Thiết kế hệ thống cấp thoat nước nhà và công trình

1. Các Căn cứ thiết kế 1
1.1. Hệ thống quy chuẩn, quy phạm 1
1.2 Quy mô công trình 2
2. Tính toán thiết kế hệ thống cấp nớc 2
2.1. Quy mô sử dụng nớc 2
2.1.1. Lu lợng tính toán ngày đêm 2
2.1.2. Lu lợng nớc tính toán cho các căn hộ 2
2.1.3. Xác định đờng kính ống và đồng hồ đo lu lợng vào từng căn hộ 3
2.2. Tính áp lực nớc cần thiết 3
2.3. Giải pháp kỹ thuật cấp nớc 4
2.4. Xác định dung tích các công trình trong hệ thống cấp nớc 4
2.4.1. Thể tích bể chứa nớc sinh hoạt 4
2.4.2. Bể chứa nớc mái 5
3. Tính toán thiết kế hệ thống thoát nớc 6
3.1. Thoát nớc thải sinh hoạt 6
3.1.1. Phơng án thoát nớc 6
3.1.2. Lu lợng tính toán thoát nớc 6
3.1.3. Thiết kế đờng ống thoát nớc 6
a/ Đờng ống nhánh thoát nớc 6
b/ Đờng ống đứng thoát nớc 7
3.1.4. Tính dung tích bể tự hoại 7
3.2 Tính toán thoát nớc ma mái 7
4. Các yêu cầu kỹ thuật lắp đặt hệ thống cấp thoát nớc 8
4.1. Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt hệ thống cấp nớc 8
4.1.1. Phần đờng ống 8
4.2. Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt hệ thống thoát nớc 8
1. Các Căn cứ thiết kế
1.1. Hệ thống quy chuẩn, quy phạm
Hệ thống các quy chuẩn, tiêu chuẩn và quy phạm đợc sử dụng trong thiết kế này bao
gồm:
Quy chuẩn Xây dựng Việt nam,

Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nớc trong nhà và công trình,
Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình. Yêu cầu thiết kế, TCVN
26221995,
Thoát nớc mạng lới bên ngoài và công trình. Tiêu chuẩn thiết kế, 20TCN 5184,
Cấp nớc mạng lới bên ngoài và công trình. Tiêu chuẩn thiết kế, 20TCN3385,
1
Tiêu chuẩn Việt Nam thoát nớc bên trong công trình. TCVN 44741987,
Tiêu chuẩn Việt Nam cấp nớc bên trong công trình. TCVN 45131988,
Các tài liệu về ống cấp thoát nớc và máy bơm của Đan mạch, Italy và Đức ứng với
tiêu chuẩn ISO 9001,
1.2 Quy mô công trình
Công trình hai đơn nguyên cao 7 tầng. Nớc sử dụng cho công trình gồm nớc phục vụ cho
các nhu cầu sinh hoạt của ngời trong khu chung c và những ngời làm việc tại công trình
(SH) và lợng nớc cho cứu hoả (CH).
Hệ thống cấp nớc ngoài nhà của khu vực (Đô thị) đã đợc xây dựng xong. Trong dự án,
công trình cao 7 tầng chỉ tính từ điểm đấu nối chờ ngoài nhà dẫn vào bể nớc ngầm trong
công trình.
2. Tính toán thiết kế hệ thống cấp nớc
2.1. Quy mô sử dụng nớc
2.1.1. Lu lợng tính toán ngày đêm
Số ngời sử dụng nớc: N = 54 căn hộ ì 5 ngời = 270 (ngời)
Tiêu chuẩn cấp nớc sinh hoạt:

Hộ gia đình: 180 (l/ng.ngđ)
Tiêu chuẩn cấp nớc chữa cháy: tính với 1 cột lu lợng 2,5 (l/giây)
Nhu cầu dùng nớc tính toán:
Q
SH
= 270
ì

0,18 = 48,5 (m
3
/ngđ)
Q
cc
= 2,5
ì
3,6
ì
3 = 27 (m
3
)
Tổng lu lợng nớc yêu cầu trong ngày dùng nớc lớn nhất (không kể chữa cháy):
Q
yc
= 50 (m
3
)
2.1.2. Lu lợng nớc tính toán cho các căn hộ
Công thức sử dụng để tính toán lợng nớc cần cấp cho đối tợng sử dụng nớc là các hộ gia
đình nh sau:
q = 0,2
ì

a
N
+ K
ì
N
trong đó:

q lu lợng tính toán cho 1 giây, (l/s)

a trị số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nớc tính cho 1 ngời trong 1 ngày

N tổng số đơng lợng của dụng cụ vệ sinh trong nhà (hay khu vực, đoạn ống tính
toán)

K hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tổng số đơng lợng N, với N < 300 thì K= 0,002
Bảng 1. Xác định lu lợng cấp nớc từng căn hộ
Loại căn hộ
Loại thiết bị và số lợng Số đơng lợng
Chủng loại Số lợng Đơn vị Tổng
2
(cái)
Căn hộ A
Xí bệt 2 0,50 1,0
Lavabô 2 0,33 0,66
Chậu rửa bếp 1 1,00 1,00
Bồn tắm đứng + hoa sen 1 0,67 0,67
Máy giặt 1 1,0 1,0
Tổng cộng 4,33
Căn hộ B
Xí bệt 1 0,50 0,50
Lavabô 1 0,33 0,33
Chậu rửa bếp 1 1,00 1,00
Bồn tắm đứng + hơng sen 1 0,67 0,67
Máy giặt 1 1,0 1,0
Tổng cộng 3,5
Căn hộ C

Xí bệt 2 0,50 1,0
Lavabô 2 0,33 0,66
Chậu rửa bếp 1 1,00 1,00
Bồn tắm đứng + hơng sen 1 0,67 0,67
Máy giặt 1 1,0 1,0
Tổng cộng 4,33
2.1.3. Xác định đờng kính ống và đồng hồ đo lu lợng vào từng căn hộ
Bảng 2. Xác định đờng kính ống và đồng hồ đo lu lợng vào từng căn hộ
Loại căn hộ
Số đơng
lợng
Lu lợng
tính toán
(l/s)
Vận tốc n-
ớc
(m/s)
Tổn thất
đơn vị
(i)
Đờng kính
ống chính
(mm)
Đờng kính
đồng hồ
(mm)
Tầng 1 ữ 7
Căn hộ A 4,33 0,366 1,141 0,225 20 20
Căn hộ B 3,5 0,356 1,121 0,215 20 20
Căn hộ C 4,33 0,366 1,141 0,225 20 20

2.2. Tính áp lực nớc cần thiết
áp lực nớc cần thiết tại điểm cấp nớc vào căn hộ đợc tính theo công thức:
H
ct
= H
hh
+ H
đh
+ H
d
+ H
td
trong đó:

H
hh
độ chênh hình học từ điểm bất lợi nhất đến điểm cấp vào căn hộ, m.

H
đh
tổn thất áp lực qua đồng hồ đo lu lợng, m

H
td
áp lực tự do đầu thiết bị dùng nớc ở xa nhất, m

H
d
tổn thất áp lực dọc đờng, m
Độ chênh cao hình học

Do các căn hộ có sử dụng các thiết bị vệ sinh tơng đối giống nhau nên ta chỉ chọn độ
chênh lệch hình học lớn nhất của thiết bị vệ sinh là vòi tắm hơng sen (H
hh
= 1,8 m).
Tổn thất áp lực qua đồng hồ
Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nớc đợc xác định theo công thức sau:
3
H
đh
= S
ì
q
2
(m)
trong đó:

q lu lợng nớc tính toán, l/s

S sức kháng của đồng hồ đo nớc, với cỡ đồng hồ 20 thì S = 5,2.
Bảng 3. Tính tổn thất qua đồng hồ (chọn đồng dạng cánh quạt)
Loại căn hộ Đờng kính đồng hồ q
tt
(l/s) H
đh
(m)
Tầng 1 ữ 7
Căn hộ A
20
0,366 0,697
Căn hộ B

20
0,366 0,697
Căn hộ C
20
0,366 0,697
Tổn thất áp lực qua đồng hồ lớn nhất là 0,853 m < 1 ữ 1,5 m nên việc chọn đồng hồ là
hợp lý.
áp lực tự do tại đầu thiết bị dùng nớc bất lợi nhất
Chọn áp lực tự do tối thểu tại thiết bị dùng nớc bất lợi nhất H
td
= 3,0 m.
Tổn thất áp lực nớc dọc đờng
Căn cứ mặt bằng bố trí thiết bị và kích thớc đờng ống sử dụng, tổn thất áp lực dọc đờng từ
điểm đấu nối nớc vào từng hộ đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất là 2 m.
2.3. Giải pháp kỹ thuật cấp nớc
Nớc cấp vào công trình dự kiến lấy từ ống cấp nớc hiện có của hệ thống cấp nớc, qua
đồng hồ tổng vào bể chứa nớc ngầm. Máy bơm đặt trong trạm bơm sẽ đa nớc từ bể chứa
ngầm lên bể mái. Hệ thống cấp nớc sinh hoạt và cấp nớc cứu hoả đợc thiết kế độc lập. N-
ớc từ bể mái ra cấp cho các nhu cầu sinh hoạt, cứu hoả.
Căn cứ vào yêu cầu lu lợng và áp lực cần thiết tại mỗi căn hộ chọn phơng án cấp nớc phân
vùng để cấp nớc cho các căn hộ. Phân chia mạng lới cấp nớc thành 4 vùng riêng biệt.
Vùng 1-2
Cấp cho các căn hộ tầng 1 ữ 4 bằng mạng lới riêng có ống đứng là oc1,oc2.
Vùng 3-4
Cấp cho các căn hộ từ tầng 5 ữ 7 bằng mạng lới riêng có ống đứng là oc1,oc2.
2.4. Xác định dung tích các công trình trong hệ thống cấp nớc
2.4.1. Thể tích bể chứa nớc sinh hoạt
Nớc đợc nối với hệ thống cấp nớc của thành phố qua đồng hồ đo nớc rồi dẫn vào bể chứa
đặt ngoài nhà. Dung tích bể chứa bao gồm dung tích cấp nớc sinh hoạt và chữa cháy.
Dung tích cấp nớc sinh hoạt

Bể chứa dự trữ lợng nớc sinh hoạt trong ngày đêm có dung tích là:
4
sh
BC
W
= Q
sh
= 50 (m
3
)
trong đó:

sh
BC
W
dung tích điều hoà lợng nớc sinh hoạt của bể chứa nớc, m
3

Q
sh
lợng nớc sinh hoạt cần dùng trong ngày đối với công trình, m
3
Dung tích cấp nớc chữa cháy
Ngoài nhiệm vụ cấp nớc cho sinh hoạt, bể chứa nớc còn phải dự trữ nớc cho nhu cầu chữa
cháy. Theo quy phạm, bể chứa nớc cần cấp nớc đủ cho chữa cháy trong vòng 3 giờ liên
tục với 1 đám cháy có lu lợng yêu cầu 2,5 l/s.
Nh vậy dung tích phần chứa nớc chữa cháy của bể chứa là:
cc
BC
W

=
1000
336005,21 ììì
= 27 (m
3
)
Dung tích toàn phần của bể chứa nớc
BC
W
=
sh
BC
W
+
cc
BC
W
= 50 + 27 = 77 (m
3
)
Thiết kế bể chứa nớc sinh hoạt có dung tích 80 m
3
.
2.4.2. Bể chứa nớc mái
Dung tích toàn phần của bể nớc mái đợc xác định theo công thức:
W
k
= K
ì
(W

đh
+ W
cc
)
trong đó:

W
đh
dung tích điều hoà của bể nớc mái, m
3

W
cc
dung tích nớc chữa cháy, m
3

K hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần lắng cặn ở đáy két, K = 1,2 ữ 1,3
Dung tích chứa nớc điều hoà
Dung tích điều hoà (W
đh
) xác định theo chế độ đóng mở máy bơm nh sau:
W
đh
=
n
Q
ngd
=
2
50

= 25 (m
3
)
trong đó:

Q
ngđ
lu lợng nớc ngày đêm, Q
ngđ
= 50 (m
3
/ ngđ)

n số lần mở máy bơm trong ngày, lấy n =2
Dung tích nớc chữa cháy
Thiết kế bể nớc mái với điều kiện bể phải dự trữ đợc lợng nớc chữa cháy cho 1 vòi 2,5
(l/s) hoạt động tạm thời trong vòng 5 phút khi cha kịp mở máy bơm chữa cháy.
5
Lu lợng nớc ở đầu vòi phun nớc chữa cháy là 2,5 (l/s), do đó trong 5 phút tổng lợng nớc
yêu cầu để chữa cháy là:
'5
cc
W
= 3
ì
2,5
ì
60
ì
5

= 2,2500 (l) = 2,25 (m
3
)
Dung tích toàn phần của két nớc
W
k
= 1,3
ì
(25 + 2,25) = 35 (m
3
)
Thiết kế 2 bể nớc mái có dung tích tổng là 35 m
3
.
3. Tính toán thiết kế hệ thống thoát nớc
3.1. Thoát nớc thải sinh hoạt
3.1.1. Phơng án thoát nớc
Nớc thải từ các chậu xí thu về ống đứng thoát nớc xí (ký hiệu ống đứng là OTP ),
thu về ngăn chứa bể tự hoại.
Nớc thải từ các chậu rửa, bồn tắm, rửa sàn thu về ống đứng thoát nớc rửa (ký hiệu
ống là OTR ), thu về hố ga thoát nớc bên ngoài.
ống thông hơi đặt song song với ống đứng thoát nớc, thông hơi cho ống thoát nớc
xí. ống thông hơi bể tự hoại đặt riêng.
Toàn bộ nớc thải từ các xí, tiểu, bi đê đợc thu vào các ống đứng thoát xí đặt trong
hộp kỹ thuật và tự chảy về ngăn chứa của bể tự hoại ngầm dới đất.
Toàn bộ nớc tắm rửa, giặt, đợc thu vào ống đứng thoát nớc rửa giặt đặt trong hộp
kỹ thuật và tự chảy về các hố ga thoát nớc của mạng lới thoát nớc bên ngoài nhà.
Nớc ma mái của toà nhà đợc thu qua các phễu thu D110/90 chảy vào các ống
đứng thoát nớc ma TM , thoát nớc lô gia, nớc ngng điều hoà đợc thu vào ống
đứng thoát nớc ma qua các phễu thu D60. Nớc từ các ống đứng thoát nớc ma đợc

thu về các hố ga của HTTN ngoài nhà.
3.1.2. Lu lợng tính toán thoát nớc
q = q
c
+
dc
max
q
(l/s)
trong đó:

q lu lợng tính toán cho 1 giây, (l/s)

dc
max
q
lu lợng nớc thải của dụng cụ vệ sinh có lu lợng lớn nhất, (l/s)

q
c
lu lợng cấp nớc tính toán theo công thức đã trình bầy tại mục 2.1.2, (l/s)
3.1.3. Thiết kế đờng ống thoát nớc
a/ Đờng ống nhánh thoát nớc
Đối với ống nhánh thoát nớc thải chậu xí: thiết kế ống nhánh thoát cho 1 xí có đ-
ờng kính D110, độ dốc 2% về phía ống đứng thoát nớc xí.
Đối với ống thoát nớc rửa: ống nhánh thoát cho hơng sen, chậu rửa, chậu rửa bát,
D48, D60, độ dốc 2% về phía ống đứng thoát nớc rửa.
6
b/ Đờng ống đứng thoát nớc
Đối với ống đứng thoát nớc thải chậu xí từ tầng 1 tới tầng 7 ống có đờng kính

D110. Tại chân các ống đứng tầng 1 chuyển thành ống D125 chạy theo phơng
ngang (dốc 2%) thu về các bể tự hoại.
Đối với ống đứng thoát nớc rửa từ tầng 1 tới tầng 7 ống có đờng kính D90. Tại
chân các ống đứng trong tầng 1 chuyển thành ống D110 chạy theo phơng ngang
(dốc 2%) thu về các hố ga thoát nớc ngoài nhà.
Các ống thông hơi thoát nớc xí và nớc rửa có đờng kính D75, ống thông hơi cho
bể tự hoại có đờng kính D75.
3.1.4. Tính dung tích bể tự hoại
Bảng 2. Thống kê thiết bị thoát vào bể tự hoại
STT Loại thiết bị Số thiết bị
Đơng lợng T.B thoát
nớc
Tổng đơng lợng T.B
thoát nớc
1 Xí bệt, két xả 6l/lần xả 102 6,0 612
Tổng cộng 6,0
Theo Quy chuẩn hệ thống cấp thoát nớc trong nhà và công trình, dung tích của bể tự
hoại có thể xác định nh sau:
W
TH
= 13 + (612

100)
ì
0,095
= 62 (m
3
)
Thời gian giữa 2 lần hút cặn T=180 ngày (6 tháng). Chọn 3 bể tự hoại có dung tích:
1 Bể :25(m

3
)
2 Bể :20(m
3
)
3.2 Tính toán thoát nớc ma mái
Việc tính toán thoát nớc ma trên mái dựa theo phụ lục D của Quy chuẩn hệ thống cấp
thoát nớc nhà và công trình.
Lu lợng tính toán
Lu lợng nớc tính toán hệ thống thoát nớc ma trên mái đợc xác định theo công thức:
Q =
10000
qF
K
5
ì
ì
(l/s)
trong đó:

F diện tích thu nớc ma, m
2
F = F
mái
+ 0,3
ì
F
tờng

F

mái
diện tích hình chiếu bằng của mái, m
2
F
mái
= 900 (m
2
)

F
tờng
diện tích tờng đứng tiếp xúc với mái hoặc xây cao trên mái, m
2
F
tờng
= 0 (m
2
)
F = 900 (m
2
)

K hệ số lấy bằng 2,0
7

q
5
cờng độ ma l/s.ha tính cho địa phơng có thời gian ma 5 phút và chu kỳ vợt quá c-
ờng độ tính toán bằng 1 năm. Hà Nội có q
5

= 484,6 l/s.ha
Q =
10000
qF
K
5
ì
ì
=
10000
6,484900
2
ì
ì
= 87,5 (l/s)
Chọn số ống đứng là 16
Lu lợng 1 ống đứng:
Q
1 ống
=
16
5.87
16
=
Q
= 5,45 (l/s)
Chọn ống D90, phễu thu nớc D110 đảm bảo yêu cầu theo quy định.
4. Các yêu cầu kỹ thuật lắp đặt hệ thống cấp thoát nớc
4.1. Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt hệ thống cấp nớc
4.1.1. Phần đờng ống

ống cấp nớc dùng ống pp-r, nối ống bằng phơng pháp ren, nối bích hoặc hàn.
Đờng kính ống D15 ữ D50 cấp nớc cho các căn hộ và khu wc nối bằng phơng
pháp ren.
Đờng kính ống lớn hơn D50 và đờng ống đẩy của bơm nối bằng bính hoặc nối
hàn.
áp lực làm việc của ống p = 6bar trừ đờng ống cấp nớc từ bơm lên bể nớc mái và
đờng ống trong hệ thống nén khí p = 12bar.
ống cấp nớc đi dới trần đợc cố định bằng giá treo.
ống cấp nớc đi trên sàn đợc cố định bằng trụ đỡ ống.
ống cấp nớc đi trong hộp kỹ thuật đợc cố định bằng giá đỡ ống.
4.2. Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt hệ thống thoát nớc
ống nhánh thoát nớc từ các khu vệ sinh của các căn hộ dùng ống nhựa pvc với
áp lực làm việc p = 6bar hoặc loại ống khác có chất lợng tơng đơng.
ống đứng thoát nớc của các căn hộ dùng ống nhựa pvc với áp lực làm việc
P=8bar hoặc loại ống khác có chất lợng tơng đơng.
ống đứng thoát nớc của các căn hộ đi trong hộp kỹ thuật, ống thoát nớc nằm
ngang đi trong tầng kỹ thuật.
ống thoát nớc đi ngầm dới đất dùng ống nhựa upvc loại đi ngầm.
ống thông hơi cho hệ thống thoát nớc sử dụng ống pvc với áp lực làm việc
p=6bar, và đặt cao lên cách mái nhà 0,7 m. Độ dốc ống thông hơi nối với thiết bị
vệ sinh là 0,01.
Hệ thống thoát nớc ngoài nhà sử dụng rãnh xây
ống đứng thoát nớc ma của các căn hộ dùng ống nhựa PVC với áp lực làm việc
P=8bar hoặc loại ống khác có chất lợng tơng đơng.
8