Ngày nay, máy bơm là thiết bị cần thiết trong cuộc sống, tuy nhiên để lựa chọn mua được một loại máy phù hợp với tiêu chuẩn và nhu cầu của mình là một việc khá khó. Bên cạnh đó thì việc để tính toán được lượng nước của bơm phòng cháy chữa cháy cũng là một bài toán khá nan giải. Chúng ta phải tính được cách để bơm chữa cháy có thể đạt đủ bơm lên cao và nước bơm lên cần bơm là một điều hết sức cần thiết và thiết yếu. Để hiểu rõ hơn về cách tính đó, trong bài viết này chúng tôi sẽ đưa ra cho bạn công thức tính lưu lượng cho hệ thống phòng cháy chữa cháy hiện nay.
Hệ thống máy bơm phòng cháy
Đầu tiên, để tính được lưu lượng của hệ thống máy bơm chữa cháy thì bạn phải biết được theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7336-2003 thì nhà xưởng hoặc tòa tháp, khu công nghiệp của bạn thuộc loại nào? nguy cơ cháy thế nào? Trong trường hợp xưởng nhà bạn thuộc loại có nguy cơ cháy trung bình thì ta có các thông số như sau: Cách 1 : Tính chọn toán lưu lượng cần của hệ thống chữa cháy :
+ Mật độ lượng nước bơm bao phủ sprinkler là : 0,12 l/s/m2
+ Khi đó, giả sử mặt bằng cần bảo vệ là 240 m2
+Diện tích bảo vệ trên một đầu chữa cháy trung bình sẽ là 12m2 tính trên 1 sprinkler
Dựa vào các thông số trên ta có số lượng sprinkler cho mặt bằng là 240/12 = 20 đầu phun sprinkler
Như vậy ta có lượng nước cần phân phối cho một sơ đồ cứu hỏa sprinkler là 240 m2 là:
Q = 0,12*240 = 28,8 l/s = 104 m3/h.
Cách 2 : Tính cột áp máy bơm
Cột áp H = H1 + H2 +H3 [tính theo kinh nghiệm ]
H1: Là tổng của cột áp xa nhất [ tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống sprinkler [đầu phun sprinkler xa nhất đó]. Kinh nghiệm 5 mét ngang bằng 1 mét cao.
H2: Cột áp để phun nước tại đầu phun sprinkler [thường lấy sprinkler phun xa 5 mét].
H3: Tổn thất áp lực tại các cút nốt trên đường ống [tổn thất cục bộ].
Giả sử: Khoảng cách từ bơm sprinkler đến đầu phun sprinkler độ cao là 40 m, ống đi ngang 20 m => cột áp cao H1 = 40+4 = 44 mét cao.
H2 lấy bằng 5 mét
H3 = Ha + Hb = A x L x Q2 + 10%[Ha]
Q: Lưu lượng nước qua ống [l/s]
L: Chiều dài của đoạn ống [m]
Với A là sức cản ma sát từ ống [mỗi ống lại có sức cản khác nhau]. A lấy theo tiêu chuẩn việt nam 4513-1988. => Như ví dụ trên đường kính ống là DN150 => A = 0,00003395
\=> H3 = 0,00003395x[40+20]x28,8×28,8 +10%[Ha] = 2 mét nước
Vậy H = 44 + 5 + 2 = 51 mét nước.
Như vậy, máy bơm nước cần lựa chọn để sử dụng cho hệ thống chữa cháy này là máy có cột áp nhỏ nhất 51m và lưu lượng nhỏ nhất là 104m3/h.
Vật nên khi lắp đặt mà mua thì cần báo với nhà phân phối bơm một sản phẩm có lưu lượng nhỏ nhất là 104m3/h để có thể đảm bảo được lưu lượng nước cấp, an toàn và sử dụng được lâu dài.
Công trình hệ thống phòng cháy chữa cháy
Trong các hệ thống PCCC thì việc tính lưu lượng nước bơm cho một sơ đồ bơm rất đơn giản và dễ hiểu. Nếu chúng ta có thể nắm bắt được rõ công thức thì sẽ tính toán được. Ngoài lượng nước ra thì chúng ta cần nắm được chính xác về đẩy lên cao để có thể tìm được một máy bơm theo chuẩn yêu cầu đặt ra. Ngoài ra, khía cạnh nước bơm lên và đẩy cao thì độ nhớt và kích thường đường ống cũng cần phải tính toán chi tiết.
Ngoài ra về việc chọn máy bơm nước bạn lên liên hệ các đơn vị chuyên cung cấp máy bơm nước để có thể tiến hành chọn một máy bơm nước cụ thể. Về việc chọn lựa bơm các đơn vị sẽ có thông thức tính toán chọn máy bơm nước phù hợp nhất.
Hệ thống cấp nước bên trong nhà dùng để đưa nước từ mạng lưới cấp nước bên ngoài nhà đến mọi thiết bị, dụng cụ vệ sinh hoặc máy móc sản xuất bên trong nhà.
Hệ thống bao gồm các bộ phận :
1. Đường ống dẫn nước vào nhà nối liền đường ống bên ngoài với nút đồng hồ đo nước.
2. Nút đồng hồ đo nước gồm có đồng hồ và các thiết bị kèm theo.
3. Mạng lưới cấp nước trong nhà:
- Các đường ống chính nối từ đồng hồ đo nước dẫn nước đến các ống dẫn
- Các ống đứng dẫn nước lên các tầng nhà.
- Các ống nhánh phân phối nước từ ống đứng đến các dụng cụ vệ sinh.
- Các dụng cụ lấy nước [các loại vòi nước], các thiết bị đóng, mở, điều chỉnh, xả nước... để quản lí mạng lưới.
Nếu phục vụ cho chữa cháy, hệ thống cấp nước trong nhà còn có các vòi phun chữa cháy; nếu áp lực đường ống bên ngoài không đủ đảm bảo đưa nước tới mọi dụng cụ vệ sinh trong nhà thì có thêm các công trình khác như: két nước, trạm bơm, bể chứa, đài nước...
4.2. PHÂN LOẠI VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC BÊN TRONG NHÀ
Khi thiết kế hệ thống cấp nước bên trong nhà có thể có nhiều phương án, nhiều sơ đồ khác nhau. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn sơ đồ là :
- Chức năng của ngôi nhà.
- Trị số áp lực bảo đảm ở đường ống nước ngoài nhà.
- Áp lực yêu cầu của ngôi nhà: đảm bảo đủ đưa nước đến các dụng cụ vệ sinh trong nhà.
- Chiều cao hình học của ngôi nhà [số tầng nhà].
- Mức độ trang bị tiện nghi vệ sinh của ngôi nhà.
- Sự phân bố các thiết bị vệ sinh [tập trung hay phân tán].
Hình 4.1
Các kí hiệu về hệ thống cấp nước trong nhà
Về cơ bản hệ thống cấp nước trong nhà có thể chia thành các loại sau đây :
1. Theo chức năng
+ Hệ thống cấp nước sinh hoạt ăn uống.
+ Hệ thống cấp nước sản xuất.
+ Hệ thống cấp nước chữa cháy.
+ Hệ thống cấp nước kết hợp các hệ thống trên.
Hệ thống cấp nước sản xuất chung với sinh hoạt khi yêu cầu chất lượng cao [như nước sinh hoạt] hay khối lượng yêu cầu ít. Còn nếu yêu cầu chất lượng nước sản xuất thấp nhưng khối lượng nhiều hay yêu cầu đặc biệt [làm mềm nước] thì phải xây dựng riêng.
Hệ thống cấp nước chữa cháy thường chung với sinh hoạt, chỉ thiết kế riêng đối với nhà cao tầng [> 16m].
2. Theo áp lực đường ống nước ngoài nhà
Hệ thống cấp nước đơn giản :
Hệ thống này được sử dụng khi áp lực ở đường ống nước ngoài nhà luôn luôn đảm bảo có thể dưa nước đến mọi dụng cụ vệ sinh bên trong nhà, kể cả những dụng cụ vệ sinh ở vị trí cao, xa nhất của ngôi nhà [hình 4.2]
- Hệ thống cấp nước có két nước trên mái:
Hệ thống này được áp dụng khi áp lực đường ống nước ngoài nhà không bảo đảm bảo thường xuyên đưa nước đến các dụng cụ vệ sinh trong ngôi nhà. Nghĩa là, trong các giờ dùng ít nước [ban đêm], nước có thể cung cấp đầy đủ đến. các dụng cụ vệ sinh bên ưong nhà, còn trong những giờ cao điểm dùng nhiều nước thì nước không lên được các tầng trên.
Hình 4.2
Sơ đồ hệ thống cấp nước đơn giản
Khi đó két nước trên mái làm nhiệm vụ dự trữ nước khi thừa[áp lực ngoài phố cao], và tạo áp lực cung cấp nước cho toàn bộ ngôi nhà trong những giờ cao diểm [áp lực ngoài phố thấp]. Thông thường, thiết kế đường ống lên xuống két chung làm một, đường kính ống phải chọn với trường hợp lưu lượng lớn nhất. Trên đường óng dẫn nước từ két xuống có bố trí van một chiều, chỉ cho nước xuống mà không cho nước vào đáy két, vì nó sẽ xáo trộn các cặn rêu ở đáy két, làm cho nước bẩn [hình 4.3].
Hình 4.3
Sơ đồ hệ thống cấp nước có két áp lực trên mái
- Hệ thống cấp nước có trạm bơm :
Áp dụng trong trường hợp áp lực ống ngoài nhà không bảo đảm thường xuyên hoặc hoàn toàn.
Trường hợp không bảo đảm thường xuyên, máy bơm làm nhiệm vụ thay cho két nước. Máy bơm mở theo chu kì bằng tay hay tự động nhờ các rơle áp lực [khi áp lực bên ngoài hạ thấp, máy bơm sẽ tự động mở đưa nước tới các dụng cụ vệ sinh bên trong nhà].
Trường hợp này không kinh tế bằng két nước vì tốn thiết bị điện và người quản lí.
Hình 4.4
Sơ đồ hệ thống có két nước và máy bơm
Trong trường hợp áp lực bên ngoài hoàn toàn không bảo đảm thì máy bơm phải tăng áp liên tục.
- Hệ thống có két nước và trạm bơm:
Áp dụng khi áp lực bên ngoài hoàn toàn không bảo đảm. Máy bơm làm việc theo chu kỳ, chỉ mở trong những giờ cao điểm để đưa nước tới các thiết bị vệ sinh và bổ sung cho két nước. Trong các giờ khác, két nước sẽ cung cấp nước cho ngôi nhà. Máy bơm có thể mở bằng tay hay tự động [hình 4.4]
- Hệ thống cấp nước có két nước trạm bơm và bể chứa nước ngầm :
Áp dụng cho trường hợp áp lực bên ngoài hoàn toàn không bảo đảm và quá thấp, đồng thời lưu lượng cũng không đầy đủ [đường kính ống ngoài nhà quá nhỏ]. Nếu bom trực tiếp từ đường ống nước bên ngoài thì sẽ ảnh hưởng đến việc dùng nước của các khu vực xung quanh [thường xảy ra với các nhà nhà cao tầng mới xây dựng trong các thành phố cũ]. Theo TCVN 4513-88 quy định khi áp lực bên ngoài thấp hơn 5m thì phải xây bể chứa nước ngầm. Bể chứa thường đặt dưới đất dùng để dự trữ nước, máy bơm sẽ bơm nước từ đó vào nhà [hình 4.5]. Ngoài ra, người ta còn dùng hệ thống cấp nước có trạm khí ép; hệ thống có đài nước [đài có nhiệm vụ thay thế cho nhiều két] dùng cấp nước cho nhiều ngôi nhà có chế độ tiêu thụ nước giống nhau; hệ thống cấp nước phân vùng [tận dụng áp lực đường ống bên ngoài có đủ cho các tầng dưới, còn các tầng trên phải dùng bơm đưa nước lên].
Hình 4.5
Sơ đồ hệ thống cấp nước có
két nước, trạm bơm, bể chứa
Trên đây là một số hệ thống cấp nước bên trong nhà. Khi thiết kế hệ thống nào cần nghiên cứu kĩ, so sánh kinh tế, kĩ thuật v.v... để chọn cho hợp lí nhất bảo đảm nguyên tắc:
- Sử dụng tối đa áp lực ngoài phố.
- Tránh sử dụng nhiều máy bơm.
- Bảo đảm mĩ quan kiến trúc cho ngôi nhà.
4.3. ÁP LỰC TRONG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC BÊN TRONG NHÀ
Áp lực nước cần thiết cho ngôi nhà là áp lực cần thiết của đường ống ngoài phố tại điểm trích nước vào nhà đảm bảo dưa nước tới mọi thiết bị vệ sinh trong ngôi nhà đó.
Khi xác định sơ bộ áp lực cần thiết của ngôi nhà
- Đối với nhà một tầng\= 8 -10 m
- Đối với nhà hai tầng \= 12 m
- Đối với nhà ba tầng\= 16 m
- Đối với nhà > 3 tầng cứ tăng lên một tầng thì, cộng thêm 4 m
Áp lực cần thiết của ngôi nhà
Trong đó :
hhh: Độ cao hình học đưa nước tính 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] [m]
hđh : Tổn thất áp lực qua đồng hồ đo nước [m]
htđ : Áp lực tự do cần thiết ở các dụng cụ vệ sinh hoặc các máy móc dùng nước được chọn theo tiêu chuẩn TCVN 18-64. ví dụ : vòi nước và dụng cụ vệ sinh thông thường là 2 m, tối thiểu là 1m ; vòi rửa hố xí tối thiểu là 3m ; vòi tắm hương sen tối thiểu là 3m.
Ʃh : Tổng tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài của mạng lưới cấp nước trong nhà theo tuyến bất lợi nhất [m]
hcb : Tống tổn thất áp lực cục bộ theo tuyến bất lợi nhất của mạng lưới cấp nước bên trong nhà [m]
Sơ bộ có thể lấy như sau :
- Trong hệ thống cấp nước sinh hoạt: hcb = 20 - 30% Ʃh
- Trong hệ thống cấp nước chữa cháy : hcb = 10%Ʃh khi chữa cháy
- Trong hệ thống cấp nước chung sinh hoạt + chữa cháy :
hcb = 15 - 20%Ʃh khi có cháy
[Trị số đầu cho nhà sản xuất, trị số thứ hai cho nhà sinh hoạt, nhà ở công cộng]
4.4. CẤU TẠO HỆ THỐNG CẤP NƯỚC BÊN TRONG NHÀ
4.4.1. Đường ống dẫn nước vào nhà
Đường ống dẫn nước vào nhà là đường dẫn nước từ đường ống cấp nước bên ngoài tới nút đồng hồ đo nước.
Đường ống dẫn nước vào thường đặt với độ dốc 0,003 hướng về phía bên ngoài để dốc sạch nước trong hệ thống trong nhà khi cần thiết và thường đặt thẳng góc với tường nhà và đường ống bên ngoài. Đường ống dẫn nước vào nhà phải có chiều dài ngắn nhất để đỡ tốn vật liệu, giảm khối lượng đào đất và giảm tổn thất áp lực trên đường ống.
Đường ống dẫn nước vào nhà phải đặt ở vị trí trích nước ở ống ngoài phố thuận lợi và cần két hợp với việc chọn vị trí đặt đồng hồ đo nước và trạm bơm sao cho thích hợp. Thông thường tại vị trí dẫn nước vào nối với đường ống cấp nước bên ngoài cần phải bố trí một giếng thăm trong đó có bố trí các van đóng mở nước, van một chiều, van xả nước khi cần thiết. Khi đường kính d≤40 mm có thể chỉ cần van một chiều mà không cần xây giếng.
Tuỳ theo chức năng và kiến trúc của ngôi nhà mà đường dẫn nước vào có thể bố trí như sau :
- Dẫn vào một bên : Thông dụng nhất [hình 4-6a]
- Dẫn vào hai bên thường áp dụng cho các nhà công cộng quan trọng đòi hỏi cấp nước liên tục. Khi đó một bên dùng để dự phòng [hình 4-6b]
- Dẫn nước vào bằng nhiều đường : áp dụng cho các ngôi nhà dài có nhiều khu vệ sinh phân tán [hình 4-6c].
Hình 4.6 : Sơ đồ ống dẫn nước vào nhà
- Đường kính của ống dẫn nước vào nhà chọn theo lưu lượng tính toán của ngôi nhà. Khi chưa tính được lưu lượng cụ thể có thể chọn sơ bộ đường kính ống dẫn nước vào nhà theo kinh nghiệm như sau: Với các ngôi nhà ít tầng d = 25 - 32 mm
- Với các ngôi nhà có khối tích trung bình d = 50 mm
- Với các ngôi nhà có lưu lượng > 100 m3/ ngày đêm : d = 75 - 100 mm
Trong các nhà sản xuất đường kính ống dẫn nước vào có thể tới 200 - 300 mm và lớn hơn.
Đường dẫn nước vào cũng chôn sâu như đường ống ngoài phố [0,8-1,0m]. Khi d 70 mm có thể dùng ống gang. Ngoài ra có thể sử dụng ống nhựa. Khi áp lực nước > 10 atm và d≤100 mm thì phải dùng ống thép nhưng phải có biện pháp chống ăn mòn.
Nối đường ống dẫn nước vào nhà với đường ống bên ngoài có thể bằng các cách sau:
- Dùng tê, thập đã lắp sẵn khi xây dựng đường ống bên ngoài. Phương pháp này tiện lợi, đơn giản, không phải cắt nước [hình 4-7a]
- Lắp thêm tê vào đường ống bên ngoài : Phải cưa đường ống để lắp tê vào. Phương pháp này dẫn tới một đoạn ống của mạng lưới bị ngừng cấp nước một thời gian do đó cách này phiền phức, không tiện lợi nên ít dùng.
- Dùng nhánh lấy nước [đai khởi thuỷ] [hình 4-7b]
Chụp ngồi [1], được áp vào đường ống cấp nước bên ngoài [3] bằng ê cu. Máy khoan [6], khoan lỗ cho nước chảy ra. Giữa chụp ngồi và ống nước bên ngoài có tấm đệm cao su [4] hình vành khăn đặt xung quanh lỗ khoan để chống rò rỉ. Lỗ khoan có đường kính < 1/3 đường kính ống cấp nước bên ngoài. Chụp ngồi có thể chế tạo theo kiểu ren, miệng loe, hoặc mặt bích [hình 4-7c].
Phương pháp này có nhiều ưu điểm : thi công nhanh, không phải cắt nước do đó được sử dụng rộng rãi.
Hình 4.7
Chi tiết nối đường ống dẫn nước vào nhà với đường ống cấp nước bên ngoài.
Khi ống qua tường móng nhà phải đề phòng nhà bị lún kéo theo ống làm xô lệch vỡ ống hoặc mối nối do đó phải cho ống chui qua một lỗ hổng hoặc một ống bao bằng kim loại có đường kính lớn hơn đường kính ổng 200 mm. Khe hở giữa lỗ và ống phải nhét đầy bằng vật liệu đàn hồi: như sợi gai tẩm-bi tum, đất sét nhão, vữa xi măng [hình 4-8a].
Trong trường hợp đất ẩm ướt hoặc có nước ngầm nên đặt ống trong ống bao kim loại [hình 4-8b].
Hình 4.8: Chi tiết đướng ống cấp nước qua tường nhà
4.4.2. Đồng hồ đo nước
Đồng hồ đo nước là một thiết bị mắc ở đầu hệ thống cấp nước bên trong nhà
1. Nhiệm vụ của đồng hồ đo nước
- Xác định mức nước tiêu thụ để tính tiền nước.
- Xác định lượng nước mất mát hao hụt trên đường ống để phát hiện các chỗ ống bị rò rỉ, bị vỡ...
- Nghiên cứu điều tra hệ thống cấp nước hiện hành để xác định tiêu chuẩn dùng nước và chế độ dùng nước phục vụ cho thiết kế.
2. Các loại đồng hồ đo nước
Để tính lượng nước tiêu thụ cho từng ngôi nhà, hiện nay người ta sử dụng thông dụng nhất loại đồng hồ đo nước lưu tốc, làm việc trên nguyên tắc lưu lượng nước tỉ lệ với tốc độ chuyển động của dòng nước qua đồng hồ [hình 4.9]
Hình 4.9. Đồng hồ đo nước siêu tốc
a, Loại cánh b, Loại tuốc bin
1. Vỏ; 2. Bộ phận cơ khí chuyển động; 3. Máy tính; 4. Mặt đồng hồ;
5. Nắp; 6. Cánh quạt hay tuốc bin 7.Lưới; 8. Bộ phận hướng dòng nước
Đồng hồ lưu tốc chia ra các loại sau
- Đồng hồ đo nước loại cánh quạt [trục đứng - kí hiệu của Liên Xô - BK] dùng để tính lượng nước nhỏ, có đường kính d = 10 - 40mm, vỏ đồng hồ làm bằng kim loại [gang] hay chất dẻo. Bên trong vỏ là một trục đứng có gắn các cánh quạt làm bằng xen-luy-lô hoặc chất dẻo [dùng cho nước lạnh]; hay bằng kim loại [dùng cho nước nóng]. Khi nước chuyển động đập vào cánh quạt làm quay trục đứng rồi truyền động qua các bánh xe răng khía vào bộ phận máy tính, cuối cùng các chỉ số về lưu lượng nước sẽ thể hiện trên mặt đồng hồ. Loại đồng hồ trục đứng dùng để đo lưu lượng nước nhỏ hon 10m3/giờ.
Đồng hồ đo nước lưu tốc loại cánh quạt còn chia ra làm hai loại : Loại chạy khô và loại chạy ướt.
Loại chạy khô có bộ phận tính tách rời khỏi nước bằng một màng ngăn. Loại chạy ướt có máy tính và đồng hồ đều ở trong nước, khi đó mặt đồng hồ phải đậy bằng một tấm kính dày để có thể chịu được áp lực của nước. Loại ướt có ưu điểm là kết cấu đơn giản, tính nước chính xác hơn loại khô, tuy nhiên nó chỉ đúng được khi nước sạch và mềm.
- Đồng hồ đo nước lưu tốc loại tuốc-bin: [trục ngang - kí hiệu của Liên Xô-BB] dùng để tính lượng nước lớn hơn 10 m3/h, có các đường kính từ50-200mm. Khác với loại cánh quạt, loại tuốc-bin có các cánh quạt là các bản xoắn ốc bằng kim loại gắn vào một trục nằm ngang [do dó gọi là tuốc-bin]. Khi tuốc-bin quay tức là khi ưục ngang quay, nhờ các bánh xe răng khía truyền chuyển động quay sang trục đứng, rồi lên bộ phận máy tính và mặt đồng hồ. Ở một đầu đồng hồ có bố trí bộ phận hướng thẳng dòng nước.
Ngoài ra, người ta còn dùng đồng hồ lưu tốc loại phối hợp và đồng hồ tự ghi. Hai đầu đòng hồ có thể chế tạo theo miệng loe, ren hoặc mặt bích để nối với đường ống và các thiết bị phụ tùng khác.
Trên mặt đồng hồ đo nước có các chữ số ghi các trị số lưu lượng khác nhau từ 0,01 đến1000m3 [gấp nhau 10 lần một] thể hiện trên các mặt đồng hồ con hoặc các khung chữ nhật [hình 4.10].
Hình 4.10
3. Bố trí nút đồng hồ đo nước
Nút đồng hồ đo nước gồm đồng hồ đo nước và các thiết bị phụ tùng khác như: các loại van đóng mở nước, van xả nước, các bộ phận nối ống [hình 4.11].
Hình 4.11. Sơ đồ bố trí nút đồng hồ đo nước
a, Không vòng; b, Đặt vòng
Nút đồng hồ đo nước thường bố trí trên đường dẫn nước vào nhà sau khi đi qua tường nhà khoảng 1 - 2m và đặt ở những chỗ cao ráo, dễ xem xét. Thông thường người ta hay bố trí nút đồng hồ đo nước ở dưới lồng cầu thang trong một hố nông dưới nền nhà tầng 1 [có thể ở hành lang nhưng không qua phòng ở] có nắp để mở ra đậy vào được. Trong trường hợp cá biệt cũng có thể bố trí ở ngoài tường nhà. Để việc thi công được dễ dàng nhanh chóng, người ta có thể chế tạo sẵn các hộp bằng bê tông đặt toàn bộ nút đồng hồ trong đó.
Nút đồng hồ đo nước có thể bố trí theo kiểu vòng hoặc không vòng. Đặt không vòng thường chỉ áp dụng trong trường hợp ngôi nhà cần lượng nước nhỏ hoặc có nhiều dường dẫn nước vào [hình 4.1 la]. Đặt vòng trong trường hợp ngôi nhà cần lượng nước lớn, yêu cầu cấp nước liên tục, mục đích là để khi đồng hồ hư hỏng hoặc cần sửa chữa thì vẫn có đường dẫn nước vào nhà cung cấp cho tiêu dùng [hình 4.11b].
Đồng hồ đo nước loại cánh quạt phải đặt nằm ngang, loại tuốc-bin có thể đặt xiên, nằm ngang hay thẳng đứng. Trước và sau đồng hồ đo nước phải có van để đóng nước khi cần thiết. Liền ngay sau đồng hồ thường bố trí van xả nước bẩn khi khử trùng, tẩy rửa đường ống hoặc kiểm tra độ chính xác của đồng hồ.
4. Chọn đồng hồ đo nuớc
Khi chọn đồng hồ do nước cần phải xốt đến khả năng vận chuyển nước qua nó. Khả năng vận chuyển nước của mỗi loại đồng hồ sẽ khác nhau và thường biêu thị bằng lưu lượng đặc trưng của đồng hồ, tức là lưu lượng nước chảy qua đồng hồ tính bằng /h khi tổn thất áp lực qua đồng hồ là l0m.
Qđtr: lưu lượng nước đặc trưng của đồng hồ đo nước m3/h
Người ta còn dựa vào lưu lượng nước tính toán Qtt l/s hay m3/h] của ngôi nhà để chọn đồng hồ. Lưu lượng nước tính toán phải nằm giữa giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi loại đồng hồ. Giới hạn nhỏ nhất [khoảng 6 - 8% lượng nước trung bình] hay là độ nhậy của đồng hồ, nghĩa là nếu lượng nước chảy qua đồng hồ nhỏ hơn lưu lượng ấy thì đồng hồ sẽ không chạy. Giới hạn lớn nhất là lưu lượng nước lớn nhất cho phép đi qua đồng hồ mà không làm cho đồng hồ hư hỏng và tổn thất quá lớn, giới hạn này khoảng chừng 45-50% lưu lượng đặc trưng của đồng hồ.
Điều kiện này có thể biểu diễn:
Qmin 30°c
d, Các loại ống khác
- Ống phi brôximăng được sử dụng làm ống chính cấp nước chôn ngầm dưới đất có đường kính d > 70 ram
- Ống thuỷ tinh, ống đồng thau, ống nhôm dược dùng ưong các phòng thí nghiệm, trong kĩ nghệ thực phẩm, rượu bia.
2. Phụ tùng nối ống
Để nối các ống lại với nhau người ta sản xuất phụ tùng nối ống có các cỡ đường kính khác nhau. Các phụ tùng thường làm bằng thép, gang dẻo [có thể khoan, đục, ren] thường dùng với đường ống có áp suất lớn hơn 10 at. Phụ tùng được ren răng bên trong để nối với 2 đầu ống có ren răng ngoài, có 2 kiểu ren chéo và ren thẳng. Có các phụ tùng nối ống sau đây [hình 4.14]:
- Ống lồng [măng-sông] : để nối 2 ống thẳng với nhau có đường kính bằng nhau. Phải vặn măng-sông cho ngậm hết răng của 2 đầu ống khi nối để bảo đảm kín.
- Côn: Để nối hai ống thẳng hàng có đường kính khác nhau.
- Rắc-co [bộ ba] : Để nối các loại ống thẳng trong trường hợp thi công khó khăn [vướng kết cấu nhà, không xoay được ống vào ren, khi sửa chữa ống v.v...].
- Thông tam [còn gọi là tê]: Đê nối 3 nhánh ống [nhánh rẽ vuông góc với nhánh chính]. Đường kính 3 nhánh có thể bằng nhau hoặc khác nhau. Nhánh rẽ bao giờ đường kính cũng bằng hoặc nhỏ hơn nhánh chính
Hình 4. 14. Các bộ phận nối ống
- Loại bằng gang; b] Loại bằng thép
1. Măng-sông; 2. Côn chuyển;
3. Cút 90° ; 4.Tô [thông tam]; 5. Tê [có nhánh rẽ nhỏ hơn];
6.Thập [thông tứ]; 7. Nút; 8. Thông tứ có 4 nhánh bằng nhau;
9. ống nhánh ren răng trong; 10. Ống nhánh ren răng ngoài
- Thông tứ [thập]: Dùng để nối 2 ống cắt nhau vuông góc [thành 4 nhánh]. Bốn nhánh của thông tứ có đường kính bằng nhau, hoặc 2 nhánh thẳng bằng nhau từng đôi một.
- Cút: Để nối 2 đầu ổng gặp nhau 90° có đường kính bằng nhau.
- Nút [bu-sông]: Là một phụ tùng dùng để bịt kín tạm thời một đầu ống mà sau này ống có thể nối dài thêm.
3. Các thiết bị cấp nước bên trong nhà
Theo chức năng có thể chia ra các thiết bị lấy nước, đóng mở nước, điều chỉnh, phòng ngừa và thiết bị đặc biệt khác...
a, Thiết bị lấy nước:
Vòi lấy nước là bộ phận lắp trên đường ống ngay tại các dụng cụ vệ sinh: chậu rửa tay, chậu rửa mặt, chậu giặt, chậu tăm v.v... hay ngay tại chỗ cần lấy nước. Đường kính vòi thường chế tạo từ 10 ÷ 15 ÷ 20mm và làm bằng đồng, gang. Hình thức bên ngoài có nhiều loại, hình dáng theo yêu cầu từng loại và tính chất sử dụng của dụng cụ vệ sinh [hình 4-15].
Bộ phận chính của các vòi nước là các lứỡi gà. Vòi brêt-xi-ông có lưỡi gà tận cùng bằng một tấm đệm cao su ; vòi côn có lưỡi gà hình côn, giữa có lỗ thông suốt. Khi quay tay quay một góc 90° thì lưỡi gà sẽ nằm dọc hay ngang để cho nước chảy qua hay đóng nước lại. Về hình thức, các vòi nước không những chỉ có tác dụng sử dụng mà còn chú ý đến mặt trang trí trong phòng vệ sinh.
Hình 4.15. Cấu tạo các loại vòi nước
a, Vòi kiểu côn; b, Vòi kiểu nút
b, Thiết bị đóng mở nước [Các loại van, khóa]
Là thiết bị dùng để đóng mở khi cần thiết, d < 50mm gọi là van thường được nối với ống bằng ren d > 50mm gọi là khoá thường nối với ống bằng mặt bích.
Có 2 loại :
- Van nút [còn gọi là van brêt-xi-ông, van quay] là loại van dùng trong hệ thống cấp nước lạnh [hình 4.16].
- Van cửa còn gọi là van lá chắn [hình 4.17].
Hình 4.16: Van nút
Hình 4.17: Van cửa
- Van côn [hình 4.18] có trụ xoay hình côn đục lỗ.
Thiết bị đóng mở nước thường được bố trí ở những vị trí sau:
- Đầu các đường ống đứng, ống nhánh cấp nước.
- Ở đường ống dẫn nước vào trước và sau đồng hồ đo nước, máy bơm, trên đường ống dẫn nước, lên két nước trên mái, vào thùng rửa hố xí hố tiểu...
- Trong mạng lưới vòng để đóng kín 1/2 vòng một.
- Trước các vòi tưới, các thiết bị dụng cụ đặc biệt trong trường học, bệnh viện …
4.18: Van côn
4.19: Van một chiều
c, Thiết bị điều chỉnh
Van một chiều : chỉ cho nước đi theo một chiều nhất định [hình 4-19] : thường đặt sau máy bơm [đế tránh nước ngược lại làm động cơ quay ngược chiều chóng hỏng]. Ở đường ống dẫn nước vào nhà, đường ống dẫn nước từ két xuống.
Van phao hình cầu: [hình 4-20a] dùng để tự động đóng mở nước, thường đặt trong bể chứa, két nước, két xí, khi nước đầy phao nổi lên và đóng chặt lưỡi gà,
cắt nước. Phao có thể làm bằng đồng, sắt, tôn tráng kẽm, cao su, nhựa.
* Van an toàn: còn gọi là van phòng ngừa [giảm áp tạm thời]
Trong trường hợp áp lực của nước trong hệ thống khi tăng, khi giảm và có thể vượt quá một mức giới hạn nào đó dễ làm cho ống bị vỡ hoặc một số phụ tùng thiết bị, dụng cụ vệ sinh bị hư hỏng; Vì vậy phải đặt một thiết bị gọi là van an toàn, [hình 4-20b]
Hình 4.20
a, Van phao; b, Van an toàn kiểu lò xo
4.4.4. Thiết kế mạng lưới cấp nước trong nhà
1. Nguyên tắc bố trí đường ống cắp nước bên trong nhà
- Đường ống phải đi tới mọi dụng cụ vệ sinh trong nhà
- Chiều dài đường ống là ngắn nhất.
- Dễ gắn chặt ống với các kết cấu của nhà
- Dễ thi công, dễ quản lí.
- Đảm bảo mĩ quan cho ngôi nhà
Muốn chiều dài đường ống, ngắn nhất thì khi vạch tuyến phải nghiên cứu so sánh các phương án khác nhau để chọn được tuyến ống có lợi nhất. Muốn gắn chắc với các kết cấu của nhà thì tốt nhất là ống nên đặt song song với tường nhà, dầm, trần nhà, vì kèo,... Để gắn chắc ống với các kết cấu nhà có thể dùng các bộ phận gán đỡ ống như móc, vòng cổ ngựa, đai treo, giá đỡ... Khoảng cách khe hở giữa ống và lớp trát tường, trần nhà từ 1÷l,5cm. Khi có nhiều loại đường ống được bố trí chung cạnh nhau nên sơn các màu cho đường ống: ống cấp nước lạnh sơn màu xanh, ống cấp nước nóng màu đỏ, thoát nước màu đen, ống hơi màu vàng, ống hoá chất màu bạc.
Ngoài ra khi thiết kế cần chú ý một số điểm sau đây:
Không đặt ống qua các phòng ở, hạn chế đặt trong đất vì nó gây trở ngại cho sinh hoạt, khó khăn khi sửa chữa, dễ bị xâm thực.
- Các ống nhánh đưa nước tới mọi thiết bị lấy nước nên đặt với độ dốc i = 0,002÷0,005 về phía ống đứng để dễ dàng xả nước khi thau rửa. Để phân phối nước cho đều thì mỗi ống nhánh không nên phục vụ quá 5 vòi nước và chiều dài không quá 3÷5m
- Các ống đứng thường đặt ở góc tường nhà, ở gần thiết bị có lưu lượng dùng nước lớn nhất.
- Không được nối mạng lưới cấp nước sinh hoạt với mạng lưới không có chất lượng như nước sinh hoạt ăn uống.
2. Xác định lưu lượng nước tính toán
Để xác định lưu lượng nước tính toán sát với thực tế và bảo đảm cung cấp nước được đày đủ thì lưu lượng nước tính toán phải xác định theo số lượng các thiết bị vệ sinh được bố trí trong ngôi nhà.
Mỗi thiết bị vệ sinh tiêu thụ một lượng nước khác nhau, do đó để dễ dàng tính toán người ta thường đưa tất cả các lưu lượng nước của các thiết bị vệ sinh về dạng lưu lượng đơn vị tương đương và gọi tắt là đương lượng đơn vị. Một đương lượng đơn vị tương ứng với lưu lượng là 0,2 l/s của một vòi nước ở chậu rửa có đường kính Ф15mm. Lưu lượng nước tính toán và trị số đương lượng của các thiết bị vệ sinh có thể lấy theo bảng [4.3].
Bảng 4.3. Lưu lượng nước tính toán của các thiết bị vệ sinh, trị số đương lượng và đường kính ống nối với thiết bị vệ sinh
Loại dụng cụ vệ sinh
Trị số đương lượng
Lưu lượng tính toán
[l/m]
Đường kính ống nối
[mm]
Vòi nước, chậu rửa nhà bếp, chậu giặt
1
0,2
15
Vòi nước, chậu rửa mặt
0,33
0,7
10-15
Vòi nước âu tiểu
0,17
0,35
10-15
Ống nước rửa máng tiểu cho 1m
0,30
0,06
Vòi nước thùng rửa hố xí
0,5
0,1
10-15
Vòi trộn ở chậu tắm đun nước nóng cục bộ
1
0,2
15
Vòi trộn chậu tắm ở nơi có hệ thống cấp nước nóng tập chung
1,5
0,3
15
Vòi rửa hố xí [không có thùng rửa ]
6-7
1,2-1,4
25-32
Chậu vệ sinh nữ cả vòi phun
0,35
Một vòi tắm hương sen đặt theo nhóm
1
0,2
15
Một vòi tắm hương sen đặt trong phòng riêng của từng căn nhà ở
0,67
0,14
15
Vòi nước ở chậu rửa tay phòng thí nghiệm
0,5
0,1
10-15
Vòi nước ở chậu rửa phòng thí nghiệm
1
0,2
15
Trong thực tế thì không phải là tất cả các dụng cụ vệ sinh đều làm việc đồng thời, mà nó phụ thuộc vào chức năng của ngôi nhà, vào số lượng dụng cụ vệ sinh trong đoạn tính toán và mức độ trang bị kĩ thuật vệ sinh cho ngôi nhà.
Vì vậy để xác định lưu lượng nước tính toán người ta thường sử dụng các công thức có dạng phụ thuộc vào số lượng thiết bị vệ sinh và ấp dụng cho từng loại nhà khác nhau. Các công thức này thành lập trên cơ sở điều tra thực nghiệm về sự hoạt động đồng thời của các dụng cụ vệ sinh trong các ngôi nhà khác nhau.
a, Nhà ở gia đình
q=0,2
Trong đó :
q : Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống, l/s
a : Đại lượng phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước lấy theo bảng 4.4
Bảng 4.4. Các trị số đại lượng a phụ thuộc vào tiêu chuẩn dùng nước
Tiêu chuẩn dùng nước
100
125
150
200
250
300
350
400
Trị số a
2,2
2,16
2,15
2,14
2,05
2
1,9
1,85
K - Hệ số phụ thuộc vào tổng số đương lượng N lấy theo bảng [4.5]
N – Tổng số đương lượng của ngôi nhà hay đoạn ống tính toán
Bảng 4.5. Trị số hệ số K phụ thuộc vào trị số N
Số đương lượng
300
301-500
501-800
800-1200
\>1200
Trị số K
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
Công thức [11] cũng có thể áp dụng để tính toán cho tiểu khu nhà ở.
b, Nhà công cộng
Gồm bệnh viện, nhà ở tập thể, khách sạn, nhà an dưỡng, diều dưỡng, nhà gửi trẻ, nhà mẫu giáo, truờng học và nhà cơ quan hành chính...
q = α
a : hệ số phụ thuộc vào chức năng của ngôi nhà, lấy theo bảng [4.6]; các chỉ số q, N tương tự như ở công thức [11].
c, Các nhà đặc biệt khác
Gồm các phòng khán giả, luyện tập thể thao, nhà ăn tập thể, cửa hàng ăn uống, xí nghiệp chế biến thức ăn, tắm công cộng, các phòng sinh hoạt của xí nghiệp.
Trong đó :
q : Lưu lượng nước tính toán l/s
q0 : Lưu lượng nước tính toán cho một dụng cụ vệ sinh.
n : Số dụng cụ vệ sinh cùng loại
α :Hệ số hoạt động đồng thời của các dụng cụ vệ sinh, lấy theo bảng [4.7]
Bảng 4.6. Hệ số α
Các loại nhà
Nhà gửi trẻ, mẫu giáo
Bệnh viện đa khoa
Cơ quan hành chính, cửa hàng
Trường học, cơ quan giáo dục
Bệnh viện, nhà an dưỡng, điều dưỡng
Khách sạn, nhà ở tập thể
Hệ số α
1,2
1,4
1,5
1,8
2
2,5
Bảng 4.7. Hệ số α tính bằng % cho các phòng khán giả, thể thao, ăn uống,
nhà sinh hoạt xí nghiệp [TC 18-64]
Loại dụng cụ vệ sinh
Rạp chiếu bóng, hội trường, câu lạc bộ, cung thể thao
Rạp hát, rạp xiếc
Nhà ăn tập thể, của hàng ăn uống, xí nghiệp chế biến thức ăn
Phòng sinh hoạt của xí nghiệp
- Chậu rửa mặt, rửa tay
80
60
80
30
- Hố xí có thùng rửa
70
50
60
40
- Âu tiểu
100
80
50
25
- Vòi tắm hương sen
100
100
100
100
- Chậu rửa trong căng tin
100
100
-
-
- Màng tiểu
100
100
100
100
- Chậu rửa bát
-
-
30
-
- Chậu tắm
-
-
-
50
3.Tính toán thủy lực mạng lưới
Việc xác định thủy lực mạng lưới cấp nước bên trong nhà nhằm mục đích chọn đường kính ống, đồng thời xác định được tổn thất áp lực trong các đoạn ống để tính Hb và
Trình tự tính toán như sau :
a, Xác định đường kính ống cho từng đoạn trên cơ sở lưu lượng nước tính toán đã tính.
b, Xác định tổn thất áp lực cho từng đoạn ống cũng như cho toàn thể mạng lưới theo đường bất lợi nhất, tức là từ đường dẫn nước vào đến dụng cụ vệ sinh ở vị trí cao, xa nhất của ngôi nhà.
Cũng như mạng lưới bên ngoài đường kính được chọn với tốc độ kinh tế, tốc độ đó thường lấy từ 0,5÷1 m/s.
Trong trường họp chữa cháy tốc độ tối đa có thể lấy tới 2,5m/s. Khi tổng số đương lượng N < 20 có thể chọn đường kính ống theo bảng kinh nghiệm.
Bảng 4.8. Đường kính ống theo số lượng dụng cụ vệ sinh quy ra tổng số đương lượng
Tổng số đương lượng N
1
3
6
12
20
Đường kính ống [mm]
10
15
20
25,
32
c, Trên cơ sở tổng tổn thất áp lực đã biết ta dễ dàng tìm được áp lực cần thiết của ngôi nhà để chọn sơ đồ cấp nước cũng như chọn bơm khi cần thiết.
4.Vẽ sơ đồ không gian mạng lưới cấp nước, bố trí phụ tùng, thiết bị, lập bảng thống kê vật liệu.
Ví dụ: Bố trí đường ống, vẽ phối cảnh, thống kê vật liệu mạng lưới cấp nước cho một khu vệ sinh như hình vẽ [hình 4.2la và 4.21 b]
Hình 4.21
a, Mặt bằng bố trí đường ống cấp nước trong nhà
b, Phối cảnh mạng lưới cấp nước trong nhà
Bảng 4.9. Thống kê vật liệu
STT
Tên quy cách vật liệu
Kí hiệu
Đơn vị
Số lượng
Ghi chú
1
Ống tráng kẽm Ф25
m
3,0
Ф20
m
0,5
Có 0,8m
Ф15
m
3,7
Ф15 đục lỗ
2
Tê thép tráng kẽm 25x20
cái
1
20x15
cái
1
3
Côn thép tráng kẽm 25x20
cái
1
20x15
cái
1
4
Van khóa Ф20
cái
1
Ф15
cái
2
5
Rắc co Ф20
cái
1
6
Két nước xí
bộ
1
7
Hoa sen tắm
bộ
1
8
Xí xổm
bộ
1
4.4.5. Các công trình của hệ thống cấp nước trong nhà
1. Máy bơm và trạm bơm
- Công dụng:
Dùng để tăng áp lực đưa nước vào trong nhà khi áp lực nước ngoài nhà bị thiếu [thấp]; bơm nước chữa cháy cho ngôi nhà và tăng áp lực cho các nhà cao tầng.
Thường dùng các loại máy bơm li tâm, khi thiết kế cần có máy bơm dự trữ. Muốn chọn máy bơm phải biết hai chỉ tiêu cơ bản là lưu lượng nước bơm
Qb tính bằng m3/h và đọ cao bơm nước Hb hay cột nước của máy bơm tính bằng m.
Lưu lượng nước bơm bằng lưu lượng nước tính toán lớn nhất của ngôi nhà. Khi có cháy, lưu lượng bơm bằng lưu lượng nước sinh hoạt và chữa cháy.
- Độ cao bơm nước :
Nếu bơm nước từ bể chứa thì độ cao bơm nước của máy bơm :
Hb = Hb + Hhh + Hdđ + Hdư + Hcb [m] [14]
Hh: chiều cao hút nước của bơm [chiều cao hình học từ mặt nước thấp nhất đến trục máy bơm]
Hđ : Chiều cao đẩy nước [chiều cao hình học từ trục bom đến dụng cụ vệ sinh ở điểm bất lợi nhất].
Hdđ : tổn thất áp lực dọc đường trong ống hút và ống đẩy.
Hcb : tổn thất áp lực cục bộ qua các phụ tùng thiết bị trên ống hút và ống đẩy
Trong hệ thống cấp nước sinh hoạt Hcb = 20 - 30%Hdd
Trong hệ thống cấp nước chữa cháy Hcb = 10%Hdd
Trong hệ thống cấp nước hỗn hợp Hcb = 15 - 20%Hdd
Hdư : áp lực dư ở dầu vòi tại điểm bất lợi
Nếu bơm nước trực tiếp từ đường ống cấp nước bên ngoài nhà có áp lực đảm bảo thường xuyên là Hbđ thì độ cao bơm nước sẽ là :
Hb =
Trong đó : : Áp lực cần thiết của ngôi nhà
Nếu áp lực dường ống cấp nước bên ngoài dao động thì độ cao bơm nước của máy bơm:
Khi biết lưu lượng bom Qb và độ cao bơm nước Hb ta có thể chọn máy bơm theo biểu đồ đường đặc tính của máy bơm
c, Bố trí trạm bơm
Trạm bơm có thể bổ trí ở lồng cầu thang hoặc bên ngoài nhà và ở tầng hầm. Gian đặt bơm phải sáng sủa, khô ráo, thông gió, xây bằng vật liệu không cháy hoặc ít cháy, phải có kích thước đủ để lắp đặt dễ dàng và quản lí thuận tiện.
Trên ống đẩy của máy bơm cần bố trí van khoá, van một chiều, và áp lực kế. Trên ống hút bố trí khoá. Khi bơm nước trực tiếp thì đường ống cấp nước bên ngoài vào nhà cần đặt thêm một đường ống vòng đê lấy nước trực tiếp vào nhà khi cần thiết, trên đường ống đó cũng cần bố trí khoá, van một chiều.
Các máy bom có thể đặt nối tiếp hoặc song song theo thiết ké tuỳ thuộc áp lực, lưu lượng của từng máy bơm và áp lực cũng như lượng nước yêu cầu của ngoi nhà. Việc thao tác vận hành trạm bơm có thể bằng thủ công, bán tự động hoặc tự động hoá.
Để giải quyết vấn đề tự động hoá của trạm bơm người ta thường dùng các thiết bị sau đây : Rơ le phao áp dụng khi ngôi nhà có két nước trên mái
- Rơ le áp lực hay còn gọi là áp lực kế tiếp xúc, áp dụng khi không có két nước.
- Rơ le tia hoạt động dựa trên nguyên tắc khi tốc độ chuyển động của nước trong ống thay đổi sẽ tự động đóng, ngắt điện để mở và dừng máy bơm, thường áp dụng để mở máy bơm chữa cháy [đặt ở đầu mỗi ống đứng chữa cháy]
2. Két nước áp lực
Trong trường hợp áp lực nước ngoài nhà không bảo đảm thường xuyên hoặc hoàn toàn, thì trong hệ thống cấp nước bên trong nhà thường xây dựng các két nước. Két nước có nhiệm vụ điều hòa nước trong nhà, tức là dự trữ nước khi thừa và cung cấp nước khi thiếu, đồng thời tạo áp lực để đưa nước đến các nơi tiêu dùng. Két nước còn làm nhiệm vụ dự trữ một phần nước chữa cháy bên trong nhà.
Két nuớc phần nhiều đặt chung với máy bơm, rất ít trường hợp đặt két nước mà không có máy bơm, chỉ khi nào áp lực nước của hệ thống ngoài nhà tăng lên một cách chu kì mới đặt két nước riêng.
Hình dạng két có thể là hình tròn, chữ nhật, vuông. Vật liệu làm két bằng gạch, thép tấm hàn, bê tông, bê tông cốt thép. Vị trí ở trong nhà, két nước áp lực thường đặt bên trong, trên mái, sân thượng, trên buồng thang [nơi cao nhất] …
Khoảng cách từ thành két nước đến tường gian phòng, nếu két nước hình chữ nhật không nên nhỏ quá 0,7m, hình tròn > 0,5m, từ nắp két đến mái nhà > 0,6m; phòng có đặt két cần sáng và thoáng khí.
Đáy két có một bàn dáy để hứng nước tràn, rò rỉ. Bàn đáy là thép tấm quét son, đáy két được kê trên những tấm gỗ vuông.
+ Các thiết bị cho két nước: [hình 4.22]
- Ống dẫn nước lên két [có thể chia thành nhiều đường], có bố trí van khóa, van phao hình cầu cách nắp két 0,15÷ 0,20m. Đường kính theo tính toán van phao có D < 50mm.
4.22: Két nước
- Ống dẫn nước xuống đặt cao hơn đáy két 0,05+0,1 m và có bố trí van 1chiều [chỉ cho nước xuống] và khoá.
- Ống tràn để tháo nước khi két đầy quá [van phao bị hỏng]. Miệng ống có dạng hình phễu cách nắp két 10+15cm.
- Ống xả bùn đặt sát đáy két và nối với ống tháo nước tràn. Trên ống có lắp van chắn, đóng mở khi cần thiết. Ống có D = 40 ÷ 50mm.
- Ống tín hiệu có D = 15÷20mm chỉ mức nước trong két nối từ ống tràn đến chậu rửa có người thường trực hay đến trạm bơm để biết khi nào két đầy quá thì khoá lại hay tắt máy bơm.
3. Bể chứa nước
Theo quy phạm của ta nếu áp lực nước ngoài nhỏ hơn 6m thì phải xây dựng bể chứa nước. Dung tích bể chứa nước có thể lấy từ 1/4 - 2 lần lưu lượng nước tính toán cả ngày cho ngôi nhà mà bể chứa phục vụ tuỳ theo ngôi nhà lớn hay nhỏ, yêu cầu cấp nước liên tục hay không. Trường hợp trong nhà có hệ thống cấp nước chữa cháy thì bể chứa cần phải dự trữ thêm lượng nước chữa cháy trong 3 giờ liền ngoài bể. Khi thiết kế bể chứa phải có máy bơm kèm theo. Bể xây bằng gạch, bê tông, bê tông cốt thép có dạng hình tròn, vuông hay chữ nhật, đặt trong hay ngoài nhà, đặt chìm dưới đất, nửa chìm, hay trên mặt đất, có đắp đất cho mát và đều phải có biện pháp chống thấm tốt. Các thiết bị cho bể chứa gồm có : [hình 4.23]
Hình 4.32: Bể chứa nước
1. Ống nước vào bể; 2. Ống nước tràn;
3. Ống nước ra; 4. Ống tháo rửa;
5.Thang lên xuống; 6. Ống thông hơi;
7. Chóp thông hơi
- Ống nước vào bể, có van phao hình cầu.
- Ống nước ra nói với các máy bơm, có cơrêpin đặt cách đáy rốn bể 0.8D [D là đường kính ống hút của máy bơm]. Ống vào và ra đặt thế nào để không có dung tích chết trong bể.
- Ống nước tràn có xiphông [ ống cong giữ nước] đặt ngang mực nước lớn nhất trong bể.
- Ống tháo rửa bể từ rốn bể ra ngoài, trên ống này có bắt van khoá.
- Ống thông hơi bể có D = 100mm và lớn hơn.
- Cửa lên xuống cọ rửa bể và khi sửa chữa có D = 500mm.
- Thước báo mức nước trong bể.
- Rốn bể phải được làm thẳng với cửa lên xuống để dễ quan sát, trong bể có các bậc thang lên xuống.
4 . Trạm khí ép
Trong trường hợp không thể xây dựng két nước bên trong nhà vì lí do nào đó như dung tích két nước quá lớn [ phục vụ cho chữa cháy, nhu cầu sản xuất... ]v.v... thì người ta thường xây dựng các trạm khí ép làm nhiệm vụ điều hòa và tạo áp lực thay cho két nước.
Sơ đồ trạm khí ốp ở hình 4-24.
Trạm khí ép gồm hai thùng bằng thép [có thể chỉ cần một thùng khi dung tích yêu cầu bé] một thùng chứa nước và một thùng chứa không khí. Khi nước thừa thì nó vào thùng, nước dồn không khí sang thùng không khí và ép chặt lại. Khi nước lên đầy thùng nước thì áp lực không khí sẽ là lớn nhất [Pmax]
Khi thiếu nước, nước từ thùng nước chảy ra cung cấp cho tiêu dùng. Không khí lại từ thùng không khí dẫn sang thùng nước và giãn ra. Khi nước cạn tới đáy thùng nước thì áp lực không khí là nhỏ nhất pmin
Hình 4.24: Trạm khí ép
1. Thùng không khí; 2. Thùng nước;
3. Ống dẫn không khí; 4. Máy ép khí; 5. Ống dẫn nước;
6. Khóa đóng nước; 7. Khóa đóng nước;
8. Lưỡi gà để ngăn nước khỏi hạ thấp và tránh cho không khí đi vào mạng lưới;
9. Lưỡi gà ngăn không cho nước vào thùng không khí
Để tạo áp lực cần thiết của không khí thì trạm khí ép thường phải bố trí thêm một máy ép khí bơm không khí vào thùng không khí khi bắt đầu sử dụng hoặc bổ sung thêm không khí hao hụt trong quá trình sử dụng [từ 1 - 2 tuần một lần].
Trạm khí ép có thể đặt ở tầng hầm, tầng một hoặc lưng chừng nhà [trong hệ thống cấp nước phân vùng]. Việc đóng mở máy bơm khi có trạm khí ép có thể tự động hoá nhờ các rơ le áp lực đặt ở thùng chứa nước.
4.5. CẤP NƯỚC CHỮA CHÁY
4.5.1. Nguyên tắc chung
Để bảo vệ tính mạng và tài sản của nhân dân, các kho vật tư của nhà nước, trong các khu nhà dân dụng, khu xí nghiệp công nghiệp, các kho tàng, cần thiết phải thiết kế hệ thống cấp nước chữa cháy bẽn trong các công trình.
1. Hệ thống cấp nước chữa cháy có thể xây dựng chung với hệ thống cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất trong công trình, hoặc có thể xây dựng theo phương án nào cần phải so sánh về mặt kinh tế kĩ thuật của từng phương án ấy.
2. Đường ống cấp nước chữa cháy có thể là đường ống có áp lực cao hay áp lực thấp tuỳ thuộc vào yêu cầu bảo vệ và các công trình điều kiện khác. Nếu đường ống chữa cháy có áp lực cao thì áp lực cần thiết để chữa cháy là do các máy bơm chữa cháy đặt cố định tại các công trình tạo nên. Các máy bơm này phải được thiết kế bộ phận khởi động máy không chậm quá 3 phút sau khi có tín hiệu báo cháy. Trong đường ống cấp nước chữa cháy có áp lực thấp thì áp lực cần thiết để chữa cháy là do máy bơm lưu động hoặc xe bơm chữa cháy, lấy nước từ các trụ nước chữa cháy ở ngoài nhà.
Áp lực tự do cần thiết trong đường ống chữa cháy có áp lực thấp không được nhỏ hơn 10 m tính từ mặt đất. Đối với đường ống chữa cháy có áp lực cao, thì áp lực tự do ở đầu miệng phun của họng chữa cháy đặt ở vị trí cao, xa nhất của ngôi nhà cao nhất không dược nhỏ hơn l0m.
3. Thời gian cần thiết để dập tắt một đám cháy trong khu dân dụng và công nghiệp lấy bằng 3 giờ.
Việc cung cấp nước cần thiết để chữa cháy phải bảo đảm cả lượng nước lớn nhất dùng cho các nhu cầu khác, nhưng không tính lượng nước dùng để tưới đường, tưới cây trong khu vực hay lượng nước dùng để lau chùi sàn nhà, máy móc. Còn lưu lượng nước tắm rửa tính bằng 15% lượng nước tính toán.
4. Trường hợp không thể lấy nước trực tiếp từ nguồn cung cấp nước được, hoặc nếu lấy được nhưng không có lợi về mặt kinh tế thì phải xét đến việc dự trữ nước đế chữa cháy. Khối lượng nước cần dự trữ để chữa cháy phải được tính toán, căn cứ vào lượng nước chữa cháy trong 3 giờ và nếu lượng nước ấy lớn hơn 1000m3 thì phải dự trữ trong 2 bể chứa.
Lượng nước chữa cháy có thể chứa chung với nước sinh hoạt và sản xuất. Khi tính dung tích bể chứa dự trữ nước chữa cháy, cho phép tính lượng nước bổ sung vào bể trong khoảng thời gian dập tắt đám cháy liên tục trong 3 giờ. nếu lượng nước bổ sung được liên tục.
Trong trường hợp lượng nước chữa cháy bên ngoài lấy ở hồ chứa, mà bên trong nhà cần thiết phải có hệ thống đường ống cấp nước sinh hoạt và chữa cháy, thì thể tích của bể chứa nước dự trữ cần đảm bảo lượng nước dùng trong một thời gian cho một họng chữa cháy trong một giờ và các nhu cầu dùng nước khác. Trong trường hợp này lượng nước cần thiết dùng để tắm rửa tính 15% lượng nước tính toán, lượng nước lau chùi sàn nhà không tính đến.
5. Những dài nước và bể chứa áp lực phải có thể tích để đảm bảo điều hòa nước sinh hoạt, sản xuất và phục vụ cho chữa cháy; tính như sau:
a, Đối với xí nghiệp công nghiệp lượng nước dự trữ để chữa cháy phải tính theo lượng nước cần thiết cho họng chữa cháy trong nhà và thiết bị phun nước tự động trong thời gian 10 phút đầu khi xảy ra cháy.
- Đối với khu dân dụng, lượng nước dự trữ phải đảm bảo cung cấp cho một đám cháy bên trong và một đám cháy bên ngoài, trong thời gian 10 phút với lưu lượng tiêu chuẩn, đồng thời vẫn đảm bảo cả khối lượng nước dùng vào nhu cầu khác.
- Đối với những ngôi nhà xây riêng biệt, có két nước riêng, lượng nước dự trữ phải tính dư để chữa cháy trong 10 phút với lưu lượng lớn nhất, đồng thời cũng phải đảm bảo lưu lượng nước dùng vào nhu cầu khác.
Bể chứa và đài nước để chữa cháy phải được trang bị thước đo mực nước, thiết bị tín hiệu mực nước cho nơi quản lí. Đặt cơ-rê-pin của bơm nước sinh hoạt và chữạ cháy ở hai cốt khác nhau là biện pháp tích cực đảm bảo nước dự trữ chữa cháy không bị tiêu hao nhưng nước vẫn được tuần hoàn. Nếu mạng lưới có đài và bom tăng áp chữa cháy, cần có thiết bị tự động cắt nước lên đài khi máy bơm hoạt động.
Hệ thống đường ống dẫn nước bên ngoài phải thiết kế mạng vòng có thế đặt các ống nhánh đến các nhà riêng lẻ để cấp nước chữa cháy, khi chiều dài đường ống nhánh không lớn quá 200m. Nếu đường ống nhánh cụt dài quá 200m cần làm bể chứa hay hồ nước chữa cháy. Đường kính ống chữa cháy bên ngoài nhà bé nhất là 100m.
6. Các loại công trình dân dụng và công nghiệp sau đây cần thiết phải đặt hệ thống dường ống chữa cháy bên trong.
a, Trong tất cả các loại nhà sản xuất trừ những nhà sản xuất mà khi tiếp xúc với nước có thể sinh ra tiếng nổ, cháy làm lửa lan ra, nhà xây dựng bằng vật liệu không cháy, các thiết bị bên trong làm bằng vật liệu không cháy, kho tàng rẻ tiền, kho kim loại, phòng thường trực, nhà tắm...
b, Trong tất cả các nhà ở gia đình 9 tầng trở lên và nhà ở khách sạn, tiệm ăn cao 5 tầng trở lên.
c, Trong các cơ quan hành chính và trường học cao 3 tầng trở lên.
d, Trong các nhà ga, kho hàng hoá, công trình công cộng, các nhà phụ của xí nghiệp công nghiệp, nhà giữ trẻ, vườn trẻ khi khối tích mỗi nhà 5000 m3.
e, Trong các nhà hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ, nhà văn hoá, hội trường có 300 chỗ ngồi.
Trong các ngôi nhà đã có hệ thống dẫn nước sinh hoạt và sản xuất thì đường ống cấp nước chữa cháy phải chung với một trong hai đường đó.
7. Tiêu chuẩn lưu lượng nước chữa cháy:
a, Tiêu chuẩn lưu lượng nước chữa cháy bên trong những nhà sản xuất phải tính với 2 vòi chữa cháy đồng thời, lưu lượng mỗi vòi là 2,5 l/s.
b, Tiêu chuẩn lưu lượng nước chữa cháy và số vòi chữa cháy đồng thời bên trong các nhà ở, nhà công cộng, các phụ thuộc được quy định ở bảng [4.10].
Bảng 4.10
Tính chất của ngôi nhà và công trình
Số cột nước chữa cháy
Lượng nước cho mỗi cột [l/s]
- Nhà ở gia dinh cao 9 tầng trở lên, nhà cơ quan hành chính, nhà ở tập thể, khách sạn, nhà ăn tập thể, trường học kho chữa hàng, nhà sinh hoạt công cộng, nhà ga, nhà chữa bệnh, vườn trẻ và nhà giữ trẻ, nhà phụ của xí nghiệp có khối tích < 2500Om3
1
2,5
- Các nhà công cộng ở trên có khối tích > 25000nr và các rạp hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ, nhà văn hoá < 300 chỗ ngồi.
2
2,5
- Các nhà sinh hoạt văn hoá ở trên >300 chỗ ngồi
2
5,0
8. Áp lực tự do thường xuyên của các họng chữa cháy bên trong nhà phải được bảo đảm có 1 cột nước dày đặc với chiều cao cần thiết Sk ≥ 6m cho các loại nhà.
4.5.2. Phương pháp chữa cháy
Tùy trình độ khoa học kĩ thuật, nguyên vật liệu cháy mà sử dụng các phương pháp chữa cháy cơ bản như chữa cháy bằng nước, bằng cát, bằng khí CO2 và tuyết CO2.
Đa số trường hợp có thể áp dụng phương pháp chữa cháy bằng nước, vì vậy, đối với ngành cấp thoát nước chỉ đi sâu nghiên cứu các hình thức chữa cháy bằng nước, tùy theo tầm quan trọng của khu vực hoặc công trình , tùy theo trang bị chữa cháy mà áp dụng cho thích hợp.
4.5.3. Hình thức chữa cháy
- Hình thức chữa cháy tự động : [ Kiểu hương sen tự động ] khi có cháy xẩy ra, do nhiệt độ đám cháy kích thích, hương sen chữa cháy tự động mở và quay về đám cháy phun nước vào chỗ cháy.
- Hình thức chữa cháy bán tự động : Thiết bị kiểu chữa cháy tự động nhưng khi có cháy phải có người điều khiển mở van cho nước phun vào chỗ cháy.
- Hình thức chữa cháy thông thường: Thiết bị những họng chữa cháy ngoài sân và trong nhà [có vòi rồng chữa cháy]. Khi có đám cháy xảy ra, người mang vác vòi rồng chữa cháy, mở van cho phun nước vào đám cháy.
+ Sau đây ta đi sâu nghiên cứu về hình thức chữa cháy thông thường.
a, Họng chữa cháy ngoài sân:
Đặt ở chỗ quang đãng, dễ thấy, nhiều người qua lại. Nếu ngoài đường phố thì đặt các họng dọc đường xe chạy.
Khoảng cách giữa các trụ không quá 150m, cách tường ít nhất là 5m và nên đặt ở ngã ba hay ngã tư đường. Nếu trụ đặt ra ngoài hai bên mép đường xe chạy thì không nên đặt cách xa mép đường quá 2,5m.
Cần thiết kế các van chia đường ống cấp nước chữa cháy thành những đoạn, để tiện cho việc sửa chữa và tính toán sao cho số trụ nước chữa cháy trên mỗi đoạn không dược nhiều quá 5 trụ.
Bán kính hoạt động của mỗi trụ nước chữa cháy ngoài nhà phụ thuộc vào chiều dài vòi rồng và áp lực nước chữa cháy, chiều dài tính toán của vòi rồng bằng vải bạt, lắp trong hệ thống áp lực cao không được dài quá 125m và trong hệ thống áp lực thấp không được dài quá 150m.
Trong các xí nghiệp công nghiệp, thành phố hay khu công nhân mà lưu lượng nước chữa cháy bên ngoài không lớn quá 20 l/s thì khoảng cách tính toán giữa hai trụ nước chữa cháy bên ngoài không được dài quá 120m.
Nói chung trong mọi trường hợp, bán kính hoạt động của các trụ chữa cháy [R] ngoài nhà phải giao nhau, bảo đảm chữa cháy được mọi nơi trong khu vực [hình 4.25]
Tùy theo phương tiện chữa cháy mà quyết định vị trí bán kính phục vụ của các bể chứa nước chữa cháy.
Nếu có xe bơm chữa cháy, bán kính phục vụ là 200m
Nếu có máy bơm di động thì tùy theo từng loại máy bơm mà quyết định bán kính phục vụ từ 100÷50m.
Hình 4.25
Bán kính hoạt động của 2 trụ
chữa cháy liền nhau
- Họng chữa cháy trong nhà [tủ phòng hoả]
Khi có cháy xảy ra trong nhà cần có nước ngay tại chỗ đế dập tắt vì thế nước phải được dưa đến các họng nước chữa cháy đặt trong các gian của công trình.
- Nguyên tắc chọn vị trí và số họng chữa cháy bên trong các công trình như sau: Trong gian nhà thuộc ngành sản xuất hạng A, B,trong gian nhà với khối tích >1000m3 có ngành sản xuất hạng c. trong các gian bán hàng và chứa hàng có khối tích > 25000 m3 và trong rạp hát rạp chiếu bóng, câu lạc bộ với số chỗ ngồi > 300 thì tính mỗi điểm của gian nhà phải được ít nhất 2 họng chữa cháy phun đến
Trong gian nhà khối tích < 100m3 có hạng sản xuất C, D. D không phụ thuộc vào khối tích các gian bán hàng và kho chứa hàng có khối tích < 25000m3; rạp hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ, hội trường có số chỗ ngồi < 300 thì mỗi điểm cao xa nhất của ngôi nhà phải bảo đảm có 2 họng gần nhau phun nước đến được.
Trong nhà ở và những nhà kiêu hành lang giữa, những cơ quan hành chính, những nhà phụ của xí nghiệp công nghiệp thì mỗi gian riêng biệt phải có ít nhất 1 họng nước chữa cháy.
Trong các công trình trên, các họng chữa cháy phải đặt ngay ở lối ra bên trong các gian hay ở chiếu nghỉ của cầu thang, hành lang, hay ở lối qua lại, dễ thấy nhất.
Họng chữa cháy trong nhà đặt cao l,25m kể từ mặt sàn đến tâm của họng chữa cháy.
c, Thiết bị cửa một họng chữa cháy trong nhà được đặt vào trong một cái tủ - gọi là tủ phòng hoả [có khi còn đặt trong một hốc tường] có kích thước khoảng 850x600x250 [hình 4.26]
Hình 4.26
Tủ chữa cháy bên trong nhà
1. Ống đứng; 2.Van chữa cháy;
3. Khớp nối; 4. Vòi phun chữa cháy; 5. Móc giữ vòi phun;
6. Lõi cuộn ống vải gai; 7. Ống vải gai; 8. Bản lề xoay; 9.Tê
- Các thiết bị gồm có :
1. Van chữa cháy nối với ống đứng. Khi cần thiết mở van, nước sẽ chảy ra với vòi rồng, tùy theo ngôi nhà lớn hay nhỏ mà dùng ống đứng và van có kích thước bằng nhau [D = 50 ÷ 60mm].
2. Vòi rồng làm bằng gai hay cao su, được cuộn vào 1 bánh xe quay quanh trục cố định trong tủ phóng hỏa. Vòi rồng có chiều dài l0 m hoặc 20 m và có đường kính D = 50mm hoặc 66 mm [bằng D của ống đứng].
3. Dầu phun nuớc [còn gọi là súng phun nước] bằng kim khí lắp liền với đầu vòi rồng có dạng hình côn dài khoảng 50 cm.
Đầu lớn lắp liền với đầu vòi rồng có đường kính bằng đường kính vòi rồng ; đầu nhỏ thường có 4 cỡ đường kính : 13, 16, 19, 22 [mm]. Khi có cháy, lấy vòi rồng ra khỏi tủ mang đến nơi có cháy, mở van ra, ta có một dòng nước phun ra từ đầu súng phun, vừa dày vừa khỏe có khả năng dập tắt đám cháy. Dòng nước phun ra có 2 thành phần [Hình 4.27] :
Hình 4.27: Vòi phòng hỏa
- Một phần ở ngay miệng súng phun tạo thành một đống nước dày đặc, khỏe có sức mạnh dập tắt đám cháy, chiều dày dòng phun dày khỏe đó gọi là Sk-
- Một phần nữa ở ngoài xa hơn tạo thành một dòng nước phun tung tóe như mưa, ít có tác dụng. Toàn bộ chiều dài của dòng nước phun ra ở miệng súng phun gọi là Sb.
Trong nhà ở, nhà công cộng, nhà công nghiệp,... Sk phải có một độ dài đủ để có thể phun tới mọi điểm trong công trình nhưng không được nhỏ hơn 6 m.