Особенности проектирования стальных вертикальных резервуаров

1. Регион установки резервуаров (климатология) 
2. Полезный объем резервуаров. 
3. Ограничения по площади и/или высоте емкости. 
4. Концепция размещения. 
5. Границы ответственности (обвязка и автоматика).

1. Регион установки стальных резервуаров (климатология)

Это то, с чего всегда нужно начинать вопрос проектирования стальных резервуаров для воды. Исходные данные показывают, какие климатические нагрузки и воздействия будут регулировать вопрос подбора оборудования. Бывает две ситуации. Первая – это когда руководствуются справочниками для определения нагрузок. Вторая – когда есть ТЗ с отчетом об изысканиях на будущем объекте строительства. В отчете или техническом задании четко указаны все требования к оборудованию в части климатических и иных нагрузок.

Если у вас есть такой отчет о климатических нагрузках на будущем объекте строительства, то при запросе подбора резервуаров желательно этот отчет прикладывать. Если таких данных нет, то производитель, равно как и проектировщик, руководствуется справочными данными: снеговая нагрузка, ветровая нагрузка, сейсмическая нагрузка в баллах (иногда указывают вертикальную и горизонтальную сейсмическую акселерацию), температурные характеристики региона. Это тот минимум, который должен знать производитель для корректного подбора оборудования.

Какие подводные камни здесь могут быть?

К сожалению, в погоне за будущей сделкой и заработком в целом, некоторые производители идут на уловки в части использования базовых параметров по нагрузкам, значительно занижая их. Как вариант, могут быть такие отговорки: “ У нас же, например, зимы стали «так себе»…теплые… Все будет нормально, снега же нету…”

Причем занижения некоторые недобросовестные производители делают довольно открыто, рассчитывая на отсутствие компетентности проектировщика или закупщика.

Как себя оградить от таких уловок? Не доверяйте в описаниях коммерческих предложений таким фразам, как:

• «до 180 кгс/м², когда, например, нормативная нагрузка 180 кгс/м², а с запасом прочности должна быть все 250 кгс/м²»; 
• «до 30 м/с, когда нормативная ветровая нагрузка 30 м/с, а с запасом прочности все 45 м/c»; 
• «до 7 баллов, когда нормативная сейсмическая нагрузка 7 баллов, а может быть и выше»; 
• и так далее.

Единственным исключением здесь может быть формулировка «до 6 баллов». Она означает, что регион установки не сейсмичный. Но стальные резервуары по умолчанию рассчитаны на нагрузку в 6 баллов.

В практике нашей компании есть кейсы, когда мы восстанавливали сложившиеся от снеговой нагрузки резервуары. Например, резервуар установленный на заводе «Таркетт» в Самаре. Там резервуар не выдержал воздействие снега и сложился.

В приложенном производителем расчете по снеговым нагрузкам и воздействиям показатели были явно занижены, что и привело к неприятным последствиям.

2. Полезный объем резервуаров

Полезный объем - это тот полностью выбираемый насосами объем воды, требуемый для тех или иных нужд. Полезный = выбираемый! И никак иначе.

Часто проектировщики этот объем округляют до больших значений, чтобы перестраховаться, так как некоторые производители подменяют такие термины, как номинальный объем, наливной объем, который выдают за полезный и т.д. В общем, действуют по-своему, пытаясь подобрать решение подешевле.

Соответственно, не каждый проектировщик хочет вдаваться в детали изделия производителя и просто указывает объем воды с запасом !на всякий случай! Иногда с очень даже приличным запасом! Получилось, например, 1258 м³. Указывают 1300 м³. А это на 42 м³ больше воды, что может впоследствии сказаться на кошельке Заказчика за счет увеличения размеров резервуаров. Размер больше - больше понадобится металлоемкости и материалов, цена изделия выше, цена работ по монтажу выше. Кроме того, заказчику каждый раз придётся восполнять 42 лишних кубометра воды при опорожнении и наполнении резервуара.

Мы считаем это ошибкой проектировщика и призываем тщательно обращать внимание на заявленные параметры и требования к полезному объему воды.

Если требуется 1258 м³ полезных, то попросите производителя подобрать изделие, максимально соответствующее требуемому параметру, а также приложить расчет объемов в нескольких вариантах, чтобы выбрать подходящий именно вам.

Приведем практический пример со сборными резервуарами FLAMAX

Предположим, что нам требуются те же 1258 м³ общего полезного объема воды. Запас по назначению – пожарный. Резервуаров требуется два, в каждом из которых должно храниться по 50% объема полезной воды. Итого 2 резервуара по 629 м³ полезного объема воды в каждом.

В каждом случае мы видим, что по всем вариантам достигнут требуемый полезный выбираемый объем воды. Поскольку в резервуарах FLAMAX стандартизированы габариты по диаметру и высоте с определенным шагом, мы можем регулировать полезный объем, максимально приближая его требуемому, методом подбора нужных габаритов из стандартной линейки, а также регулировкой уровня налива воды. таблица габаритов

Важно, чтобы подобранная емкость обеспечивала требуемый полезный объем, либо превосходила его. Если требуется 629, то в целях экономии нельзя принять емкость с полезным объемом 620 или 622 м3. Такое тоже, кстати, часто встречается.

Вывод: не ждите, когда вам предложат что-то одно, у вас есть право выбора. Просите производителя предложить несколько вариантов с описанием габаритных характеристик. А также не забудьте сразу попросить сводную таблицу, какой из вариантов будет лучше по цене.

Это важно, потому что один и тот же по объему резервуар стоит разных денег. И это зависит от климатических нагрузок. Предположим, для снежных регионов (4-5 снеговой район) брать резервуар с большим диаметром и маленькой высотой не целесообразно, потому что при большом диаметре резервуара будет большая площадь крыши, которая должна выдерживать снеговые нагрузки. Соответственно, конструкция крыши будет сложнее и дороже.

Или наоборот, принимать узкий и высокий резервуар в регион с высокими ветровыми или сейсмическими нагрузками также не целесообразно, так как резервуар будет в усиленном исполнении, а это дополнительная металлоемкость и ряд вспомогательных усиливающих конструкцию элементов.

И даже учитывая все эти параметры, так или иначе, необходимо выбрать лучший вариант по габаритам, так как на площадке могут быть требования в ограничениях по высоте и площади размещения. Именно поэтому, располагая раскладкой от производителя с несколькими вариантами по габаритам и понимая, какой из вариантов лучший по цене, у вас есть возможность рационально подобрать самый лучший габарит и применить его в проекте.

3. Ограничения по площади и/или высоте емкости.

Этот параметр часто стоит на первом месте, когда речь идет о вертикальных резервуарах, так как заказчик, выбирая наземные емкости, как правило, экономит на площади застройки, при этом желает соблюсти эстетику всех сооружений на площадке. Именно поэтому необходимо обратить особое внимание на генплан, выделенное пятно под застройку резервуаров, а также на ограничения по высоте всех сооружений на объекте строительства.

И здесь в помощь снова приходит сводная таблица с вариантами по габаритам резервуаров, которую должен предоставить производитель. И снова у вас будет право выбора и возможность проанализировать варианты со всех сторон. Ровно также можно попросить производителя предоставить габариты фундамента для будущих резервуаров или вовсе ТЗ на фундаментную плиту с указанием нагрузок.

Не стесняйтесь нагружать производителя задачами, которые именно вам, как проектировщику, облегчат возможность реализации своей задачи. Для опытного производителя не составит труда предоставить вам в достаточно короткий срок все материалы для принятия решения в пользу того или иного варианта по габаритам.

Тем не менее, не забывайте перепроверять то, что вам предоставляет производитель!

4. Концепция размещения.

Заказчик стремится сэкономить средства на строительстве и будущей эксплуатации резервуара. И данная задача косвенно всегда лежит на плечах проектировщика. Понимая возможности по размещению емкостей, немаловажно принять во внимание концепции построения насосной станции и резервуаров.

Виды размещения стальных резервуаров относительно насосной станции:

• Во-первых, отдельно стоящие резервуары рядом с насосной станцией. Это классическое архитектурное решение. Как правило, пожарные емкости располагаются недалеко от основного здания на объекте.
  

• Во-вторых, резервуары могут размещаться внутри отапливаемого здания или сооружения. Это значительно снизит итоговую стоимость резервуаров ввиду отсутствия на них ветровых и снеговых нагрузок.
  

• В-третьих, резервуары могут быть пристроены к насосной станции или зданию. Подобное размещение экономит драгоценное место на объекте, так как вся система пожарной безопасности размещается на единой фундаментной плите. А прямой доступ к трубопроводам для проведения сервисных работ упрощает обслуживание резервуаров, насосной станции и сетей между ними. Кроме того, при таком варианте размещения не требуется обогрев водозаполненных трубопроводов, и эксплуатация основных узлов системы пожаротушения проходит в комфортных условиях и продлевается срок их службы.

Исходя из многолетней практики, мы считаем, что самой удачной концепцией является объединение НС и резервуаров в единый модуль, так как это экономия места, экономия на земляных работах и работах по фундаменту, экономия на обвязке резервуаров, автоматике, эксплуатации и так далее.

Опять же, имея перед глазами информацию от поставщика с вариантами по габаритам резервуаров и площадью их посадки, совсем не сложно определиться с концепцией размещения. Также и обосновать свое решение можно ценообразованием, когда поставщик указал в таблице соотношение всех вариантов по цене.

5. Границы ответственности (обвязка и автоматика).

На финале, как правило, поднимается вопрос границ ответственности. И он действительно важен, т.к. отсутствие разграничений ведет к разногласиям во время реализации проекта на стройплощадке. Часть работ может оказаться вне зоны чьей-либо ответственности. И для заказчика это будет опять дополнительными затратами.

Поэтому важно понять, что находится в зоне ответственности поставщика и инсталлятора резервуаров. Из практики самый лучший вариант по границе ответственности следующий:

• в части границы ответственности поставщика резервуаров по технологической части – это фланцевое соединение на стенке резервуара… то есть ответный фланец для патрубков заполнения, перелива, дренажа, тестовой линии, линии резервуар-насос и так далее; 
• в части границы ответственности поставщика резервуаров по части автоматизации – это сигналы на выходе из шкафа управления системой подогрева воды и контроля уровней воды, то есть это установка поставщиком резервуаров всех датчиков уровня воды, температуры воды и системы подогрева воды.

Если все это будет устанавливать сторонний подрядчик, то есть риск вмешательства в конструкцию стальных резервуаров и их непреднамеренной порчи. Сторонний подрядчик, как правило, не имеет компетенции провести восстановительные работы, и, конечно же, снова привлекают к таким ремонтным работам поставщика резервуаров. Этого всегда можно избежать, если проговорить границы ответственности еще на стадии проектирования.

Конечно, бывают разные ситуации. И если автоматика для резервуаров не в зоне ответственности поставщика резервуаров и работы по установке автоматики выполняет сторонний подрядчик, то проектировщику важно запросить у поставщика резервуаров все необходимые рекомендации по установке автоматики и системы подогрева воды. И не надо стесняться это делать. Ведь полноценно информативный проект – это залог спокойствия для проектировщика. А если такой материал может предоставить поставщик резервуаров, то на проектировщика нет никакой дополнительной нагрузки. А результат будет априори полноценный и рабочий.

В статье мы с вами проработали некоторые особенности проектирования вертикальных резервуаров. Материал был интересен? Почитайте про тонкости проектирования резервуаров для питьевой воды и для пожарного запаса.