Đồ án cấp thoát nước bể bơi

đồ án cấp thoát nước trong nhà Họ và tên:Nguyễn Duy Tâm Lớp: 50MN3. Ngày giao đồ án: Ngày 25 tháng 03 năm 2009. Giáo viên hướng dẫn: Ths Ngô Hoàng Giang. Các tài liệu thiết kế Mặt bằng tầng nhà có bố trí các thiết bị vệ sinh: TL 1/ 100 Kết cấu nhà: Gạch + Bê tông. Số tầng nhà: 1 Chiều cao mỗi tầng: 3,80m. Chiều cao tầng hầm: 0,0m. Chiều dày mái nhà: 0,6m. Chiều cao hầm mái: 0,0m. Cốt nền nhà tầng một: m. Cốt sân nhà: 20,8 m. áp lực ở đường ống bên ngoài: Ban ngày: 11m. Ban đêm: 11,5m. Đường kính ống cấp nước bên ngoài: D 250. Độ sâu chôn ống cấp nước bên ngoài: 1,8 m. Số người sử dụng nước trong nhà: 250 người đến bơi/ ngày. Thời gian làm việc: 6h – 18h. Mỗi tuần nghỉ một ngày để thau rửa bể ton =23o C to1 = 18o C Nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng: Than Hình thức sử dụng nước nóng: Dùng vòi trộn. Dạng hệ thống thoát nước bên ngoài: Chung. Đường kính ống thoát nước bên ngoài: D 300 Độ sâu chôn ống thoát nước bên ngoài: 2,9 m. Lượng nước tràn thường xuyên bằng1% dung tích bể. Chương 1 Tính toán cấp nước lạnh. 1.1: Lựa chọn sơ đồ và vạch tuyến tính mạng lưới cấp nước: Dựa vào các tài liệu đã cho trong nhiệm vụ thiết kế và căn cứ vào mặt bằng công trình, liên hệ với mạng lưới cấp bên ngoài và tổ chức dẫn nước vào, tiến hành vạch tuyến mạng lưới cấp nước cho công trình ( Theo sơ đồ 1). Dựa vào tuyến ống trên mặt bằng, dựng sơ đồ không gian hệ thống trên hình chiếu trục đo. 1.2: Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống và tính toán thuỷ lực. Lưu lượng tính toán được xác định theo công thức: (l/s). Trong đó: - qo: Lưu lượng tính toán cho một dụng cụ vệ sinh cùng loại ( l/s). - n: Số lượng thiết bị vệ sinh cùng loại. - b: Hệ số hoạt động đồng thời của các thiết bị vệ sinh, lấy theo bảng 13 TCVN – 1988. - qtràn: Lượng nước tràn thường xuyên bằng 1% dung tích của bể ( l/s). Bảng 1: Bảng thống kê thiết bị vệ sinh của công trình bể bơi. Dụng cụ vệ sinh Số lượng ( cái) Lưu lượng của một thiết bị (l/s) Trị số đương lượng Hệ số hoạt động đồng thời Hương sen 9 0,2 1 100 Xí 8 0,1 0,5 70 Bổn rửa 4 0,07 0,33 80 Xác định qtrần: Dung tích bể được xác định theo công thức sau: Wb ị Wb = 998,83 ằ 1000 (m3). Lượng nước tràn thường xuyên qtrần được xác định theo công thức sau: qtràn = 1% dung tích của bể Wb. Thời gian hoạt động của bể t = 12h = 12ì3600 (s) qtràn == 0,23( l/s). Vậy ta có: Qtt = ( 0,2 ´ 9 ´1,0 ) + ( 0,1´ 8´ 0,7 ) + ( 0,07 ´ 4 ´ 0,8 ) + 0,23 = 2,814 (l/s). Lập bảng tính toán thuỷ lực cho hệ thống cấp nước lạnh của công trình bể bơi Bảng 2: Bảng tính toàn thuỷ lực cho hệ thống cấp nước lạnh. Đoạn ống Số lượng thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng Qn (l/s) D mm V (m/s) 1000i L (m) h= i´l (m) Hg sen Xí Bồn rửa 1-2 0 0 1 0,33 0,056 15 0,330 34,30 7,0 0,2401 2-3 0 0 2 0,66 0,112 15 0,650 119,3 4,5 0,5368 3-4 0 0 3 0,99 0,168 15 0,980 258,2 3,2 0,8262 4-5 0 4 5 3,65 0,560 25 1,050 135,5 0,3 0,0406 5-6 0 8 7 6,31 0,952 32 0,990 85,10 6,6 0,5616 6-7 11 8 7 17,31 3,152 70 0,905 31,20 9,1 0,2839 7-8 22 8 7 28,31 5,352 80 1,080 34,00 8,6 0,2924 8-9 33 8 7 39,31 7,552 100 0,885 16,80 9,1 0,1528 9-10 44 8 7 50,31 9,752 125 0,736 8,83 4,5 0,0397 10-11 44 8 7 50,31 10,532 125 0,792 10,15 17 0,1725 Vậy tổng tổn thất trên đường ống là: Sh = 3,1466 Sau khi tính toán thuỷ lực hệ thống cấp nước lạnh cho khu nhà tắm và bổ sung lượng nước tràn thường xuyên của bể bơi theo tuyến ống bất lợi nhất, chọn tuyến ống cấp nước lạnh cho bể bơi sau khi thau rửa bể để tính toán kiểm tra. Mỗi tuần bể bơi được thau rửa một lần vào ngày đầu tuần. Thời gian ngưng bể là 36h. Trong đó, 10h đầu là dùng để thoát nước, 4h tiếp theo là dùng để cọ rửa bể, 22h còn lại là dùng để cấp nước vào bể. Nước được dẫn vào bể theo hệ thống miệng đẩy, tốc độ nước qua miệng đẩy v= 2- 3 m/s. Hệ thống miệng đẩy nước được bố trí dọc theo một bên chiều dài của bể, sử dụng 5 miệng đẩy. Lưu lượng tính toán của một miệng đẩy : Q1 == 2,83( l/s). Lập bảng tính toán thuỷ lực cho tuyến ống cung cấp nước cho bể bơi. Bảng 3: Bảng tính toán thuỷ lực tuyến ống cung cấp nước lạnh cho bể bơi. Đoạn ống Số miệng đẩy qtt (l/s) D (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = iìl (m) A – B 1 2,83 70 0,814 25,3 9,8 0,24794 B – C 2 5,66 90 0,842 17,9 9,8 0,17542 C – D 3 8,49 100 1,000 20,9 9,8 0,20482 D – E 4 11,32 125 0,850 11,5 9,8 0,11270 E – 10 5 14,15 125 1,06 17,5 10,9 0,19075 Vậy tổng tổn thất trên đường ống là: Sh = 0,93163 Như vậy tuyến ống nước đã chọn đạt yêu cầu về đường kính ống và tổn thất áp lực cho tuyến ống cung cấp nước lạnh của bể bơi. 1.3: Tính toán chọn đồng hồ đo nước. Đồng hồ đo nước chọn trên cơ sở thoả mãn 2 diều kiện: - Điều kiện về lưu lượng . - Điều kiện về tổn thất áp lực. Dựa vào qtt đã xác định như trên, chọn đồng hồ thoả mãn điều kiện: qmin qn = 10,532 (l/s) qmax Từ bảng 17.1: Cỡ, lưu lượng và đặc tính của đồng hồ đo nước (GTCTN trang 206) ta chọn loại đồng hồ tuốc bin BB80. Các thông số kỹ thuật của đồng hồ: - qđtr = 250 m3 /h - qmin = 1,7 l/s. - qmax = 22 l/s. Từ bảng 17.1: Tra bảng được sức kháng của đồng hồ là: S = 0,00207 m. Tổn thất áp trong đồng hồ: hđh = S ´ qtt = 0,00207 ´ 10,5322 = 0,2296 (m) < 1. Kiểm tra với lưu lượng cấp nước vào bể sau khi thau rửa bể qtt = 14,15 l/s ta thấy đồng hồ cũng đạt yêu cầu.Vậy chọn loại đồng hồ BB80 là hợp lý. 1.4: Tính toán áp lực cần thiết của công trình bể bơi. áp lực cần thiết của công trình bể bơi xác định theo công thức: Hnhct = hhh + hđh + htd + + hcb (m). Trong đó: - hhh: Độ cao hình học đưa nước từ trục đường ống cấp nước bên ngoài đến dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất. hhh = ẹchôn ống + ẹnền nhà + ẹhương sen= 1 + (12,8 – 11,2) + 2 = 4,6 (m). - hđh: Tổn thất áp lực qua đồng hồ: hđh = 0,2296 (m). - htd: áp lực tự do cần thiết ở các thiết bị vệ sinh: htd = 3 (m). - ồh: Tổng tổn thất áp lực do ma sát theo tuyến ống chính bất lợi nhất: - hcb: Tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến ống bất lợi nhất: hcb = (20 – 30)% ồh. Vậy ta có: Hnhct = 4,6 + 0,2296 + 3 + 3,1466 + 0,3´3,1466 = 10,92018 (m). Mà áp lực ở đường ống nước bên ngoài vào Ban ngày là 11 (m), Ban đêm là 13 (m). Vậy áp lực đường ống bên ngoài đảm bảo cung cấp nước trực tiếp cho công trình bể bơi. 1.5: Tính toán két nước dự phòng. Két nước dự phòng dùng để cung cấp nước cho khu nhà tắm trong trường hợp mất nước đột xuất. 1.5.1: Xác định dung tích két. Dung tích két nước xác định theo công thức: Wk = K ´ Wđh (m3). Trong đó: - K: Hệ số dự trữ kể đến chiều cao xây dựng và phần cặn lắng ở đáy két nước, lấy K = 1,2. - Wđh: Dung tích điều hoà của két nước, tính bằng lưu lượng nước dùng cho khu nhà tắm trong khoảng thời gian 20 phút. Lưu lượng nước lạnh cung cấp cho khu nhà tắm: qtt = 10,532 (l/s). Wk = K ´ Wđh = 1,2´ qtt´ t = 1,2´ 10,532ì10 -3´ 20´ 60 = 15,6 (m3). Chọn kích thước của két nước dự phòng là: 4500´3000´1200 (mm). 1.5.2: Xác định chiều cao đặt két. Chiều cao đặt két nước được xác định trên cơ sở đảm bảo áp lực để đưa nước và tạo ra áp lực tự do cần thiết cho thiết bị vệ sinh bất lợi nhất trong trường hợp dùng nước lớn nhất. Chiều cao đặt két được xác định theo công thức sau: Hk = htd + + hcb - hhh . Trong đó: - hhh: Độ cao hình học đưa nước từ trục đường ống của két nước đến dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất. - hhh = htầng – hhương sen = 3,3 - 2 = 1,3 (m). - htd: áp lực tự do cần thiết ở các thiết bị vệ sinh: htd = 3 (m). - ồh: Tổng tổn thất áp lực do ma sát theo tuyến ống chính bất lợi nhất: - hcb: Tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến ống bất lợi nhất: hcb = (20 – 30)% ồh. Hk = 3 + 3,1466 + 0,3´3,1466 – 1,3 = 5,79 ằ 6 (m). Vậy ta đặt két nước cách trần nhà 6 m, dùng cột đỡ trên nóc. Chương 2: Tính toán mạng lưới thoát nước. 2.1: Lựa chọn sơ đồ và vạch tuyến mạng lưới thoát nước. Nước thải từ khu nhà tắm và vệ sinh được xử lý cục bộ ở bể tự hoại đặt dưới khu vệ sinh. Sau đó được đưa đến thoát chung với hệ thống thoát nước tràn từ bể bơi và nước mưa ra hệ thống thoát nước thành phố. Dựa vào mặt bằng ta vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho bể bơi. 2.2: Xác định lưu lượng nước thải tính toán. Lưu lượng nước thải tính toán được xác định theo công thức: qth = (l/s). Trong đó: - qth: Lưu lượng nước thải tính toán. - q0: Lưu lượng nước thải của từng thiết bị vệ sinh. Lấy theo bảng 23.2 - n: Số thiết bị vệ sinh cùng loại mà đoạn ống phục vụ. - b: Hệ số hoạt động đồng thời thải nước của các thiết bị vệ sinh. Lấy theo bảng 23.3 (Giáo trình Cấp thoát nước). Bảng 4:Bảng thống kê thiết bị vệ sinh của công trình bể bơi. Dụng cụ vệ sinh Số lượng (cái) Lưu lượng của một thiết bị(l/s) Hệ số hoạt động đồng thời Đường kính ống dẫn(mm) Hương sen 44 0,2 80 50 Xí 8 1,6 60 100 Bồn rửa 7 0,1 100 50 - Từ sơ đồ vạch tuyến mạng lưới thoát nước ta lập bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước. - Bố trí một rãnh thông nhau giữa các phòng tắm theo từng nhóm, sau đó nước tắm được chảy vào các ống đứng và đổ vào đường ống thoát nước chính. Đường kính các ống đứng thoát nước chọn theo Bảng 23.6 (GTCTN). - Hệ thống thu nước tràn bể bơi là một máng tràn được bố trí dọc theo chiều dài thành bể, sau đó chảy vào ống đứng và đổ vào đường ống thoát nước chính. - Hệ thống xả kiệt bể là một miệng xả được bố trí ở đáy bể bơi. Thời gian xả kiệt nước ra khỏi bể là. Lưu lượng nước xả được xác định theo công thức sau: (l/s). Tra bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước được: - Đường kính ống xả Dxả = 250 mm. - Vận tốc v = 0,94 m/s. - i =0,005. - Độ dầy H/D = 0,65. 2.3: Tính toán bể tự hoại. Dung tích bể bơi tự hoại được xác định theo công thức: Wb = Wn + Wc.(m). Trong đó: - Wb: Thể tích nước của bể (m3). - Wc: Thể tích cặn của bể (m). 2.3.1: Xác định thể tích nước của bể: Wn = (1 - 3)Qngđ - Qngđ: Lượng nước thải ngày đêm tuỳ thuộc vào yêu cầu vệ sinh và lý do kinh tế, lấy theo 10% lượt người đến bơi. Qngđ = (m3). Vậy: Wn = 3´0,048 = 0,144 (m3). 2.3.2: Xác định thể tích cặn của bể: Wc = (m). Trong đó: - a: Tiêu chuẩn thải cặn (Lấy a = 0,5l/ng.ngđ). - T: Thời gian giữa hai lần lấy cặn, T = 365 ngày. - W1, W2: Độ ẩm của cặn khi chưa lên men và sau khi lên men: 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 phần cặn để lại khi hút cặn, Lấy c = 1,2. - N: Số người sử dụng. Wc = (m3). Vậy dung tích bể tự hoại là: Wb = Wn + Wc = 0,144 + 2,3 = 2,444 (m3). Chọn kích thước của bể: a ´ b ´ h = (2,5 ´ 3 ´1,3) m. Theo quy phạm thiết kế bể tự hoại loại 3 ngăn, dung tích ngăn 1 bằng 50% và dung tích ngăn 2 bằng 50%. Bể được thiết kế gồm 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). 2.4: Tính toán hệ thống thoát nước mưa. 2.4.1: Tính toán ống đứng và ống nhánh. Đường ống đứng có thể chọn theo diện tích phục vụ giới hạn của một ống đứng: F = (m2). Trong đó: - a: Đường kính ống đứng, chọn d = 100mm. - y: Hệ số dòng chảy trên mái, lấy y = 1. - Vp: Tốc độ phá hoại của ống, với ống sành Vp = 2,0 m/s. - h: Lớp nước mưa trong 5 phút lớn nhất khi theo dõi trong nhiều năm, theo tài liệukhí tượng của Hà Nội h = 159mm. F = = 252 (m2). Chia mái che công trình thành 2 khu vực để tính toán. - Số ống đứng cần thiết cho hệ thống thoát nước mưa trên mái ở khu I: (ống). - Số ống đứng cần thiết cho hệ thống thoát nước mưa trên mái khu vựcII: (ống). 1.4.2: Tính toán máng dẫn nước mưa ( xênô). - Kích thước máng dẫn xác định dựa trên cơ sở lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn đến phễu thu. - Lượng nước mưa lớn nhất chảy đến phễu thu được xác định theo công thức: q = (l/s). Trong đó: - F: Diện tích mái thực tế trên mặt bằng hay (diện tích thu nước của 1 ống đứng) Máng dẫn nước mưa khu vực I: q = (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 = 0,01. - Chiều rộng máng: B = 50 (cm). - Chiều cao lớp nước: H = 5 (cm). Máng dẫn nước mưa khu vực II: q = (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 = 0,01. - Chiều rộng máng: B = 50 (cm). - Chiều cao lớp nước: H = 5 (cm). 1.4.3: Tính toán mạng lưới thoát nước ngoài sân nhà. 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). Chương 3 Tính toán cấp nước nóng Vì nguồn cấp nhiệt cho hệ thống cấp nước nóng là nguồn nhiệt bên ngoài nên ta thiết kế mạng lưới cấp nước nóng song song với mạng lưới cấp nước lạnh sau đó dùng vòi trộn để hoà trộn nước nóng với nước lạnh để đạt được nhiẹt độ cần thiết theo yêu cầu (riêng xí không cần phải cấp những nóng). Đối với bể bơi ta cũng thiết kế như vậy. 3.1: Tính toán thuỷ lực cho hệ thống cấp nước nóng: Bảng5 : Bảng tính toàn thuỷ lực cho hệ thống cấp nước nóng. Đoạn ống Số lượng thiết bị vệ sinh Tổng số đương lượng Qn (l/s) D mm V (m/s) 1000i L (m) h= i´l (m) Hương sen Bồn rửa 1’-2’ 0 1 0,33 0,028 10 0,26 30,2 7,0 0,2114 2’-3’ 0 2 0,66 0,056 15 0,33 34,3 4,5 0,1543 3’-4’ 0 3 0,99 0,084 15 0,50 74,6 3,2 0,2387 4’-5’ 0 5 1,65 0,140 15 0,82 185,7 0,3 0,0557 5’-6’ 0 7 2,31 0,196 20 0,60 70,1 6,6 0,4626 6’-7’ 11 7 13,31 1,296 50 0,61 20,8 9,1 0,1892 7’-8’ 22 7 24,31 2,396 70 0,69 18,8 8,6 0,1616 8’-9’ 33 7 35,31 3,496 80 0,71 15,5 9,1 0,1410 9’-11’ 44 7 46,31 4,596 100 0,54 6,76 21,5 0,1453 Vậy tổng tổn thất trên đường ống là: Sh = 1,75984 3.2: Tính toán thuỷ lực đường ống cấp nước nóng cho bể bơi: Bảng 3: Bảng tính toán thuỷ lực tuyến ống cung cấp nước nóng cho bể bơi. Đoạn ống Số miệng đẩy qtt (l/s) D (mm) V (m/s) 1000i l (m) h = iìl (m) A – B 1 1,415 50 0,660 23,8 9,8 0,23324 B – C 2 2,830 70 0,81 25,0 9,8 0,24500 C – D 3 4,245 80 0,85 21,8 9,8 0,21364 D – E 4 5,660 90 0,85 18,0 9,8 0,17640 E – 10 5 7,075 100 0,84 15,0 10,9 0,16350 Vậy tổng tổn thất trên đường ống là: Sh = 1,03178 Như vậy tuyến ống nước đã chọn đạt yêu cầu về đường kính ống và tổn thất áp lực cho tuyến ống cung cấp nước lạnh của bể bơi. 3.3: Tính toán chọn đồng hồ đo nước. Đồng hồ đo nước chọn trên cơ sở thoả mãn 2 điều kiện: - Điều kiện về lưu lượng . - Điều kiện về tổn thất áp lực. Dựa vào qtt đã xác định như trên, chọn đồng hồ thoả mãn điều kiện: qmin qn = 4,596 (l/s) qmax Từ bảng 17.1: Cỡ, lưu lượng và đặc tính của đồng hồ đo nước (GTCTN trang 206) ta chọn loại đồng hồ tuốc bin BB80. Các thông số kỹ thuật của đồng hồ: - qđtr = 250 m3 /h - qmin = 1,7 l/s. - qmax = 22 l/s. Từ bảng 17.1: Tra bảng được sức kháng của đồng hồ là: S = 0,00207 m. Tổn thất áp trong đồng hồ: hđh = S ´ qtt = 0,00207 ´ 10,5322 = 0,2296 (m) < 1. Kiểm tra với lưu lượng cấp nước vào bể sau khi thau rửa bể qtt = 14,15 l/s ta thấy đồng hồ cũng đạt yêu cầu.Vậy chọn loại đồng hồ BB80 là hợp lý. 3.3: Tính toán áp lực cần thiết của công trình bể bơi. áp lực cần thiết của công trình bể bơi xác định theo công thức: Hnhct = hhh + hđh + htd + + hcb (m). Trong đó: - hhh: Độ cao hình học đưa nước từ trục đường ống cấp nước bên ngoài đến dụng cụ vệ sinh bất lợi nhất. hhh = ẹchôn ống + ẹnền nhà + ẹhương sen= 1 + (12,8 – 11,2) + 2 = 4,6 (m). - hđh: Tổn thất áp lực qua đồng hồ: hđh = 0,2296 (m). - htd: áp lực tự do cần thiết ở các thiết bị vệ sinh: htd = 3 (m). - ồh: Tổng tổn thất áp lực do ma sát theo tuyến ống chính bất lợi nhất: - hcb: Tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến ống bất lợi nhất: hcb = (20 – 30)% ồh. Vậy ta có: Hnhct = 4,6 + 0,2296 + 3 + 1,75984 + 0,3´1,75984 = 10.117392 (m). Mà áp lực ở đường ống nước bên ngoài vào Ban ngày là 11 (m), Ban đêm là 13 (m). Vậy áp lực đường ống bên ngoài đảm bảo cung cấp nước trực tiếp cho công trình bể bơi.