Baigiang-CN6 potx

Chơng 6 chuyên đề Hệ thống
cấp thoát nớc cho nhà cao
tầng
6.1. giải pháp cấp nớc cho nhà
cao tầng
6.2. giải pháp cấp nớc chữa cháy
cho nhà cao tầng
6.3. giải pháp thông hơi trong ht
thoát nớc cho nhà cao tầng

6.1. giải pháp cấp nớc cho nhà
cao tầng
6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều cho
nhà cao tầng
6.1.2. Các sơ đồ cấp nớc cho nhà cao tầng
6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ phân vùng cấp nớc nối tiếp và
sơ đồ phân vùng cấp nớc song song

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều
cho nhà cao tầng
Hệ thống cấp nớc cho nhà cao tầng có những đặc điểm
khác nhà thấp tầng nh sau:

Nhà cao tầng thờng có nhiều đối tợng sử dụng nớc
khác nhau, hình thức dùng nớc rất đa dạng. Công trình có
thể có 1 hoặc 1 số doanh nghiệp quản lý, nên đôi khi cần
phân hệ thống thành nhiều vùng cấp nớc có các đồng hồ
tổng riêng.

Nhà cao tầng có chiều cao lớn (ở việt nam > 10 tầng) , độ
chênh áp lực cũng rất lớn. Trong công trình khu vực phía
trên áp lực nhỏ, khu vực phía dới áp lực lớn, thậm chí rất
lớn. Vì vậy xét về mặt áp lực, nhà cao tầng yêu cầu bơm của
các vùng phía trên phải có áp lực lớn, ống và biện pháp nối
ống phải chịu đợc áp lực công tác và áp lực thử cao.

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều
cho nhà cao tầng
Một trong những yêu cầu cơ bản của htcn là phải phân phối n
ớc đều trong toàn bộ ngôi nhà để đảm bảo chế độ làm việc của
ml phân phối gần đúng với tính toán thuỷ lực của ml.
có 2 phơng pháp tính toán lu lợng nớc cho từng đoạn ống
là: theo công thức thực nghiệm và tính theo xác suất. 2 phơng
pháp đều dựa vào việc đa ra đại lợng lu lợng đơn vị: lu
lợng của một vòi nớc đờng kính 15mm, q = 0,2l/s ứng với áp
lực tự do ở đầu vòi là 2m cột nớc. Mặt khác, tại 1 thời điểm
tính toán nào đó, không phải tất cả các thiết bị vệ sinh đợc
trang bị đều làm việc, do đó khi tính toán phải kể đến hệ số hoạt
động đồng thời của các thiết bị vệ sinh. Hệ số này đợc đa vào
các công thức thực nghiệm khi điều tra cụ thể tại các hệ thống
cấp nớc hiện hành có điều kiện tơng tự để thiết lập công
thức. Còn theo phơng pháp xác suất thì chính là xác suất
hoạt động đồng thời của các thiết bị vệ sinh.

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều
cho nhà cao tầng
thực tế hiện nay có rất nhiều các loại thiết bị sử dụng nớc
khác nhau, đờng kính và cấu tạo của các thiết bị do các n
ớc sản xuất cùng khác nhau. Việc quy lu lợng các thiết bị

khác nhau về lu lợng đơn vị cũng chỉ là tơng đối. Thậm
chí ngay 1 thiết bị có đờng kính lỗ vòi 15mm nhng cấu tạo
bên trong khác nhau sẽ có lu lợng khác nhau trong
cùng 1 điều kiện về áp lực tự do. Trong khi đó lu lợng n
ớc chảy qua 1 vòi nớc phụ thuộc vào áp lực tự do trớc nó
và đặc điểm cấu tạo của thiết bị:
(l/s)
Trong đó:
K: hệ số phụ thuộc vào đờng kính, hình dạng, cấu tạo
loại thiết bị
H: áp lực tự do trớc thiết bị (m)
Hkq .
=

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều cho nhà
cao tầng
Quan hệ giữa lu lợng và áp lực tự do của 1 thiết bị nào đó đợc
biểu diễn trên hình 24.
Hình 24. quan hệ giữa q và h
td
của 1 loại thiết bị dùng nớc
Quan hệ (q, h) cho thấy lu lợng n
ớc chảy ra từ các thiết bị vệ sinh
phụ thuộc vào áp lực tự do trớc
nó. Còn sức kháng thuỷ lực của 1
loại thiết bị nào đó đ chế tạo là 1 ã
đại lợng không đổi. Vì vậy khi tính
toán đa ra lu lợng đơn vị là 0,2
l/s ứng với H
td

= 2m, muốn cho mạng l
ới cấp nớc trong nhà làm việc gần
đúng với chế độ thuỷ lực đ tính ã
toán thì phải đảm bảo điều kiện lu
lợng nớc chảy ra ở các thiết bị ở
các tầng khác nhau phải nh nhau.
Đó chính là điều kiện để phân phối n
ớc giữa các tầng trong nhà.
H
td
(m)
d15
q (l/s)
2
0.2

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều cho
nhà cao tầng
Hiện nay, trong các htcn có trạm bơm tăng áp và két nớc cho các
nhà ở 4 ữ 5 tầng của Hà nội, do không có đồng hồ nớc cho từng căn
hộ nên xảy ra tình trạng phân phối nớc không đều khi sử dụng hợp
đồng dùng nớc khoán, khoảng 4m
3
/ngời.tháng. Các nhà tầng dới
dùng nớc thoải mái thừa thải trong khi các tầng trên thiếu nớc.
Nguyên nhân chính là áp lực d ở các thiết bị của tầng dới quá lớn
dẫn tới lu lợng chảy ra các thiết bị lớn hơn tính toán nhiều lần.
Các hộ gia đình ở tầng trên luôn chịu thiệt thòi về dùng nớc, chỉ
khi nào các hộ tầng dới dùng thoải mái, dự trữ nớc đầy vào các
dụng cụ chứa và khoá các thiết bị lại thì nớc mới dần dần lên đợc

đến các tầng trên. Ngay cả khi áp dụng sơ đồ cấp nớc lên két và
sau đó dùng đờng ống chính trên mái nhà để phân phối nớc từ
trên xuống nhng nếu không có các biện pháp không chế áp lực d
ở các tầng thì các tầng trên vẫn thiếu nớc hoặc không có nớc.

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều cho
nhà cao tầng
Biện pháp khử áp lực d ở các tầng dới của ngôi nhà để áp lực tự
do ở các ống nhánh của các tầng đều nhau và có trị số bằng 2 ữ 4m
cột nớc có thể thực hiện bằng cách:

Lắp van giảm áp thờng xuyên tại các ống nhánh. biện pháp này
cha thực hiện đợc vì giá thành thiết bị rất đắt.

Lắp đặt các rông đen giảm áp trong các rắc co ở đầu nhánh vào
mỗi tầng hoặc lắp rông đen trong từng thiết bị dùng nớc. biện
pháp này trớc đây đ thực hiện ở khu tập thể Kim Liên cũ (thời bao ã
cấp). Nhng do chế độ dùng nớc khoán, các hộ tầng dới thích
dùng nớc mạnh nên họ đ tự tháo bỏ các rông đen. Các nhà quản lý ã
hiện nay vẫn cha có biện pháp nào khắc phục đợc.

Lắp đặt van điều chỉnh tại đầu các ống nhánh của mỗi tầng. biện
pháp này cũng khó thực hiện ở Việt nam vì việc vận hành để khống
chế van rất khó khăn.

6.1.1. Các biện pháp phân phối nớc đều cho
nhà cao tầng

Dùng các loại ống, thiết bị có đờng kính khác nhau
trong các tầng. Những tầng dới có áp lực tự do lớn thì đ

ờng ống và thiết bị có đờng kính bé và ngợc lại. biện pháp
này hiện cũng cha đợc thực hiện ở Việt nam vì nguồn vật
liệu và thiết bị nhập từ nớc ngoài về hoặc sản xuất trong
nớc đều cha có đờng kính < 15mm, nên các nhà thiết kế
và ngời tiêu dùng cũng cha quan tâm đến việc dùng các
thiết bị này. Điều này có thể thực hiện dần theo thời gian khi
nhà cao tầng đ xuất hiện nhiều và vấn đề tiết kiệm nớc trở ã
thành nhu cầu và ý thức của ngời sử dụng và các loại thiết
bị đ trở thành nhu cầu của thị trờng.ã
Hiện nay đ cải tạo và lắp đặt đồng hồ đo nớc cho từng căn ã
hộ nên đ khắc phục đợc tình trạng này.ã

6.1.2. Các sơ đồ cấp nớc cho nhà
cao tầng
Nhà cao tầng thờng có chiều cao lớn, độ chênh áp lực tại các
tầng lớn nên khi thiết kế phải dùng sơ đồ phân vùng cấp nớc để
đảm bảo lu lợng và áp lực giữa các tầng. áp lực trong hệ thống
đờng ống cấp nớc đợc tạo ra bằng hệ thống thiết bị bơm áp
lực hoặc bằng các bể dự trữ nớc đợc đặt ở tầng cao nhất của
công trình (áp lực nớc rơi tự do)
áp lực nớc có thể đợc tính toán cho toàn bộ hệ thống của
công trình hoặc có thể phân chia thành các vùng cấp nớc riêng
biệt. Mỗi vùng cung cấp nớc cho 1 số tầng nhất định. Số tầng
trong mỗi vùng không nhất thiết phải bằng nhau mà còn phụ thuộc
vào các giải pháp thiết kế cụ thể sao cho đảm bảo áp lực đồng đều
cho toàn bộ hệ thống đờng ống cấp nớc.

6.1.2. Các sơ đồ cấp nớc cho nhà cao tầng
Nếu trong các nhà cao tầng cũng dùng sơ đồ htcn giống nh
htcn cho nhà thấp tầng, nghĩa là chỉ dùng 1 loại máy bơm cấp nớc

cho toàn ngôi nhà và két nớc đặt ở tầng cao nhất thì sẽ có nhiều
bất lợi. cụ thể:
Về vấn đề hiệu quả kinh tế: trong nhà cao tầng, các thiết bị wc
đợc trang bị hoàn chỉnh, số lợng thiết bị nhiều, tiêu chuẩn dùng
nớc cao, lu lợng tính toán lớn nên đờng kính các ống đứng
phân phối cũng khá lớn. Nếu bố trí đờng ống chính phân phối phía
trên, bơm nớc lên két rồi từ két phân phối xuống các tầng dới
thì đờng ống đứng có dạng phía trên to, phía dới nhỏ, dung tích
két nớc lớn, ảnh hởng đến kết cấu của nhà. Ngợc lại, nếu bố
trí đờng ống chính phân phối ở dới dẫn lên các tầng, đờng ống
dẫn nớc lên và xuống két chung thì dung tích két nớc nhỏ hơn
nhng đờng ống đứng cấp nớc có dạng: dới to trên nhỏ, điều
đó làm cho áp lực tự do ở các tầng dới càng lớn. Cả 2 trờng hợp
đều dẫn đến giá thành xây dựng mạng lới lớn vì các đoạn ống phía
đầu phải có đờng kính lớn để tải lu lợng cho các đoạn sau. Nếu
so sánh với phơng án phân ra từng vùng cấp nớc thì đờng kính
ống sẽ nhỏ hơn, giá thành xây dựng hệ thống sẽ giảm.

6.1.2. Các sơ đồ cấp nớc cho nhà cao tầng
Về vấn đề áp lực d và phân phối nớc đều: nếu nhà cao
tầng chỉ có 1 máy bơm thì áp lực của máy bơm phải đảm bảo
đa nớc lên tầng cao nhất, đảm bảo nhu cầu dùng nớc
của các thiết bị ở tầng cao nhất. Nh vậy, áp lực nớc ở
tầng dới sẽ quá lớn. Theo tính toán sơ bộ thì áp lực cần
thiết cho ngôi nhà 10 tầng là 35 ữ 50m, 15 tầng là 60 ữ 70m, 20
tầng là 75 ữ 85m. Lúc đó áp lực nớc tại chân các ống đứng
ở tầng 1 cũng tơng ứng là 35 ữ 50m, 60 ữ 70m và 75 ữ 85m. Điều
đó dẫn tới việc khử áp lực d ở các tầng dới đảm bảo áp
lực tự do ở các thiết bị tơng đối đều nhau để phân phối n
ớc đều, chế độ làm việc của hệ thống sát với tính toán sẽ

gặp nhiều khó khăn. áp lực d quá lớn cũng gây trở ngại
cho ngời sử dụng, khó điều chỉnh nhiệt độ khi dùng vòi
trộn nóng lạnh, gây ồn khi sử dụng,

6.1.2. Các sơ đồ cấp nớc cho nhà cao tầng

Trong sơ đồ phân vùng cấp nớc nếu bố trí đờng ống
chính phân phối từ dới lên, để đảm bảo việc phân phối nớc
đều tại các tầng thì vận tốc nớc trong đờng ống phải
lớn hơn vận tốc kinh tế. Từ đó dẫn tới làm tăng tổn thất
trong đờng ống áp lực máy bơm tăng không kinh tế.

Nếu bố trí đờng ống chính phân phối từ trên xuống, thì
áp lực của máy bơm so với trờng hợp trên là không thay
đổi. Các đờng trục chính cấp xuống các tầng có thể giảm
tiết diện ống sao cho tổn thất trong các tầng bằng chiều
cao hình học của tầng để đảm bảo việc khử áp lực d tại
các tầng dới. Trong trờng hợp này, đối với nhà cao tầng
sẽ kinh tế hơn vì giảm đợc giá thành xây dựng mạng lới
do việc giảm tiết diện ống.

6.1.2. Các sơ đồ cấp nớc cho nhà cao tầng
Về vấn đề tiêu hao điện năng cho máy bơm: khi ngôi nhà cao
tầng chỉ dùng 1 mb chung thì mb phải đủ đợc lu lợng cung cấp
cho toàn ngôi nhà và áp lực phải đảm bảo đa đợc nớc lên tầng
cao nhất năng lợng điện tiêu thụ tỷ lệ thuận với lu lợng và
cột áp của mb điện năng tiêu thụ lớn hơn so với trờng hợp
tách thành nhiều máy bơm cung cấp cho từng vùng riêng biệt với
lu lợng và áp lực phù hợp cho từng vùng. (xem phần tính toán cụ
thể so sánh năng lợng trong các sơ đồ cấp nớc).

Tóm lại, Để giảm giá thành xây dựng mạng lới, giảm độ chênh áp
giữa các tầng, thuận tiện cho việc phân phối nớc đến các tầng và
để giảm chi phí điện năng cho việc bơm nớc, cần phải phân vùng
cấp nớc có hệ thống hoạt động độc lập với nhau. Thông thờng
phân chia số tầng nhà thành các vùng khác nhau, mỗi vùng từ 4
đến 5 tầng. Việc phân phối vùng cấp nớc có thể thực hiện bằng
cách: phân vùng song song, phân vùng nối tiếp, phân vùng cân
bằng bể chứa với thiết bị điều hoà áp lực và phân vùng theo ống
đứng cấp nớc.





6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
a. Sơ đồ cấp nớc phân vùng song song
Phân chia số tầng nhà ra các vùng khác nhau để tạo áp
lực đồng đều cho các vùng, mỗi vùng từ 4 ữ 5 tầng. Với số
tầng nhà của mỗi vùng nh vậy là hợp lý vì:

độ chênh áp lực giữa các tầng không lớn lắm

Không cần khử áp lực d
Để đảm bảo việc tự động hoá đóng mở mb, mb làm việc theo
chu kỳ, có thời gian nghỉ để đảm bảo độ bền cần có các két
nớc để đảm bảo cấp nớc cho tầng trên cùng, mb đặt ở
tầng 1 hoặc tầng hầm. Nếu ở trên các vùng không có điều
kiện đặt két nớc thì phải bố trí bình khí nén. mb và bình khí
nén đặt ở trong tầng hầm, áp lực do máy nén khí cung cấp.

6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
1. ví dụ sơ đồ htcnpv áp dụng cho các ngôi nhà cao từ 12
đến 15 tầng phân làm 3 vùng: phạm vi phục vụ của mỗi
vùng là 4 ữ 5 tầng, Các vùng đều có số thiết vị vs nh nhau
các máy bơm cấp nớc cho các vùng có lu lợng bằng
nhau (Q
b
=Q
1
=Q
2
=Q
3
) còn cột áp của các máy bơm thì khác nhau
(H
1
, H
2
, H
3
). Khi đó:

công suất điện của máy bơm vùng 1:

công suất điện của máy bơm vùng 2:

công suất điện của máy bơm vùng 3:

Tổng công suất của các máy bơm
N
b
= N
1
+ N
2
+ N
3
= N
1
+ 2.N
2
+ 3.N
3
= 6N
1
b
HQ
N


.102

11
1
=
1
11
2

.2
.102
2
N
HQ
N
b
==


1
11
3
.3
.102
3
N
HQ
N
b
==



6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
2. ví dụ sơ đồ htcn không phân vùng của nhà từ 12 đến 15
tầng, Dùng 1 mb cung cấp nớc cho toàn nhà lu lợng
bơm: Q
b

= 3Q
1
. Theo nguyên tắc tính toán lu lợng thì lu
lợng của toàn nhà ở đoạn ống cuối cùng là Q 3Q
1
vì có kể
đến hệ số hoạt động đồng thời của các tbvs trong nhà
(hay xác suất hoạt động đồng thời của chúng), Khi số tbvs
trong đoạn ống tính toán càng lớn thì càng nhỏ lu
lợng của 1 mb chung cho toàn nhà sẽ nhỏ hơn tổng lu l
ợng của các mb riêng từng vùng. Để thuận tiện cho tính
toán so sánh kinh tế, tạm coi Q 3Q
1
.
áp lực mb chung cho toàn nhà phải đảm bảo đa nớc tới
các thiết bị dùng nớc ở tầng cao nhất, nghĩa là H
b
3H
1
.
Khi đó công suất điện của mb là:
1
11
.9
.102
3.3.
N
HQ
N
b

==



6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
Nhận xét

So sánh 2 trờng hợp tính toán ở trên ta thấy: tổng
công suất điện cho các mb riêng trờng hợp phân vùng
song song là 6N
1
và tổng công suất điện cho 1 mb trờng
hợp không phân vùng là 9n
1
. Do đó phơng án pvcn song
song có chi phí điện năng bơm nớc nhỏ so với phơng án
không pvcn.

Chi phí điện năng cho việc bơm nớc khi pvcn bao giờ
cũng nhỏ hơn trờng hợp không pvcn. Tỷ số giữa chi phí
điện năng khi phân vùng với số vùng là 3, 4, 5 vùng so với khi
không phân vùng riêng tơng ứng là 6/9; 10/16; 15/25.

Tỷ số này càng nhỏ khi số vùng càng nhiều.

6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
Kết luận

Với cùng chiều cao và số tầng nhà (> 10 tầng), nếu phân
htcn ra càng nhiều vùng thì chi phí điện năng cho mb càng
giảm. Tuy nhiên, không thể phân quá nhiều vùng cấp nớc vì
phải sử dụng nhiều loại mb phân chia mỗi vùng cấp nớc
từ 4 đến 5 tầng là hợp lý.

Các sơ đồ htcn phân vùng song song nghĩa là tất cả
máy bơm đều đặt ở tầng 1 hoặc tầng hầm. Khi nhà khá cao,
trên 50 tầng thì áp lực của máy bơm cho các vùng trên có
thể lớn hơn 100m cột nớc, việc chọn mua máy bơm, thiết bị
lắp đặt đờng ống sẽ gặp nhiều khó khăn. Trong trờng
hợp này ta có thể phân vùng nối tiếp.

6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng
hợp sơ đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
b. Sơ đồ cấp nớc phân vùng nối tiếp
Theo sơ đồ này, nhà cao tầng cũng chia ra thành nhiều
vùng khác nhau, mỗi vùng từ 4 ữ 5 tầng, mỗi vùng có đặt 1
mb riêng. áp lực mb tơng ứng cho yêu cầu cấp nớc của
mỗi vùng. Thực tế, ở Việt nam cha có loại nhà cao tầng
này.
Nguyên tắc làm việc của mb là lu lợng mb của vùng 1
bơm nớc vừa cung cấp cho vùng 1 vừa bơm vào két cho
vùng 2. Mb của vùng 2 đặt trên tầng cao nhất của vùng 1,
bơm nớc cho vùng 2 và cứ tơng tự nh vậy, các mb nớc
của vùng trên nhận nớc từ mb của vùng dới. Khi đó cột
áp của mb các vùng trên chỉ tơng đơng với cột áp mb của
vùng 1. Lu lợng của các mb của vùng dới lớn hơn của
các vùng trên. Két nớc (hay bể chứa nớc cho vùng tiếp
theo) của các vùng dới cũng lớn hơn các vùng trên.

6.1.3. tính toán so sánh năng lợng trờng hợp sơ
đồ pvcn nối tiếp và pvcn song song
1. ví dụ sơ đồ htcnpv nối tiếp cho nhà từ 12 ữ 15 tầng phân 3 vùng:
mỗi vùng 4 ữ 5 tầng, Các vùng đều có số thiết vị vs nh nhau coi lu
lợng của mb vùng 1: Q
b1
= 3.Q
1
(thực tế theo nguyên tắc tính toán lu
lợng của từng loại ống, nếu nối tiếp hệ thống lại thì Q
b1
< 3.Q
1
, Đó là
tính cho thời điểm dùng nớc nhiều nhất còn khi bơm làm việc điều
hoà thì lu lợng của máy bơm còn có thể giảm hơn). Tơng tự có: Q
b2
=
2.Q
1
; Q
b3
= Q
1
. Cột áp của các máy bơm: H
0
H
2
H

3
.

chi phí điện cho máy bơm vùng 3:

chi phí điện cho máy bơm vùng 2:

chi phí điện cho máy bơm vùng 1:
Tổng chi phí điện cho 3 mb của 3 vùng: N
b
= N
1
+ N
2
+ N
3
= 3.N
3
+ 2.N
2
+N
1
= 6N
1
1
11
3
.102

N

HQ
N
b
b
==


1
11
2
2
.102
.2.
N
HQ
N
b
b
==


1
11
1
3
.102
.3.
N
HQ
N

b
b
==