Tìm hiểu hệ thống cấp nước sinh hoạt cho tòa nhà

Con người không thể sống mà không cần tới nước sinh hoạt. Chúng ta cần nước để uống, để giặt dũ, tắm rửa.

Cuộc sống hiện đại, những nhu cầu về nhà ở, chung cư cũng trở nên đa dạng hơn. Việc xây dựng hệ thống cấp nước cũng không hề đơn giản nữa.

Với những tòa nhà chung cư, hay một ngôi nhà cấp 4 có nhiều phòng, nhiều tầng; cần phải quy hoạch việc cấp nước theo hệ thống. Nó đòi hỏi tính kỹ thuật cao, nhất là luôn đảm bảo mọi người có đủ nước sinh hoạt tại mọi thời điểm.

Tại sao lại cần?

Chắc hẳn bạn hay người thân của mình cũng từng đều gặp tình cảnh mất nước sinh hoạt. Có thể là rủi ro mất nước từ nhà cung cấp. Có thể là đường ống, máy bơm, hay bể chứa…vân vân và mây mây gặp trục trặc dẫn đến tình trạng nguồn nước sinh hoạt bị gián đoạn.

Việc đảm bảo để khi gia đình bạn rơi vào những trường hợp đó thì vẫn có nước để mọi người sử dụng, ít nhất là trong 1 ngày đêm.

Đây là thời gian này để nhà cung cấp hoặc chúng ta cùng khắc phục sự cố,  ta nên sử dụng thêm bồn nước dự trữ dưới tầng hầm hoặc trên mái nhà để có thêm thời gian cho việc sửa chữa.

Làm một hệ thống cấp nước cho ngôi nhà của mình có cần tuân theo quy chuẩn nào không?

Câu trả lời là có!

Việc này giúp cho bạn giảm thiểu rủi ro với những sự cố không lường trước được, và nếu chẳng may có trục trặc gì đó thì cũng dễ xử lý sự cố hơn.

Một số tiêu chuẩn thường được áp dụng như: 

TCVN 4513 – 1988 quy định:

• Cấp nước bên trong
• Tiêu chuẩn thiết kế. 

Tiêu chuẩn TCXD 3989-1985 quy định:

• Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng cấp nước và thoát nước
• Mạng lưới bên ngoài
• Bản vẽ thi công.

Tiêu chuẩn TCXDVN 33-2006 quy định:

• Cấp nước
• Mạng lưới đường ống và công trình
• Tiêu chuẩn thiết kế

Dưới đây là ví dụ về tiêu chuẩn cấp nước được thiết kế:

• Cho một người nhân viên bảo vệ : 20 l/người-ngày đêm.
• Cho một người nhân viên phục vụ : 50 l/người-ngày đêm.
• Cho một người nhân viên văn phòng : 30 l/người-ngày đêm.
• Cho một người khách siêu thị cafe : 7 l/người.
• Cho một người khách ăn uống : 25 l/người.
• Cho một người khách siêu thị : 5 l/người.
• Nước dùng cho sân đường, cây xanh : 1,5 l/m².

Quy mô hộ gia đình:

1. Đặt trường hợp là nước tự chảy đến bồn nước trên mái nhà:

Đặc điểm:

• Đối với từng căn hộ đơn lẻ, có nguồn nước cấp thủy cục từ thành phố đủ mạnh để lên đến bồn nước đặt trên mái nhà. 
• Nước từ bồn nước trên mái nhà sẽ tự chảy đến từng vòi nước trong nhà, áp lực và vận tốc nước không lớn lắm. Nhất là các tầng phía trên gần với bồn nước mái. 
• Nước dự trữ duy nhất là bồn nước trên mái nhà, vì vậy, lượng nước trên này là rất lớn. Nước cấp vào bồn nước mái nhà qua van phao tự chảy.

Tính toán bồn nước mái nhà để dự trữ:

Lấy ví dụ: nhà 6 người, Chọn theo tiêu chuẩn 300 lít/người/ngày đêm Q => 6 x 300 = 1800 lít/người/ngày đêm.lượng nước cho tưới tiêu lấy 10% lượng nước sinh hoạt , hoặc lấy 1,5 lít/m² .
=> lượng nước tổng = 1800 + 1800 x 0,1 = 1980 lít/người/ngày đêm  => bồn nước mái nhà = 2 Khối. 

2. Có máy bơm và bồn nước trên mái nhà:

Đặc điểm:

• Khắc phục tình trạng nước thủy cục không thể tự chảy lên tới bồn nước trên mái nhà thì ta có thể đặt thêm bồn nước phía dưới và bơm lên bồn nước trên mái nhà. 
• Nước từ bồn nước trên mái nhà sẽ tự chảy đến từng vòi nước trong nhà, áp lực và vận tốc nước không lớn lắm. Nhất là các tầng phía trên gần với bồn nước mái.
• Tốn thêm diện tích cho bồn nước phía dưới và tiền điện cho máy bơm nước hàng tháng. Nước dự trữ chủ yếu là lượng nước ở bồn nước ngầm và bồn nước trên mái nhà. 

3. Tính toán bồn nước mái nhà dự trữ và bơm nước:

ví dụ: giống như trên, lưu lượng nước cần cung cấp cho một ngày đêm là 1980 lít.

• Bồn nước mái nhà có dung tích 1980 x 0,3 = 594 lít~ 600 lít.    => Chọn bồn 1 khối dự trữ nước, bồn còn 300 lít thì bơm cấp nước.
• Ngoài ra có thêm bồn nước ngầm cho máy bơm (0,5 -> 2 lần lượng nước cấp) = 1 x 1980 = 1,980 khối ~ 2 Khối.   => Chọn bồn nước ngầm 2 khối nước.
• Có máy bơm và bồn nước trên mái nhà.

Quy mô tòa nhà, chung cư và văn phòng:

Đặc điểm:

• Không đủ áp lực nước cấp để bơm lên bồn nước trên mái nhà.
• Mọi người điều xài chung một bồn cấp nước phía trên mái nhà và một bồn nước ngầm cấp phía dưới, cùng với một hệ thống máy bơm nước dùng chung.
• Ở các tầng phía dưới do áp lực cao sẽ dùng thêm van giảm áp để giảm áp lực, thường là 2 bar. Các tầng gần mái do gần bồn nước mái nhà, nên áp lực thấp có thể sẽ lắp thêm bơm tăng áp để đảm bảo áp lực nước cấp.
• Vận tốc nước chọn trung bình là 2 m/s. Có được lưu lượng cấp cho từng khu vực ta sẽ tính được tiết diện đường ống.

Tính toán:

Lấy ví dụ với tòa nhà gồm :

• Nhà dân cư 1240 người (lấy trung bình 6 người/căn hộ)
• Tiêu chuẩn dùng nước lấy 300 l/ng/ngày đêm.
• Văn phòng có: 1280 người
• Tiêu chuẩn dùng nước 25 lít/người.

Tính toán bể chứa nước ngầm dự trữ:

=> Lưu lượng nước dân cư Q = 300 x 1240/1000=372 m³ /ngày đêm.
=> Lưu lượng nước khối văn phòng : Qh = 1280 x 25/1000=32 m³/ngày đêm.

Tổng lưu lượng nước cấp vào cho nhu cầu sinh hoạt :

=> Qt = Q+ Qh = 372 + 32 = 404 m³/ ngày đêm.

Tính toán nhu cầu cấp nước cho các dịch vụ công cộng :

Tưới cây , rửa sàn …Chọn theo tiêu chuẩn : TCXDVN-33-2006, chọn lưu lượng nước cấp cho nhu cầu công cộng bằng 10% lưu lượng tính toán cho tòa nhà.
=> Lưu lượng nước cho các dịch vụ công cộng : Qcc = 404 x 0,1 = 40,4 m³/ngày đêm = 0,47 l/s .
Tổng lưu lượng nước cấp vào cho tòa nhà:
=> Qtc = Qt + Qcc = 372 + 32 + 40,4 = 444,4 m³/ngày đêm. Ta chọn 444 m³/ngày đêm .
Dung tich bể chứa nước ngầm được tính theo công thức:
=> Qbể = (0,5÷>2) x Qngày/đêm = 1,6 x 444 = 710 m³/ngày đêm.
=> Chọn bể nước ngầm có dung tích: 710 m³ .

Có thể cộng thêm dung tích của bồn nước cứu hỏa cho chữa cháy để cho ra dung tích bồn nước tòa nhà hay bồn nước cứu hỏa được lắp đặt riêng.
Như vậy hồ nước có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng cho toàn tòa nhà hơn một ngày đêm trong điều kiện nếu ngưng nguồn cấp nước thủy cục bên ngoài.

Tính chọn đồng hồ nước (1):

• Dựa vào bảng 6 – TCVN 4513:1988. – Trong đó chọn Q ngày đêm = 404 khối/ngày đêm = 17 khối/ giờ.

• Chọn đồng hồ đo nước loại tuốc bin trục ngang cở đồng hồ 80 (từ 45 – 500 Khối/ngày).

Tính toán bể nước mái (4):

Nhu cầu sử dụng nước trong một giờ :Qh = 404/24 = 17 m³/h.
 => Dung tich điều hòa bể nước mái :Wbc = 0,3x Qngày/đêm = 0,3 x 404 = 121,2 m³.
 => Chọn bể nước mái cho sinh hoạt là: 120 m³ (chia làm 2 bể, mỗi bể 60 m³). Ngoài ra trên mái nhà còn có thêm bồn nước cứu hỏa được lắp đặt riêng tách biệt với bồn nước mái, chúng ta sẽ thảo luận sau trong bài viết bồn nước cho phòng cháy chữa cháy.

Tính toán bơm nước (3):

Lưu Lượng Qb, cột áp và đường kính đường ống

Tính toán bơm chính bơm nước từ bể nước ngầm lên bể mái:

• Theo các thông số tính toán như trên ta chọn: Qb = 60 m³/h
• Đường kính ống hút: Lưu lượng 60 m³/h ,vận tốc 2 m/s. Chọn 2 ống hút có đường kính DN100 .
• Đường kính ống đẩy: Lưu lượng 60 m³/h , vận tốc 3 m/s. Chọn đường kính ống đẩy DN100. 

Thường chọn 3 bơm (2 bơm chạy và một dự phòng), nhận tín hiệu thiếu nước từ tầng mái và tác động đến tín hiệu bơm tầng hầm, làm đóng mạch contactor cấp điện cho máy bơm hoạt động.

Khi nước đạt được mức độ giá trị cài đặt sẳn thì ngắt tìn hiệu điện cho cuộn dây contactor và dừng bơm.

Tính toán bơm tăng áp- bình điều áp- hộ sử dụng (5), (6), (7):

Cho hộ sử dụng (7):

Bởi vị trí gần trên tầng mái nhà, gần với bồn nước nên áp lực không đạt yêu cầu thiết kế ít nhất áp lực đạt 1,5 bar tương đương 15 mét cao. 

Tức là từ đỉnh mái xuống 15 mét (3 tầng) thì phải thiết kế thêm bơm tăng áp và bồn điều áp cho bơm tăng áp.

Bơm tăng áp (5):

• Duy trì áp lực đạt trung bình 2 bar ở tầng mái gần hộ sử dụng nhất.  => chọn bơm có cột áp 35 mét.
• Lưu lượng chọn theo số hộ sử dụng nước trong 15 mét tính theo tầng từ mái nhà đặt bồn nước mái xuống. Chọn 2 bơm (1 chạy, 1 dự phòng).
• Bơm tăng áp dùng biến tần điều khiển theo áp lực nước cài đặt bằng cảm biến áp lực cho tín hiệu analog, luôn duy trì áp lực ở đầu ra là 1,5 -> 2 bar.

Bình điều áp (6):

• Chọn áp lực nằm trong khoảng 2->3,5 bar, ví dụ như lưu lượng cấp cho các hộ là 235 lít/phút.
• Thời gian cho bơm hoạt động là 15 phút. => Pe = 2bar, Pd = 3,5 bar, n = 15 phút.
• Ta có RU = 16,5 x Q/n = 16,5 x 235/15 = 258 lít.
• Dựa vào bảng tra dung tích bình điều áp: => Thể tích bình điều áp = 750 lít.

Tính toán cho hộ sử dụng (8):

Theo yêu cầu áp lực tự chảy đạt 1,5 bar đến 3,5 bar tương đương 15 mét đến 35 mét cao từ bồn mái xuống các tầng dưới thì ta cứ để nước tự chảy, vì như thế đã đủ áp lực yêu cầu.

Tính toán cho van giảm áp (9):

Đương nhiên khi vượt qua quá 35 mét trên thì áp lực tầng dưới sẽ lớn, do vậy ta dùng van giảm áp để duy trì lại áp lực từ 1,5 bar đến 3 bar.

Như vậy cứ 15 mét theo chiều cao từ hộ sử dụng (8) ta sẽ phải đặt thêm 1 van giảm áp để duy trì áp lực 1,5 bar đến 3 bar.

VD: Bảng áp lực nước –  tính cho một tòa nhà điển hình 23 tầng + 1 Tầng mái + 2 Tầng hầm:

Mô hình hệ thống cấp nước từ cao ốc văn phòng Thiên Nam – TP. HCM

Nếu có bất cứ câu hỏi nào hay đặt ngay bên dưới để đội kỹ thuật Việt Nhất hỗ trợ nhé!