Bơm chống ngập hầm gửi xe phải được tính cùng hố thu, phao báo mức và nguồn điện. Chọn riêng một máy có công suất lớn chưa trả lời được hố gom giữ nước bao lâu, bơm khởi động dày đến mức nào hoặc hệ thống còn chạy hay không khi mất điện.
Trả lời ngắn: Hãy tính lưu lượng nước dồn xuống ram dốc, xác định cột áp tại lưu lượng đó, rồi phối hợp dung tích giữa hai mốc phao với thời gian một chu kỳ bơm. Bơm dự phòng chỉ có tác dụng khi phao, đường xả và nguồn điện dự phòng vẫn hoạt động trong đúng kịch bản sự cố.
Bơm chống ngập hầm gửi xe phải giải quyết ba lưu lượng
Cấu hình chống ngập phải phân biệt nước đi vào hầm, nước bơm thoát được tại cột áp thực và lượng nước hố thu có thể giữ tạm. Ba đại lượng này quyết định khác nhau:
- Lưu lượng vào hố gồm nước mưa qua ram dốc, nước từ sân hoặc mái dẫn về, nước rửa sàn và dòng rò. Các tuyến nước sinh hoạt hoặc nước có dầu mỡ cần được nhận diện riêng trước khi nhập vào hố.
- Lưu lượng ra là khả năng của bơm tại cột áp làm việc, không phải lưu lượng cực đại ở đầu đường cong.
- Dung tích trữ là phần thể tích từ mốc bật bơm đến mốc báo động hoặc tràn. Tổng kích thước xây dựng của hố còn gồm khoảng chết dưới mốc tắt bơm và khoảng an toàn phía trên.
Bởi vậy, một dải công suất tính bằng kW không thể thay cho phép chọn. Hai bơm có cùng công suất vẫn có thể cho lưu lượng khác nhau tại cùng cột áp do đường kính cánh, kiểu cánh và đặc tính thủy lực khác nhau.
Tính lưu lượng nước về hố thu tầng hầm
Lưu lượng nước mưa đỉnh được tính từ cường độ mưa, diện tích thực sự dẫn nước về hố và hệ số dòng chảy. Phải khoanh đúng lưu vực: ram dốc, sân trước ram, khe thu và mái nào nối vào tuyến này.
Q vào (m³/h) = i × A × C / 1.000
Trong đó, i là cường độ mưa tính bằng mm/h, A là diện tích thu nước tính bằng m² và C là hệ số dòng chảy. Cường độ mưa thiết kế phải lấy từ hồ sơ thiết kế thoát nước áp dụng cho vị trí công trình; số trong ví dụ dưới đây chỉ dùng để trình bày cách tính.
Giả sử ram dốc và phần sân dẫn nước xuống hầm có các đầu vào sau:
| Đại lượng | Giá trị trong ví dụ | Kết quả sử dụng |
|---|---|---|
| Diện tích thu nước | 320 m² | 320 m² |
| Cường độ mưa giả định | 90 mm/h | 90 mm/h |
| Hệ số dòng chảy giả định | 0,85 | 0,85 |
| Lưu lượng về hố | 90 × 320 × 0,85 / 1.000 | 24,48 m³/h |
Kết quả 24,48 m³/h là dòng vào hố trong kịch bản mưa đã giả định. Nếu nước rửa sàn, nước ngầm hoặc một lưu vực khác cùng đổ về, phải cộng từng dòng theo khả năng xuất hiện đồng thời; nếu các tuyến được tách riêng, giữ chúng thành các bài toán riêng.
Khi công trình đã vận hành, có thể kiểm lại bằng cách ghi độ tăng mực nước trong 15 phút hoặc 30 phút lúc bơm dừng có kiểm soát. Diện tích mặt hố nhân với mức nước tăng cho thể tích nước vào; chia thể tích đó cho thời gian đo sẽ ra lưu lượng quan sát để đối chiếu với tính toán.
Tính dung tích hữu ích của hố thu theo hai mốc phao
Dung tích hữu ích là thể tích nằm giữa mốc bật và mốc tắt bơm, không phải toàn bộ thể tích hố. Khoảng này phải đủ để bơm có một chu kỳ chạy hợp lý, đồng thời chừa phần trữ từ phao báo mức cao đến cao độ tràn.
Với ví dụ trên, giả sử bơm được sàng lọc để cho 30 m³/h tại điểm cột áp yêu cầu. Khi bơm nghỉ, hố đầy với tốc độ 24,48 m³/h. Khi bơm chạy, lượng nước thực giảm với tốc độ:
Q giảm = 30 − 24,48 = 5,52 m³/h
Thời gian một chu kỳ gồm thời gian nước dâng từ mốc tắt lên mốc bật và thời gian bơm hạ nước trở lại:
T chu kỳ = V / Q vào + V / (Q bơm − Q vào)
Giả sử chọn dung tích hữu ích V = 0,75 m³, kết quả là:
| Pha của chu kỳ | Phép tính | Thời gian |
|---|---|---|
| Nước dâng khi bơm nghỉ | 0,75 / 24,48 × 60 | 1,84 phút |
| Hạ nước khi bơm chạy | 0,75 / 5,52 × 60 | 8,15 phút |
| Toàn chu kỳ | 1,84 + 8,15 | 9,99 phút |
| Số lần khởi động theo kịch bản | 60 / 9,99 | xấp xỉ 6 lần/giờ |
Phép tính cho thấy tăng riêng lưu lượng bơm chưa chắc làm hệ thống an toàn hơn. Nếu ghép bơm rất lớn với khoảng phao nhỏ, thời gian chạy ngắn lại và contactor, phao cùng động cơ phải đóng cắt dày hơn. Cách xử lý là điều chỉnh dung tích hữu ích, khoảng cách hai mốc phao hoặc lưu lượng bơm tại cột áp làm việc.
Kiểm tra số lần khởi động theo lưu lượng thực của bơm
Số lần khởi động phải được tính bằng lưu lượng trên đường Q–H tại cột áp của hệ thống. Dùng Qmax sẽ làm thời gian xả hố ngắn giả tạo vì Qmax và Hmax nằm ở hai đầu khác nhau của đường cong.
Trong ví dụ, giới hạn 6 lần/giờ chỉ là giả thiết để kiểm cách phối hợp hố và bơm. Trước khi chốt thiết kế, yêu cầu bên bán xác nhận bằng văn bản số lần khởi động cho phép của động cơ, chế độ khởi động trong tủ và đường Q–H của đúng mã máy.
Có ba kết quả cần phân biệt:
- Nếu số lần tính được vượt giới hạn của hãng, tăng dung tích giữa hai mốc phao hoặc chọn lại lưu lượng bơm.
- Nếu thời gian chạy quá dài vì lưu lượng bơm chỉ nhỉnh hơn 24,48 m³/h, hố sẽ hạ nước chậm trong suốt đỉnh mưa.
- Nếu hai bơm cùng xả vào một ống, phải tính lại tổn thất khi chạy đồng thời. Cộng thành 60 m³/h bằng phép nhân đơn thuần chưa phản ánh điểm làm việc mới của đường ống.
Chọn bơm dự phòng và nguồn điện dự phòng theo thời gian giữ nước
Bơm dự phòng cần xử lý được điểm lưu lượng–cột áp khi bơm chính dừng; nguồn dự phòng cần khởi động trước khi phần thể tích còn lại bị lấp đầy. Hai điều kiện này phải được thử bằng cùng một kịch bản mưa.
Giả sử nước tiếp tục vào với 24,48 m³/h:
| Kịch bản giả định | Thể tích cần giữ | Kết luận |
|---|---|---|
| Nguồn dự phòng nhận tải sau 2 phút | 0,816 m³ | Phần từ mực hiện tại đến mốc tràn phải lớn hơn lượng nước này |
| Phần trữ sự cố còn 4 m³ | 4 m³ | Chỉ giữ được khoảng 9,8 phút nếu mọi bơm đều dừng |
| Muốn giữ nước trong 20 phút | 8,16 m³ | Hố phải còn lượng trữ tương ứng hoặc có biện pháp chặn bớt nước vào |
Bảng trên giải thích vì sao ghi “một chạy, một dự phòng” chưa đủ. Nếu hai bơm dùng cùng tủ, cùng tuyến cáp và cùng nguồn điện đang mất, chiếc bơm thứ hai cũng đứng yên. Cấu hình cần xác định rõ:
- Bơm nào chạy ở mốc thứ nhất và bơm nào được gọi ở mốc nước cao hơn.
- Bộ điều khiển có đổi vai trò hai bơm sau mỗi chu kỳ hay không.
- Báo mức cao có độc lập với phao điều khiển bơm hay không.
- Máy phát hoặc nguồn thay thế mất bao lâu để nhận tải.
- Van một chiều và van khóa của từng nhánh có cho phép cô lập một bơm mà nhánh còn lại tiếp tục chạy hay không.
Tủ và phụ kiện điều khiển nên được chốt cùng logic phao, cảnh báo và chuyển nguồn. Có thể đối chiếu nhóm tủ điện và phụ kiện, sau đó yêu cầu sơ đồ nguyên lý trước khi thi công.
Chọn bơm chìm thoát nước tầng hầm tại điểm yêu cầu
Bơm chìm thoát nước tầng hầm phải đạt đồng thời lưu lượng yêu cầu và cột áp tổng. Với ví dụ, giả sử cao độ từ mực nước thấp trong hố đến điểm xả là 5,5 m và tổn thất đường ống tại lưu lượng thiết kế là 2,0 m:
H yêu cầu = 5,5 + 2,0 = 7,5 m
Điều kiện sàng lọc trở thành:
| Tiêu chí | Yêu cầu trong ví dụ | Cách kiểm |
|---|---|---|
| Lưu lượng nước vào | 24,48 m³/h | Bơm phải thoát nhiều hơn mức này tại đỉnh mưa |
| Điểm dùng để kiểm bơm | 30 m³/h tại 7,5 m | Đọc đúng giao điểm trên đường Q–H |
| Nước có rác và cát | Khảo sát tại hố | Chọn kiểu cánh và đường qua vật rắn theo môi chất |
| Nguồn điện | Theo nguồn công trình | Khớp điện áp động cơ, tủ và nguồn dự phòng |
Danh mục bơm chìm nước thải là điểm bắt đầu để chọn dòng máy. Tuy nhiên, mã cuối cùng chỉ được chốt khi có đường Q–H của đúng mã chứng minh máy đạt 30 m³/h tại 7,5 m; trang danh mục đơn lẻ chưa đủ để ghép một mã cụ thể vào ví dụ.
Nếu nước hố có túi, lá, giẻ hoặc sợi, cần mô tả vật rắn cho bên bán để chọn kiểu cánh. Nếu chủ yếu là nước mưa lẫn cát, yêu cầu kiểm thêm nguy cơ mài mòn và cách vệ sinh rọ hoặc đáy hố. Máy hợp với nước sạch chưa mặc nhiên phù hợp nước từ ram dốc.
Với hố thu chủ yếu nhận nước mưa lẫn cặn và rác mềm, có thể tra đường Q–H của bơm chìm nước thải Perotac SS, còn khi có nhiều túi, giẻ hoặc sợi thì đối chiếu thêm dòng cắt rác Redpump WB.
Bố trí hố thu, phao và đường ống để hệ thống chạy được
Hố thu nên nằm tại điểm thấp mà rãnh có thể dẫn nước tới liên tục, thay vì đặt theo vị trí thuận tiện cho phòng máy. Nước từ chân dốc hầm, các khoang sàn và khu rửa phải có tuyến thu rõ ràng; nước sinh hoạt hoặc dòng có dầu mỡ cần được tách theo thiết kế xử lý của công trình.
Các mốc điều khiển nên được xác định trên cùng một mặt cắt hố:
- Mốc tắt giữ bơm ngập theo yêu cầu của hãng và tránh hút cặn đáy.
- Mốc bật tạo đủ 0,75 m³ dung tích hữu ích trong ví dụ.
- Mốc gọi bơm dự phòng nằm trên mốc bật bơm chính.
- Mốc báo động nằm dưới cao độ tràn, để phần thể tích còn lại đủ cho thời gian phản ứng đã tính.
Mỗi bơm nên có nhánh xả, van một chiều và van cô lập riêng. Phao phải chuyển động tự do, tránh dây quấn vào máy, thành hố hoặc đường ống. Khi thử hệ thống, ngắt điện trước lúc chỉnh dây, vệ sinh cặn hay chạm vào thiết bị trong hố; phần thử có điện phải do người đủ chuyên môn thực hiện.
Bảng kiểm cấu hình trước khi đặt mua
Bảng này giúp nối số tính toán với phạm vi cung cấp, tránh mua bơm trước rồi mới điều chỉnh hố và tủ:
| Hạng mục cần chốt | Câu trả lời phải có | Hậu quả nếu bỏ trống |
|---|---|---|
| Lưu vực thu nước | Ram dốc, sân, mái và tuyến nước nào vào hố | Tính thiếu lưu lượng vào |
| Lưu lượng thiết kế | 24,48 m³/h trong ví dụ | Chưa có cơ sở chọn đường Q–H |
| Cột áp tổng | 7,5 m trong ví dụ | Chọn theo Qmax hoặc Hmax riêng lẻ |
| Điểm chọn bơm | 30 m³/h tại 7,5 m trong ví dụ | Không chứng minh được mã máy đáp ứng |
| Dung tích giữa hai mốc phao | 0,75 m³ trong ví dụ | Không kiểm được chu kỳ khởi động |
| Phần trữ khi dừng bơm | So với thời gian chuyển nguồn | Nước tràn trước khi nguồn dự phòng nhận tải |
| Chế độ bơm dự phòng | Luân phiên, gọi tăng cường hoặc chờ sự cố | Hai bơm có thể không chạy đúng kịch bản |
| Đường xả | Van một chiều, van cô lập, tổn thất | Nước hồi về hố hoặc mất lưu lượng |
| Tủ điều khiển | Bảo vệ động cơ, báo mức, đổi bơm | Phao và bơm không phối hợp |
| Thử nghiệm | Nâng nước qua từng mốc và thử mất nguồn | Lỗi logic chỉ lộ ra khi mưa |
Sau khi lắp, nên thử riêng bơm chính, bơm dự phòng, báo mức cao và chuyển nguồn. Việc nâng phao bằng tay chỉ kiểm được một phần tín hiệu; thử bằng cách cho nước dâng có kiểm soát mới kiểm tra được đồng thời vị trí phao, van một chiều, lưu lượng xả và sự hạ mực nước.
Ngoài lưu lượng nước mưa, có thể dùng phép tính thời gian hố cầm cự khi bơm 20 m³/h dừng để kiểm cấu hình dự phòng.
Câu hỏi thường gặp về bơm chống ngập hầm gửi xe
Hố ga hầm nên đặt ở đâu trong mặt bằng?
Hố ga nên đặt tại điểm thấp mà rãnh từ ram dốc và các khoang sàn có thể dẫn nước tới. Vị trí còn phải đủ chỗ tháo bơm, vệ sinh cặn và thao tác van; nếu mặt bằng có nhiều vùng trũng tách biệt, cần kiểm tra khả năng dẫn nước giữa các vùng trước khi dùng chung một hố.
Hầm gửi xe nên lắp một hay hai bơm chìm?
Hai bơm tạo được phương án thay thế khi một máy dừng, nhưng chỉ hiệu quả nếu bơm còn lại đạt điểm lưu lượng–cột áp và vẫn có điện. Hãy kiểm cả logic gọi bơm, nhánh xả riêng, báo mức cao và thời gian nguồn dự phòng nhận tải.
Nguồn điện dự phòng cho bơm chống ngập tầng hầm lấy từ đâu?
Nguồn dự phòng phải được thiết kế theo hệ thống điện của công trình và đủ khả năng khởi động tải động cơ. Yêu cầu đơn vị điện xác nhận nguồn cấp, thời gian chuyển nguồn, thứ tự ưu tiên tải và việc tủ bơm tự khôi phục chế độ điều khiển sau khi có điện.
Tầng hầm có nhất thiết phải lắp máy bơm thoát nước không?
Khi cao độ hố thu thấp hơn điểm xả và nước không thể tự chảy ra ngoài, cần bơm cưỡng bức. Trường hợp có tuyến tự chảy khả dụng vẫn phải kiểm cao độ, khả năng thoát ở đỉnh mưa và nguy cơ nước từ hệ thống ngoài nhà chảy ngược vào hầm.
Kết luận: chốt hố thu, bơm và nguồn dự phòng cùng một lần
Với ví dụ đã tính, hệ thống cần kiểm bơm tại 30 m³/h và 7,5 m, bố trí 0,75 m³ giữa hai mốc phao, rồi dành phần trữ sự cố theo thời gian chuyển nguồn thực tế. Trước khi đặt bơm chống ngập hầm gửi xe, hãy gửi lưu vực thu nước, cao độ xả, tuyến ống, kích thước hố và sơ đồ điện qua liên hệ để đối chiếu đường Q–H và cấu hình dự phòng.