Báo cáo bài tập lớn tính toán mạng lưới cấp thoát nước cho nhà cao tầng (nhà trọ sinh viên)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ---o0o--- BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG -o0o -

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC

CHO NHÀ CAO TẦNG (NHÀ TRỌ SINH VIÊN)

NHÓM 11

GVHD: TS Nguyễn Thái Anh

ThS Phan Xuân Thạnh SVTH: Bùi Nguyễn Minh Đức 1911054

Phạm Nguyễn Hồng Đào 1913005 Mai Nguyễn Thanh Dũng 2012864

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2023

i

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 11

1 Bùi Nguyễn Minh Đức 1911054 Phân chia, tổng hợp và bể tự hoại Nhóm trưởng

2 Phạm Nguyễn Hồng Đào 1913005 Tính toán kinh tế

3 Mai Nguyễn Thanh Dũng 2012864 Tính thoát thoát nước thải

4 Nguyễn Ngọc Tân 2114727 Cấp nước

5 Nguyễn Đức Thịnh 2112367 Thoát nước mưa

6 Nguyễn Đăng Sang 2114633 Cấp nước - Trục cấp nước

ii

MỤC LỤC

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 11 i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG iv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu và nội dung đề tài 1

1.2.1 Mục tiêu đề tài 1

1.2.2 Nội dung đề tài 1

1.3 Đối tượng và phạm vi 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2

2.1 Tổng quan về đề tài 2

2.2 Hệ thống thiết bị vệ sinh 2

CHƯƠNG 3: CÔNG THỨC TÍNH TOÁN 3

3.1 Cấp nước 3

3.2 Thoát nước thải 4

3.3 Thoát nước mưa 5

3.3.1 Xác định lưu lượng tính toán nước mưa, số lượng đường kính ống đứng thu nước mưa 5

3.3.2 Tính toán máng dẫn nước Sênô: 6

3.4 Bể tự hoại 7

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ 9

4.1 Cấp nước 9

4.2 Thoát nước thải 13

4.3 Thoát nước mưa 14

4.3.1 Tính toán thoát nước mưa trên mái 14

iii

4.3.2 Tính toán ống và chọn ống 15

4.3.3 Tính toán máng dẫn nước Sênô 15

4.4 Tính toán bể tự hoại 16

CHƯƠNG 5: KINH TẾ 19

5.1 Thông số kĩ thuật đường ống nhựa 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO xxi

PHỤ LỤC xxii

iv

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Tổng quan về đề tài 2

Bảng 2.2 Hệ thống thiết bị vệ sinh được đưa vào sử dụng 2

Bảng 4.1 Bảng 9 TCVN 4513-1988 10

Bảng 4.2 Tính toán tổng số đương lượng 11

Bảng 4.3 Tính toán trục cấp nước 1 12

Bảng 4.4 Tính toán trục cấp nước 2 13

Bảng 4.5 Tính toán thoát nước rửa 13

Bảng 4.6 Tính toán thoát nước xí 14

Bảng 4.7 Tính toán thoát nước mưa trên mái 14

Bảng 4.8 Tính toán ống và chọn ống 15

Bảng 4.9 Tính toán máng dẫn nước Sênô 15

Bảng 4.10 Thiết kế bể tự hoại không ngăn lọc 18

Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật đường ống nhựa 19

Bảng 5.2 Dự đoán chi phí hệ thống cấp thoát nước 19

1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ngày càng nâng cao giá trị cuộc sống Nhu cầu sử dụng nước sạch là một vấn đề cần thiết và cấp bách cho những

hộ gia đình trong tòa nhà chung cư hay khu dân cư mới Và điều quan trọng là xây dựng

cơ sở hạ tầng cơ bản cho chung cư trong dự án phát triển

Vì vậy việc cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường cũng như việc thoát và

xử lý nước thải đang là một nhu cầu cấp bách cho mọi người, mỗi quốc gia trên thế giới

Để khắc phục những vấn đề bức thiết trên, ta nên bố trí hệ thống cấp thoát nước hợp lý

để giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước và thiếu nước sinh hoạt

Việc các sinh viên trên mọi nơi đang có xu hướng đổ dồn về các thành phố lớn

để theo học những trường Đại học lớn của Thành phố Hồ Chí Minh, đã và đang làm cho các tòa nhà, chung cư nhỏ lớn phát triển khá nhanh chóng

Hiều được tầm quan trọng của vấn đề cấp thoát nước chính là một trong những

lý do để nhóm em chọn đề tài “Tính toán mạng lưới cấp thoát nước cho một tòa nhà

cao tầng/ nhà trọ sinh viên” này

1.2 Mục tiêu và nội dung đề tài

1.2.1 Mục tiêu đề tài

Tính toán mạng lưới cấp thoát nước cho nhà cao tầng/nhà trọ sinh viên trong vòng khoảng 25 năm Cung cấp nước sạch đến từng hộ gia đình đồng thời xử lý triệt để nước thải để nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân nói riêng và chất lượng môi trường nói chung

1.2.2 Nội dung đề tài

Trong đề tài này, nhóm sẽ tiến hành nghiên cứu:

• Tính toán cấp nước hệ thống cấp nước và chữa cháy cho cả tòa nhà,

• Tính toán hệ thống thoát nước cho cả tòa nhà,

• Tính toán thoát nước mưa,

• Tính toán hệ thống bể tự hoại phục vụ cho tòa nhà,

• Tính toán chi phí (kinh tế) vật tư

1.3 Đối tượng và phạm vi

Các tòa nhà cao tầng, nhà trọ cho sinh viên

Bảng 2.2 Hệ thống thiết bị vệ sinh được đưa vào sử dụng

Lavabo Xí Vòi sen Máy giặt

• n là số người ( người )

• q là nhu cầu dùng nước tối đa (lít/ ngày)

• Qngđ là tổng nhu cầu sử dụng nước (m3/ngày)

• WBC là nhu cầu dùng nước sinh hoạt trong ngày (m3/ngày)

• WCC là dung tích chữa cháy trong bể nước (l)

• VBC là thể tích nước ngầm ( m3 )

• qCC Lưu lượng chữa cháy của 1 vòi chữa cháy (l/s)

• t là két nước dự trữ cho 10 phút chữa cháy ( s )

• n là họn số lần đóng mở bơm bằng tay trong một ngày ( lần )

Tính toán thể tích bể chứa nước mái

W két = Q ngđ /2n ≥ 5%Q ngđ

V két = k(W két + W CC )

Với

• Wkét là dung tích điều hòa của két nước mái

• Vkét là thể tích bể chứa nước mái

• K là hệ số dự trữ két nước mái

3.2 Thoát nước thải

Để tính toán và lựa chọn lắp đặt đường ống thoát nước ta cần biết được lưu lượng

xả thải

Để xác đinh lưu lượng xả thải ta dựa vào công thức:

𝑞𝑡ℎ = 𝑞𝑐+ 𝑞ⅆ𝑐 (3.2.1)Với:

• qc là lưu lượng nước trong nhà (l/s)

• qdc là lưu lượng dụng cụ có lưu lượng lớn nhất (l/s) (theo bảng 1 TCVN 4474:1987)

Lưu lượng nước trong nhà có công thức:

𝑞𝑐 = 0.2 ×𝑎√𝑁 + 𝐾𝑁(3.2.2)Với:

• a là trị số phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước cho 1 người trong một ngày (bảng

9 TCVN 4513 – 1988)

• K là hệ số phụ thuộc vào số đương lượng (bảng 10 TCVN 4513 – 1988)

• N là tổng số đương lượng của dụng cụ vệ sinh trong khu vực tính toán (số đương lượng được tra trong bảng 2 TCVN 4513 – 1988)

5

Từ các thông số như đương lượng và lưu lượng, ta có thể lựa chọn ống để lăp đặt

3.3 Thoát nước mưa

3.3.1 Xác định lưu lượng tính toán nước mưa, số lượng đường kính ống đứng thu nước mưa

Tính toán diện tích mái:

F mái = Chiều dài*Chiều rộng (m 2 )

Tính toán lưu lượng nước mưa:

5 10000

F q

Q=K (l/s) Với:

• Q là lưu lượng nước mưa ( l/s)

• F là diện tích mái ( m2)

• K hệ số

• Q5 là cường độ l/s.ha tính cho Tp Hồ Chí Minh có thời gian mưa 5 phút và chu

kỳ vượt quá cường độ tính toán bằng 1 năm (p=1), tra trong phụ lục TCVN 4474:1987

Tính số lượng ống đứng:

nống đứng ≥ Q/qống đứng

Với

• Q là lưu lượng tính toán nước mưa trên mái (l/s)

• qốngđứng : Lưu lượng tính toán của 1 ống đứng thu nước mưa lấy theo bảng 9 TCVN 4474:1987

6

Tính lưu lượng tính toán của 1 ống đứng:

𝑞ốđ = 𝑄

𝑛ốđ

3.3.2 Tính toán máng dẫn nước Sênô:

Tính toán diện tích mái thực tế trên mặ bằng mà một phễu phục vụ, tức diện tích thu nước của 1 ống đứng:

𝐹 =𝐹𝑚á𝑖4

Tính toán lưu lượng nước mưa chảy đến phễu thu:

𝑞𝑚 =𝛹 ∗ 𝐹 ∗ ℎ5

300Với:

• 𝑞𝑚 là lưu lượng tính toán nước mưa chảy đến phễu thu (l/s)

• Ψ là hệ số dòng chảy mái ( lấy bằng 1 )

• ℎ5 là lớp nước mưa tính toán ứng với thời gian mưa 5 phút và chu kỳ vượt quá cường độ tính toán p = 1 năm ( m )

• n: Số lần đi vệ sinh mà 1 người đi trong 1 ngày (lần)

• N: Số người trong chung cư (người)

• qo: Lưu lượng nước thải một lần sử dụng hố xí (lít)

• Q: Lưu lượng nước thải ngày đêm (lít)

Thể tích nước của bể

𝑊𝑛 = 3 × 𝑄 (𝑚3) Với:

• Q: Lưu lượng nước thải ngày đêm (lít)

• Wc: Thể tích cặn của bể (m3)

• a: Lượng cặn trung bình của một người thải ra một ngày (lít)

• T: Thời gian giữa 2 lần lấy cặn (ngày)

• W1: Độ ẩm của cặn tươi vào bể (%)

• W2: Độ ẩm của cặn khi lên men (%)

• b: Hệ số kể đến việ giảm thể tích cặn khi lên men

• c: Hệ số kể đến việc để lại 1 phần cặn đã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh vật giúp cho quá trình lên men cặn được nhanh chóng, dễ dàng

• N: Số người trong chung cư (người)

8

Thể tích bể tự hoại

𝑊 = 𝑊𝑛+ 𝑊𝑐 (𝑚3) Với:

• W: Thể tích bể tự hoại (m3)

• Wc: Thể tích cặn của bể (m3)

• Wn: Thể tích nước của bể (m3)

• Chọn số lần đóng mở bơm bằng tay trong một ngày n = 2 ( lần )

• Lưu lượng chữa cháy của 1 vòi chữa cháy qCC = 2.5 ( l/s)

• Bể chứa sẽ dự trữ nước chữa cháy trong 3h liền t = 10800 (s) Theo TCVN

• Chọn số lần mở bơm nhiều nhất trong một ngày n = 2

10

• Két nước dự trữ cho 10 phút chữa cháy t = 600s

• Lựa chọn hệ số dự trữ két nước mái k = 1.5

Tính toán bơm cấp nước lên mái

𝐻ℎℎ = 1.5 + 1.5 + 4 × 5 = 23 (𝑚)

∑ 𝐻 = 23 ∗ 0.1 = 2.3 (𝑚)

𝐻𝑐𝑏 = 23 ∗ 0.25 = 5.75 (𝑚)

𝐻𝑏 = 23 + 2.3 + 5.75 = 31.05 (𝑚) Với:

• Số tầng 5

Lựa chọn trị số a theo nhu cầu dùng nước tối đa một người

Bảng 4.1 Bảng 9 TCVN 4513-1988 Tiêu chuẩn dùng nước của 1 người (lít/người) Trị số a

11

Tính toán thủy lực mạng lưới

Tổng đương lượng = SUM (14,19

6 ) =46,93

Bảng 4.2 Tính toán tổng số đương lượng

13

*Lựa chọn ống tùy theo tình hình thực tế

Bảng 4.4 Tính toán trục cấp nước 2 Trục 2 N tầng Tổng N Lưu lượng Đường kính Lựa chọn*

Tầng 2 7.32 7.32 0.56 DN25 DN50 Tầng 3 7.32 14.64 0.77 DN32 DN50 Tầng 4 7.32 21.96 0.93 DN50 DN50

4.2 Thoát nước thải

Với tổng số đương lượng được tính tại Bảng 4.2

Trị số a = 2,14 do tiêu chuẩn cấp nước là 200l/ng ngày

Hệ số K = 0,002 do tổng đương lượng thấp hơn 300

Từ những thông số trên và 2 công thức (3.2.1) và (3.2.2) ta có:

Bảng 4.5 Tính toán thoát nước rửa Trục ống thoát

nước rửa

Lava

bo

Vòi sen

Máy giặt

N tầng

N tổng

Qc (l/s)

Qdc (l/s)

Qth (l/s)

Máy giặt

N tầng

N tổng

Qc (l/s)

Qdc (l/s)

Qth (l/s)

- Đối với ống thoát nước xí, đường ống thoát từ bệ xí là ống DN100 (theo bảng 1 TCVN 4474:1987)

4.3 Thoát nước mưa

4.3.1 Tính toán thoát nước mưa trên mái

Bảng 4.7 Tính toán thoát nước mưa trên mái

Diện tích thu nước Fmái = 20*20 400 (m2)

15

Cường độ mưa tính

cho địa phương có

thời gian mưa 5 phút

và chu kì vượt quá

cường độ tính toán

bằng 1 năm (p = 1)

Tại thành phố Hồ Chí Minh q5 496 (l/s.ha)

Lưu lượng nước mưa 𝑄 = 2 ∗

Đường ống đứng thoát nước mưa

Lưu lượng tính toán của 1 ống

đứng thu nước mưa theo bảng 9

Chọn 6 đường ống đứng để thoát nước mưa trên mái nhà là hợp lý.

4.3.3 Tính toán máng dẫn nước Sênô

Bảng 4.9 Tính toán máng dẫn nước Sênô

Máng dẫn nước của công trình đưọc thiết kế bằng bêtông cốt thép (nhà mái bằng) có dạng hình chữ nhật Kích thước máng dẫn nước trên cơ sở lượng nước mưa thực tế chảy trên máng dẫn đến phễu thu và phải dựa trên cơ sở tính toán thực tế

Lớp nước mưa tính toán

ứng với thời gian mưa 5

phút và chu kỳ vượt quá

cường độ tính toán p = 1

năm

Tại thành phố Hồ Chí Minh h5 10 (cm)

Lưu lượng nước mưa tính

toán chảy đến phễu thu

𝑞𝑚 =𝛹 ∗ 𝐹 ∗ ℎ5

300 =

1 ∗ 100 ∗ 0.1

300 33.33 (l/s)

_ Từ qm tra biểu đồ tính toán thủy lực cho máng chữ nhật bêtông trát vữa ta xác

định các chỉ số của máng như sau:

_ Chiều rộng máng : 50 cm _ Độ sâu đầu tiên của máng: h = 10 cm _ Vận tốc dòng chảy: v = 1,72 m/s _ Độ dốc lòng máng : i = 0.01

• n: Số lần đi vệ sinh mà 1 người đi trong 1 ngày (lần), chọn 2 lần

• N: Số người trong chung cư (người),

• Q: Lưu lượng nước thải ngày đêm (lít)

• Wc: Thể tích cặn của bể (m3)

• a: Lượng cặn trung bình của một người thải ra một ngày (lít), chọn 0.8 lít (0.5 – 0.8 lít/ng.ngđêm)

• T: Thời gian giữa 2 lần lấy cặn (ngày), chọn 180 ngày

• W1: Độ ẩm của cặn tươi vào bể (%), chọn 95%

• W2: Độ ẩm của cặn khi lên men (%), chọn 90%

• b: Hệ số kể đến việ giảm thể tích cặn khi lên men, chọn 0.7, giảm 30%

• c: Hệ số kể đến việc để lại 1 phần cặn đã lên men khi hút cặn để giữ lại vi sinh vật giúp cho quá trình lên men cặn được nhanh chóng, dễ dàng, chọn 1.2, để lại 20%

• N: Số người trong chung cư (người), 80 người

Thể tích bể tự hoại

𝑊 = 𝑊𝑛+ 𝑊𝑐 = 9 (𝑚3) Với:

• W: Thể tích bể tự hoại (m3)

• Wc: Thể tích cặn của bể (m3)

18

• Wn: Thể tích nước của bể (m3)

Thiết kế bể tự hoại không ngăn lọc có 2 ngăn (1 ngăn chứa và 1 ngăn lắng)

Bảng 4.10 Thiết kế bể tự hoại không ngăn lọc

Chiều cao phần thu khí h 0.5 m

Chiều sâu ngăn chứa cặn H2 0.5 m

Đường kính ống thông hơi được dẫn lên

19

CHƯƠNG 5: KINH TẾ

5.1 Thông số kĩ thuật đường ống nhựa

Theo Cataloge các loại đường ống nhựa Bình Minh

Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật đường ống nhựa Tên

thông

dụng

Kích thước danh nghĩa (mm)

Đường kính ngoài (mm)

Độ dày (mm)

Áp suất danh nghĩa

Đơn giá (đồng)

Thành tiền (đồng) Thiết

bị

Nhân công

Đường ống nhựa Φ20 m 5 9240 396 48,180 ₫

20

vị

Số lượng

Đơn giá (đồng)

Thành tiền (đồng) Thiết

bị

Nhân công

Đường ống nhựa Φ25 m 20 12300 572 257,440 ₫ Đường ống nhựa Φ32 m 23 19140 737 457,171 ₫ Đường ống nhựa Φ50 m 15 31240 968 483,120 ₫ Đường ống nhựa Φ75 m 10 38800 2167 409,670 ₫ Đường ống nhựa

Φ100 m 20 61200 3175 1,287,500 ₫ Đường ống nhựa

Φ150 m 8 121440 4556 1,007,968 ₫ van 27 cái 4 215000 11200 904,800 ₫ Lavabo (Inax

standard) cái 43 930000 90000 43,860,000 ₫ Bồn cầu (Inax

xxi

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 4513 : 1988 CẤP NƯỚC BÊN TRONG – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

2 TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 4474 : 1987 THOÁT NƯỚC BÊN TRONG – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

3 Cataloge các loại đường ống nhựa Bình Minh

4 Slide bài giảng môn Mạng lười cấp thoát nước của TS Nguyễn Thái Anh

5 Slide bài giảng môn Mạng lười cấp thoát nước của ThS Phan Xuân Thạnh

xxii

PHỤ LỤC

xxiii