Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 107-91-50 ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Резервуары для хранения запасов питьевой воды. Нормы и требования

Potable Water Storage Tanks. Norms and Regulations

Keywords:tank, water supply, water consumption rates

Tanks are some of the key elements of a water supply system. They guarantee storage of water reserves and their delivery to consumers in the required amount any time of the day. Hence there are special requirement that apply to water tanks. Special documents were developed at the government level that regulate the entire process - from design to potable water treatment and storage in water supply system tanks.

Описание:

Одним из ключевых элементов системы водоснабжения являются резервуары. Именно они гарантируют хранение запасов воды и обеспечение ее подачи потребителю в необходимом количестве в любое время суток. Поэтому к резервуарам предъявляются особые требования. На государственном уровне разработаны специальные документы, которые регламентируют весь процесс – от проектирования до правил обслуживания и хранения питьевой воды в емкостных сооружениях системы водоснабжения.

Резервуары для хранения запасов питьевой воды.
Нормы и требования

Одним из ключевых элементов системы водоснабжения являются резервуары. Именно они гарантируют хранение запасов воды и обеспечение ее подачи потребителю в необходимом количестве в любое время суток. Поэтому к резервуарам предъявляются особые требования.

Резервуары для хранения запасов питьевой воды

На государственном уровне разработаны специальные документы, которые регламентируют весь процесс – от проектирования до правил обслуживания и хранения питьевой воды в емкостных сооружениях системы водоснабжения.

Область применения

Резервуары для хранения питьевой воды (питьевые резервуары) довольно востребованный вид емкостного оборудования. Их используют на предприятиях различного профиля, в частности на объектах строительства, а также в муниципальных поселениях.

Вода питьевого качества особо остро востребована для хозяйственно-питьевых (бытовых) нужд населения, для обеспечения благоустройства населенных пунктов, на предприятиях пищевой промышленности. Необходимый объем питьевой воды рассчитывается исходя из фактического ее расхода.

Водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды населения

Для определения общего расхода питьевой воды для нужд населения необходимо прежде всего знать расход воды на хозяйственно-питьевые нужды, приходящийся на одного жителя, т. е. удельный расход. Он слагается из расходов на самые различные нужды и зависит от характера санитарно-технического оборудования зданий, благоустройства города, климатических условий и т. п. Чем выше степень благоустройства жилых районов, тем больше будет потребление воды. В жарком климате водопотребление будет больше, чем в умеренном или холодном.

Нормы водопотребления принимаются за основу требуемого расчетного количества воды при проектировании новых водопроводов или реконструкции существующих, поэтому они периодически пересматриваются.

Нормы водопотребления регулируются СП 31.13330 (СНиП 2.04.02-84) «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*» (с изменениями №№ 1–4). Нормы водопотребления не являются постоянными величинами – напротив, имеется тенденция к их росту.

Водопотребление в промышленности

В данном случае нормы водопотребления зависят от количества воды, расходуемой на единицу продукции, технологическую операцию, обслуживание оборудования. Эти показатели определяются при разработке технологии производства, на основе которых разрабатываются научно-обоснованные нормы промышленного водопотребления. Ориентировочные нормы водопотребления на промышленные нужды могут приниматься по справочнику «Укрупненные нормы расхода воды и отвода сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности».

На промышленных предприятиях рассчитываются также нормы водопотребления на бытовые нужды рабочих и душ.

Нормы водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды рабочих промышленных предприятий принимаются:

- для цехов с тепловыделением 80 кДж/час и более на 1 м³ производственного помещения («горячие цеха») – 45 л/чел/смену;

- для остальных цехов – 25 л/чел/смену.

Норма водопотребления на одну душевую сетку принимается равной 500 л/час. Продолжительность работы душа составляет 45 мин в последующий час после окончания смены, следовательно, расход воды составит 375 л на одну душевую сетку.

Высокая ежедневная потребность в питьевой воде обусловливает необходимость создания системы водоснабжения как населенного пункта, так и промышленного предприятия.

Резервуары для хранения запасов питьевой воды

Система питьевого водоснабжения и резервуары для хранения воды

Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной (данной) группы потребителей (данного объекта) водой в требуемом количестве и необходимого качества. Она должна обладать определенной степенью надежности, т. е. обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах).

Система водоснабжения населенного пункта или промышленного предприятия обеспечивает получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления.

Для решения этих задач служат сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

- водоприемные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников;

- водоподъемные сооружения, т. е. насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления;

- сооружения для очистки воды;

- водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления;

- башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.

Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков:

1) по назначению: системы водоснабжения (водопроводы) населенных пунктов (городов, поселков); системы производственного водоснабжения (производственные водопроводы), системы сельскохозяйственного водоснабжения;

2) по характеру используемых природных источников: водопроводы, получающие воду из поверхностных источников; водопроводы, основанные на подземных водах; водопроводы смешанного питания – при использовании источников различных видов;

3) по способу подачи воды: водопроводы самотечные (гравитационные); водопроводы с механической подачей воды (с помощью насосов), а также зонные водопроводы, т. е. вода подается в отдельные районы отдельными насос­ными станциями;

4) по способу (кратности) использования воды: системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды); системы оборотного водоснабжения; системы с повторным использованием воды.

Емкости, используемые в системах водоснабжения, могут быть классифицированы следующим образом:

по функциональному признаку (по их назначению):

- регулирующие – позволяют обеспечить более-менее равномерную работу насосных станций, так как отпадает необходимость в подаче ими пиковых расходов воды, а также уменьшить диаметр, а следовательно, и стоимость водопроводов и транзитных магистралей водопроводной сети,

- запасные – способствуют повышению надежности систем водоснабжения, т. е. обеспечивают выполнение одного из основных требований, предъявляемых к этим системам,

- запасно-регулирующие, т. е. объединяющие в одном сооружении функции аккумулирования и хранения воды;

по способу подачи воды из них в сеть:

- напорные, которые обеспечивают напор, необходимый для непосредственной подачи воды в водопроводную сеть,

- безнапорные, из которых воду нужно забирать насосами.

Напорные емкости, в зависимости от конструкции, подразделяют на следующие основные типы:

а) водонапорные башни (напор обеспечивается установкой резервуара на поддерживающей конструкции требуемой высоты);

б) напорные резервуары (напор обеспечивается установкой резервуара на естественных возвышенностях с требуемыми отметками);

в) водонапорные колонны (занимают промежуточное положение между наземными резервуарами и башнями);

г) пневматические водонапорные установки (напор обеспечивается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в герметически закрытых резервуарах).

Резервуары, использующиеся в системах водоснабжения, являются одними из их основных сооружений, гарантирующих хранение запасов воды и обеспечение ее подачи потребителю в необходимом количестве в любое время суток.

Резервуар чистой воды разграничивает две группы элементов системы водоснабжения. Режим работы одной из них определяется режимом работы насосной станции первого подъема, а режим работы другой – режимом работы насосной станции второго подъема. Поступление воды в резервуар с очистных сооружений соответствует режиму работы насосов первого подъема, а забор воды из него производится в соответствии с режимом работы насосов второго подъема.

Крупные резервуары из монолитного железобетона сооружают объемом от 50 до 2000 м³ и диаметром 4,7–25,4 м при высоте 3,5–4,5 м. Резервуары из сборного железобетона имеют объем: круглые – от 50 до 3000 м³, прямоугольные – от 50 до 20 000 м³. Применяются железобетонные резервуары цилиндрической формы с купольным перекрытием объемом до 600 м³. В условиях умеренного климата они заглуб­ляются на половину высоты цилиндрической части и обсыпаются слоем земли толщиной около 1 м в целях теплоизоляции верхней части и перекрытия. Резервуары объемом более 600 м³ устраивают с плоским перекрытием.

Резервуары для питьевой воды могут служить одновременно и источником чистой питьевой воды для персонала и населения, и в качестве дополнительного запаса воды в случае аварий и других происшествий. Особенно актуальным является наличие резервуара для хранения питьевой воды, когда нет возможности подвести водные коммуникации к объекту.

Виды резервуаров для питьевой воды

В России в системе водоснабжения чаще всего используются резервуары для хранения питьевой воды из железобетона, реже – из металлических сплавов, в том числе с покрытиями. Резервуары устанавливаются подземно и наземно, горизонтально или вертикально; бывают цилиндрическими или прямоугольными. Резервуары различаются объемами и количеством стенок, наличием термоизоляции и дополнительного оборудования в комплекте.

Резервуары для хранения запасов питьевой воды

Железобетонные резервуары для хранения питьевой воды

В системах водоснабжения наиболее широко распространены железобетонные круглые сборные или монолитные резервуары.

Круглые железобетонные резервуары по сравнению с прямоугольными более экономичные, трещиностойкие, менее подвержены температурным и сейсмическим воздействиям и неравномерным осадкам. 

Круглые монолитные железобетонные резервуары сооружают объемом 50–2000 м³, диаметром 4,7–25,4 м и высотой 3,5–4,5 м.

Круглые сборные железобетонные резервуары сооружают объемом 50–3000 м³, прямо­угольные – 50–20 000 м³.

Для небольших систем водоснабжения широкое распространение получили железобетонные резервуары цилиндрической формы с купольными перекрытиями объемом до 600 м³. В условиях умеренного климата резервуары этого типа заглубляют в грунт до половины высоты и обсыпают слоем грунта около 1 м в целях теплоизоляции верхней части и перекрытия. Дно резервуара устраивают с уклоном 0,01 к приямку.

Для резервуаров объемом более 600 м³ предусматривают плоское перекрытие с уклоном 0,01 для атмосферных вод.

В строительстве резервуаров широко применяется сборный предварительно напряженный железобетон. Предварительное напряжение бетона создает в нем сжимающие усилия, что обеспечивает герметичность резервуаров при значительных эксплуатационных нагрузках на сооружения. В качестве готовых сборных деталей используются колонны, балки, плиты, а также панели различных конструкций, составляющие стенки резервуаров. 

Такие резервуары имеют те же объемы, что и типовые резервуары из монолитного железобетона, – от 50 до 20 000 м³.

Внутренняя поверхность железобетонных резервуаров, используемых для хранения питьевой воды, должна быть оштукатурена и зажелезнена или покрыта полимерными пастами. Железнение бетона способно предотвратить преждевременное разрушение конструкции резервуара путем повышения его качества. Процесс железнения продлевает срок службы бетона и предотвращает разрушение.

В резервуарах хозяйственно-питьевого назначения должны быть обеспечены циркуляция воды и обмен всей воды в течение не менее 5 суток. Они должны быть оборудованы вентиляционными трубами с задвижками, снабженными сетками или специальными фильтрами.

Достоинства железобетонных резервуаров:

– рекомендации по их применению и эксплуатации даны в нормативной базе по применению железобетона в сооружениях для систем водоснабжения. Понятное, весьма распространенное и традиционное решение по хранению воды; 

– низкая стоимость входа.

Недостатки железобетонных емкостей для воды:

во-первых, все резервуары из железобетона обладают общим конструктивным недостатком: вокруг них делается обваловка, наличие которой не позволяет нормально осматривать резервуары, оценивать состояние их стенок и соединений составляющих их панелей. При обнаружении дефектов обваловка затрудняет проведение ремонтных работ и увеличивает их стоимость. Данные, основанные на опыте эксплуатации резервуаров из железобетона, свидетельствуют, что это дефекты, через которые идет утечка хранимой жидкости;

во-вторых, если плановые освидетельствования и осмотры железобетонных резервуаров будут проводиться несвоевременно и некачественно, увеличится риск расширения имеющихся и образования новых недостатков, особенно в местах, не доступных для простого визуального осмотра. Невнимательность или недостаточная компетенция специалистов, проводящих обследование и осмотр, приводит к игнорированию таких участков. Со временем повреждения увеличиваются в размерах, утечка хранимой жидкости возрастает, негативно влияя на окружающую экологию и технологические процессы;

в-третьих, в процессе эксплуатации на выполненные из железобетона конструкции резервуаров оказывает влияние чистая вода, а во время их чистки – химические вещества (гипохлорит натрия, хлор и др.). Части конструкции, находящиеся над уровнем воды, разрушаются под влиянием содержащегося в воздухе углекислого газа.

Кроме того, питьевая вода, хоть и не является агрессивной средой, тем не менее оказывает определенное воздействие на железобетонные конструкции:

- взаимодействие углекислоты, растворенной в воде, с гидроксидом кальция, входящим в состав цемента, приводит к образованию бикарбоната кальция, растворимого в воде;

- из состава цемента вода выщелачивает гидроксид кальция, что приводит к уменьшению плотности бетона в поверхностных слоях;

- бетон карбонизируется содержащимся в воздухе углекислым газом с образованием карбоната кальция. Он при благоприятных условиях может скапливаться в порах и трещинах бетона, разрывая его изнутри. Согласно информации, полученной в процессе исследований, карбонизация бетона в отстойниках отличается большой глубиной. В течение 20–30 лет этот процесс доходит не просто до арматуры, а охватывает всю массу бетона по всей толщине;

- хлор взаимодействует с гидроалюминатами кальция, гидросиликатами, гидроксидом и остальными щелочными составляющими цемента. В результате в поверхностном слое бетона цементный камень растворяется. Если процент хлоридов превышает 0,5 % от массы цемента, начинается коррозия арматуры.

Вывод: при изначально более низкой цене железобетонных резервуаров их дальнейшая эксплуатация сопровождается большими расходами на осмотр, обслуживание, устранение протечек, ремонт.

Нередко эти расходы не просто сопоставимы с ценой резервуара, а даже превосходят ее во много раз.

Статья подготовлена по материалам компании FLAMAX.
Продолжение статьи читайте в следующем номере.

купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №5'2020

PDF pdf версия


Статьи по теме

Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Сертификационный центр АВОК
Реклама на нашем сайте
KSB
Онлайн-словарь АВОК!