạt động theo nguyên tắc tương tự như máy bơm tự động với bình điều áp, nhưng có dung tích lớn hơn, dẫn đến thời gian giữa hai lần đóng mở máy bơm kéo dài hơn và số lần đóng mở ít hơn Trạm khi ép có thể sử dụng một hoặc nhiều thùng, trong đó trạm khí ép nhỏ chỉ cần một thùng chứa nước ở dưới và không khí ở trên, với màng cao su ngăn cách giữa hai chất Để tạo áp lực cho thùng khí nén, máy nén khí được sử dụng.
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
Mục tiêu chương 3:Sau khi học xong chương này, sinh viên nắm được
- Tính toán được lưu lượng cấp nước lạnh, cấp nước nóng, cấp nước chữa cháy;
- Tính toán thủy lực đường ống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, cấp nước chữa cháy;
- Tính toán các công trình trên hệ thống cấp nước: Bể chứa nước ngầm, két nước, ;
- Tính toán, lựa chọn các thiết bị trong hệ thống cấp nước: Máy bơm, đồng hồ, ….
PHẦN A: HỆ THỐNG CẤP NƯỚC LẠNH
3.1.1 Tính toán lưu lượng cấp nước cho công trình
Khi thiết kế hệ thống cấp nước cho một công trình, cần nghiên cứu và tính toán để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích khác nhau.
Trong đó: q: tiêu chuẩn dùng nước l/s (lấy theo bảng 1, TCVN 4513-1988))
N: số người dùng nước trong công trình
TT Hạng mục Số lượng Tiêu chuẩn LL tính toán
3.1.2 Tính toán lưu lượng trong một giây cho công trình hoặc đoạn ống
Việc xác định lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống và toàn bộ công trình là rất quan trọng để chọn đường kính ống, đồng hồ đo nước và máy bơm phù hợp Để đảm bảo tính toán chính xác và cung cấp đủ nước, lưu lượng nước phải được xác định dựa trên số lượng và loại thiết bị vệ sinh trong ngôi nhà Mỗi thiết bị vệ sinh tiêu thụ một lượng nước khác nhau, vì vậy để đơn giản hóa quá trình tính toán, người ta quy đổi lưu lượng nước của các thiết bị về dạng lưu lượng đơn vị, gọi là đương lượng đơn vị.
“Một đương lượng đơn vị tương ứng với lưu lượng nước là 0.2l/s của một nước chậu rửa có đường kính 15mm, áp lực tự do là 2m”.
Trị số đương lượng của các TBVS có thể lấy theo bảng sau:
Loại dụng cụ vệ sinh Trị số đương lượng
Lưu lượng tính toán (l/s) Đường kính ống nối, mm
Vòi nước, chậu rửa nhà bếp, chậu giặt 1 0.2 15
Vòi nước, chậu rửa mặt (lavapo) 0.33 0.07 10 ÷ 15
Vòi nước âu tiểu 0.17 0.035 10 ÷ 15 Ống nước rửa máng tiểu cho 1m 0.3 0.06
Vòi nước thùng rửa hố xí 0.5 0.1 10 ÷ 15
Vòi trộn ở chậu tắm đun nước nóng cục bộ 1 0.2 15
Vòi trộn nước nóng lạnh của bồn tắm dùng nước nóng tập trung 1.5 0.3 15
Vòi rửa hố xí (Không có thùng rửa) 6 ÷ 7 1.2 ÷ 1.4 25 ÷ 32
Chậu vệ sinh nữ cả vòi phun 0.35 0.07 10 ÷ 15
Một vòi tắm hương sen đặt theo nhóm 1 0.2 15
Một vòi tắm hương sen đặt trong phòng riêng của từng căn nhà ở 0.67 0.14 15
Vòi nước ở chậu rửa tay phòng thí nghiệm 0.5 0.1 10 ÷ 15
Vòi nước ở chậu rửa phòng thí nghiệm 1 0.2 15
Trong thực tế, có nhiều loại công trình với đặc điểm sử dụng nước khác nhau, do đó lưu lượng nước tính toán được áp dụng theo công thức cụ thể Đối với nhà ở gia đình, bao gồm cả chung cư, việc xác định lưu lượng nước cần thiết là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
Trong đó a : hệ số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước cho 1 người trong 1 ngày lấy theo bảng 9 TCVN 4513:1988
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.
Các trị số đại lượng a phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước
Bảng 9 ( TCVN 4453:1998) Tiêu chuẩn dùng nước
N: Tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống cần tính toán.
Trị số hệ số K phụ thuộc vào trị số N Bảng 10 ( TCVN 4453:1998)
Trị số K 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 b) Công trình công cộng:
Lưu lượng tính toán cho các công trình công cộng như cơ quan hành chính, trụ sở, nhà trọ, khách sạn, nhà ở tập thể, ký túc xá, nhà trẻ, trường học, cơ quan giáo dục, bệnh viện và trại thiếu nhi được xác định theo một công thức cụ thể.
0 N l s q Trong đó q : Lưu lượng tính toán trong một giây (l/s)
N là tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh trong công trình hoặc đoạn ống tính toán Hệ số α phụ thuộc vào chức năng cụ thể của từng công trình, được xác định theo TCVN 4513:1988, đặc biệt đối với các công trình đặc thù.
Lưu lượng tính toán cho nhu cầu sinh hoạt trong các công trình đặc biệt, như nhà sản xuất, phòng sinh hoạt xí nghiệp, gian khán giả, công trình thể dục thể thao, xí nghiệp ăn uống công cộng và nhà tắm công cộng, được xác định theo một công thức cụ thể.
Lưu lượng tính toán nước trong một giây (l/s) được xác định bởi công thức q = n * q0 * β, trong đó n là số thiết bị vệ sinh cùng loại, q0 là lưu lượng nước của một thiết bị dùng nước tương tự, và β là hệ số hoạt động không đồng thời của các thiết bị, được lấy theo tiêu chuẩn TCVN.
3.2.1 Chọn đường ống cấp nước vào công trình Đường kính ống dẫn vào chọn theo lưu lượng tính toán cho công trình Khi chưa có lưu lượng tính toán có thể lấy sơ bộ:
+ Các ngôi nhà một hoặc hai tầng: d2-50mm
+ Các ngôi nhà có khối tích trung bình: d ≥ 50mm
+ Các ngôi nhà có lưu lượng > 1000 m 3 /ngày: du-100mm
+ Với các nhà sản xuất, có thể lấy d 0-300mm hoặc lớn hơn.
3.2.2 Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống a) Lựa chọn đường kính ống:
Sau khi tính toán được lưu lượng, ta tiến hành tính toán thủy lực cho từng đoạn ống theo công thức sau:
Trong đó q : Lưu lượng tính toán trong một giây (l/s); d : đường kính ống (mm); v : vận tốc nước chảy trong ống (m/s)
Chọn đường kính thỏa mãn vận tốc kinh tế vkt= 0,5 - 1,5 (m/s)
Tốc độ nước chảy trong đường ống thép cấp nước sinh hoạt bên trong nhà, theoTCVN 4513:1988, không vượt quá các trị số sau:
+ Ống nhánh nối với các thiết bị vệ sinh 2,5 m/s;
+ Trường hợp nước dùng cho nhu cầu sản xuất, tốc độ nước trong ống chính và ống đứng không vượt quá 1,2m/s;
+ Trường hợp ống đứng phân phối nước từ trên xuống, chọn đường kính theo vận tốc lớn hơn vận tốc kinh tế và không lớn hơn 2,5 m/s;
Trong trường hợp thiết bị chữa cháy tự động hoạt động với tốc độ không quá 10 m/s, nếu tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh từ 20 trở xuống, đường kính ống cấp nước có thể được xác định theo TCVN 4513:1988 Đồng thời, cần tính toán tổn thất thủy lực theo chiều dài đoạn ống để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Công thức tính: h = i.L (m) trong đó: h: Tổn thất thủy lực theo chiều dài (m); i: Tổn thất chiều dài đơn vị;
Tổn thất thủy lực chiều dài đơn vị của ống được xác định bằng công thức i = A.q², trong đó i đại diện cho tổn thất chiều dài đơn vị và q là lưu lượng qua đoạn ống tính toán, được đo bằng đơn vị 1/s.
A: Hệ số sức cản đơn vị, phụ thuộc vào đường kính ống.
Tổn thất áp lực cục bộ trong mạng lưới cấp nước bên trong nhà có thể lấy sơ bộ bằng 20 đến 30% tổng tổn thất dọc đường.
Tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước trong nhà thường áp dụng cho mạng lưới cụt Đối với mạng lưới vòng, cần tính tổn thất áp lực cho từng nửa vòng theo hai chiều nước chảy Nếu sai số tổn thất giữa hai nửa vòng nhỏ hơn 5%, thì đạt yêu cầu; nếu không, cần điều chỉnh lưu lượng hoặc thay đổi đường kính ống và thực hiện tính toán lại cho đến khi đạt tiêu chuẩn.
Khi thiết kế hệ thống cấp nước trong công trình, áp lực tự do ở các thiết bị vệ sinh tại các tầng khác nhau sẽ không đồng nhất, dẫn đến lưu lượng nước ở các thiết bị tầng dưới thường lớn hơn tầng trên Tình trạng này có thể gây ra hiện tượng thừa nước ở các tầng dưới và thiếu nước ở các tầng trên Để khắc phục, cần điều chỉnh áp lực dư ở các thiết bị vệ sinh tầng dưới nhằm đảm bảo áp lực tự do và lưu lượng nước giữa các tầng gần như bằng nhau Một số biện pháp hiệu quả bao gồm sử dụng van điều chỉnh ở đầu các ống nhánh, thay đổi đường kính ống nhánh, hoặc lắp đặt rông đen giảm áp tại các bộ ba đầu ống nhánh ở mỗi tầng, tùy thuộc vào mức độ áp lực dư thừa để chọn kích thước phù hợp.
Khi tính toán thủy lực, đối với ống chính phía dưới, vận tốc được chọn bằng vận tốc kinh tế (v = vkt) Ngược lại, với ống chính phía trên, cần chọn đường kính ống đứng có vận tốc lớn hơn vận tốc kinh tế, nhưng phải nhỏ hơn vận tốc phá hoại ống Việc sử dụng vận tốc lớn hơn vận tốc kinh tế (v > Vkt) giúp giảm đường kính ống và tăng tổn thất áp lực trong hệ thống, từ đó khử áp lực dư và phân phối nước đều trong công trình.
3.3 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN ĐỒNG HỒ ĐO NƯỚC
Khi lựa chọn đồng hồ đo nước, cần xem xét khả năng vận chuyển của từng loại, được biểu thị bằng lưu lượng đặc trưng tính bằng m³/h, với điều kiện tổn thất áp lực qua đồng hồ là 10 m Việc chọn đồng hồ đo nước phải đảm bảo tuân thủ công thức liên quan đến lưu lượng và áp lực.
Qngđ: Lưu lượng nước ngày đêm của công trình (m 3 /ngđ);
Qđtr: Lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ đo nước (m 3 /h).
Để chọn đồng hồ nước phù hợp, cần dựa vào lưu lượng tính toán q (1/s) của công trình, đảm bảo lưu lượng này nằm giữa giới hạn trên và dưới của đồng hồ Giới hạn dưới q (1/s) là lưu lượng nhỏ nhất, khoảng 6-8% lưu lượng trung bình, còn được gọi là độ nhạy của đồng hồ; nếu lưu lượng nước nhỏ hơn giới hạn này, đồng hồ sẽ không hoạt động Giới hạn trên q (l/s) là lưu lượng lớn nhất cho phép, chiếm khoảng 45-50% lưu lượng đặc trưng của đồng hồ.
Qmin < Qtt < Qmax trong đó:
Qmin: Lưu lượng khởi động của đồng hồ (l/s);
Qtt: Lưu lượng nước tính toán của công trình chảy qua đồng hồ (l/s); Qmax:Lưu lượng lớn nhất cho phép qua đồng hồ (l/s).
Bảng tra cỡ, lưu lượng và đặc tính của đồng hồ đo nước
Loại đồng hồ Cỡ đồng hồ
Lưu lượng đặc trưng (m 3 /ng.đ)
Lưu lượng cho phép (l/s) qmax qmin
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC
Mục tiêu chương 4:Sau khi học xong chương này, sinh viên nắm được
- Tính toán được lưu lượng thoát nước thải sinh hoạt, lưu lượng thoát nước mưa;
- Tính toán thủy lực đường ống đứng, ống nhánh thoát nước thải; ống thoát nước mưa;
- Tính toán các công trình, lựa chọn thiết bị trên hệ thống thoát nước: Bể tự hoại, máy bơm, ;
A HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI SINH HOẠT
4.1 TÍNH TOÁN THỦY LỰC HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC
Tính toán mạng lưới thoát nước trong công trình bao gồm việc xác định lưu lượng nước thải và thực hiện tính toán thủy lực để lựa chọn đường kính ống cùng các thông số vận hành của hệ thống thoát nước.
4.1.1 Xác định lưu lượng nước thải tính toán
Lưu lượng nước thải trong công trình phụ thuộc vào số lượng thiết bị vệ sinh và chế độ hoạt động của chúng Tại các nhà sản xuất, lưu lượng nước thải còn phụ thuộc vào tiêu chuẩn thải nước của từng loại sản xuất Để xác định lưu lượng nước thải của từng đoạn ống, cần biết lưu lượng nước thải từ các thiết bị vệ sinh chảy vào đoạn ống đó, với lưu lượng nước thải lớn nhất được tính toán cho từng loại thiết bị khác nhau.
Lưu lượng thoát nước trong các ống đứng được tính bằng công thức: qth = qc + qdc max (l/s), trong đó qth là lưu lượng nước thải tính toán (l/s), qc là lưu lượng nước cấp tính toán theo công thức cấp nước trong nhà (l/s), và qdc max là lưu lượng nước thải của thiết bị vệ sinh với lưu lượng thoát nước lớn nhất (l/s) Việc tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước công trình là một bước quan trọng trong thiết kế hệ thống thoát nước hiệu quả.
Tính toán thủy lực mạng lưới nhằm xác định đường kính ống, độ dốc, độ đầy và tốc độ nước chảy trong ống Tốc độ tối thiểu trong ống phải đạt 0,7 m/s để đảm bảo cọ sạch, trong khi tốc độ tối đa cho phép là 4 m/s đối với ống không kim loại và 8 m/s đối với ống kim loại Tuy nhiên, tốc độ cao có thể gây ra nguy cơ hư hại cho ống Đối với ống đứng thoát nước, đường kính cần phải đồng nhất theo chiều cao, và kích thước của ống đứng được xác định dựa trên lưu lượng nước thải cùng với góc nối giữa ống nhánh và ống đứng.
4.2 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỤC BỘ
Dung tích các bể tự hoại được tính theo công thức :
Wb: Tổng thể tích bể tự hoại (m3);
Wn: Thể tích phần chứa nước của bể (m3), xác định theo công thức:
N: Tổng số người mà bể phục vụ; q: Tiêu chuẩn xả vào bể tự hoại một ngày (m3); Sơ bộ có thể chọn 30- 60l/người.ngày đêm với bể chỉ tiếp nhận nước thải đen, và 100- 150l/người.ngàyđêm đối với bể tiếp nhận cả nước thải đen và xám;
Wc: Thể tích cặn của bể (m3), được tính theo công thức :
Với : a : lượng cặn trung bình của 1 người thải ra trong 1 ngày từ 0.5 ÷ 0.8l/người.ngày, chọn a = 0.5 l/người.ngày
T: Thời gian giữa 2 lần lấy cặn : 180 ngày.
Độ ẩm của cặn tươi vào bể là 95%, trong khi cặn đã lên men có độ ẩm là 90% Hệ số giảm thể tích của cặn khi lên men là 0.7, tương ứng với việc giảm 30% Bên cạnh đó, hệ số cần thiết để giữ lại một phần cặn đã lên men khi hút cặn là 1.2, với tỷ lệ phần trăm cặn để lại là 0%.
N: số người sử dụng bể
B HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA
4.3 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG THOÁT NƯỚC MƯA
Hệ thống thoát nước mưa trên mái bao gồm các thành phần chính như máng thu nước mưa (sê nô), lưới chắn rác, phễu thu, ống nhánh (ống treo), ống đứng, ống xả, mương hở, cống thoát nước sân và giếng kiểm tra Những bộ phận này hoạt động cùng nhau để đảm bảo việc thu gom và dẫn nước mưa một cách hiệu quả, ngăn ngừa tình trạng ngập úng và bảo vệ cấu trúc mái.
Lưu lượng nước mưa trên diện tích mái được tính theo công thức :
F : Diện tích thu nước ( diện tích mái )
Hệ số K được xác định là 2, trong khi q5 đại diện cho cường độ mưa (l/s.ha) được tính cho khu vực có thời gian mưa 5 phút và chu kỳ vượt quá cường độ tính toán 1 năm, theo TCVN 4474-1987 Phần này sẽ trình bày cách tính toán thủy lực cho ống thoát nước mưa.
+ Số lượng ống đứng thu nước mưa cần thiết xác định theo công thức:
- nôđ: Số lượng ống đứng ( ống);
- Q: Lưu lượng tính toán nước mưa trên mái (l/s)
- qôđ: Lưu lượng tính toán của 1 ống đứng thu nước mưa, lấy theo bảng 9 TCVN
+ Tính toán chọn đường kính ống thoát nước ngang (nối chân các ống đứng) với độ đầy ≤ 0.8
THỐNG KÊ VẬT TƯ, KHÁI TOÁN CHI PHÍ CÔNG TRÌNH
Mục tiêu chương 5:Sau khi học xong chương này, sinh viên nắm được
- Thống kê được khối lượng vật tư: đường ống, phụ kiện và thiết bị cấp nước, thoát nước;
Giá trị đầu tư xây lắp công trình được xác định dựa trên khối lượng vật tư được thống kê hoặc thông qua tập suất đầu tư công trình do Bộ Xây dựng ban hành.
5.1 THỐNG KÊ VẬT TƯ, PHỤ KIỆN VÀ THIẾT BỊ
Sau khi thực hiện tính toán thủy lực cho mạng lưới, chúng ta cần thể hiện hệ thống ống cấp nước và thoát nước trên mặt bằng cùng với sơ đồ không gian Qua đó, chúng ta xác định được chiều dài, đường kính ống và số lượng phụ kiện, thiết bị cần thiết Đồng thời, lập bảng thống kê vật tư và phụ kiện cho từng hạng mục như cấp nước lạnh, cấp nước nóng, cấp nước chữa cháy và thoát nước, bao gồm các loại ống, tê, co, lơi, van, …
5.2 KHÁI TOÁN CHI PHÍ CÔNG TRÌNH
5.2.1 Khái toán theo khối lượng đường ống, phụ kiện, thiết bị và công trình liên quan
Khái toán chi phí xây lắp hệ thống cấp thoát nước bao gồm chi phí cho mạng lưới đường ống, phụ kiện, thiết bị và các công trình liên quan như bể chứa nước ngầm, két nước mái, trạm bơm, bể tự hoại Để tính toán chi phí, cần sử dụng đơn giá thực tế tại thời điểm tính toán cho địa phương nơi thực hiện xây lắp công trình.
5.2.2 Khái toán giá trị xây lắp theo suất vốn đầu tư xây dựng công trình
Suất vốn đầu tư xây dựng là chi phí cần thiết tính theo đơn vị diện tích, thể tích, chiều dài hoặc công suất của công trình theo thiết kế.
Suất vốn đầu tư trung bình được công bố cho toàn quốc, tuy nhiên khi áp dụng cho các công trình ở từng vùng cụ thể, cần sử dụng hệ số điều chỉnh tương ứng với vùng đó.
Suất vốn đầu tư bao gồm các khoản chi phí như chi phí xây dựng, chi phí thiết bị, chi phí quản lý dự án, chi phí tư vấn đầu tư xây dựng, cùng với một số khoản mục chi phí khác và thuế giá trị gia tăng áp dụng cho các chi phí này.
BẢN VẼ THIẾT KẾ
ĐƯỜNG NÉT TRONG BẢN VẼ
1 Các loại nét vẽ và các áp dụng:
Nét vẽ trong bản vẽ kỹ thuật được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 8-20:2002 (ISO 128-20:1996), trong đó nêu rõ nguyên tắc chung về biểu diễn và quy ước cơ bản cho các bản vẽ.
2 Nét vẽ trong bản vẽ (AutoCAD):
Trong bản vẽ bộ môn Nước sử dụng 5 loại nét vẽ cơ bản như trong bảng.
Nhóm cực mảnh Nét mảnh Nét thường Nét đậm Nét rất đậm
Nét vẽ chuẩn được quy định cho bản vẽ A1 với tỷ lệ 1/100, và có thể điều chỉnh cho phù hợp với các kích thước bản vẽ khác.
Nét vẽ sẽ được qui định cụ thể cho từng layer.
3 Tỉ lệ trong bản vẽ:
Theo yêu cầu và mức độ thể hiện trong bản vẽ, các tỷ lệ thông thường được quy định như sau: Mặt bằng toàn thể trong phạm vi xây dựng công trình sử dụng tỷ lệ 1/100, 1/200, 1/300, 1/500, 1/1000; Mặt bằng, mặt cắt và mặt đứng công trình áp dụng tỷ lệ 1/100, 1/150, 1/200; Các chi tiết được thể hiện với tỷ lệ 1/10, 1/20, 1/25, 1/50.
Các bản vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ không gian… được phép không dùng tỉ lệ.
Mỗi hình vẽ cần được ghi rõ tên và tỉ lệ tương ứng Nếu bản vẽ chỉ sử dụng một tỉ lệ duy nhất, tỉ lệ này sẽ được ghi ở khung tên của bản vẽ.
4 Kích thước trong bản vẽ:
Trong bản vẽ, các kích thước được sử dụng đơn vị milimét (mm), trong khi đối với các bản vẽ liên quan đến hạ tầng, kích thước có thể được quy đổi sang mét (m).
Trong các trường hợp sử dụng các đơn vị khác nêu trên, thì phải có ghi chú rõ ràng trong bản vẽ.
Kích thước của một hình vẽ phải đầy đủ, rõ ràng và bao giờ cũng phải có kích thước tổng quát.
5 Kiểu chữ và con số trong bản vẽ:
Kiểu chữ, chiều cao và độ rộng của chữ cùng con số trong bản vẽ, bao gồm tiêu đề bản vẽ, tiêu đề chi tiết và chỉ dẫn, được quy định rõ ràng trong bảng dưới đây.
STT Loại chỉ dẫn Font Độ rộng
1 Tiêu đề chính của bản vẽ, Times New
2 Tiêu đề chi tiết, tên bản vẽ, số bản vẽ
3 Các tiêu đề phụ, tỷ lệ bản vẽ… Times New
4 Ghi chú, chỉ dẫn, text trong bản vẽ Times New
Qui định áp dụng cho tỉ lệ bản vẽ 1/100, và sẽ được điều chỉnh tương ứng với các tỉ lệ khác Các ghi chú và chỉ dẫn trong phần Kiến trúc của bản vẽ cần được chuyển đổi kiểu chữ để đảm bảo tính thống nhất với các quy định đã nêu.
ĐẶT LỚP (LAYER), MÀU SẮC, NÉT VẼ VÀ ĐỘ RỘNG NÉT VẼ
Màu (Colour) Nét vẽ Nội dung thể hiện Độ rộng nét vẽ
Depoints 8 Continuous Vẽ các nét không thể hiện khi in
Architect 8 Continuous Phần kiến trúc 0.15 0.13
1CN 4 Continuous ống cấp nước lạnh 0.45 0.40
1NS 132 dashdot ống cấp nước uống được 0.40 0.35
1CNB 4 Continuous ống bơm cấp nước 0.45 0.40
1CC 1 Hidden2 (5x) ống cấp nước chữa cháy 0.40 0.35
1NN 1 dashed ống cấp nước nóng 0.40 0.40
1HNN 30 Dasdot ống tuần hoàn nước nóng 0.25 0.25
1TN 6 Center 2 ống thoát nước tắm, rửa, giặt 0.45 0.40
(5x) ống thoát nước xí, tiểu 0.45 0.40
1TM 5 Phantom3 ống thoát nước mưa 0.40 0.35
1TH 2 Divide (X2) ống thông hơi 0.30 0.25
1TNB 6 Center 2 ống bơm thoát nước 0.45 0.4
1TB 15 Center 2 ống thoát nước bếp 0.35 0.35
1TBN 11 Continuous Thiết bị Nước 0.20 0.20
1Ga 10 Continuous Hố ga thoát nước 0.20 0.20
1Text-N 3 Continuous Chữ thể hiện phần Cấp thoát nước 0.25 0.22
1Hatch-N 9 Continuous Vật liệu Cấp thoát nước 0.10 0.10
1Dim-N 12 Continuous Kích thước Cấp thoát nước 0.15 0.15
1-N 12 Continuous Nét mảnh Cấp thoát nước 0.18 0.15
CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG BẢN VẼ
1 Ký hiệu chữ viết tắt
Ký hiệu Nội dung Ghi chú
CN ống cấp nước lạnh
NS ống cấp nước uống được
CNB ống bơm cấp nước
CC ống cấp nước chữa cháy
NN ống cấp nước nóng
HNN ống tuần hoàn nước nóng
TN ống thoát nước tắm, rửa, giặt
TP ống thoát nước xí, tiểu
TM ống thoát nước mưa
TH ống thông hơi thoát nước
THB ống thông hơi bể tự hoại
TNB ống bơm thoát nước
TB ống thoát nước bếp
HB ống thông hơi thoát nước bếp
G Hố ga thoát nước sinh hoạt
M Hố ga thoát nước mưa
2 Ký hiệu nét và thiết bị