Hướng dẫn tính toán thiết kế hệ thống cấp nước

Bước 1 : Tính toán nhu yếu dùng nước

Nhu cầu dùng nước

Khi phong cách thiết kế các mạng lưới hệ thống cấp nước cho một đối tượng người dùng đơn cử cần phải nghiên cứu và điều tra giám sát để thỏa mãn nhu cầu các nhu yếu dùng nước cho các mục tiêu sau đây :

Nước dùng cho sinh hoạt ( nhà hàng siêu thị, tắm rửa, giặt giũ … ) trong các nhà tại và trong các XNCN .
Dùng để tưới đường, trung tâm vui chơi quảng trường, vườn hoa, hoa lá cây cảnh …
Nước dùng để sản xuất của các XNCN đóng trong địa bàn khu vực đó.

Bạn đang đọc: Hướng dẫn tính toán thiết kế hệ thống cấp nước
Dùng để chữa cháy .
Nước dùng cho các nhu yếu đặc biệt quan trọng khác ( kể cả nước dùng cho bản thân nhà máy sản xuất nước, nước dùng cho các mạng lưới hệ thống giải quyết và xử lý nước thải, nước dò rỉ và nước dự trữ cho các nhu yếu khác chưa tính hết được … ) .

Tiêu chuẩn dùng nước

Tham khảo bảng 1 TCVN 4513 – 1988, bảng 3.1 TCVN 33-2006 và mục 5.3.2 XDVN 01 : 2008 / BXD .

Ví dụ:

Tiêu chuẩn dùng nước cho khách sạn là 200 l / ng-ngđ
Khu thể dục thể thao là 50 l / ng-ngđ
Tiêu chuẩn dùng nước cho sinh hoạt hộ mái ấm gia đình là 250 l / ng-ngđ
Nước khu công trình công cộng và dịch vụ được quy hoạch theo đặc thù đơn cử của khu công trình, tối thiểu là 2 l / mét vuông sàn-ngđ .
…

Công thức tính nhu yếu dùng nước

Nhu cầu dùng nước được tính theo công thức sau:

Qngđ = Nqn / 1000 ( m3 / ngđ )
Trong đó :

q : tiêu chuẩn dùng nước l / s ( lấy theo bảng 1, TCVN 4513 – 1988 ) )
N : số người dùng nước trong khu công trình

Ví dụ tính toán:

Bước 2 : Tính toán đường ống cấp nước vào bể chứa

Chọn đồng hồ

Việc thống kê giám sát đồng hồ đeo tay đo nước ( kiểu cánh quạt hoặc tuốc bin ) để lắp ráp trên đường ống nước dẫn vào nhà cần địa thế căn cứ vào lưu lượng ngày lớn nhất chọn theo bảng 6 TCVN4513-1988 và được tính theo 2 cách sau :

Cách 1 : dựa vào lưu lượng đo lường và thống kê
Qmin ≤ Qtt ≤ Qmax
Cách 2 : dựa vào lưu lượng đặc trưng của đồng hồ đeo tay
Qng. đêm ≤ 2 Qđt

Trong đó :

Qmin : là lưu lượng số lượng giới hạn nhỏ nhất ( khoảng chừng 6-8 % lưu lượng thống kê giám sát trung bình )
Qtt : Lưu lượng đo lường và thống kê của ngôi nhà
Qmax : Lưu lượng số lượng giới hạn lớn nhất của đồng hồ đeo tay ( khoảng chừng 45-50 % lưu lượng đặc trưng của đồng hồ đeo tay )
Qngày : lưu lượng nước ngày đêm của ngôi nhà ( m3 / ng. đêm )
Qđt : lưu lượng đặc trưng của đồng hồ đeo tay – lưu lượng nước chảy qua đồng hồ đeo tay khi tổn thất áp lực đè nén trong đồng hồ đeo tay là 10 m. ( m3 / h )

Sau chọn được đồng hồ đeo tay ta thực thi kiểm tra lại tổn thất áp lực đè nén qua đồng hồ đeo tay phải cung ứng điều kiện kèm theo sau :

Tổn thất áp lực đè nén so với loại cánh quạt nhỏ hơn 2,5 m
Tổn thất áp lực đè nén so với loại tuốc bin nhỏ hơn 1 ÷ 1,5 m

Tổn thất áp lực đè nén qua đồng lực tính theo công thức sau : hđh = S q2 ( m )
Trong đó :

S : sức kháng của đồng hồ đeo tay đo nước lấy theo bảng 7 TCVN4513-1988
Q. : lưu lượng giám sát ( l / s )

Chọn đường ống cấp nước vào

Đường kính ống dẫn vào chọn theo lưu lượng thống kê giám sát cho ngôi nhà. Khi chưa có lưu lượng đo lường và thống kê hoàn toàn có thể lấy sơ bộ :

Các ngôi nhà một hoặc hai tầng : d = 32-50 mm
Các ngôi nhà có khối tích trung bình : d ≥ 50 mm
Các ngôi nhà có lưu lượng > 1000 m3 / ngày : d = 75-100 mm
Với các đơn vị sản xuất, hoàn toàn có thể lấy d = 200 – 300 mm hoặc lớn hơn .

Ví dụ :

– Lấy lưu lượng nước sinh hoạt thiết yếu cấp tòa nhà trong 1 ngày đêm từ ví dụ trên là 176.4 m3 / ngđ. Tạm tính thời hạn cấp nước trong ngày là 5 giờ. Lưu lượng qua đồng hồ đeo tay 1 giờ là 35.3 m3 / h. Dựa theo bảng 6 TCVN 4513 – 1988 chọn đồng hồ đeo tay loại tuốc bin có đường kính DN80 .
Chọn tuyến ống cấp nước vào bể chứa có đường kính DN100 .

Bước 3 : Tính toán bể chứa nước ngầm

Dung tích bể chứa nước ngầm được tính theo công thức :

VBC = WBC + WCC (m3)

Trong đó :

WCC : dung tích nước chữa cháy trong bể chứa ( m3 ) ( Tuỳ thuộc vào mức độ chữa cháy cho khu công trình mà có cách tính khác nhau – phối hợp với đơn vị chức năng phong cách thiết kế chữa cháy )
WBC: Dung tích điều hoà lượng nước sinh hoạt của bể chứa nước (m3) được tính theo công thức: WBC = (m3)
Trong đó:
- Qngđ : Nhu cầu dùng nước sinh hoạt của khu công trình trong ngày
- n : Số lần đóng mở bơm bằng tay trong ngày. ( bơm cấp nước thành phố n = 1-2 lần )

Ghi chú: Tùy theo quy mô của công trình và tại từng khu vực, dung tích bể chứa nước ngầm có thể thể lấy Wbc = (0,5→2) Qngđ

Bước 4 : Tính toán bể chứa nước mái

Vkét = k(Wkét + Wcc)

Trong đó :

k: Hệ số dự trữ két nước mái. k = 1-1.5.
Wcc: Lưu lượng nước chữa cháy trong 10 phút khi vận hành bằng tay và 5 phút khi vận hành tự động.

Wcc = 0.6 x qcc x ncc

Trong đó :

qcc : lưu lượng nước trong một vòi chữa cháy ( l / s )
ncc : số vòi chữa cháy hoạt động giải trí đồng thời

Wkét: Dung tích điều hoà của két nước mái (khi mở máy bơm bằng tay) được tính theo công thức:

Wkét = Qngđ/n

Trong đó:

Xem thêm: Hướng dẫn cách cài đặt và sử dụng Dropbox cho người mới

Qngđ: Lưu lượng nước cần thiết cấp cho sinh hoạt trong một ngày đêm (m3/ngđ)
Qngđ: Số lần mở máy bơm nhiều nhất trong 1 ngày (n = 2-4 lần)
- Khi tính toán sơ bộ có thể lấy Wkét =(20-30)% Qngđ
- Trong nhà nhỏ, lượng nước dùng ít Wkét = ( 50-100 ) % Qngđ
- Khi đóng mở bơm tự động hóa
  Wkét = Qngđ/2n ≥ 5%Qngđ
  Dung tích điều hòa của két nước mái nên lấy ≤ 40m3. Nếu dung tích két nước mái lớn hơn 40m3 phải chia thành nhiều bể nhỏ hoặc 1 bể có nhiều ngăn.

Bước 5 : Tính toán bơm cấp nước lên mái

Lưu lượng của bơm cấp nước (ký hiệu QP ) có 2 cách tính:

Cách 1. Tính theo lưu lượng sử dụng lớn nhất của công trình

Lập bảng đo lường và thống kê tổng đương lượng của khu công trình

Lưu lượng đo lường và thống kê của khu công trình được tính theo công thức :

Nhà ở:
Trong đóTrong đó
- a : hệ số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước cho 1 người trong 1 ngày lấy theo bảng 9 TCVN 4513:1988
- K: Hệ số phụ thuộc vào số đương lượng lấy theo bảng 10 TCVN 4513:1988
- N : tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh trong nhà hay đoạn ống đo lường và thống kê .
Cơ quan hành chính trụ sở, nhà trọ, khách sạn, ký túc xá, nhà trẻ, trường học, cơ quan giáo dục, bệnh viện đa khoa, nhà tắm công cộng, trại thiếu nhi:
Trong đóTrong đó
- α : thông số phụ tùng tính năng của mỗi loại nhà lấy theo bảng 11 TCVN 4513 : 1988
- N : tổng số đương lượng của các dụng cụ vệ sinh trong nhà hay đoạn ống thống kê giám sát
Xưởng sản xuất, các phòng sinh hoạt của xí nghiệp công nghiệp, phòng, khán giả, công trình thể dục thể thao, xí nghiệp ăn uống công cộng:
Trong đóTrong đó
- qo : Lưu lượng nước của 1 dụng cụ vệ sinh cùng loại (l/s) lấy theo bảng 2 TCVN 4513:1988
- n : số dụng cụ vệ sinh cùng loại
- p : hệ số hoạt động đồng thời của dụng cụ vệ sinh lấy theo bảng 12, 13 TCVN 4513:1988

Ta có: Qp = qmaxsd

Nếu 2 bơm làm việc song song QP’ = QP/0,9

Cách 2

Cột áp của bơm được tính theo công thức :

Hb = hhh + hb + hdd + hcb + htd + hdp

Trong đó :

hhh : Chiều cao hình học giữa mực nước cao nhất trong két nước mái và mực nước thấp nhất trong bể chứa nước ngầm ( m )
hb : Tổn thất ấp lực qua máy bơm. Lấy hb = 2 ( m )
hdd : tổn thất áp lực đè nén dọc đường trên trường ống hút và ống đẩy của bơm ( m ) = i * l ( i : độ dốc ( tra bảng ), l chiều dài ống )
hcb : tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy và ống hút của bơm ( m ) .
Lấy hcb = 30% hdd
htd : áp lực đè nén tự do tại đầu ra của ống đẩy ( m ). Chọn htd = 2 ( m )
hdp : áp lực đè nén dự trữ ( m ). Chọn hdp = 3 ( m )

Chọn đường kính ống hút, ống đẩy theo TCVN 33 : 2006 ( Vh = 0,6 – 1 m / s ; Vđ = 0,8 – 2,0 m / s )

Bước 6 : Tính toán bơm tăng áp cấp nước sinh hoạt ( ký hiệu BP )

Áp lực thao tác của máy bơm BP được tính theo công thức :

HBP = hb + hdd + hcb + hdh + htd + hdp

Trong đó :

hb : tổn thất áp lực đè nén qua máy bơm. hb = 2 m
hdd : tổn thất áp lực đè nén dọc đường trên trường ống hút và ống đẩy của bơm. Tổn thất trên ống đẩy của bơm giám sát đến thiết bị vệ sinh bất lợi nhất .
hcb : tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy và ống hút của bơm ( m ), tính bằng 30 % hdd .
hdh : tổn thất áp lực đè nén qua đồng hồ đeo tay đo nước
hdh = Sq2
- S : Sức cản đồng hồ đeo tay .
q : Lưu lượng nước thống kê giám sát của căn hộ cao cấp ( khu vệ sinh ) bất lợi nhất .
htd : áp lực đè nén tự do thiết yếu tại thiết bị ( theo TCVN 4513 : 1988 )
hdp : áp lực đè nén dự trữ ( m ). hdp = 3 – 5 ( m )

* Trường hợp sử dụng bơm tăng áp cho tầng sát mái kèm bình điều áp thì phải tính toán bình điều áp:

Áp lực mở máy = Pmin = áp lực đè nén thiết yếu
Áp lực dừng máy = Pmax
ΔP = Pmax – Pmin = 1.5 bar
Dung tích bình điều áp : V= [275.Q.(Pmax + 1)]/[Z.ΔP]
- Z là số lần đóng mở bơm trong giờ .
- Q. Lưu lượng máy bơm ( m3 / h )

Bước 7 : Tính toán thủy lực cho mạng lưới cấp nước ( giám sát chọn đường ống )

Tính toán đường kính ống dựa trên đương lượng, tốc độ kinh tế tài chính bảo vệ áp lực đè nén tự do tại thiết bị bất lợi nhất. Đối với mạng cấp nước trong nhà, tốc độ kinh tế tài chính thường lấy như sau :

Trục đứng cấp nước ; v = 1.5 – 2 m / s
Đối với ống nhánh cấp nước : v ≤ 2.5 m / s
Khi tổng số đương lượng N ≤ 20, đường kính ống cấp nước được cho phép lấy theo bảng 8 trong tiêu chuẩn TCVN 4513 – 1988 .