Giới thiệu công trình Đặc điểm công trình Đây là công trình nhà ở gia đình 3 đơn nguyên tại Hà Nội. Một số thông số thiết kế cơ bản được cho như bảng sau: Đặc điểm thiết kế công trình Số tầng nhà 5 tầng Chiều cao mỗi tầng 3,3 m Chiều cao hầm mái 2,5 m Chiều dày mái nhà 0,6 m Cốt nền nhà tầng 1 9,5 m Cốt sàn nhà 8,5 m áplực đường ống cấp nước bên ngoài Ban ngày 12 m Ban đêm 16 m khối lượng thiết kế 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. tính toán hệ thống cấp nước 1. Tính toán hệ thống cấp nước lạnh 1.1. Chọn sơ đồ hệ thống cấp nước lạnh Căn cứ vào số liệu trên ta thấy: Nhà ở gia đình 5 tầng có yêu cầu cột áp là 24 (m). Với áp lực đường ống ở ngoài nhà ban ngày là 12 (m), ban đêm là 16 (m) như vậy chỉ có thể cung cấp nước liên tục cho các tầng 1và 2 còn tầng 3 thì ban đêm mới có nước, các tầng còn lại áp lực không bao giờ đủ áp lực để cấp nước. Do đó chắc chắn trong sơ đồ phải có trạm bơm, két nước. Tuy nhiên khi bơm thì trong đường ống sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp nên khi bơm nước lên tầng trên thì vào giờ cao điểm tầng 2 vẫn có thể không đủ áp lực yêu cầu. Thêm vào đó áp lực đường ống cấp nước bên ngoài là 12 (m) vào ban ngày, trị số này lớn hơn điều kiện phải xây dựng bể chứa nước là áp lực đường ống ngoài 5 (m), lại cũng không nhỏ hơn áp lực yêu cầu 24 (m) ở tầng trên cùng nhiều, đồng thời đường kính đường ống cấp nước bên ngoài 150 (mm) là khá lớn nên có thể bơm trực tiếp từ đường ống cấp nước thành phố vào nhà được. Do đó tốt nhất ta sử dụng phương án sau: Dùng hệ thống cấp nước có két nước, trạm bơm và chỉ có một vùng, hoạt động của hệ thống như sau: Vào các giờ cao điểm, máy bơm bơm nước trực tiếp từ mạng lưới đường ống cấp nước Thành phố tới các thiết bị vệ sinh và đưa nước lên két nước để dự trữ. Vào các giờ dùng nước ít, nước dự trữ từ két xuống cung cấp cho các thiết bị vệ sinh. 1.2 Vạch tuyến hệ thống cấp nước lạnh
Trang 1Giới thiệu công trình Chọn sơ đồ cấp thoát nớc
Giới thiệu công trình
Đặc điểm công trình
Đây là công trình nhà ở gia đình 3 đơn nguyên tại Hà Nội Một số thông số thiết kế cơ bản đợc cho nh bảng sau:
Đặc điểm thiết kế công trình
Chiều cao mỗi tầng 3,3 m Chiều cao hầm mái 2,5 m Chiều dày mái nhà 0,6 m Cốt nền nhà tầng 1 9,5 m Cốt sàn nhà 8,5 m
áplực đờng ống cấp nớc bên ngoài
khối lợng thiết kế
Khối lợng thiết kế
Bao gồm các công tác sau đây:
1 Mặt bằng cấp thoát nớc khu vực nhà
2 Mặt bằng cấp thoát nớc các tầng nhà
3 Sơ đồ không gian hệ thống cấp nớc lạnh, cấp nớc nóng, thoát nớc bẩn
4 Mặt bằng và sơ đồ hệ thống thoát nớc ma trên mái
5 Mặt cắt dọc đờng ống thoát nớc ngoài nhà
6 Thiết kế kỹ thuật một vài công trình trong hệ thống
7 Thuyết minh tính toán và khái toán kinh tế
Trang 2tính toán hệ thống cấp nớc
1 Tính toán hệ thống cấp nớc lạnh
1.1 Chọn sơ đồ hệ thống cấp nớc lạnh
Căn cứ vào số liệu trên ta thấy:
Nhà ở gia đình 5 tầng có yêu cầu cột áp là 24 (m)
Với áp lực đờng ống ở ngoài nhà ban ngày là 12 (m), ban đêm là 16 (m) nh vậy chỉ
có thể cung cấp nớc liên tục cho các tầng 1và 2 còn tầng 3 thì ban đêm mới có nớc, các tầng còn lại áp lực không bao giờ đủ áp lực để cấp nớc Do đó chắc chắn trong sơ đồ phải có trạm bơm, két nớc
Tuy nhiên khi bơm thì trong đờng ống sẽ xảy ra hiện tợng sụt áp nên khi bơm nớc lên tầng trên thì vào giờ cao điểm tầng 2 vẫn có thể không đủ áp lực yêu cầu Thêm vào
đó áp lực đờng ống cấp nớc bên ngoài là 12 (m) vào ban ngày, trị số này lớn hơn điều kiện phải xây dựng bể chứa nớc là áp lực đờng ống ngoài 5 (m), lại cũng không nhỏ hơn áp lực yêu cầu 24 (m) ở tầng trên cùng nhiều, đồng thời đờng kính đờng ống cấp nớc bên ngoài 150 (mm) là khá lớn nên có thể bơm trực tiếp từ đờng ống cấp nớc thành phố
vào nhà đợc
Do đó tốt nhất ta sử dụng phơng án sau:
Dùng hệ thống cấp nớc có két nớc, trạm bơm và chỉ có một vùng, hoạt động của hệ thống nh sau:
Vào các giờ cao điểm, máy bơm bơm nớc trực tiếp từ mạng lới đờng ống cấp nớc Thành phố tới các thiết bị vệ sinh và đa nớc lên két nớc để dự trữ Vào các giờ dùng nớc
ít, nớc dự trữ từ két xuống cung cấp cho các thiết bị vệ sinh
1.2 Vạch tuyến hệ thống cấp nớc lạnh
Căn cứ vào mặt bằng và sơ đồ cấp nớc đã chọn ta vạch tuyến mạng lới cấp nớc trong nhà nh hình vẽ dới đây
Trang 35000
8000
1118
Trang 4801
Dới đây là sơ đồ tính toán thuỷ lực đờng ống cấp nớc trong nhà:
Trang 51.3 TÝnh to¸n hÖ thèng cÊp níc l¹nh
1.3.1 TÝnh to¸n lu lîng níc cÊp
Trang 6Dới đây là bảng thống kê các thiết bị vệ sinh trong nhà.
STT Tên thiết bị Số lợng
(cái)
Trị số đơng lợng một
thiết bị (N)
Tổng số đơng lợng tính toán
2 Tắm hơng sen 60 0,67 40,2
3 Vòi rửa tay 60 0,33 19,8
Lu lợng nớc trung bình ngày đêm của công trình:
Qngđ =
1000
N
q
trong đó:
q : Tiêu chuẩn dùng nớc, q = 150 (l/ng.ngđ)
N : Số dân sống trong khu nhà (số ngời sử dụng nớc trong nhà), N= 380 (ngời)
Do đó: Qngđ =
1000
380
150
= 57 (m 3 /ngđ)
1.3.2 Tính toán thuỷ lực mạng lới cấp nớc lạnh
a) Tính toán l u l ợng cho từng đoạn ống
Dựa vào công thức:
qtt= 0,2a N KN (l/s)
trong đó:
qtt : Lu lợng tính toán cho từng đoạn ống
a : Hệ số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nớc nhà, với nhà ở gia đình có tiêu
chuẩn dùng nớc 150 (l/ng.ngđ) chọn đợc a=2,15
N : Tổng đơng lợng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán
K : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tổng số đơng lợngN, với N < 300 => K= 0,002
b) Các b ớc tính toán thủy lực mạng l ới đ ờng ống
Khi tính toán thủy lực mạng lới đờng ống cấp nớc ta phải dựa trên cơ sở vận tốc
kinh tế (v = 0,51,5 m/s) Với nhà cao tầng ta cần có biện pháp khử áp lực d ở các tầng dới, điều này có thể đạt đợc bằng một trong các cách đó là giảm kích thớc đờng ống
(đồng nghĩa với việc tăng vận tốc nớc trong ống) Tuy nhiên với công trình nhà ở gia
đình 5 tầng thì ta không cần quan tâm nhiều đến vấn đề khử áp lực d, do đó ta tính toán
đờng ống chủ yếu căn cứ vào vận tốc kinh tế nh nêu ở trên
Việc tính toán thủy lực gồm các công tác:
1 Xác định đờng kính ống cấp nớc căn cứ vào lu lợng tính toán và vận tốc kinh tế
Trang 72 Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống theo tuyến bất lợi nhất.
3 Tìm ra Hct cho nhà và Hb để chọn máy bơm
Tuyến tính toán đợc vạch ra là:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 B M (Mạng)
Ghi chú: ở đây, khi tính toán ta xét đến một số quy ớc nh sau:
1 Chỉ xét đến các ống nối giữa các công trình và đờng ống phân phối nớc tới các thiết
bị dùng nớc mà không quan tâm đến bố trí trong bản thân nhóm thiết bị nh 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 nớc max
bơm cấp nớc cho các thiết bị vệ sinh, khi các thiết bị vệ sinh dùng không hết thì n ớc lên két.
Số liệu tính toán đợc thể hiện ở các bảng dới đây
Trang 9Vậy tổng dung tích két nớc là:
Wk = 1,15 (8,55 + 2,25) = 22,123 (m 3 ) 22 (m 3 )
Két đợc đặt ở trên lồng cầu thang để tận dụng chiều cao và bề rộng t ờng nhà, mỗi
đơn nguyên nhà đặt một két, tổng số két nớc là 3, thiết kế két nớc có dung tích 7,5 (m 3 )
với các kích thớc cơ bản sau:
Wk = Bk Lk Hk = 2,5 2,0 1,5 = 7,5 (m 3 )
Thực tế thiết kế két nớc phải để lại một khoảng hở giữa mực nớc cao nhất đến đỉnh két nên chiều cao xây dựng của két là hdp = 1,7 (m).
Vậy kích thớc két là 2,5 2,0 1,7 m3
b) Cao độ đặt két n ớc
Cao độ đặt nớc đợc tính theo công thức:
Hk = A
td
trong đó:
td
h : áp lực tự do tại điểm A, là áp lực tại đầu vòi tắm hơng sen, lấy A
td
h = 3 (m)
(bảng 1) ta có hA K = 0,288 + 0,225 = 0,513 (m)
HA : Cao độ của điểm A trên sơ đồ cấp nớc, HA = 9,5 + 4 3,3 + 1,8 = 24,5 (m)
Do đó: Hk = 3 + 0,513 + 24,5 = 28,013 (m) 28 (m)
1.3.5 Xác định áp lực cần thiết của máy bơm
áp lực cần thiết của bơm là áp lực để có thể đa nớc từ điểm lấy nớc (mạng lới đờng
ống Thành phố) đến đỉnh két nớc 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 nớc đờng phố đến vị trí đặt két,
nó chính bằng cao độ đặt két, hhh = 28 (m)
hđh : Tổn thất áp lực qua đồng hồ, Hđh = 0,2122 (m)
h : Tổng tổn thất áp lực trên đờng ống từ két đến mạng, theo bảng tính toán
thuỷ lực ta có h = 0,690 (m)
hcb : Tổn thất cục bộ, lấy bằng 25%h = 0 , 690
100
25
= 0,1725 (m)
hln : Chiều cao lớp nớc cao nhất trong két, hln = 2 (m)
htd : áp lực tự do ra khỏi miệng vòi, lấy htd = 1,0 (m)
Bom
H = 28 + 0,2122 + 0,690 + 0,1725 + 2 + 1 = 32,0745 (m)
Vậy chọn hai máy bơm , một công tác, một dự trữ có lu lợng và cột áp nh sau:
HBơm = 32 (m)
QBơm = 2,83 (l/s)
Trang 102 Tính toán hệ thống cấp nớc nóng
2.1 Chọn sơ đồ hệ thống cấp nớc nóng
Đối với hệ thống cấp nớc nóng, do hình thức sử dụng nớc nóng dùng vòi trộn, nguồn cấp nhiệt cho hệ thống là điện cục bộ nên sơ đồ cấp nớc nóng có nồi đun nớc nóng, đờng ống dẫn từ nồi đến điểm dùng nớc để hoà trộn với nớc lạnh
Nớc nóng đợc đun bằng điện và hình thức sử dụng là vòi trộn nên việc tính toán
n-ớc nóng đơn giản
Mỗi phòng đặt một bình đun lấy nớc trực tiếp từ vòi cấp nớc lạnh và sẽ có một vòi dẫn nớc nóng xuống trộn với vòi nớc lạnh để dùng
2.2 Tính toán chọn thiết bị đun
2.2.1 Xác định lợng nhiệt tiêu thụ ngày đêm
Lợng nhiệt tiêu thụ ngày đêm đợc xác định theo công thức:
nhà ngd
W = qn ( tn – t1 ) N
trong đó:
qn : Tiêu chuẩn dùng nớc nóng đơn vị, qn = 60 (l/ng đ )
tn : Nhiệt độ nớc nóng yêu cầu, tn = 650C
t1 : Nhiệt độ nớc lạnh, t1 = 200C
N : Số ngời đợc phục vụ, N = 380 (ngời ) Kh = 2,7
Do đó: nhà
ngd
W = 60 (65 20) 380 = 1026000 ( Kcal/ng đ)
3.2.2 Xác định lợng nhiệt giờ lớn nhất
Lợng nhiệt tiêu thụ giờ max đợc xác định theo công thức:
nhà max giờ
24
) t t ( q N
trong đó:
Kh : Hệ số không điều hòa dùng nớc nóng, Kh= 2,7
max giờ
24
) t t ( q N
Kh n n 1
= 2790720 ( Kcal/h)
Công suất thiết bị đun nóng bằng điện đợc xác định theo công thức:
Nđ =
864
Wgiờnhàmax
=
95 , 0 864
2790720
= 3400 (KW)
(Với = 0,95 là hiệu suất của thiết bị đun nớc nóng)
Theo cách bố trí thiết bị trên mặt bằng ta có số thiết bị đun nớc nóng trong toàn bộ
ngôi nhà là 30 (cái) nên công suất của một thiết bị đun bằng điện là:
TB dun
30
3400
113 (KW)
Nhiệt trở R của thiết bị đun khi dùng điện xoay chiều là:
R =
3 2
TB dun
cos 3 I
N
Trang 11trong đó:
dun
N : Công suất thiết bị đun, KW
I: Cờng độ dòng điện, A, từ công thức P = UIcos I =
9 , 0 220
115
= 0,58
R: Điện trở của thiết bị,
R =
3 2
cos 3 I
115
= 245,5 ()
Dung tích thiết bị là:
QTB =
30
N
=
30
380
60
= 760 (l)
Từ R chọn đợc đờng kính, chiều dài cần thiết của dây maixo, đồng thời dựa vào công suất và lu lợng thiết bị, tra Catalog sẽ chọn đợc thiết bị đun nóng cần thiết
Trang 14801
Trang 15Sơ đồ mạng không gian hệ thống thoát nớc trong nhà lới thoát nớc trong nhà đợc thể hiện nh hình vẽ dới đây.
Trang 161.2 Tính toán hệ thống thoát nớc
Sơ đồ mạng lới thoát nớc trong nhà đợc thể hiện nh hình vẽ dới đây
Nớc thải sinh hoạt đợc đa ra mạng lới thoát nớc sân nhà theo 2 tuyến cống, hai tuyến này tập trung ở giữa tại giếng G3 và đổ ra giếng GT trên mạng lới thoát nớc Thành phố
Tuyến tính toán mạng lới thoát nớc sinh hoạt là G1 G2 G3 GT
1.2.1 Tính ống đứng và ống nhánh thoát nớc chậu tắm rửa, xí
a) Tính ống nhánh
Chọn đờng kính ống theo cấu tạo, do ở đoạn ống có xí nên phải lấy đờng kính ống tối thiểu là 80 mm, đặt ống với độ dốc i = 0,055
b) Tính ống đứng
Lu lợng ống đứng thoát nớc tắm rửa:
qth = qc + dc
max
q
trong đó:
qth : Lu lợng nớc thải tính toán, (l/s)
qc : Lu lợng nớc cấp tính toán theo công thức nớc cấp trong nhà, (l/s)
dc
max
q : Lu lợng nớc thải của dụng cụ vệ sinh có lu lợng nớc thải lớn nhất của đoạn
ống tính toán lấy theo bảng, (l/s)
Có: qc = 0,2a N KN (l/s)
N = (0,67 + 0,5 + 0,33) 5 = 7,5
qc = 0,22,157 , 5 0 , 002 7 , 5 = 0,525 (l/s)
dc max
q = 1,4 (l/s)
Do đó: qth = 0,525 + 1,4 = 1,925 (l/s)
Tuy nhiên do tuyến ống có xí nên chọn ống đứng có đờng kính D = 100 và theo kinh nghiệm với nhà 5 tầng, lu lợng nớc thải không lớn đờng ống này chắc chắn đảm bảo thoát nớc
1.2.2 Tính ống đứng và ống nhánh thoát nớc chậu giặt, rửa bếp
a) Tính ống nhánh
Chọn đờng kính ống theo cấu tạo, do ở đoạn ống không có xí nên lấy đờng kính ống thoát là 50 mm, đặt ống với độ dốc i = 0,055
b) Tính ống đứng
Lu lợng ống đứng thoát nớc tắm rửa:
qth = qc + dc
max
q
trong đó:
qth : Lu lợng nớc thải tính toán, (l/s)
qc : Lu lợng nớc cấp tính toán theo công thức nớc cấp trong nhà, (l/s)
dc
max
q : Lu lợng nớc thải của dụng cụ vệ sinh có lu lợng nớc thải lớn nhất của đoạn
ống tính toán lấy theo bảng, (l/s)
Trang 17Có: qc = 0,2a N KN (l/s)
N = (1,0 + 1,0) 5 = 10,0
qc = 0,22,1510 , 0 0 , 002 10 , 0 = 0,604 (l/s)
dc max
q = 1,0 (l/s)
Do đó: qth = 0,604 + 1,0 = 1,604 (l/s)
Do tuyến ống không có xí nên chọn theo cấu tạo ống đứng có đờng kính D50 để thoát nớc là thoả mãn điều kiện và yêu cầu thoát nớc thải sinh hoạt
1.3 Tính toán mạng lới thoát nớc sân nhà
Việc tính toán mạng lới thoát nớc sân nhà sau khi đã thiết kế tuyến ống là tính toán lu lợng, chọn đờng kính ống thoát, độ đầy, độ sâu chôn cống sân nhà
Lu lợng nớc tính toán cho từng đoạn ống:
Theo theo công thức:
qth = qc + dc
max
q
trong đó:
qth : Lu lợng nớc thải tính toán, (l/s)
qc : Lu lợng nớc cấp tính toán theo công thức nớc cấp trong nhà, (l/s)
dc
max
q : Lu lợng nớc thải của dụng cụ vệ sinh có lu lợng nớc thải lớn nhất của đoạn
ống tính toán lấy theo bảng, (l/s)
Độ sâu chôn cống đầu tiên cho cống thoát nớc sân nhà:
Sơ bộ chọn độ sâu chôn cống đầu tiên của đờng ống thoát nớc sân nhà là 0,6 (m)
để đảm bảo độ dốc cho nớc chảy từ bể tự hoại và chân ống đứng thoát nớc ra đợc giếng Toàn bộ tính toán đợc thể hiện trong bảng 3 và bảng 4 dới đây
Trang 19 d: Đờng kính ống đứng chọn d = 70 (mm)
Vp : Vận tốc phá hoại của ống chọn ống tôn, Vp = 2,5 (m/s)
: Hệ số dòng chảy, do mái nhà không thấm nớc nên = 1
max
5
h : Chiều dày lớp nớc ma trong nhiều năm, max
5
h = 15,9 (cm)
max gh
9 , 15 1
5 , 2 7
= 154,09 (m 2 )
2.1.2 Số lợng ống đứng cần thiết
Số lợng ống đứng cần thiết đợc tính theo công thức:
n = max
gh
i
á m
F
F
=
09 , 154
25 , 866
= 5,62 (ống)
Thiết kế 6 ống đứng, diện tích thực tế phục vụ của mỗi ống đứng là
Fthực =
6
25 , 866
= 144,375 (m 2 )
Nớc ma sẽ đợc chảy đến ống đứng vào hệ thống ống đứng thoát nớc ma ma sân
nhà và chảy ra hệ thống thoát nớc đờng phố (là hệ thống thoát nớc chung).
2.2 Tính máng dẫn nớc XêNô
Lợng nớc ma tính toán chảy trên máng dẫn đến phễu thu:
max i
á m
300
h
=
300
9 , 15 375 , 144
= 7,65 (l/s)
Dựa vào lu lợng tính toán, tra bảng tính toán thuỷ lực mạng lới thoát nớc ta có đợc kích thớc của máng, từ đó ta thiết kế m áng nh sau:
Các thông số cơ bản của máng dẫn nớc (XêNô)
Máng hình chữ nhật trát vữa
Độ sâu đầu tiên của máng: hđ = 5 (cm)
Độ đầy lớp nớc trong máng: h = 0,45
Vận tốc nớc chảy trong máng: V = 0,42 (m/s)
Độ sâu máng ở phễu thu: hc = hđ + i l
Với l là chiều dài đoạn mơng từ điểm thu ma xa nhất đến phễu thu nớc
ma, dựa vào việc bố trí các ống đứng thu ma ta có l = 11,15 (m)
Nớc ma chảy từ ống đứng xuống dới rãnh và tập trung vào giếng thăm trớc khi chảy vào mạng lới thoát nớc chung
