Đồ án môn học: CẤP THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ - PHẦN III

PHẦN III: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ

A- HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC BẨN TRONG NHÀ:

I. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚCTRONG NHÀ:

- Từ mặt bằng khu vực nhà và khu vệ sinh, khu bếp trong nhà ta bố trí ống nhánh, ống đứng thoát nước bẩn từ các thiết bị vệ sinh ta sử dụng 3 đường ống đứng như sau: Phần nước bẩn từ hố xí nhà vệ sinh vào 1 đường ống đứng thoát nước T₁ vào bể tự hoại đặt ở dưới mỗi đường ống đứng để xử lý cục bộ rồi từ đó sẽ được đưa ra các cống thoát nước ngoài sân nhà và 1 đường ống đứng thu nước T₂ thu nước từ chậu rửa mặt, phễu thi sàn,vòi tắm hương sen thải trực tiếp ra đường ống thoát nước sân nhà ,và đường ống đướng T3 thu nước từ nhà bếp đổ vào bể tách dầu rồi từ đó đưa ra đường ống thoát nước ngoài sân nhà

- Với nước mưa sau khi được thu trên mái qua hệ thống sênô sẽ được dẫn bằng đường ống của các nhà bếp và đựơc đưa ra bể tự hoại tập trung để đi ra đường ống thoát nước ngoài nhà.

II. TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC TRONG NHÀ:

- Việc tính toán mạng lưới thoát nước trong nhà bao gồm: Xác định lưu lượng nước thải, tính toán thuỷ lực các đường ống nhánh và ống đứng để chọn đường kính ống và các thông số làm việc của đường ống thoát nước.

1. Xác định lưu lượng nước thải tính toán:

- Các ống nhánh lấy từ các thiết bị vệ sinh trong các phòng, các tầng nhà là như nhau vì vậy việc chọn ống đứng cho các thiết bị vệ sinh ta chỉ cần chọn cho 1 phòng còn các phòng, tầng sẽ tương tự và các ống nhánh được đặt trong sàn nhà với góc hợp với ống đứng là 60⁰.

- Để xác định được lưu lượng nước thải của từng đoạn ống ta cần phải biết lưu lượng nước thải tính toán, đường kính ống dẫn và độ dốc tương ứng của các thiết bị vệ sinh được qui định trong bảng 4.1 ( GT Cấp thoát nước trong nhà - Trần Thị Mai) như sau:

Loại thiết bị	Lưu lượng nước thải (l/s)	Đường kính ống dẫn, mm	Độ dốc ống dẫn
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)
Chậu rửa nhà bếp 2 ngăn	1,0	50	0,055	0,025
Chậu rửa mặt	0,1	50	0,035	0,02
Hố xí có thùng rửa	1,5	100	0,035	0,02
Tắm hương sen	0,2	50	0,035	0,025

- Lưu lượng nước thải của các đoạn ống thoát nước trong khu tập thể được tính theo công thức:

q_th = q_c + q_dcmax (l/s)

Trong đó:

+ q_th : Lưu lượng nước thải tính toán, l/s.

+ q_c : Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức:

q_c = 0,2..= 0,2.2,5. (N : Tổng đương lượng các thiết bị vệ sinh trên đoạn ống tính toán)

+ q_dcmax : Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đoạn ống tính toán lấy theo bảng 4.1 ở trên.

2. Tính toán thuỷ lực cho mạng lưới thoát nước trong nhà:

Tính toán thuỷ lực mạng lưới với mục đích để chọn đường kính ống, độ dốc, độ đầy, tốc độ nước chảy trong ống.

a. Tính toán thuỷ lực cho đường ống đứng T₁:

· Tính toán ống nhánh A-1: Do các ống nhánh trong các tầng nhà là như nhau vì vậy ta chỉ cần tính toán cho một đường ống nhánh là đủ còn các đường ống khác tương tự.

- Ta có: Q_th = Q_c + Q_dcmax (l/s)

+ Tính Q_c : Có N = 1,0Q_c = 0,2.2,5.= 0,5 (l/s)

+ Tính Q_dcmax : Hố xí có Q_dcmax = 1,5 (l/s)

Q_th =0,5 + 1,5 = 2,0 (l/s). Có Q_th ta tra bảng Phụ lục 3 với D= 100 (mm) và i = 0,025 thì V = 0,82 (m/s) > 0,7 (m/s); .

· Tính toán ống đứng T₁ :

- Tuyến ống đứng T₁ được chọn với đường kính ống bằng nhau từ trên xuống dưới.

- Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống được tính theo công thức:

q_th = q_c + q^dc_max (l/s)

Trong đó:

+ q_th : Lưu lượng nước thải tính toán (l/s).

+ q_c : Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức:

Ta co N = 0,5.2.12 =12

q_c = 0,2..= 0,2.2,5.= 0,2.2,5.3,464= 1,732 (l/s)

+ q_dcmax : Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đoạn ống tính toán lấy theo bảng 4.1 ở trên.

Trên tuyến ống T₁ thiết bị vệ sinh có lưu lượng lớn nhất là hố xí có q_dcmax = 1,5 (l/s).

Vậy : q_th = 1,732 + 1,5 = 3,232(l/s). Chọn D = 100 (l/s) và góc nối giữa ống nhánh và ống đứng 45⁰.Từ bảng 4.5 ( GT Cấp thoát nước trong nhà trang 123- Trần Thị Mai) về khả năng thoát nước của ống đứng khi ống có D = 100 (mm) và góc nối 45⁰ thì khả năng thoát là 7,5 (l/s) >3,16(l/s). Như vậy đường kính ống đứng T₁ đã chọn là hợp lí.

b. Tính toán thuỷ lực cho đường ống đứng T₂:

· Tính toán ống nhánh rửa mặt ,tắm:

- Ta có : Q_th = Q_c + Q_dcmax (l/s)

Tính Q_c : Có N = 2 Q_c = 0,2.2,5.= 0,71 (l/s)

+ Tính Q_dcmax : Tam huong sen có Q_dcmax = 0,2 (l/s)

Q_th =0,71 + 0,2 = 0,91 (l/s). Có Q_th ta tra bảng Phụ lục 3 với D= 75 (mm) và i = 0,03 thì V = 0,74 (m/s) > 0,7 (m/s); và góc nối giữa ống nhánh và ống đứng T₂ là 45⁰.

· Tính toán ống đứng T₂ :

- Tuyến ống đứng T₂ được chọn với đường kính ống bằng nhau từ trên xuống dưới.

- Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống được tính theo công thức:

q_th = q_c + q^dc_max (l/s)

Trong đó:

+ q_th : Lưu lượng nước thải tính toán (l/s).

+ q_c : Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức:

Ta co N = (0,67+0,33).2.12 =24

q_c = 0,2..= 0,2.2,5.= 0,2.2,5.4,9 = 2,45 (l/s)

+ q_dcmax : Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đoạn ống tính toán lấy theo bảng 4.1 ở trên.

Trên tuyến ống T₂ thiết bị vệ sinh có lưu lượng lớn nhất là tắm hương sen có q_dcmax = 0,2 (l/s).

Vậy : q_th = 2,45+ 0,2 = 2,65(l/s). Chọn D = 75 (l/s) và góc nối giữa ống nhánh và ống đứng 45⁰.Từ bảng 4.5 ( GT Cấp thoát nước trong nhà trang 123- Trần Thị Mai) về khả năng thoát nước của ống đứng khi ống có D = 75 (mm) và góc nối 45⁰ thì khả năng thoát là 6,0 (l/s) >2,65(l/s). Như vậy đường kính ống đứng T₁ đã chọn là hợp lí.

c. Tính toán thuỷ lực cho đường ống đứng T₃:

· Tính toán ống nhánh từ chậu rửa bếp:

Theo cấu tạo đường ống thoát nước từ các chậu rửa bếp được chọn với đường kính ống D = 50 (mm) và được đặt với độ dốc i = 0,04 và gốc nối giữa ống nháng và ống đứng là 45⁰.

· Tính toán ống đứng T₃:

- Do tuyến ống đứng T₃ chỉ thoát nước bẩn ở khu nhà bếp do vậy ta không cần tính toán theo từng đoạn ống trong các tầng nhà mà chỉ cần tính toán và chọn đường kính ống bằng nhau.

- Ta có : Q_th = Q_c + Q_dcmax (l/s)

Tính Q_c : Có N = 1 .12 = 12 Q_c = 0,2.2,5.3,46-1,732 (l/s)

+ Tính Q_dcmax : Chậu rửa nhà bếp có Q_dcmax = 1(l/s) (Bảng 4.1 trang121)

Q_th = 1,732+ 1 = 2,732 (l/s). Chọn D = 75 (mm), i = 0,03 góc nối giữa các ống nháng và ống đứng là 45⁰. Từ bảng 4.5 ( GT Cấp thoát nước trong nhà - Trần Thị Mai) về khả năng thoát nước của ống đứng khi ống có D = 100 (mm) và góc nối 45⁰ thì khả năng thoát là 6,0 (l/s) > 2,732(l/s). Như vậy đường kính ống đứng T₃ đã chọn là hợp lí.

B. TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC SÂN NHÀ:

- Việc tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà với mục đích để chọn đường kính ống, độ dốc, độ đầy, tốc độ nước chảy trong ống và độ sâu chôn ống thoát nước trong sân nhà.

- Việc thu nước thải sinh hoạt trong khu nhà ở được thực hiện theo 3 tuyến ống chính như đã tính ở trên. Nước từ tuyến ống T₁ được thu vào bể tự hoại sau khi xử lý được dẫn bằng đường ống ra mạng lưới thoát nước sân nhà vào các giếng G₁, còn tuyến ống T₂ sẽ được dẫn trực tiếp vào đường ống thoát nước sân nhà vào giếng G₂, tuyến T3 đi qua bể thu dầu sau khi được xử lý được dẫn bằng đường ống ra mạng lưới thoát nước sân nhà vào các giếng G₃. Sau đó tập trung tại giếng G_c và đổ ra giếng G_T trên mạng lưới thoát nước ngoài nhà.

Như vậy tuyến ống tính toán mạng lưới thoát nước sân nhà là tuyến G₁– G₂ – G₃ – G_c – G_T.

- Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống được tính theo công thức:

q_th = q_c + q^dc_max (l/s)

Trong đó:

+ q_th : Lưu lượng nước thải tính toán (l/s).

+ q_c : Lưu lượng nước cấp tính toán xác định theo công thức:

q_c = 0,2..= 0,2.2,5. (N : Tổng đương lượng các thiết bị vệ sinh trên đoạn ống tính toán)

+ q_dcmax : Lưu lượng nước thải của dụng cụ vệ sinh có lưu lượng nước thải lớn nhất của đoạn ống tính toán lấy theo bảng 4.1 ở trên.

- Độ sâu chôn cống đầu tiên cho cống thoát nước sân nhà: Sơ bộ chọn độ sâu chôn cống đầu tiên cho đường ống thoát nước sân nhà là 0,5 (m) đảm bảo độ dốc cho nước chảy từ bể tự hoại vào giếng G₁.

- Việc tính toán thuỷ lực đường ống thoát nước sân nhà được thể hiện trong bảng9.

BẢNG VIII: THỐNG KÊ LƯU LUỢNG NƯỚC THẢI ĐƯỜNG ỐNG THOÁT NƯỚC SÂN NHÀ

Đoạn ống	Số thiết bị vệ sinh					Tổng đương lượng N	q_c (l/s)	q^dc_max(l/s)	q_th (l/s)
Đoạn ống	Chậu giặt	Rửa mặt	Hố xí	Vòi tắm	Rửa bếp	Tổng đương lượng N	q_c (l/s)	q^dc_max(l/s)	q_th (l/s)
G₁-G₂		24	24	24	24	140	5.916	1.5	7.416
G₂-G₃		48	48	48	24	196	7.000	1.5	8.500
G₃-G_C		96	96	96	48	336	9.165	1.5	10.665
G_C-G_T		192	192	192	96	672	12.961	1.5	14.461

C. TÍNH TOÁN BỂ TỰ HOẠI:

- Nhiệm vụ: Bể tự hoại có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ nước thải trong nhà trước khi đưa ra mạng lưới thoát nước ngoài nhà.

- Vì bể tự hoại có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ nước thải do đó ta thiết kế bể tự hoại không có ngăn lọc. Bể tự hoại này hoạt động theo nguyên tắc: Khi nước thải chảy vào bể nước thải được làm sạch nhờ hai quá trình lắng cặn và lên men cặn lắng.

- Bể tự hoại được bố trí ở ngay dưới đường ống đứng T₁ và ở dưới nền tầng hầm.

- Tính toán bể tự hoại: Dung tích bể tự hoại được xác định theo công thức:

W = W_n + W_c (m³)

Trong đó:

+ W_n : Thể tích nước của bể (m³) được lấy :

= 211,2(m³)

+ W_c : Thể tích cặn của bể (m³) được tính:

Với:

+ a : Lượng cặn trung bình của một người thải ra trong 1 ngày, lấy 0,6 (l/ng.ngđ)

+ T : Thời gian giữa 2 lần lấy cặn: T = 365 (ngày)

+ W₁: Độ ẩm cặn tươi vào bể : W₁ = 95 %

+ W₂ : Độ ẩm cặn khi lên men W₂ = 90%.

+ b : Hệ số kể đến độ giảm thể tích của cặn khi lên men, b =0,7.

+ c : Hệ số kể đến việc phải giữ lại một phần cặn đã lên men sau khi hút cặn, c = 1,2.

+ N : Số người mà bể phục vụ: N =528 (người)

= 48,57(m³)

Dung tích của bể là : W=211,2+ 48,57 = 259,77 (m³) = 260(m³). Chọn 4 bể tự hoại với thể tích mỗi bể là : W₁ = = 66 (m³).

Chọn kích thước của bể là L x B x H =5,5 x 4,5x 2,7= 67,5 (m³).

D. TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC MƯA TRÊN MÁI:

- Hệ thống thoát nước mưa trên mái nhà có nhiệm vụ dẫn nước mưa trên mái nhà vào hệ thống thoát nước mưa bên ngoài. Đảm bảo công trình khỏi dột và ảnh hưởng tới người sống trong nhà.

- Tính toán hệ thống thoát nước mưa trên mái nhà bao gồm: Chọn đường kính ống đứng, xác định các ống đứng cần thiết và kích thước của máng dẫn( Sênô) sau đó tính toán thuỷ lực mạng lưới.

I. TÍNH TOÁN ỐNG ĐỨNG VÀ ỐNG NHÁNH:

Chọn đường kính ống đứng sau đó tính diện tích phục vụ giới hạn của một ống đứng và số ống đứng cần thiết.

1.Diện tích phục vụ giới hạn:

Diện tích phục vụ giới hạn lớn nhất của một ống đứng được xác định theo công thức:

F^max_gh = (m²)

Trong đó:

+ d : Đường kính ống đứng (cm), d =75 (mm) =7,5(cm).

+ : Hệ số dòng chảy trên mái lấy bằng 1.

+ V_P: Tốc độ phá hoại của ống. Với ống tôn : V_P = 2,5 (m/s)

+ h₅^max : Lớp nước mưa 5 phút lớn nhất khi theo dõi nhiều năm. h₅^max = 15,9 (cm).(Theo dõi ở Hà Nội – Trang130)

Khi đó:

F^max_gh = = 176,88(m²)

2.Tính toán số lượng ống đứng cần thiết:

Số lượng ống đứng cần thiết được tính theo công thức:

n = = 5,5 (ống)

Thiết kế 8 ống với diện tích thực tế phục vụ của mỗi ống đứng là:

Như vậy nước mưa trên mái nhà sẽ chảy vào hệ thống thoát nước mưa sân nhà và từ đó chảy ra hệ thống thoát nước bên ngoài.

II.TÍNH TOÁN MÁNG DẪN NƯỚC (SÊNÔ):

- Xác định kích thước máng dẫn trên cơ sở dựa và lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn đến phễu thu.

- Lượng nước mưa lớn nhất q_mmax chảy đến phễu thu xác định theo công thức sau:

- Từ q_mmax = 6,39(l/s) ta tra các biểu đồ, các bảng tra thuỷ lực cho máng dẫn hình chữ nhật bêtông trát vữa – Hình 5.9 (GT Cấp thoát nước trong nhà- Trần Thị Mai) ta được các thông số kỹ thuật của máng như sau:

· Chọn máng hình chữ nhật trát vữa.

· Chiều rộng máng: b = 30 (cm)

· Độ sâu đầu tiên của máng : h_đ = 5 (cm)

· Độ dốc lòng máng: i = 0,01

· Chiều cao lớp nước ở miệng phểu trong trường hợp lớn nhất ( h^max₅) : h = 8 (cm).

· Vận tốc nước chảy trong máng: v = 0,55 (m/s)

· Độ sâu máng ở phễu thu: h_c = h_đ + i.l ( l : Chiều dài đoạn mương từ điểm thu mưa xa nhất đến phễu thu nước, dựa vào các bố trí các ống đứng thu nước mưa ta có : l = 13,247 (m) :

h_c =0,05 + 0,01.5,1 = 0,101 (m) = 10,1 (cm)

Nước mưa từ máng chảy vào các ống đứng và xuống các rãnh thu nước ở dưới rồi tập trung vào giếng thu trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung bên ngoài.