Aluminiowy dach kopułowy do zbiornika na wodę deszczową: przypadki obciążeń i zakres uszczelnień
Utworzono 02.05
Aluminiowy dach kopułowy dla zbiornika na wodę deszczową: przypadki obciążeń i zakres uszczelnień
Aluminiowa kopuła dachowa dla zbiornika na wodę deszczową to sztywna osłona osadzona na płaszczu zbiornika, zgodna z AWWA D108 dla płaszcza i API 650, z obciążeniem wiatrem i śniegiem według ADM 2015 i ASCE 7-10. Zatrzymuje liście, ptasie zanieczyszczenia i światło słoneczne poza zebraną wodą, ogranicza straty z otwartej powierzchni i usuwa zanieczyszczenie ze spłukiwania pierwszego, które w przeciwnym razie obciążałoby ciąg uzdatniania. Kopuła jest mocowana za pomocą połączenia śrubowego z uszczelką i można ją zdjąć w celu wejścia do zbiornika. Aluminium jest stabilne w strefie mokro-suchej na linii wody, więc nie jest potrzebna powłoka wewnętrzna, a zbiornik pozostaje urządzeniem atmosferycznym.
Woda deszczowa jest magazynowana w najtańszym możliwym zbiorniku, a następnie ma służyć jako woda technologiczna, do nawadniania lub do picia po minimalnym uzdatnieniu. Problemem prawie nigdy nie jest sam zbiornik — jest nim rok liści, gałązek, ptasich odchodów i światła słonecznego, które dostają się przez otwarty wierzch między pierwszym sztormem a dniem, w którym ktoś postanawia go napełnić. Otwarty dach również podgrzewa wodę i powoduje wzrost glonów na powierzchni, a w chłodniejszych regionach śnieg, który spada na płaską pokrywę, stanowi obciążenie, którego nikt nie planował odgarniać. Aluminiowy dach kopułowy na zbiorniku na wodę deszczową zamyka wszystkie te problemy konstrukcją, którą można jednak zdjąć, gdy zbiornik wymaga czyszczenia.
Co kopuła faktycznie zmienia w wodzie
Zamknięty dach chroni wodę, zanim trafi ona do uzdatniania. Deszcz spadający na dach niesie ze sobą ładunek pierwszego spływu ze zlewni: pył, ptasie odchody, fragmenty liści i wszystko, co zalegało w rynnach. Przepuszczanie tego przez zbiornik oznacza, że zmagazynowana objętość wypełnia się najbrudniejszą wodą w roku, a filtracja lub dezynfekcja poniżej ponosi obciążenie, na które nigdy nie była projektowana. Kopuła zatrzymuje ten materiał na dachu lub w odprowadzaczu pierwszego spływu, tam gdzie jego miejsce, nie wpuszcza światła słonecznego do zbiornika, dzięki czemu glony na powierzchni mają niewiele do odżywiania się, oraz zmniejsza straty przez parowanie z otwartej powierzchni w gorącym klimacie. Zmagazynowana woda jest wtedy bliższa specyfikacji wymaganej przez proces, przy mniejszym zużyciu chemikaliów i mniejszej liczbie cykli płukania wstecznego.
Dlaczego aluminium i dlaczego bez powłoki wewnętrznej
Linia wody to strefa awarii, a aluminium po prostu ją ignoruje. Każdy otwarty zbiornik na wodę ma pasmo tuż powyżej normalnego poziomu, w którym wilgotne powietrze kondensuje, a rozbryzgi utrzymują powierzchnię stale wilgotną. Na stali węglowej to właśnie w tym paśmie pojawia się pierwszy otworek; na aluminium to po prostu normalna eksploatacja, ponieważ stop tworzy cienką, stabilną warstwę tlenku i nie potrzebuje powłoki, by pozostać nienaruszonym. Umieszczenie powłoki wewnątrz kopuły dodałoby materiał, który z czasem może spękać i odpaść do zbiornika, którego całym celem jest przechowywanie czystej wody, więc właściwą specyfikacją jest gołe aluminium z uwagą skupioną na połączeniu śrubowym i uszczelce, a nie na malowanej powierzchni.
Przypadki obciążeń i dane potrzebne do zwymiarowania ramy
Lekka kopuła jest rządzona przez siłę wyporu, a nie przez jej własny ciężar. Sekcje kopuły aluminiowej są celowo cienkie, więc obciążenie stałe rzadko decyduje o wymiarach elementów. O tym, co je decyduje, decyduje podciśnienie przy projektowym porywie wiatru oraz obciążenie śniegiem nawianym gromadzącym się wzdłuż linii sprężystej i w wierzchołku. Powszechnie stosowane odniesienia to AWWA D108 dla dachu kopułowego i API 650 dla płaszcza zbiornika, na którym jest osadzony, przy czym wiatr i śnieg są przyjmowane zgodnie z ADM 2015 i ASCE 7-10. Dach wyceniony bez podstawowej prędkości wiatru dla danej lokalizacji, kategorii ekspozycji, obciążenia śniegiem gruntu i współczynnika ważności jest zgadywaniem, a zakotwienie obwodowe zaniżone o jedną strefę wiatrową to klasyczna pierwsza awaria. W przypadku zbiornika na wodę deszczową na farmie lub w zakładzie przemysłowym kopuła powinna znajdować się powyżej najwyższego przewidywanego poziomu, aby odpowietrznik i złącze nigdy nie zostały zanurzone.
Połączenie, odpowietrznik i wejście do zbiornika
Przykręcane mocowanie sprawia, że dach jest praktyczny. Kopuła jest osadzona na szczycie płaszcza za pomocą połączenia śrubowego z uszczelką, EPDM do kontaktu z wodą, dzięki czemu cały zespół można odkręcić i zdjąć, gdy zbiornik jest opróżniony do inspekcji lub czyszczenia, a następnie ponownie zamontować z nową uszczelką. Odpowietrznik pozwala przestrzeni powietrznej „oddychać” wraz ze zmianami poziomu oraz gdy woda się ochładza i nagrzewa; nigdy nie należy go dobierać tak, jakby zbiornik był szczelny, ponieważ zbiornik jest urządzeniem atmosferycznym lub niskociśnieniowym. Praktyczna lista kontrolna obejmuje cztery pozycje: stan uszczelki na całym obwodzie, dokręcenie elementów złącznych, działanie odpowietrznika i włazu rewizyjnego oraz płaszcz po burzy.
Wybór zbiornika pod kopułą
Materiał dachu jest ustalony; materiał zbiornika zależy od chemii wody i zastosowania. W przypadku zebranej wody deszczowej wykorzystywanej do nawadniania, uzupełniania wody chłodzącej lub ogólnych prac porządkowych na podwórku, zbiornik ze stali powlekanej szkłem z powierzchnią emaliowaną ogniowo jest powszechnym i ekonomicznym rozwiązaniem. Warstwa emalii ma grubość od 0,25 do 0,45 mm, jest wtapiana w stal w temperaturze od 820 do 930 °C, ma wytrzymałość powyżej 3 450 N/cm² i gładkość poniżej 0,8 µm Ra, dzięki czemu nie sprzyja osadzaniu się szlamu i łatwo się zmywa, z zgodnością z NSF/ANSI 61 i WRAS w przypadku wody pitnej. Jeśli zebrana woda jest ciemna, kwaśna z powodu dachu metalowego lub o wysokiej zawartości chlorków ze zlewni przybrzeżnej, należy ponownie rozważyć płaszcz: stal nierdzewna 316L lub inna rodzina powłok może być uzasadniona, ponieważ kopuła chroni powierzchnię, ale nie ma wpływu na chemię cieczy wewnątrz.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Standard kopuły | AWWA D108 | Odniesienie do dachu kopułowego |
Odniesienie do płaszcza | API 650 | Zbiornik przenoszący kopułę |
Obciążenie wiatrem i śniegiem | ADM 2015 / ASCE 7-10 | Wynoszenie i znoszenie decydują o ramie |
Materiał kopuły | Aluminium | Stabilne w strefie mokro-suchej, powłoka nie jest wymagana |
Mocowanie | Połączenie śrubowe z uszczelką | EPDM do kontaktu z wodą, zdejmowany w celu wejścia |
Klasa ciśnieniowa zbiornika | Atmosferyczne / niskie nadciśnienie | Nie stanowi granicy ciśnieniowej |
Opcje płaszcza | Emalia GFS lub stal nierdzewna 304 / 316L | Wybór zależny od chemii wody i przeznaczenia |
Warstwa emalii | 0,25–0,45 mm stapiana w temperaturze 820–930 °C | Ra poniżej 0,8 µm, łatwy do czyszczenia |
Test iskrowy | 1500 V DC | Kontrola przebicia między blachami w miejscach stosowania szkliwa |
Trwałość projektowa | ≥ 30 lat | Dla zbiornika w normalnych warunkach eksploatacji |
Określanie dachu do zbierania wody deszczowej w praktyce
Sześć pozycji zamienia wstępny pomysł na dach w wycenialny pakiet. Średnica zbiornika i wysokość prostej części płaszcza określają rozpiętość kopuły. Podstawowa prędkość wiatru na miejscu inwestycji, kategoria ekspozycji, obciążenie śniegiem gruntu i współczynnik ważności określają ramę. Normalny poziom eksploatacyjny i najniższy poziom obniżenia określają, gdzie linia oparcia kopuły znajduje się względem wody. Przeznaczenie — nawadnianie, uzupełnianie wody chłodzącej lub woda pitna — decyduje o tym, czy wymagana jest zgodność z NSF/ANSI 61 lub WRAS dla uszczelki i wszelkich przejść. Materiał powierzchni zbierającej mówi, czy pierwszy spływ musi być odprowadzony przed zbiornikiem, a nie po nim. A wymagania dotyczące dostępu określają, czy w zakres dachu wchodzi pomost, właz lub otwór włazowy.
Przykład projektu
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Magazynowanie wody pitnej | Malezja | Zbiornik GFS | 20 380 m³ | Dostawa dla celów zaopatrzenia w wodę pitną |
Magazynowanie wody pitnej | Indonezja | Zbiornik GFS | 21 099 m³ (około 42,04 m średnicy na 15,2 m) | Dostawa dla celów wody pitnej |
Duży zbiornik na wodę skręcany śrubami | Namibia | Zbiornik GFS | 44 900 m³ | Dostawa i nadzór |
Zbiornik do celów wodnych | Malezja | Zbiornik ze stali nierdzewnej | 815 m³ | Zbiornik ze stali nierdzewnej do celów wodociągowych |
Magazynowanie wody przeciwpożarowej, dwa zbiorniki | Syczuan, Chiny | Zbiornik GFS | 8 930 m³ (dwa zbiorniki, około 19,87 m średnicy na 14,4 m) | Dostawa i montaż na miejscu |
Zdolności inżynieryjne Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projektuje i wytwarza zbiorniki magazynowe skręcane od 2008 roku. Jako pierwszy w Chinach producent zbiorników ze stali powlekanej szkłem (GFS), firma posiada blisko 200 patentów związanych z emalią, produkuje około 300 000 stalowych płyt pokrytych emalią rocznie, zrealizowała ponad 30 000 zainstalowanych projektów i dostarcza swoje zbiorniki do ponad 100 krajów. Nowa baza produkcyjna o powierzchni 150 000 m² została dodana w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, a pojedyncze zbiorniki są dostarczane o pojemności do 60 000 m³. Produkcja odbywa się zgodnie z ISO 9001 i ISO 45001, z certyfikacją produktów obejmującą NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI i EUROCODE, a projektowanie opiera się na AWWA D103-09, AWWA C550 i NFPA, tam gdzie wymaga tego zastosowanie.
W przypadku magazynowania wody deszczowej i zebranej wody obejmuje to zbiorniki GFS ze szkliwem stopionym oraz zbiorniki ze stali nierdzewnej 304 i 316L, dostarczane z pakietem aluminiowego dachu kopułowego zgodnym z AWWA D108 i API 650, z uwzględnieniem obciążenia wiatrem i śniegiem według ADM 2015 i ASCE 7-10, dokładnie tak, jak określono dla aluminiowego dachu kopułowego zbiornika na wodę deszczową.
Często zadawane pytania
P1: Czy dach kopułowy na zbiorniku na wodę deszczową czyni go szczelnym lub ciśnieniowym?
O1: Nie. Zbiornik pozostaje urządzeniem atmosferycznym lub niskociśnieniowym, z odpowietrzeniem umożliwiającym oddychanie przy zmianach poziomu i temperatury. Kopuła jest zamknięciem chroniącym przed warunkami atmosferycznymi, a nie granicą ciśnieniową.
P2: Co dokładnie poprawia kopuła w jakości zebranej wody?
A2: Zatrzymuje liście, gałązki i ptasie zanieczyszczenia poza zbiornikiem, zamiast wpuszczać pierwszy spływ sezonu do niego, chroni powierzchnię przed światłem słonecznym, ograniczając rozwój glonów, oraz zmniejsza straty spowodowane parowaniem. Późniejszy proces uzdatniania przebiega wtedy przy mniejszym obciążeniu i z mniejszą liczbą płukań wstecznych.
P3: Dlaczego nie wyłożyć kopuły powłoką?
O3: Aluminium jest stabilne w strefie zmiennego zwilżenia powyżej linii wody bez ochrony, więc powłoka nie wniosłaby niczego poza powierzchnią, która z czasem może pękać i uwalniać cząstki do zbiornika czystej wody.
P4: Jakie normy stosuje się do kopuły i zbiornika?
O4: AWWA D108 dla dachu kopułowego i API 650 dla płaszcza, z obciążeniem wiatrem i śniegiem według ADM 2015 i ASCE 7-10. Siła wyporu przy projektowym porywie wiatru zwykle decyduje o konstrukcji ramy, a nie ciężar własny kopuły.
P5: Czy dach można zdjąć do czyszczenia?
O5: Tak. Kopuła jest mocowana połączeniem śrubowym z uszczelką, więc można ją odkręcić i zdjąć, gdy zbiornik jest opróżniany i czyszczony, a następnie ponownie zamontować z nowym materiałem uszczelniającym. Dlatego kopuła śrubowa jest lepsza od pokrywy spawanej w zbiorniku na wodę deszczową.
P6: Jaki materiał zbiornika powinien znajdować się pod aluminiową kopułą?
O6: To zależy od wody. Ogólna woda deszczowa do nawadniania lub uzupełniania obiegów chłodzących jest dobrze obsługiwana przez zbiornik GFS ze szkliwem emaliowanym o gładkiej powierzchni; ciemna lub kwaśna woda z metalowego dachu albo przybrzeżne zlewnie zawierające chlorki mogą wymagać stali nierdzewnej 316L.
P7: Co należy uwzględnić w corocznym przeglądzie dachu?
O7: Stan uszczelek na obwodzie, dokręcenie elementów złącznych wzdłuż połączenia, swobodne działanie odpowietrznika i wszelkich włazów dostępu oraz kontrola poszycia kopuły po ekstremalnych warunkach pogodowych. Potwierdź również, że fundament zbiornika nie osiadł na tyle, aby odkształcić górną część płaszcza.
Kopuła zarabia na siebie na zbiorniku na wodę deszczową, chroniąc wodę, zanim trafi ona do zakładu uzdatniania, nie wpuszczając światła słonecznego i zanieczyszczeń do magazynu oraz wytrzymując strefę mokro-suchą, która niszczy dachy ze stali powlekanej. Jej konstrukcja koncentruje się w dwóch miejscach: przypadkach obciążeniowych, gdzie ssanie wiatru i śnieg nawiany decydują o ramie, oraz w połączeniu śrubowym z uszczelką, które stanowi cały zakres utrzymania. Wybierz materiał zbiornika na podstawie chemii zlewni i zamierzonego zastosowania, a układ pozostaw otwarty. Postępując w ten sposób, dach przetrwa pompę, którą zasila.
Porozmawiaj z inżynierem
Prześlij nam średnicę i wysokość zbiornika, materiał powierzchni zbierającej oraz informację, czy pierwszy spływ jest już odprowadzany, zamierzone przeznaczenie wody, podstawową prędkość wiatru i obciążenie śniegiem gruntu w lokalizacji oraz normalny poziom eksploatacyjny. W zamian otrzymasz sprawdzenie obciążenia kopuły, szczegóły mocowania i odpowietrzania, zalecenie dotyczące uszczelki oraz pełny plik rysunków i specyfikacji dachu. Inżynieria jest na pierwszym miejscu, bez żadnych zobowiązań.
WhatsApp