Đồ án Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn, thoát nước mưa cho công trình khách sạn Quốc Tế ở Hà Nội

2 Đồ án cấp thoát nước trong nhà Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn, thoát nước mưa cho công trình khách sạn Quốc Tế ở Hà Nội. 3 đồ án cấp thoát nước trong nhà Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh, cấp nước nóng, thoát nước bẩn, thoát nước mưa cho công trình khách sạn Quốc Tế ở Hà Nội. Số liệu thiết kế 1. Mặt bằng các tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh TL 1:100 2. Kết cấu nhà: Bê tông + gạch 3. Số tầng nhà: 17 4. Chiều cao mỗi tầng: 3,3 m 5. Chiều cao tầng hầm: 2,5 m 6. Chiều dày mái nhà: 0,5 m 7. Chiều cao hầm mái: 2 m 8. Cốt nền nhà tầng 1: 9,8 m 9. Cốt sân nhà: 9,8 m 10. áp lực ở đường ống nước bên ngoài: Ban ngày: 20 m Ban đêm : 22 m 11. Đường kính ống cấp nước bên ngoài: D 300 12. Độ sâu chôn cống cấp nước bên ngoài: 1,0 m 13. Số người sử dụng nước trong nhà: 1 người/phòng 14. Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: Đun bằng điện 15. Hình thức sử dụng nước nóng: vòi trộn 16. Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: chung 17. Đường kính ống hoát nướcbên ngoài: D 400 18. Độ sâu chôn ống thoát nước bên ngoài: 1,5 m 4 phần I: cấp nước lạnh I. Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước lạnh Từ các số liệu trên ta thấy áp lực đường ống cấp nước bên ngoài chỉ đủ cung cấp cho 1 số tầng phía dưới. Để tận dụng khả năng cấp nước của đường ống bên ngoài, hơn nữa do khách sạn có nhiều tầng(17 tầng), ta sử dụng sơ đồ cấp nước phân vùng. Khách sạn có 17 tầng, mỗi tầng cao 3,3 m Số tầng nhà hệ thống cấp nước bên ngoài có thể phục vụ: N = (20 - 4)/4 = 4 tầng Do đó ta phân làm 4 vùng * Vùng 1: + 4 tầng dưới cùng từ tầng 1 đến tầng 4. + Sử dụng sơ đồ cấp nước đơn giản, lấy nước trực tiếp từ ống cấp nước bên ngoài. * Vùng 2,3 : Vùng 2 gồm 5 tầng tiếp theo từ tầng 5 – 9, vùng 3 gồm 4 tầng từ tầng 10-13 . + áp lực đường ống cấp nước bên ngoài thường xuyên không đủ đáp ứng + Để tận dụng không gian tầng hầm nên chọn hệ thống cấp nước có trạm khí ép. Nước được lấy trực tiếp từ đường ống cấp bên ngoài qua trạm khí ép và được phân phối tới các thiết bị vệ sinh theo đường ống chính từ trên xuống. * Vùng 4: + 4 tầng trên cùng. + Để tận dụng không gian tầng mái và giảm chi phí nên chọn hệ thống cấp nước có két nước. Nước từ hệ thống cấp nước thành phố chảy vào bể chứa được đặt dưới tầng hầm, sau đó nước được đưa lên két nước bằng bơm rồi phân phối nước tới các hộ gia đình theo các đường ống từ trên xuống. II. Vạch tuyến và bố trí đường ống cấp nước bên trong nhà - Mạng lưới cấp nước bên trong bao gồm: đường ống chính, đường ống đứng và các ống nhánh dẫn nước tới các thiết bị vệ sinh. 5 - Các yêu cầu phải đảm bảo khi vạch tuyến : + Đường ống phải đi tới mọi thiết bị vệ sinh trong nhà. + Tổng chiều dài đường ống là ngắn nhất. + Đường ống dễ thi công và quản lí sửa chữa bảo dưỡng. - Trên cơ sở đó ta tiến hành vạch tuyến như sau: + Trạm khí ép, bể chứa và bơm được đặt trong tầng hầm. + Két nước được đặt trên tầng mái. + Đường ống chính vùng 1 được đặt trong tầng hầm, cách trần 10 cm. + Đường ống chính vùng 2 được đặt ở hành lang sàn tầng 10 (rãnh có nắp). + Đường ống chính vùng 3 được đặt ở hành lang sàn tầng 14 (rãnh có nắp). + Đường ống chính vùng 4 được đặt ở sàn hầm mái. III. Xác định lưu lượng tính toán 1.Xác định lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống và cho toàn ngôi nhà. - Lưu lượng nước tính toán được xác định theo công thức sau: qtt = 0,2. . N (l/s) Trong đó: qtt: lưu lượng nước tính toán  : hệ số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước, đối với nhà ở gia đình =2,5 N : tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh trong đoạn ống tính toán. K : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào đương lượng N. - Tổng số phòng cần trang bị : 14x17 = 238 (phòng). - Mỗi khu vệ sinh bố trí: 1 chậu rửa mặt, 1 bồn tắm, 1 xí. Thiết bị Trị số đương lượng Lưu lượng Tổng số thiết bị Chậu rửa mặt Xí Bồn tắm 0,33 0,5 1 0,07 0,1 0,2 238 238 238 - Tổng số đương lượng của các thiết bị vệ sinh trong nhà ở là: N = 238(0,33+0,5+1+1) = 453,54. 6 - Lưu lượng tính toán cho toàn khu gia đình là: qtt = 0,2.2,5 54,435 = 10,435 (l/s) 2.Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh - Dựa trên cơ sở vận tốc kinh tế v = 0,5  1 m/s để xác định đường kính thích hợp của từng đoạn ống, tổn thất áp lực của từng đoạn ống và toàn mạng. Từ đó xác định Hyc và chọn trạm bơm khí ép, xác định thể tích bể chứa và két nước. - Tổn thất áp lực theo chiều dài cho từng đoạn ống được xác định theo công thức: h = i.l (m) Trong đó: i: tổn thất đơn vị(mm). l: chiều dài đoạn ống tính toán. - Khi tính toán ta tính cho tuyến bất lợi nhất và cuối cùng tổng cộng cho từng vùng và toàn mạng lưới. Các nhánh khác không cần tính toán mà chọn theo kinh nghiệm dựa vào tổng số đương lượng của đoạn tính toán. - Ta tính toán cho 4 vùng + Vùng 1: 4 tầng phía dưới, tuyến bất lợi nhất được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian. + Vùng 2: 5 tầng tiếp theo, tuyến bất lợi nhất được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian. + Vùng 3: 4 tầng tiếp theo, tuyến bất lợi nhất được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian. + Vùng 4: 4 tầng trên cùng, tuyến bất lợi nhất được đánh số thứ tự trong sơ đồ không gian. Sơ đồ không gian và kết quả tính toán thuỷ lưc mạng lưới cấp nước lạnh đi kèm với thuyết minh. 7 Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh vùng 1 Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng qtt (l/s) d (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = i.l (m) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 a1-a2 1 1 1 1.83 0.68 32 0.71 46 3.3 0.15 a2-a3 2 2 2 3.66 0.96 40 0.76 43.7 3.3 0.14 a3-a4 3 3 3 5.49 1.17 40 0.93 63.5 3.3 0.21 a4-a5 4 4 4 7.32 1.35 50 0.64 22.3 7.8 0.17 a5-a6 12 12 12 21.96 2.34 70 0.67 18 7.2 0.13 a6-a7 20 20 20 36.6 3.02 70 0.87 28.8 7.2 0.21 a7-a8 28 28 28 51.24 3.58 70 1.03 39.2 6.6 0.26 a8-A 56 56 56 102.48 5.06 80 1.02 30.5 2.1 0.06 1.33 Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh vùng 2 Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng qtt (l/s) d (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = i.l (m) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 b1-b2 1 1 1 1.83 0.68 20 2.12 760 3.3 2.51 b2-b3 2 2 2 3.66 0.96 25 1.8 394.4 3.3 1.30 b3-b4 3 3 3 5.49 1.17 25 2.17 575.8 3.3 1.90 b4-b5 4 4 4 7.32 1.35 25 2.52 779.6 3.3 2.57 b5-b6 5 5 5 9.15 1.51 40 1.19 100.3 10.1 1.01 b6-b7 15 15 15 27.45 2.62 70 0.76 22 7.2 0.16 b7-b8 25 25 25 45.75 3.38 70 0.97 35.2 7.2 0.25 b8-b9 35 35 35 64.05 4.00 80 0.81 19.8 6.6 0.13 b9-B 70 70 70 128.1 5.66 90 0.85 18.1 32 0.58 10.41 8 Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh vùng 3 Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng qtt (l/s) d (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = i.l (m) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 c1-c2 1 1 1 1.83 0.68 20 2.12 760 3.3 2.51 c2-c3 2 2 2 3.66 0.96 25 1.8 394.4 3.3 1.30 c3-c4 3 3 3 5.49 1.17 25 2.17 575.8 3.3 1.90 c4-c5 4 4 4 7.32 1.35 40 1.07 82.4 10.1 0.83 c5-c6 12 12 12 21.96 2.34 70 0.67 18 7.2 0.13 c6-c7 20 20 20 36.6 3.02 70 0.86 28.6 7.2 0.21 c7-c8 28 28 28 51.24 3.58 80 0.73 16.3 6.6 0.11 c8-C 56 56 56 102.48 5.06 80 1.02 30.5 45.2 1.38 8.39 Bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước lạnh vùng 4 Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng qtt (l/s) d (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = i.l (m) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 d1-d2 1 1 1 1.83 0.68 20 2.12 760 3.3 2.51 d2-d3 2 2 2 3.66 0.96 25 1.8 394.4 3.3 1.30 d3-d4 3 3 3 5.49 1.17 25 2.17 575.8 3.3 1.90 d4-d5 4 4 4 7.32 1.35 40 1.07 82.4 10.3 0.85 d5-d6 12 12 12 21.96 2.34 70 0.67 18 7.2 0.13 d6-d7 20 20 20 36.6 3.02 70 0.86 28.6 7.2 0.21 d7-d8 28 28 28 51.24 3.58 80 0.73 16.3 6.6 0.11 7.00 9 IV. Chọn đồng hồ đo nước - Chọn đồng hồ đo nước dựa trên cơ sở thoả mãn hai điều kiện. + Lưu lượng tính toán. + Tổn thất áp lực. Theo tính toán ở trên lưu lượng cho toàn khách sạn là: qtt = 10,435 (l/s). Theo quy phạm bảng 17.1 trang 206 Sgk ta chọn đồng hồ loại tuốc bin BB cỡ đồng hồ 80 có: Như vậy chọn loại đồng hồ tuốc bin BB 50 có : qmax = 22 (l/s) ; qmin = 1,7 (l/s). Tổn thất áp lực qua đồng hồ. Hđh = s.q2 (m) Trong đó: +s:là sức kháng của đồng hồ lấy tuỳ thuộc vào từng loại đồng hồ. Với đồng hồ BB 80 tra bảng 17.2 SGK thì s = 2,07.10-3 +q: là lưu lượng tính toán của công trình (l/s) Hđh = 2,07.10-3 . 10,4352 = 0,225 (m) < (1-1,5m) => Tổn thất áp lực qua đồng hồ thoả mãn điều kiện về tiêu chuẩn về tổn thất áp lực. Như vậy việc chọn đồng hồ là hợp lý. V. Tính tổn thất trong các đoạn ống nhánh - Trong tất cả các khu vệ sinh của các tầng nhà gia đình các thiết bị vệ sinh đều đặt thấp. Do vậy các vòi lấy nước đều bố trí ở cao độ 0,8m so với mặt sàn nhà, duy chỉ có xí đặt hơi thấp, tức là cùng cao độ với ống nhánh. - Đối với vùng 4 ta tính đoạn ống nhánh ở tầng 17 các ống nhánh ở tầng 14,15,16 mà đầu ống nhánh bắt đầu từ các điểm tính toán 2,3,4 của tuyến bất lợi đều có cùng tổn thất áp lực. - Tuyến ống bất lợi nhất đi qua 2 thiết bị vệ sinh là tắm và rửa. 10 Bảng tính toán thuỷ lực ống nhánh Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng qtt (l/s) d (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = i.l (m) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3'-2' 0 0 1 0.33 0.29 20 0.94 154.9 2.4 0.37 2'-1' 0 1 1 1.33 0.58 25 1.1 150 0.9 0.14 1'-1 1 1 1 1.83 0.68 25 1.25 193.6 0.5 0.10 0.60 - Như vậy tổn thất áp lực trong ống nhánh của tuyến bất lợi nhất là 0,6 m - Đối với vùng 3, 2 và 1 do bố trí thiết bị vệ sinh hoàn toàn tương tự do vậy chỉ số áp lực cũng giống như ống nhánh của tầng vùng 4. VI. Tính tổn thất áp lực từ ống cấp nước thành phố đến bơm - Trên cơ sở bố trí hệ thống bơm cho nhà ở gia đình trên mặt bằng trong sơ đồ không gian ta có được các số liệu về chiều dài đường ống. + Chiều dài đường ống cấp nước thành phố đến A là 12,7m. + Chiều dài từ B đến trạm khí ép lấy 5 m. + Chiều dài từ C đến trạm khí ép lấy 7 m. Ta có bảng tính toán thuỷ lực: Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng qtt (l/s) d (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = i.l (m) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 A-ống cấp 182 182 182 333.06 9.12 100 1.07 23.7 12.5 0.30 B-Bơm 70 70 70 128.1 5.66 90 1.02 18.1 5 0.09 C-Bơm 56 56 56 102.48 5.06 80 0.85 30.5 7 0.21 vii. Xác định dung tích và chiều cao đặt két nước 1.Xác định dung tích két nước: - Dung tích toàn phần của két nước được xác định theo công thức sau: Wk =K.Wđh (m3) Trong đó: + Wđh: Là dung tích điều hoà két nước (m3) + K: Hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần cặn lắng ở đáy két nước, giá trị của K lấy trong khoảng (1,2 - 1,3) chọn K= 1,3 - Do công trình có lắp đặt trạm bơm và két nước (trạm bơm tự động) Wđh = Qb/(2.n) (m3) Với Qb là công suất máy bơm Qb = qtt.3,6 = 5,06.3.6 = 18,216 (m3). N: Số lần mở máy bơm trong 1 giờ. Chọn n = 2, vậy ta có: Wđh = 18,261/4 = 4,56 (m3). Thể tích xây dựng của két nước: Wk = 1,3.4,56 = 5,9 (m3). Xây dựng két nước có kích thước 6 x1,0x1 m 2.Xác định chiều cao đặt két nước: - Chiều cao két nước (Hk) được xác định trên cơ sở bảo đảm áp lực để đưa nước và tạo ra áp lực tự do đủ ở thiết bị vệ sinh bất lợi nhất trong trường hợp dùng nước lớn nhất - Cao độ của két được xác định theo công thức sau: Hk= Hd4 + Kdh  4 + hcb + hTD d4 (m) Trong đó: + H d4 : Cao độ của điểm d4 (m) Hd4 = 65,2 m + KdH  4 : tổn thất áp lực từ đáy két tới điểm d4 (m) 12 +HTD d4 : áp lực tự do yêu cầu của điểm d4 lấy HTD d4 = 3m Tính KdH  4 = hd45+ hd56 + hd67 + hd78 + hnh = 0,85 + 0,13 + 0,21 + 0,11 + 0,6 = 1,90 (m). hcb = 25%. KdH  4 = 0,25.1,90 = 0,475 (m). Hk =65,2 + 1,9 + 0,475 + 3 = 70,575 (m). Mà cao độ của sàn hầm mái HM = 68,3 m (do sàn mái dày 0,6 m ) => két nước đặt cách sàn hầm mái: 70,575 - 68,3 = 2,275 m ViIi. Tính toán áp lực cần thiết cho ngôi nhà - ống nhánh đưa nước vào phòng đặt cách sàn nhà 0,5 m. Thiết bị vệ sinh cao nhất là vòi hương sen ở bồn tắm đặt ở độ cao 0,8 m so với sàn nhà ( theo quy phạm lấy từ 0,8 – 1m). - áp lực cần thiết của ngôi nhà được xác định theo công thức Hctnh = Hhh + Hđh + Htd + h + hcb (m) Trong đó: + Hhh: Là độ cao hình học đưa nước từ trục đường ống cấp nước bên ngoài đến dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất (xa nhất và cao nhất so với điểm lấy nước vào nhà). Trong tính toán đó là thiết bị vòi tắm hoa sen trang bị kèm bồn tắm. + Hđh: Là tổn thất áp lực qua đồng hồ (m) + h : Tổng tổn thất áp lực trên đường ống tính toán (m) + hcb: Tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến ống tính toán bất lợi nhất và lấy bằng 25%h + Htd: áp lực tự do cần thiết ở các dụng cụ vệ sinh hoặc các máy móc dùng nước, được chọn theo tiêu chuẩn => ta chọn Htd=3(m) Từ đó ta tính dược áp lực cần thiết cho ngôi nhà 1.Vùng I: Hct = Hhh1 + Hđh + Htd + h + hcb1 Trong đó: 13 + Hhh1 = 22,3 - 8,8 = 13,5 (m). + h = h1 + hnh +  h1' = 0,3 + 0,6 + 1,33 = 2,23 (m). Trong đó: h1: tổn thất áp lực từ A1 đến đường ống cấp nước thành phố. hnh: tổn thất áp lực ở nhánh lấy nước.  h1': tổn thất áp lực trên tuyến bất lợi nhất. +h = 2,23 (m)  hcb = 0,25  2,23 = 0,558 (m). + Htd = 3 (m) + Hđh = 0,225 (m) Hct = 13,5 + 0,225 + 3 + 2,23 + 0,558 = 19,513 (m) < 20(m) Như vậy là đảm bảo yêu cầu cho nước chảy tự do b ằng áp lực của hệ thống cấp nước bên ngoài. 2.Vùng II: Hct = Hhh2+ Htd + h + hcb2 + hđh Trong đó: + Hhh2 = 38,8 – 8,8 = 30 (m). + h = h2 + hnh +  h2' = 0,127 + 0,6 + 2,16 = 2,887 (m). Trong đó: h2 : tổn thất áp lực từ trạm khí ép đến ống hút. hnh : tổn thất áp lực ở nhánh lấy nước.  h2': tổn thất áp lực trên tuyến bất lợi nhất.  h2' = hb56 + hb67 + hb78 + hb89 + h9B = 1,01 + 0,16 +0,25 +0,13 +0,61 = 2,16 (m). +h = 2,147 (m)  hcb =0,25  2,887 = 0,722 (m). + Htd = 3 (m). Hct = 30 + 3 + 2,887 + 0,722 + 0,225 = 36,834 (m). 3.Vùng III: Hct = Hhh3 + Htd + h + hcb3 + hđh Trong đó: + Hhh3 = 52 – 8,8 = 43,2 (m). 14 + h = h3 + hnh +  h3' = 0,21 + 0,6 + 2,7 = 3,51 (m). Trong đó: h3: tổn thất áp lực từ bơm đến đường ống hút hnh: tổn thất áp lực ở nhánh lấy nước  h3': tổn thất áp lực trên tuyến bất lợi nhất  h2' = hc45 + hc56 + hc67 + hc78 + h8C = 0,83 + 0,13 +0,21 +0,13 + 1,42 = 2,7 (m). + h = 3,51 (m)  hcb =0,25  3,51 = 0,878 (m). + Htd = 3 (m). Hct = 43,2 + 3 + 3,51 + 0,878 + 0,225 = 50,813 (m). 4.Vùng IV: Nước được lấy từ két xuống. Két cao 1 m. Vòi đưa nước vào két đặt cách đỉnh két 0,1 m. Cao độ vòi đưa nước vào két: HV = HK + 0,9 = 70,575 +0,9 = 71,475 (m). Chiều cao ống đưa nước lên két: H = 71,475 –11,3 = 60,175 (m). Chọn ống đưa nước lên bể chứa đường kính 80 mm, v =1,02 (m/s), 1000i = 30,5 ứng vói qtt = 5,06 (l/s). Tổn thất áp lực là 60,175.0,0305 = 1,835 (m) Vì bơm nước trực tiếp từ bể chứa nên không có ảnh hưởng của áp lực bên ngoài. Vậy ta phải dùng máy bơm để bơm nước lên. Chiều cao cột áp của máy bơm : HbIV = Hctnh = 60,175 + 1,835 = 62,01 (m). ix.Tính toán trạm khí ép 1.Trạm khí ép cho vùng 3 - Lưu lượng tính toán là qtt = 1,9 (l/s) = 6,84 (m3/h) - Dung tích của thùng nước chính là dung tích của két nước và đượn tính theo công thức sau(tính toán như két nước) Wn = K.Wđh (m3) Trong đó: 15 - K: hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần lắng cặn của thùng K = 1,2  1,3. Chọn k =1,2. - Wđh : dung tích điều hòa của thùng Wđh =Qb/2n (m3) + Qb: công suất máy bơm ta dùng bơm đóng mở tự động Qb = qtt = 18,22 (m3/h). + n: số lần mở máy trong 1 h (2  4 lần). Chọn n = 4  Wđh = 18,22/2.4 = 2,28 (m3).  Wn =1,2.2,28 = 2,73 (m3). - Dung tích thùng khí được xác định theo Pmax và Pmin Pmin = Hnhct3 = 50,813 m = 5,081 at. Pmax  6at để đảm bảo không vỡ thùng, rò rỉ đường ống và cũng không quá nhỏ khi đó Wck lớn Chọn Pmax / Pmin = 0,75  Pmax = 5,081/0,75 = 6,775 at = 67,75 m. Chọn Pmax = 6 at - Ta có công thức (Pmin + 1)(Wkk + Wn) = (Pmax + 1)Wkk Wkk = 081,50,6 )1081,5(73,2)1( minmax min      PP PWn = 18,05 (m3).  kích thước của thùng khí là D = 3,2 m H = 2,2 m. kích thước của thùng nước là D = 1,2 m H = 2,2 m . 2.Trạm khí ép cho vùng 2 - Lưu lượng tính toán là qtt = 5,66 (l/s) = 20,37 (m3/h). - Dung tích của thùng nước chính là dung tích của két nước và đượn tính theo công thức sau (tính toán như két nước) Wn = K.Wđh (m3). Trong đó: - K: hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần lắng cặn của thùng K = 1,2  1,3. Chọn K =1,2 - Wđh : dung tích điều hòa của thùng 16 Wđh =Qb/2n (m3). + Qb: công suất máy bơm ta dùng bơm đóng mở tự động Qb = qtt = 20,37 (m3/h) + n: số lần mở máy trong 1 h (2  4 lần). Chọn n = 4  Wđh = 20,37/2.4 = 1=2,55 (m3).  Wn = 1,2.2,55 = 3,06 (m3). - Dung tích thùng khí được xác định theo Pmax và Pmin Pmin = Hnhct3 = 35,909 m =3,59 (at). Pmax  6at để đảm bảo không vỡ thùng, rò rỉ đường ống và cũng không quá nhỏ khi đó Wck lớn Chọn Pmax / Pmin =0,75  Pmax = 3,59/0,75 = 4,79 at = 47,90 (m). - Ta có công thức (Pmin + 1)(Wkk + Wn) = (Pmax + 1)Wkk Wkk = 59,379,4 )159,3(06,3)1( minmax min      PP PWn = 11,7 (m3).  kích thước của thùng khí là D = 2,5 m H = 2,2 m. kích thước của thùng nước là D = 1,3 m H = 2,2m. x. Chọn máy bơm Căn cứ vào số liệu cột áp máy bơm đã tính ở trên ta chọn máy bơm dựa theo lưu lượng của máy bơm: Qb maxttq ở khu vực dùng trạm khí ép ngoài bơm cấp nước cho khách sạn đủ áp lực yêu cầu còn phải đỉ áp lực cung cấp cho thùng chứa của trạm khí ép đạt áp lực Pmax để khi bơm ngừng hoạt động trạm khí ép có thể cung cấpcho khách sạn. Do vậy cột áp máy bơm phải bằng áp lực lớn nhất của trạm khí ép. Khi tính toán phải tính đến áp lực của đường ống bên ngoài. * Vùng 3: qtt = 5,06 (l/s), Pmax = 60 (m), Hb = 60 – 20 = 40 (m). Chọn bơm 3K6a với các thông số kỹ thuật sau: qb = 8,3 (l/s) Hb = 45 (m). 17 * Vùng 2: qtt = 5,66 (l/s), Pmax = 47,9 (m), Hb = 47,9 – 20 = 27,9 (m). Chọn bơm cùng loại với bơm ở vùng 3. Mỗi vùng sử dụng 2 bơm, một hoạt động, một dự phòng. xi. Tính toán hệ thống cấp nước chữa cháy: - Hệ thống cấp nước chữa cháy tách riêng khỏi hệ thống cấp nước lạnh. Các vòi chữa cháy được đặt trong các hộp chữa cháy và được đặt ở phía ngoài hành lang đi lại. - Theo số liệu cho thì áp lực bên ngoài lớn nhất là 20(m) rất nhỏ so với áp lực yêu cầu cho việc cấp nước chữa cháy cho ngôi nhà 17 tầng. Vì vậy ta không thể dùng nước cấp trực tiếp từ mạng lưới để cấp cho chữa cháy mà ta phải dùng bơm chữa cháy. - Chọn hệ thống cấp nước chữa cháy trực tiếp mỗi tầng hai vòi và nước được đưa lên bằng hai ống đứng. Dùng vòi chữa cháy bằng vải tráng cao su có chiều dài là 20m - Theo quy phạm với khách sạn ta có số vòi hoạt động đồng thời là 2 vòi và lưu lượng của mỗi vòi là 2,5 (l/s) Tính toán: * Tính toán ống đứng Căn cứ vào lưu lượng của vòi ta chọn ống đứng có D = 50( mm ), 1000i = 69,6, v = 1,18 (m/s). Chiều dài ống đứng tính từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là Hđ = 65,6 – 11,4 = 54,2 (m). (Theo quy phạm hộp chữa cháy đặt ở độ cao 1,2 m so với sàn nhà) Tổn thất trên đoạn ống đứng h1 = 54,2 .0,0696 = 3,78(m) * Tính toán ống ngang trên mặt đất Vì số vòi hoạt động đồng thời là hai lên lưu lượng là 5(l/s). Tra bảng tính toán thuỷ lực chọn D =70(mm) và 1000i = 75,2. Chiều dài đoạn ống từ trạm bơm tới ống đứng: l = 5m Tổn thất trên đoạn này là: 18 h2 = 5 . 0,0752 = 0,376 (m). Tổng tổn thất trên toàn bộ hệ thống cấp nước chữa cháy: H = h1 + h2 = 3,78 + 0,376 = 4,516 (m). Tổn thất áp lực cục bộ hệ thống cấp nước chữa cháy: hcb = 10% H = 4,156.0,1= 0,4156 (m). áp lực cần thiết ở đầu van chữa cháy: hccct=hv+ho (m). Trong đó: + hv: áp lực cần thiết ở đầu vòi phun để tạo ra một cột nước lớn hơn 6m áp lực này thay đổi tùy theo đường kính miệng vòi phun + ho: Tổn thất áp lực theo chiều dài ống vải gai và được tính theo công thức sau: Tính ho ho = A.l(qcc)2 (m ) Trong đó: + A: sức kháng đơn vị của ống vải gai có tráng cao su lấy như sau d=50mm=>A=0,0075 + l: chiều dài lớp vải gai (m), theo tiêu chuẩn lấy l= 20m + qcc: lưu lượng của vòi phun chữa cháy (l/s) => ho= 0,0075.20.2,52 = 0,9375 (m). Tính hv Hv có thể được tính theo công thức sau: hv= )..1( dC dC  (m) Trong đó: + Cđ: phần cột nước đặc tra bảng ta lấy Cđ=6 + : hệ số phụ thuộc Cđ và được lấy theo bảng Cđ=6 => =1,19 + : Hệ số phụ thuộc vào đường kính miệng vòi phun  = 3)1,0( 25,0 dd  khi tính toán với d=13mm => = 0,0165 19 => hv = )6.19,1.0165,01( 6  = 6,8 (m) => hccct=6,8+0,9375 =7,74 (m) Vậy tổng áp lực cần thiết của ngôi nhà khi có cháy xảy ra là: HCC = Hđ + H +hcb + hccct HCC = 54,2 + 4,516 + 0,416 + 7,74= 66,872 (m). Xii. tính toán bể chứa - Dung tích bể chữa được xác định theo công thức: Wbc=Wđh+Wcc3h (m3) + Wđh: dung tích phần điều hoà của bể tính theo cấu tạo Wđh=(0,5-2)Qngđ. Chọn Wđh = Qngđ. ở đây bể chứa chỉ phục vụ nước cho khu vực Qngđ = 1000 QN  (m3/ngđ) Trong đó: + N: là số người sử dụng nước trong nhà, theo đề bài mỗi phòng khách sạn có 1 người nên N = 56 (người). + Qo: tiêu chuẩn dùng nước hàng ngày của một người (l/ngày). Với khách sạn có bồn tắm theo quy chuẩn lấy q = 200 (l/ng.ngđ). => Qngđ = 1000 20056 = 11,2 (m3/ngđ). + Wcc3h: là lưu lượng nước dự trữ để chữa cháy trong 3h cho một đám cháy của ngôi nhà. Wcc3h=5.3.3600=54000l/s=54m3 => Wbc= 54 + 11,2 = 65,2 m3. - Xây dựng bể hình chữ nhật bằng bê tông cốt thép, gạch với các kích thước sau: LxBxH = 9,6x3,4x2(m) 20 phần ii:tính toán mạng lưới thoát nước trong công trình I. Chọn sơ đồ thoát nước trong nhà - Vì hệ thống thoát nước bên ngoài là hệ thống thoát nước chung nên tất cả lưu lượng nước thải sinh hoạt từ các thiết bị vẹ sinh đều thải chung ra ống thoát nước sân nhà rồi ra ống thoát nước thành phố. - Vì nhà lớn và yêu cầu cần sử lý cục bộ nước thải lên ta cho nước thải của nhà vào hết bể tự hoại. Phần nước sau khi lắng hết cặn sẽ ra ngoài còn phần cặn sẽ được giữ lại nhờ vi khuẩn yếm khí phân hủy. - Nước thải được tập trung vào hệ thống thoát nước sân nhà được gắn vào tường trong tầng hầm sau đó đưa ra bể tự hoại. - Còn nước mưa được dẫn bằng một hệ thống ống riêng. Đoạn ống thoát cuối cùng lối với ống thoát của bể tự hoại. Sau đó đi ra mạng lưới thoát nước thành phố II. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước 1.Tính toán hệ thống ống đứng và ống nhánh trong công trình a) Với mạng lưới thoát nước trong nhà. - Dựa vào bảng đương lượng thoát nước ta tính tổng đương lượng cho từng ống nhánh, ống đứng căn cứ vào bảng để chọn đường kính cho từng ống - ống nhánh từ các thiết bị vệ sinh lấy theo quy phạm (bảng 23.2 SGK Cấp thoát nước trang 295). + Chậu rửa mặt qtt = 0,07 (l/s) d = 40 (mm) + Chậu tắm qtt = 0,8 (l/s) d = 30 (mm) + Xí bệt qtt = 1,5 (l/s) d = 100 (mm) ống nhánh dẫn nước thải từ các thiết bị vệ sinh đều như nhau trong tất cả các tầng do vậy ta tính 1 ống nhánh rồi lấy các ống nhánh khác tương tự. Các ống nhánh đặt ngầm trong sàn nhà với độ dốc tính toán cụ thể và góc nối với các ống đứng là 60o. 21 ống nhánh từ chậu tắm, chậu rửa và xí bệt được chôn sâu dưới nền với độ sâu  10 cm. * Tính ống nhánh đoạn Tắm + Rửa. Lưu lượng tính toán của các đoạn là: Qttb1c1 = 0,07 (l/s). Chọn theo quy phạm lấy đường kính ống nhánh có d = 50mm, độ dốc i = 0,035. Khi tính toán lưu lượng cho ống nhánh thoát nước Rửa + Tắm ta áp dụng công thức: Qtta1b1 = qc + qdcmax Trong đó: + qc: Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức qc = 0,2.. N (l/s). Với khách sạn  = 2,5, N = 1+ 0,33 = 1,33 => qc = 0,2.2,5. 33,1 = 0,58 (l/s). + qdcmax : Lưu lượng nước thải từ thiết bị vệ sinh lớn nhất. ở đây qdcmax = 0,8 (l/s). => qtta1b1 = 0,58 + 0,8 = 1,38 (l/s). Chọn ống có đường kính D = 70 mm với i = 0,12 , h/d = 0,5; v = 1,13 (m/s) * Tính ống nhánh thoát nước xí. Chọn ống có đường kính D = 100 mm với i = 0,03 > 02,01  D * Tính ống đứng thoát nước sinh hoạt qth = qc + qdcmax (l/s) + qth lưu lượng nước thải tính toán + qc lưu lượng nước cấp tính toán theo công thức nước cấp trong nhà 22 + qdcmax lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đoạn ống tính toán qdcmax thường lấy của xí qdcmax = 1,5(l/s) qc = 0,2.. N (l/s)  N (0,5 + 0,33 +1).34 =62,22 => qc = 0,2.2,5. 22,62 =3,94 (l/s) qdcmax = 1,5 (l/s) => qth = 3,94 +1,5 = 5,44 (l/s) Như vậy ta chọn ống đứng thoát chung là D = 100(mm). b) Tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống được thực hiện như sau qthải = qc + qdcmax (l/s) Trong đó: - qthải lưu lượng thoát nước (l/s) -qc lưu lượng nước cấp (l/s) - qdcmax = 1,5 (l/s) : Lưu lượng nước thải của thiết bị WC thải ra nhiều nước nhất trong đoạn cống tính toán. bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Đoạn ống Số thiết bị vệ sinh N Qc (l/s) Qtt (l/s) Bồn tắm Xí bệt Chậu rửa G1-G2 34 34 34 62.22 3.94 5.44 G2-G3 68 68 68 124.44 5.58 7.08 G3-G4 102 102 102 186.66 6.83 8.33 G4-BTH 119 119 119 217.77 7.38 8.88 Bảng tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước sân nhà Đoạn ống qtt (l/s) d (mm) v (m/s) i o/oo h/d l (m) h = i.l (m) Cốt mặt đất Cốt đáy ống Chiều sâu chôn ống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 G5-G6 5.44 125 0.88 15 0.5 7.2 0.108 9.8 9.8 9.375 9.267 0.425 0.533 G6-G7 7.08 150 0.81 10 0.5 7.2 0.072 9.8 9.8 9.267 9.195 0.533 0.605 G7-G8 8.33 150 0.88 10 0.55 7.2 0.072 9.8 9.8 9.195 9.123 0.605 0.677 G8- 8.88 150 0.88 11 0.55 5.0 0.055 9.8 9.8 9.123 9.068 0.677 0.732 23 BTH 2. Tính toán công trình xử lý nước thải cục bộ. - Để thoát nước ra cống thoát nước thành phố với nước thải ra từ thiết bị vệ sinh. Ta xử lý cục bộ bằng bể tự hoại rổi mói thải ra mạng lưới thoát chung. - Chọn bể tự hoại không có ngăn lọc. Do công trình là khách sạn có hai đơn nguyên lên ta bố trí mỗi một đơn nguyên một bể tự hoại. - Dung tích bể tự hoại xác định theo công thức sau Wb = Wn + WC (m3) Trong đó: - Wn Thể tích nước của bể lấy bằng (1-3) lần qthải ngày đêm - Wb: Thể tích nước của bể (m3). - Wc: Thể tích cặn của bể (m3). a/ Xác định thể tích nước của bể: Wn = k.Qngđ - K theo quy phạm lấy từ 1- 3. Để đảm bảo hiệu quả lắng ta lấy k = 2. - Qngđ: Lượng nước thải ngày đêm. Theo đề bài tổng số người sử dụng nước trong nhà là N = 14.17 = 238 (người). => Qngđ = 200.238 = 47600 (l/ngđ) = 47,6 (m3/ngđ) Vậy: Wn = 2,047,6 = 95,2 (m3). b/ Xác định thể tích cặn của bể: Wc = NW bcWTa    1000).2100( )1100( (m). Trong đó: - a: Tiêu chuẩn thải cặn (Lấy a = 0,7 l/ng.ngđ). - T: Thời gian giữa hai lần lấy cặn, T = 180 ngày. 24 - W1, W2: Độ ẩm của cặn tươi vào bể và của cặn khi lên men có giá trị tương ứng là: W1 = 95%; W2 =90%. - b: Hệ số kể đến độ giảm thể tích cặn khi lên men, giảm 30% và lấy b =0,7. - c: Hệ số kể đến việc để lại phần cặn dã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh giúp cho quá trình lên men cặn được nhanh chóng, lấy c=1,2 - N: Số người sử dụng. Wc =   238 1000)90100( 2,17,0)95100(1807,0 12,6 (m3). Vậy dung tích bể tự hoại là: Wb = Wn + Wc = 95,2 + 12,6 = 107,8(m3). Dung tích một bể tự hoại là : Wb/2 = 107,8/2 = 53,9 (m3). Chọn kích thước của bể: a  b  h = (6,8 4x 2) m. Theo quy phạm thiết kế bể tự hoại loại 3 ngăn, dung tích ngăn 1 bằng 50% và dung tích ngăn 2 còn lại mỗi ngăn 25%. Bể được thiết kế ở vách ngăn có: - Nước vào và ra khỏi bể có đường kính D100. - Cửa thông cặn có kích thước là 200  200 (mm). - Cửa thông nước có kích thước là 150  150 (mm). - Cửa thông khí có kích thước là 100  100 (mm). - Chiều cao cửa thông nước =(0,4-0,6)H. Chọn bằng 0,5H. 3. Tính toán thoát nước mưa trên mái nhà. a) Diện tích phục vụ giới hạn lớn nhất của một ống đứng. Fghmax = 20 d2..  2 5 m h v p  + d đường kính ống đứng chọn d = 100(mm) + vp vận tốc phá hoại của ống chọn ống tôn (vp = 2,5 m/s) +  hệ số dòng chảy ( )1 25 +h max5 : Lớp nước mưa trong 5 phút lớn nhất khi theo dõi trong nhiều năm, theo tài liệu khí tượng của Hà Nội h max5 = 15,9 mm. Fghmax = 9,15.1 5,2.10.20 2 = 314,5 (m2) Diện tích mái cần thoát nước Fmái = 64,2 .8 =513,6 (m2). Số lượng ống đứng cần thiết N= 63,1 5,314 6,513 max  gh mai F F (ống) Do nhà khách sạn có 2 đơn nguyên do vậy ta chọn theo cấu tạo mỗi đơn nguyên 2 ống đứng. Vậy diện tích thực tế phục vụ Fthưc = 4 6,513 =128,4 (m2) Nước mưa sẽ được chảy đến ống đứng vào hệ thống ống đứng thoát nước và vào hệ thống thoát nước mưa sân nhà và chảy ra hệ thống thoát nước đường phố b) Tinh máng dẫn nước xênô. - Kích thước máng dẫn xác định dựa trên cơ sở lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn đến phễu thu và phải xác định dựa trên cơ sở tính toán thực tế. - Lượng nước mưa lớn nhất chảy đến phễu thu được xác định theo công thức: q maxml = 300 hF max5 (l/s). Trong đó: - F: Diện tích mái thực tế trên mặt bằng mà một phễu phục vụ (m2) q maxml = 8,6300 9,154,1281   (l/s). Chọn máng dẫn chữ nhật bằng bê tông trát vữa, tra biểu đồ tính toán thuỷ lực Hình 24.10 (Giáo trình Cấp thoát nước) được các thông số kỹ thuật sau: - Độ dốc lòng máng: i = 0,0046. - Chiều rộng máng: B =30 (cm). - Chiều cao lớp nước: H = 5 (cm). 4. Tính toán mạng lưới thoát nước ngoài sân nhà. 26 Nước mưa bên ngoài sân nhà được thoát bằng rãnh chữ nhật xây bằng gạch và có các thông số kỹ thuật sau: - Độ dốc lòng máng: i = 0,01. - Chiều rộng máng: B = 30 (cm). - Chiều cao lớp nước: H = 10 (cm). Phần iii : tính nước nóng cho công trình Vì nước nóng được đun bằng điện và hình thức sử dụng là vòi trộn nên việc tính nước nóng đơn giản. - Mỗi phòng chọn một bình đun lấy nước trực tiếp từ vòi cấp nước lạnh từ ống nhánh và sẽ có một vòi dẫn nước nóng xuống và trộn với vòi nước lạnh để dùng. 1) Xác định lượng nhiệt tiêu thụ ngày đêm. Wng. đnh = qn.( tn – t1 ) .N ( Kcal/ng. đ) Trong đó: + qn tiêu chuẩn nước nóng đơn vị ( qn = 60 l/ng. đ ) + tn nhiệt độ nước nóng yêu cầu ( tn = 650c) + t1 nhiệt độ nước lạnh ( t1 = 200c) + N số lượng đơn vị dùng nước nóng (150 người ) => Wng. đ = 60.(65 – 20 ) . 238 = 624.600( Kcal/ng. đ) 2) Xác định lượng nhiệt giờ lớn nhất. Wh.maxnh = 24 )(.. lnnn ttqNk  ( Kcal/h) Trong đó : + kn hệ số không điều hòa dùng nước nóng với khách sạn có 238 phòng chọn kn = 3,4 => Wh.maxnh = 3,4 . 238 . 60 . ( 65 – 20 )/24 = 91035 ( Kcal/h) Như vậy căn cứ vào lượng nhiệt yêu cầu và tiêu chuẩn dùng nước ta chọn bình có công suất 2500w/h và dung tích 80(l) 27