Секционные резервуары для воды: типы, размеры, установка и обслуживание

Что такое Секционные резервуары для воды ?

Секционный резервуар для воды представляет собой емкость для хранения, собираемую на месте из панелей заводского изготовления, а не поставляемую как единый предварительно сформированный блок. Каждая панель изготавливается по точным размерам, транспортируется в плоском виде и скрепляется болтами или зажимами на месте установки, образуя водонепроницаемый резервуар необходимого объема и занимаемой площади. Модульный подход определяет эту категорию: резервуар состоит из секций, отсюда и название.

Этот метод строительства решает фундаментальную логистическую проблему. Монолитный резервуар емкостью 50 000 литров не может пройти через стандартный дверной проем, подняться по лестнице или быть установлен в подвальном помещении без серьезного конструктивного вмешательства. Секционные резервуары для воды могут. Поскольку панели поставляются плоскими и собираются на месте, резервуар можно построить практически в любом доступном пространстве — на крышах, в подвалах, в закрытых аппаратных и на площадках с ограниченным доступом транспортных средств — без необходимости использования кранов или сноса конструкции.

Двумя доминирующими материалами для секционных панелей резервуаров являются: стеклопластик (GRP) и нержавеющая сталь , каждый из которых имеет разные профили производительности. Меньшая часть рынка использует оцинкованную сталь, полиэтилен или мягкую сталь с покрытием, хотя сегодня они менее распространены в коммерческих и промышленных спецификациях.

Преимущества секционных резервуаров для воды

Преимущества секционных резервуаров для воды перед монолитными альтернативами наиболее выражены в трех областях: гибкость установки, масштабируемость и долговечность эксплуатации.

• Установка в ограниченном или труднодоступном пространстве. — Панели обычно имеют размер 1 м × 1 м или аналогичный, что позволяет им проходить через стандартные дверные проемы, люки и служебные коридоры. Это делает секционные резервуары выбором по умолчанию для подвальных помещений и установок на крыше, где невозможно разместить предварительно сформированный резервуар.
• Гибкость мощности — Резервуары могут быть сконфигурированы практически в любой комбинации длины, ширины и высоты путем добавления или удаления панелей. Стандартные емкости варьируются от нескольких сотен литров до нескольких миллионов литров в крупных промышленных конфигурациях.
• Расширяемость — Существующий секционный резервуар можно расширить, добавив панели к одной стороне, увеличив вместимость без замены всей конструкции — значительное экономическое преимущество, когда спрос со временем растет.
• Простота обслуживания и проверки — Панельная конструкция позволяет заменять отдельные поврежденные или вышедшие из строя секции без вывода из эксплуатации всего резервуара на неопределенный срок. В конструкцию встроены внутренние люки доступа и приспособления для очистки.
• Соответствие нормативным требованиям — Секционные резервуары из стеклопластика и нержавеющей стали от известных производителей обычно проектируются в соответствии с одобрением WRAS (Консультативная схема по правилам использования воды) в Великобритании, NSF/ANSI 61 в США и эквивалентными стандартами на других рынках, что делает их пригодными для хранения питьевой воды.
• Конкурентоспособная стоимость монтажа по сравнению с бетоном — В то время как железобетонный резервуар может иметь более низкую стоимость материала при масштабировании, секционные резервуары устраняют необходимость в специализированных строительных подрядчиках, опалубке, времени отверждения и системах водонепроницаемой облицовки, часто обеспечивая более низкую общую стоимость установки, особенно для средних объемов.

Что такое секционный резервуар для воды из стеклопластика?

В секционном резервуаре для воды из стеклопластика используются панели, изготовленные из стеклопластик — также называемый стекловолокном или стеклопластиком — производится путем прессования композита из тканого стекловолокна и термореактивной смолы (обычно изофталевого полиэстера или пищевого винилового эфира). В результате получается панель, одновременно прочная, легкая, химически инертная и не подверженная коррозии.

Панели из стеклопластика обычно ребристый или гофрированный на внешней стороне для увеличения жесткости конструкции без увеличения веса материала. Внутренняя поверхность гладкая и непористая, препятствует прилипанию биопленки и упрощает очистку. Стандартная толщина панели варьируется от 5 мм до более 12 мм в зависимости от глубины резервуара и гидростатической нагрузки.

Основные характеристики секционных резервуаров из стеклопластика:

• Теплоизоляция — Стеклопластик имеет низкую теплопроводность, что снижает приток тепла в надземных установках и помогает поддерживать более низкую температуру хранимой воды, что важно для снижения риска легионеллы в системах питьевого водоснабжения.
• устойчивость к ультрафиолетовому излучению — Качественные панели из стеклопластика содержат УФ-стабилизаторы и могут быть пигментированы (обычно черными или темно-синими), чтобы предотвратить проникновение света в аквариум, подавляя рост водорослей без дополнительной облицовки.
• Преимущество в весе — Панель из стеклопластика весит примерно на 30–40% меньше, чем эквивалентная панель из нержавеющей стали, что снижает требования к структурной нагрузке и упрощает ручную обработку во время установки.
• Длительный срок службы — Качественные резервуары из стеклопластика обычно имеют расчетный срок службы 25–30 лет; некоторые установки 1980-х и 1990-х годов остаются в эксплуатации с ремонтом панелей, а не заменой.

Резервуар для воды из стеклопластика или нержавеющей стали: что выбрать?

Выбор между секционными панелями из стеклопластика и нержавеющей стали является одним из наиболее распространенных технических решений в проектах хранения воды. Ни один из материалов не является универсальным — правильный выбор зависит от области применения, окружающей среды, бюджета и местных нормативных требований.

Обычно предпочтение отдается стеклопластику. для хранения питьевой воды в коммерческих зданиях, на крышах и в прибрежных районах. Обычно указывается нержавеющая сталь. для высокотемпературной технологической воды, систем пожаротушения, где структурная целостность при сейсмических или ударных нагрузках имеет первостепенное значение или когда этого требуют предпочтения клиента или регулирующих органов.

Секционный резервуар для воды против бетонного резервуара для воды

Бетонные резервуары доминировали в крупномасштабных хранилищах воды на протяжении большей части 20-го века, а железобетонные резервуары остаются обычным явлением в муниципальной инфраструктуре. Однако для применения на уровне здания и в коммерческих масштабах сравнение секционного резервуара для воды и бетонного резервуара для воды все больше отдает предпочтение секционному подходу.

Бетонные резервуары требуют специального гражданского строительства, опалубки, установки арматуры, заливки и периода выдержки продолжительностью не менее 28 дней, прежде чем можно будет ввести воду. Они должны быть покрыты пищевым покрытием или мембраной для использования в питьевой воде, поскольку бетон без покрытия выщелачивает известь и способствует росту биопленки. Трещины и повреждения футеровки являются наиболее распространенными проблемами технического обслуживания стареющих бетонных резервуаров, а ремонт требует осушения резервуара, подготовки поверхности и замены футеровки — дорогостоящего и трудоемкого процесса.

Секционные резервуары, напротив, поставляются в виде готовых панелей с известными свойствами поверхности, контактирующей с водой, собираются за несколько дней, а не недель, и не требуют отверждения или футеровки. Для объемов менее 1000 м³ Секционные резервуары почти всегда предлагают более низкую общую стоимость установки и более быстрые сроки ввода в эксплуатацию, чем сопоставимая бетонная конструкция. Выше этого объема специально построенные бетонные или сварные стальные резервуары могут снова стать экономически конкурентоспособными в зависимости от условий на месте.

Бетонный резервуар сохраняет преимущества в долговечности, несущей интеграции с конструкцией здания и устойчивости к физическому воздействию - факторы, которые имеют наибольшее значение при использовании в больших подземных цистернах и муниципальных резервуарах, а не при установке в машинных помещениях.

Модульный резервуар для воды против традиционного резервуара для воды

Срок модульный резервуар для воды часто используется как синоним секционного резервуара для воды, хотя некоторые производители используют слово «модульный» специально для описания систем с более высокой степенью стандартизации - где все панели идентичны, а геометрия резервуара полностью определяется расположением и количеством этих панелей, а не изготавливается по индивидуальному заказу для определенного размера.

Традиционные резервуары для воды — будь то полиэтиленовые цилиндры, изготовленные центробежным формованием, резервуары из прессованной стали или цельные сосуды из стекловолокна — производятся за пределами предприятия в виде законченных узлов и поставляются готовыми к подключению. Этот подход является быстрым и безопасным для небольших объемов (приблизительно 5000 литров), но становится непрактичным из-за ограничений транспортировки и доступа. Модульный или секционный подход применяется там, где объем резервуара превышает объем, который практически может быть доставлен как единое целое и маневрирован в конечное положение.

Практический порог в большинстве проектов: для резервуаров объемом менее 5000 литров в доступных местах проще и часто дешевле использовать цельный резервуар. Для чего-то большего, в любой ситуации с ограниченным доступом или там, где ожидается будущее расширение, предпочтительным решением является секционный или модульный резервуар.

Как рассчитать емкость резервуара для воды: какой размер вам нужен?

Правильное определение емкости резервуара на этапе проектирования позволяет избежать как капитальных затрат, связанных с превышением габаритов, так и сбоев в работе из-за занижения габаритов. Подход к расчету зависит от типа приложения.

Для хранения питьевой воды (жилые и коммерческие здания)

Общее практическое правило хранения холодной воды в коммерческих зданиях: 90–115 литров на человека в день для офисных помещений или 45–135 литров на человека для других типов зданий в зависимости от интенсивности использования (более точные цифры приведены в стандарте BS EN 806-3 и местных органах водоснабжения). Общий объем резервуара обычно должен обеспечивать минимум 24 часа хранения по требованию, чтобы обеспечить защиту от перебоев в поставках.

Для офисного здания на 200 человек, потребляющего 100 литров на человека в день, минимальный объем хранилища составляет 20 000 литров (20 м³) будет указано перед учетом резерва напорного бака, подачи горячей воды для предварительного нагрева, а также любых технологических или аварийных запасов воды.

Для систем пожаротушения

Размер резервуара для противопожарной воды определяется конструкцией системы пожаротушения — обычно это гидравлические расчеты спринклерной системы или показатели потребности в катушках для шлангов, указанные пожарным инженером. NFPA 22 (США) и BS EN 12845 (Европа) представляют собой эталонные стандарты. Для системы мокрого стояка для среднеэтажного коммерческого здания может потребоваться 45 000–100 000 литров специального пожарного резерва. , хранится отдельно от системы подачи холодной воды для бытового потребления, чтобы гарантировать, что она никогда не истощается в результате обычного потребления.

Размеры бака по вместимости

После определения требуемого объема площадь и высота резервуара определяются с учетом доступного пространства машинного помещения, несущей способности конструкции перекрытия и минимального необходимого надводного борта над максимальным уровнем воды. Большинство производителей секционных резервуаров предлагают онлайн-конфигураторы, которые принимают входные данные длины × ширины × высоты и возвращают ближайшую стандартную конфигурацию панели. Резервуар емкостью 20 000 литров в типичном машинном помещении высотой 2,5 м можно сконфигурировать как 4 м × 4 м × 1,5 м (общий объем 24 м³ с учетом глубины надводного борта и поддона).

Секционные резервуары для воды для коммерческих зданий

Коммерческие здания представляют собой крупнейший сегмент применения секционных резервуаров для воды. Отели, больницы, офисные башни, торговые центры, университеты и многоквартирные жилые комплексы требуют надежного хранения холодной воды, которое можно установить в пределах существующих технических помещений, регулярно проверять и обслуживать, не нарушая работу здания.

В большинстве коммерческих зданий секционные резервуары одновременно выполняют одну или несколько из следующих функций:

• Резервуар для холодной воды — Прием водопроводной воды под низким давлением и подача форсированной холодной воды в системы распределения холодной воды, обслуживающие верхние этажи.
• Хранение технологической воды для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — Буферное хранилище для контуров чиллеров и градирен в крупных коммерческих системах отопления, вентиляции и кондиционирования.
• Подача горячей воды для предварительного нагрева — Хранилище подпиточной холодной воды для калориферов и систем производства горячей воды.
• Комбинированный бытовой и пожарный резерв — Если это разрешено правилами, секционный резервуар с отсеками может содержать как холодную воду для бытового потребления, так и специальный запас для пожаротушения в одном резервуаре, разделенном внутренней перегородкой.

Спецификация для коммерческого применения обычно требует материалов и фитингов, одобренных WRAS, изолированной крышки для поддержания температуры воды ниже 20°C (чтобы ограничить распространение легионеллы), а также устройств впускного поплавкового клапана, которые поддерживают оборот и предотвращают застой в резервуарах, которые частично загружены в течение длительных периодов времени.

Секционные резервуары для воды для систем противопожарной защиты

Противопожарная защита является одним из наиболее требовательных применений секционных резервуаров для воды, и требования к проектированию существенно отличаются от требований к стандартному хранилищу питьевой воды. Секционный резервуар для воды для системы пожаротушения должен обеспечивать определенную скорость потока при определенном давлении в течение всей расчетной продолжительности пожара — обычно 30, 60 или 90 минут в зависимости от классификации системы и категории риска здания.

Ключевые аспекты проектирования, связанные с противопожарной защитой, включают в себя:

• Выделенный резерв — Объем пожарного резерва должен быть защищен от использования в бытовых целях. Это достигается либо за счет отдельного бака, либо за счет физически отделенного отсека с сигнализацией низкого уровня и невозвратным устройством, которое предотвращает снижение огневого резерва в нормальных условиях.
• Структурная целостность при сейсмических или ударных нагрузках — В сейсмических зонах резервуары для пожарной воды должны оставаться структурно неповрежденными во время и после расчетного землетрясения. Это часто приводит к смещению спецификации материала в сторону нержавеющей стали или сильно армированного стеклопластика с сертифицированными данными о структурных характеристиках.
• Условия всасывания насоса — Выходное отверстие резервуара, глубина всасывающей ямы и минимальный рабочий уровень должны быть спроектированы таким образом, чтобы предотвратить попадание воздуха во всасывающее отверстие пожарного насоса, что могло бы привести к выходу насоса из строя в самый неподходящий момент.
• Поддержание качества воды — Резервная противопожарная вода, которая остается без оборота в течение длительного времени, может застаиваться, разъедать трубопроводы и не пройти бактериологические испытания. В проект должны быть включены положения об автоматическом обороте, режимах периодических испытаний и дозировании очистки воды.

FM Global, NFPA 22, Правила LPC (Великобритания) и EN 12845 включают особые требования к конструкции резервуаров для хранения пожарной воды, материалам, доступу и испытаниям, которые необходимо соблюдать при выборе секционных резервуаров для обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Требования к фундаменту секционного резервуара для воды

Заполненный резервуар для воды оказывает значительные нагрузки на несущую конструкцию. Вода весит 1000 кг/м³ (1 тонна на кубический метр), а резервуар емкостью 20 000 литров при полной вместимости вмещает 20 тонн воды — без учета собственного веса конструкции резервуара и любых динамических нагрузок от движения воды. Правильный фундамент не является обязательным.

Стандартные требования к фундаменту секционного резервуара для воды включают:

• Ровный бетонный постамент — Основание должно быть плоским и ровным в пределах допусков, указанных производителем резервуара (обычно ±3 мм по всей площади резервуара). Неравномерность создает точечные нагрузки на базовые панели и со временем может вызвать протечки в швах или разрушение конструкции.
• Структурная несущая способность — Плита или конструкция пола под резервуаром должны быть спроектированы или проверены так, чтобы выдерживать полную водную нагрузку плюс вес резервуара. Для больших резервуаров в существующих зданиях перед установкой обязательна оценка пола инженером-строителем. Типичные распределенные нагрузки варьируются от 10–20 кН/м² для полного бака на глубине 1,5 м.
• Просвет вокруг бака — Большинство стандартов и производителей требуют минимального зазора 600 мм по крайней мере с одной длинной стороны и одной короткой стороны для доступа для осмотра, а также минимального зазора 150–200 мм по периметру основания для базовой рамы.
• Обеспечение дренажа — Рядом с выпускным/сливным соединением резервуара должен быть предусмотрен слив в полу, чтобы облегчить очистку, техническое обслуживание и аварийный слив без затопления машинного помещения.
• Антивибрационная и сейсмическая защита — В сейсмических зонах или там, где насосы установлены рядом с резервуаром, местные строительные нормы и правила могут требовать обеспечения антивибрационной изоляции и сейсмических распорок.

Как установить секционный резервуар для воды

Установка секционного резервуара для воды следует определенной последовательности, при правильном соблюдении которой в течение одного рабочего дня создается водонепроницаемая, структурно прочная емкость для резервуаров большинства коммерческих размеров. Обзор процесса:

1. Проверка фундамента — Убедитесь, что бетонный постамент ровный, чистый и соответствует требованиям по нагрузке. Отметьте положения базовой рамы.
2. Сборка базовой рамы — Положите опорную раму из стали или стеклопластика на цоколь. Базовая рама равномерно распределяет нагрузку и обеспечивает основу для выравнивания всех последующих панелей.
3. Установка базовой панели — Установите опорные панели на раму, обеспечив правильное выравнивание и посадку. Нанесите указанный производителем соединительный состав или предварительно сформированные прокладки на все сопрягаемые поверхности панелей.
4. Сборка стеновой панели — Устанавливайте стеновые панели последовательно, скрепляя соседние панели болтами с указанным моментом затяжки. В более высоких резервуарах одновременно устанавливаются внутренние тяги, чтобы противостоять гидростатическому внешнему давлению.
5. Установка панели крышки — Установите панели крышки, люки доступа и вентиляционные приспособления. При необходимости на этом этапе устанавливаются изолированные крышки.
6. Монтаж фитинга — Установите впускные, выпускные, переливные, дренажные фитинги и фитинги датчиков уровня через предварительно просверленные отверстия в панели, используя водонепроницаемые сальниковые фитинги или фланцевые соединения.
7. Гидравлические испытания и ввод в эксплуатацию — Наполните резервуар водой и проверьте все соединения, фитинги и соединения основания на предмет утечек при полном гидростатическом напоре. Устраните любую утечку перед завершением установки.
8. Дезинфекция — В резервуарах с питьевой водой продезинфицируйте внутренние поверхности в соответствии с соответствующим стандартом (BS 8558 в Великобритании; AWWA C652 в США) перед вводом резервуара в эксплуатацию.

Большинство производителей предоставляют подробные инструкции по установке и рекомендуют, чтобы установка выполнялась обученным и сертифицированным персоналом — некоторые из них аннулируют гарантию на резервуары, установленные без документального сертификата установщика.

Как обслуживать секционный резервуар для воды

Ухоженный секционный резервуар для воды обеспечит надежную службу в течение 25–40 лет. Техническое обслуживание делится на две категории: плановые профилактические осмотры и реактивное обслуживание в ответ на выявленные дефекты или случаи загрязнения.

Плановые задачи обслуживания

• Ежегодная внутренняя проверка — Осмотрите внутренние поверхности, основание и стеновые панели на предмет скопления отложений, биопленки, изменения цвета, растрескивания или расслоения. Это нормативное требование к хранению питьевой воды в большинстве юрисдикций.
• Ежегодная уборка — Сливайте воду, очищайте и дезинфицируйте резервуар с периодичностью, рекомендованной оценкой риска для гигиены воды, обычно каждые 6–12 месяцев для бытовых систем холодного водоснабжения (согласно HSG274, часть 2, для борьбы с легионеллой в Великобритании).
• Поплавковый клапан и проверка впуска — Убедитесь, что впускные поплавковые клапаны работают правильно и поддерживают оборот воды. Прилипшие или затопленные поплавковые шарики вызывают либо перелив (клапан заклинивает в открытом положении), либо застой (клапан застревает в закрытом состоянии).
• Проверка целостности крышки и изоляции — Убедитесь, что все панели крышки надежно закреплены, что изоляция в местах установки не повреждена и что в резервуар не попадает свет (проникновение света способствует росту водорослей).
• Проверка соединений и прокладок — Проверьте стыки панелей и уплотнения фитингов на предмет ранних признаков просачивания или минеральных отложений, указывающих на медленную просачивание. Устраните проблему до того, как незначительная утечка станет структурной проблемой или проблемой загрязнения.

Распространенные проблемы с секционным резервуаром для воды

Понимание режимов отказов, влияющих на секционные резервуары, позволяет руководителям объектов и инженерам вмешаться на раннем этапе, прежде чем незначительные проблемы станут дорогостоящими отказами.

• Совместные утечки — Самая частая проблема стареющих секционных резервуаров. Прокладки и соединительные материалы со временем разрушаются, особенно в резервуарах, подвергающихся термоциклированию. Ранние признаки включают минеральные пятна или высолы на внешних поверхностях панелей рядом с линиями болтов. Устранение: слейте воду, очистите поверхность соединения и загерметизируйте его совместимым составом или замените прокладку.
• Расслоение или растрескивание панели (GRP) — Обычно вызвано воздействием УФ-излучения в резервуарах без устойчивой к УФ-излучению пигментации, химическим воздействием несовместимых продуктов очистки воды или физическим воздействием. Волосяные трещины в стеклопластике можно отремонтировать с помощью совместимой смолы для ламинирования; Сильно расслоившиеся панели следует заменить.
• Питтинговая коррозия (нержавеющая сталь) — Обычно вызвано разрушением пассивного оксидного слоя, вызванным хлоридами, в резервуарах, подвергающихся воздействию воды с высоким содержанием хлоридов, или агрессивными дозами очистки воды. Использование нержавеющей стали марки 316 вместо нержавеющей стали марки 304 и контроль уровня хлоридов в воде значительно снижают риск.
• Накопление отложений — Мелкие частицы из сети оседают в местах с низким расходом на дне резервуара. В системах питьевой воды этот осадок может содержать бактерии, и его следует удалять во время ежегодной очистки. Установка тангенциального впуска для улучшения циркуляции снижает скорость накопления.
• Легионелла и бактериальная контаминация — Самый серьезный операционный риск при хранении питьевой воды. Резервуары с холодной водой должны поддерживаться при температуре ниже 20°C, регулярно переворачиваться, своевременно очищаться и дезинфицироваться, а также не допускать зон застоя. Официальная оценка риска легионеллы и письменная схема контроля являются юридическими требованиями в Великобритании в соответствии с Законом о здоровье и безопасности на рабочем месте и ACoP L8.
• Структурное выпучивание — Внешняя деформация стеновых панелей указывает на то, что внутренние тяги вышли из строя, отсутствуют или недостаточно натянуты. Это структурная чрезвычайная ситуация: резервуар необходимо вывести из эксплуатации и немедленно оценить. Тяги являются критически важными для безопасности компонентами и должны проверяться при каждом внутреннем осмотре.
• Неисправность поплавкового клапана — Неоткрытый поплавковый клапан приводит к переливу и потере воды; неправильно закрытый клапан приводит к опустошению резервуара. Оба должны вызывать тревогу через системы контроля уровня. Механические поплавковые клапаны следует проверять ежегодно и заменять в соответствии с графиком жизненного цикла.