TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

Thuyết minh đồ án cấp thoát nước trong nhà SVTH: GasTroGel, Ngọc Châu
Chương 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
2.1 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN NƯỚC SINH HOẠT
Dụng cụ vệ sinh trong mỗi hộ gồm có:
+ Hai chậu rửa mặt cách sàn nhà 0,8m
+ Hai vòi tắm hương sen cao 2,1m
+ Hai xí có thùng rửa cách sàn 1,5m
+ Một chậu rửa trong bếp cách sàn 0,8m
* Tầng 2, 3, 4, 5
Mỗi tầng có 4 căn hộ và mỗi hộ có các thiết bị vệ sinh sau (hai chậu rửa mặt, hai vòi tắm hương sen,
hai xí thùng rửa, một chậu rửa trong bếp).
Ta có đương lượng của mỗi thiết bị vệ sinh trong căn hộ:
Hai chậu rửa mặt N=2*0,33=0,66
Hai vòi tắm hương sen N=2*0,67=1,34
Hai xí thùng rửa N=2*0,5=1
Một chậu rửa trong bếp N=1
⇒ Tổng đương lượng của mỗi hộ điển hình (lầu 2, 3, 4, 5) là: ∑N’(1 hộ) = 0,66 + 1,34 + 1 + 1 = 4
⇒ Tầng điển hình có 16 căn hộ ∑N
1
=16 * 4 = 64
* Tầng 1
Có 4 căn hộ (2 hộ có thiết bị vệ sinh giống như căn hộ tầng điển hình, 2 hộ còn lại khác)
Thiết bị vệ sinh trong 2 căn hộ còn lại gồm ( một chậu rửa mặt, một vòi tắm hương sen, một xí có
thùng rửa)
Ta có đương lượng của mỗi thiết bị vệ sinh trong căn hộ:
Một chậu rửa mặt N=0,33
Một vòi tắm hương sen N=0,67
Một xí có thùng rửa N=0,5
⇒ Tầng trệt có 4 căn hộ có ∑N
2

= 2 * 4 + 2 * (0,33 + 0,67 + 0,5) = 11
Vậy ∑N = ∑N
1
+ ∑N
2
= 64 + 11 = 75
Bảng 2.1 Các trị số đại lượng a phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước
2-1
Thuyết minh đồ án cấp thoát nước trong nhà SVTH: GasTroGel, Ngọc Châu
Tiêu chuẩn dùng nước 100 125 150 200 250 300 350 400
Trị số a 2,2 2,16 2,15 2,14 2,05 2 1,9 1,85
Nguồn: Giáo Trình Cấp Thoát Nước, nhà xuất bản Xây Dựng, 2006.
Bảng 2.2 Trị số K phụ thuộc vào N
Số đương lượng 300 301-500 501-800 800-1200 >1200
Trị số K 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006
Nguồn: Giáo Trình Cấp Thoát Nước, nhà xuất bản Xây Dựng, 2006.
Tiêu chuẩn dùng nước 200l/người.ngđ
Tra bảng 2.1 ⇒ a = 2,14
Tra bảng 2.2 ⇒ K= 0,002
Lưu lượng tính toán cho toàn bộ công trình nhà được xác định theo công thức:
NKNQ
a
×+×=
2,0
Trong đó:
- Q: Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống (l/s)
- a: Đại lượng phụ thuốc vào tiêu chuẩn dùng nước; a = 2,05 ứng với tiêu chuẩn dùng nước 250
l/ng.ngđ
- K: Hệ số phụ thuộc vào tổng số đương lượng N; K = 0,002 ứng với N < 300
- N: Tổng số đương lượng của ngôi nhà N = 75

⇒
NKNQ
a
tt
×+×=
2,0
= 0,2 ×
14,2
75
+ 0,002 × 75 = 1,65 (l/s)
2.2 CHỌN ĐỒNG HỒ ĐO NƯỚC
Bảng 2.3 Cỡ, lưu lượng và đặc tính của đồng hồ đo nước
Loại đồng
hồ
Cỡ đồng hồ
(mm)
Lưu lượng đặc
trưng Q
đtr
(m
3
/h)
Lưu lượng cho phép
Lớn nhất
(q
max
) (l/s)
Nhỏ nhất (q
min

)
(l/s)
Loại cánh
quạt BK
15
20
30
40
3
5
10
20
0,4
0,7
1,4
2,8
0,03
0,04
0,07
0,14
Loại tuốc bin
BB
50
80
100
150
200
70
250
440

1000
1700
6
22
39
100
150
0,9
1,7
3,00
4,40
7,20
Nguồn: Nhuệ, T. H, Cấp Thoát Nước, nhà xuất bản Khoa Học Kĩ Thuật, 2006.
2-2
Thuyết minh đồ án cấp thoát nước trong nhà SVTH: GasTroGel, Ngọc Châu
Bảng 2.4 Sức kháng đồng hồ đo nước
Cỡ đồng
hồ (mm)
15 20 30 40 50 80 100 150 200
S 14,4 5,2 1,3 0,32 2,65.10
-3
2,07.10
-3
6,75.10
-4
1,3.10
-4
4,53.10
-4
Nguồn: Nhuệ, T. H, Cấp Thoát Nước, nhà xuất bản Khoa Học Kĩ Thuật, 2006.

Dựa vào Bảng 2.3 chọn lọai đồng hồ nước là loại đồng hồ cánh quạt BK = 40
mm
, ứng với q
min
= 0,14
(l/s) < q
tt
= 1,65 (l/s) < q
max
= 2,8 (l/s)
Theo Bảng 2.4 đồng hồ BK 40
mm
có sức kháng là S = 0,32
Tổn thất áp lực qua đồng hồ là:
h
đh
= S. q
tt
2
= 0,32 × (1,65)
2
= 0,87 < 2,5m
Vậy chọn đồng hồ BK 40
mm
là hợp lý.
2.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI
2.3.1 Tính Toán Thủy Lực Cho Đường ống Bất Lợi Nhất
+ Để đảm bảo cho sự hoạt động của dụng cụ vệ sinh từ mạng lưới cấp nước thì cần phải có một áp
lực để đưa nước từ vị trí lấy nước đến vị trí bố trí thiết bị vệ sinh bất lợi nhất.
+ Sẽ tách hệ thống cấp nước trong nhà thành hai nhánh để tính

+ Vị trí bất lợi nhất điểm A
1
(nhánh 1) ta chia nhánh này thành các đoạn nhỏ để tính toán. Từ đó,
chọn đường kính ống thỏa với vận tốc kinh tế đồng thời xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn
(hình vẽ)
+ Kí hiệu các thiết bị: X (hố xí), HS (vòi tắm hương sen), RM (chậu rửa mặt), R (chậu rửa trong
bếp)
Bảng 2.5 Tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước bên trong nhà
Đoạn
ống
Thiết bị vệ sinh
Đương
lượng
N
q
tt
(l/s)
Đường
kính
D(mm)
Vận tốc
V(m/s)
1000i
Chiều
dài
L(m)
Tổn thất
H = i.l
(m)
A

1
B
1
B
1
C
1
C
1
D
1
D
1
E
1
E
1
F
1
F
1
G
1
G
1
G
GH
2X + 2HS + 2RM + R
2X + 2HS + 2RM + R
4X+4HS+4RM+2R

6X+6HS+6RM+3R
8X+8HS+8RM+4R
10X+10HS+10RM+6R
20X+20HS+20RM+12R
38X+38HS+38RM+20R
4
4
8
12
16
21
42
77
0,39
0,39
0,55
0,66
0,76
0,875
1,232
1,67
25
25
32
32
40
40
50
50
1,0

1,18
1,0
1,1
0,8
0,95
0,9
1,25
75
100
56
66
28
38
24
44
3,6
3,6
3,6
3,6
3,6
3
2
23
0,270
0,360
0,202
0,238
0,101
0,114
0,048

1,012
Tổng
∑h
dđ
=2,345
2.3.2 Tính Áp Lực Nước Cần Thiết Để Cung Cấp Cho Ngôi Nhà (
ct
nha
H
)
ct
nha
H
= h
hh
+ h
đh
+ h
td
+
Σ
h
dđ
+
Σ
h
cb
2-3
Thuyết minh đồ án cấp thoát nước trong nhà SVTH: GasTroGel, Ngọc Châu
Trong đó:

h
hh
: Chiều cao hình học từ trục ống cấp nước bên ngoài đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất (m)
Σ
h
cb:
Tổng tổn thấp áp lực cục bộ(m)
h
td
: Áp lực tự do tại thiết bị vệ sinh bất lợi nhất (m)
h
đh:
Tổn thất áp lực khi qua đồng hồ đo nước(m)
Σ
h
dđ
: tổng tổn thất áp lực dọc đường theo tuyến bất lợi nhất(m)
Chiều cao hình học từ trục ống cấp nước bên ngoài đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất (lầu 5)
h
hh
= 1 + 3,6 + 3,6 + 3,6 + 3,6 + 2,1 = 17,5 (m)
Tổn thất áp lực qua đồng hồ là:
h
đh
= S. q
tt
2
= 0,32 × (1,65)
2
= 0,87

Áp lực tự do tại thiết bị vệ sinh bất lợi nhất
h
td
= 2m
Tổng tổn thất áp lực theo chiều dài ống ∑h
dđ
= 2,345 m
⇒ Tổn thất áp lực cục bộ
∑h
cb
= 30% ∑h
dđ
= 30% * 2,345 = 0,7 m
Vậy áp lực cần thiết của ngôi nhà:
ct
nha
H
= 17,5 + 0,87 + 2 + 2,345 + 0,7 = 23,415 (m) >H
bđ
= 15m
 Áp lực của đường ống nước từ ngoài vào hoàn toàn không đảm bảo và thấp, lưu lượng nước cung
cấp không thường xuyên và không đầy đủ. Nếu bơm trực tiếp từ đường ống cấp nước bên ngoài thì sẽ
ảnh hưởng đến việc dùng nước của khu vực xung quanh. Mạng lưới cấp nước cho công trình được
chia làm 2 vùng: vùng một ta tận dụng áp lực của đường ống bên ngoài để cấp nước cho các tầng mà
áp lực nước đủ, vùng thứ 2 là các tầng còn lại được cấp nước bằng sơ đồ bể chứa, trạm bơm và két
nước. Nên phải thiết kế thêm bể chứa, két nước và trạm bơm.
2-4
Nước bên
ngoài vào
Đồng hồ Bể chứa

Trạm bơm
Két nướcCác thiết bị
vệ sinh
Thuyết minh đồ án cấp thoát nước trong nhà SVTH: GasTroGel, Ngọc Châu
2.3.3 Tính Áp Lực Nước Cần Thiết Để Cung Cấp Cho Tầng 1, 2 (Vùng 1)
Bảng 2.6 Tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước tầng 1, 2
Đoạn
ống
Thiết bị vệ sinh
Đương
lượng
N
q
tt
(l/s)
Đường
kính
D(mm)
Vận tốc
V(m/s)
1000i
Chiều
dài
L(m)
Tổn thất
H = i.l
(m)
E
1
F

1
F
1
G
1
G
1
G
GH
2X + 2HS + 2RM + 1R
4X + 4HS + 4RM + 2R
8X + 8HS + 8RM + 4R
14X +14HS +14RM + 7R
4
8
16
28
0,39
0,55
0,76
1,005
25
32
40
50
1,18
1,0
0,8
0,84
100

56
28
25
3,6
4,6
2
23
0,36
0,101
0,056
0,575
Tổng
∑h
dđ
=1,092
Tận dụng áp lực nước thành phố có sẵn h
bđ
= 12m để cung cấp nước sinh hoạt cho tầng 1, lầu 2 bằng
hệ thống cấp nước đơn giản.
ct
vung
H
1
= h
hh
+ h
đh
+ h
td
+

Σ
h
dđ
+
Σ
h
cb
Chiều cao hình học từ trục ống cấp nước bên ngoài đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất (lầu 2)
h
hh
= 1 + 3,6 + 2,1 = 6,7 (m)
Tổn thất áp lực qua đồng hồ là:
h
đh
= S. q
tt
2
= 0,32 × (1,65)
2
= 0,87 (m)
Áp lực tự do tại thiết bị vệ sinh bất lợi nhất
h
td
= 2 m
Tổng tổn thất áp lực theo chiều dài ống ∑h
dđ
= 1,092m
⇒ Tổn thất áp lực cục bộ
∑h
cb

= 30% ∑h
dđ
= 30% * 1,092 = 0,328 m
Vậy áp lực cần thiết của ngôi nhà:
ct
nha
H
= 6,7 + 0,87 + 2 + 1,092 + 0,328 = 11(m) >H
bđ
= 12m
Vậy đường ống cấp nước bên ngoài chỉ cung cấp nước cho tầng 1(tầng trệt) và tầng 2
2.4 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH CỦA KÉT NƯỚC VÀ CHIỀU CAO ĐẶT KÉT NƯỚC
2.4.1 Xác Định Dung Tích Két Nước
Ta tính két nước cho 3 tầng trên gồm (lầu 3, 4 và 5)
2-5