Mái vòm nhôm cho bể chứa nước mưa: Các trường hợp tải trọng và phạm vi đệm làm kín
Tạo vào 02.05
Mái vòm nhôm cho bể nước mưa: Các trường hợp tải và phạm vi đệm làm kín
Mái vòm nhôm cho bể chứa nước mưa là một kết cấu bao kín cứng được đỡ trên thân bể và được tham chiếu theo AWWA D108 với thân bể theo API 650, với tải trọng gió và tuyết từ ADM 2015 và ASCE 7-10. Nó giữ lá cây, chất thải từ chim và ánh sáng mặt trời khỏi nước thu hoạch, giảm tổn thất do bay hơi từ bề mặt hở, và loại bỏ ô nhiễm dòng chảy đầu tiên mà nếu không sẽ gây tải cho hệ thống xử lý. Vòm được gắn bằng mối nối bắt bu lông có đệm kín và có thể được nâng ra để vào bể. Nhôm ổn định trong vùng ướt-khô tại đường mực nước, do đó không cần lớp phủ bên trong, và bể vẫn là thiết bị hoạt động ở áp suất khí quyển.
Nước mưa thu hoạch được lưu trữ trong bể rẻ nhất có thể và sau đó được kỳ vọng sẽ phục vụ như nước công nghệ, nước tưới tiêu, hoặc nguồn cung cấp nước uống sau khi xử lý tối thiểu. Vấn đề hầu như không bao giờ là bể chứa — mà là cả năm lá cây, cành nhỏ, phân chim và ánh sáng mặt trời xâm nhập qua nắp mở giữa cơn bão đầu tiên và ngày ai đó quyết định làm đầy nó. Mái mở cũng làm nóng nước và phát triển tảo trên bề mặt, và ở những vùng lạnh hơn, tuyết rơi trên nắp phẳng là một gánh nặng mà không ai dự định xúc. Mái vòm nhôm trên bể nước mưa khắc phục tất cả những điều này bằng một cấu trúc vẫn có thể tháo rời khi bể cần được vệ sinh.
Những gì mái vòm thực sự thay đổi đối với nước
Một nắp đậy kín bảo vệ nước trước khi quá trình xử lý can thiệp vào nó. Mưa rơi trên mái nhà mang theo tải trọng dòng chảy đầu tiên từ lưu vực thu nước: bụi, chất thải chim, mảnh lá và bất cứ thứ gì đọng lại trên máng xối. Dẫn dòng nước đó qua bể chứa nghĩa là thể tích dự trữ sẽ chứa đầy thứ nước bẩn nhất trong năm, và hệ thống lọc hoặc khử trùng phía sau phải gánh một tải trọng mà nó chưa từng được thiết kế để xử lý. Một mái vòm giữ vật liệu đó trên mái nhà hoặc trong bộ chuyển hướng dòng chảy đầu tiên, nơi chúng thuộc về, ngăn ánh sáng mặt trời chiếu vào bể chứa để tảo trên bề mặt có ít chất dinh dưỡng để phát triển, và giảm tổn thất do bay hơi từ bề mặt hở trong khí hậu nóng. Nước dự trữ sau đó gần với tiêu chuẩn mà quy trình mong muốn hơn, với ít hóa chất sử dụng hơn và ít chu kỳ rửa ngược hơn.
Tại sao chọn nhôm, và tại sao không cần lớp phủ bên trong
Đường nước chính là vùng hư hỏng, và nhôm đơn giản là phớt lờ nó. Mọi bồn nước hở đều có một dải ngay trên mực nước bình thường, nơi không khí ẩm ngưng tụ và nước bắn giữ cho bề mặt luôn ẩm ướt. Trên thép carbon, dải đó là nơi xuất hiện lỗ rỗ đầu tiên; trên nhôm thì đó chỉ là điều kiện sử dụng bình thường, vì hợp kim này giữ một lớp oxide mỏng ổn định và không cần lớp phủ để duy trì tính toàn vẹn. Việc phủ một lớp sơn bên trong vòm sẽ thêm một vật liệu có thể cuối cùng bị nứt và bong tróc vào một bồn mà toàn bộ mục đích là chứa nước sạch, vì vậy thông số kỹ thuật đúng là nhôm trần với sự chú ý dành cho mối nối bu lông và gioăng, chứ không phải bề mặt sơn.
Các trường hợp tải, và dữ liệu cần thiết để tính toán kích thước khung
Một mái vòm nhẹ được quyết định bởi lực nâng chứ không phải bởi trọng lượng của chính nó. Các phân đoạn vòm nhôm được cố ý làm mỏng, vì vậy tĩnh tải hiếm khi quyết định kích thước cấu kiện. Điều quyết định chúng là áp suất âm dưới cơn gió thiết kế, và tải trọng tuyết tích tụ dọc theo đường chân vòm và tại đỉnh. Các tiêu chuẩn tham chiếu thường được sử dụng là AWWA D108 cho mái vòm và API 650 cho thân bồn mà nó đặt trên đó, với gió và tuyết được lấy từ ADM 2015 và ASCE 7-10. Một mái được báo giá mà không có tốc độ gió cơ bản của địa điểm, phân loại độ lộ, tải trọng tuyết trên mặt đất và hệ số tầm quan trọng là một phỏng đoán, và một neo chu vi nhẹ hơn một vùng gió là kiểu hư hỏng đầu tiên điển hình. Đối với bồn nước mưa trên trang trại hoặc bãi công nghiệp, mái vòm phải nằm trên mức cao nhất dự kiến để lỗ thông hơi và mối nối không bao giờ bị ngập.
Mối nối, lỗ thông hơi và cách vào bể
Kết nối bằng bu lông là yếu tố làm cho mái trở nên thực dụng. Mái vòm được đỡ trên đỉnh vỏ thông qua mối ghép bu lông với một gioăng đệm, EPDM để tiếp xúc với nước, nhờ đó toàn bộ cụm lắp ráp có thể được tháo bu lông và nhấc ra khi bể được xả rỗng để kiểm tra hoặc vệ sinh, sau đó lắp lại với gioăng đệm mới. Lỗ thông hơi cho phép không gian khí lưu thông khi mực nước thay đổi và khi nước nguội đi và ấm lên; tuyệt đối không được tính kích thước lỗ thông hơi như thể bể được đậy kín, bởi vì bể là thiết bị hoạt động ở áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp. Danh sách kiểm tra thực tế gồm bốn mục: tình trạng gioăng đệm xung quanh toàn bộ chu vi, độ siết chặt của các chi tiết xiết, hoạt động của lỗ thông hơi và cửa thăm, và lớp vỏ sau một cơn bão.
Chọn bồn đặt dưới mái vòm
Vật liệu mái đã được quyết định; vật liệu bồn phụ thuộc vào thành phần hóa học của nước và mục đích sử dụng. Đối với nước mưa thu hoạch dùng cho tưới tiêu, nước bổ sung cho hệ thống làm mát hoặc dịch vụ sân vườn thông thường, bồn thép tráng men nung chảy với bề mặt men nung là một giải pháp phổ biến và tiết kiệm. Lớp men dày từ 0,25 đến 0,45 mm, được nung chảy vào thép ở nhiệt độ 820 đến 930 °C, đạt độ bền trên 3.450 N/cm², và nhẵn dưới 0,8 µm Ra, nên không bám rêu nhớt và dễ dàng rửa trôi, với chứng nhận NSF/ANSI 61 và WRAS khi nước dùng để uống. Nếu nước thu hoạch có màu tối, có tính axit do mái kim loại, hoặc có hàm lượng clorua cao từ lưu vực ven biển, hãy xem xét lại vỏ bồn: thép không gỉ 316L hoặc một nhóm lớp phủ khác có thể là cần thiết, vì mái vòm bảo vệ bề mặt nhưng không giải quyết được thành phần hóa học của chất lỏng bên trong.
Thông số Kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Khoảng điển hình | Ghi chú |
Tiêu chuẩn mái vòm | AWWA D108 | Tham chiếu mái vòm |
Tham chiếu thân bể | API 650 | Bể chứa mái vòm |
Tải trọng gió và tuyết | ADM 2015 / ASCE 7-10 | Lực nâng và độ trôi chi phối khung |
Vật liệu mái vòm | Nhôm | Ổn định trong dải ẩm-khô, không cần lớp phủ |
Gắn kết | Mối nối bắt bu lông với gioăng đệm | EPDM tiếp xúc với nước, có thể tháo rời để vào trong |
Cấp áp suất bồn | Áp suất khí quyển / áp suất thấp | Không phải ranh giới áp suất |
Tùy chọn vỏ bồn | Men GFS hoặc thép không gỉ 304 / 316L | Được chọn theo thành phần hóa học của nước và mục đích sử dụng |
Lớp men | 0,25–0,45 mm nung chảy ở 820–930 °C | Ra dưới 0,8 µm, dễ làm sạch |
Kiểm tra tia lửa | 1500 V DC | Kiểm tra lỗ kim trên từng tấm khi sử dụng men |
Tuổi thọ thiết kế | ≥ 30 năm | Đối với bể trong điều kiện phục vụ bình thường |
Chỉ định mái thu nước mưa trong thực tế
Sáu hạng mục biến một ý tưởng mái che sơ khai thành một gói có thể báo giá. Đường kính bể và chiều cao vỏ thẳng đứng xác định nhịp vòm. Tốc độ gió cơ bản tại khu vực, phân loại độ lộ, tải trọng tuyết trên mặt đất và hệ số tầm quan trọng xác định khung. Mức vận hành bình thường và mức rút nước thấp nhất xác định vị trí đường chân vòm so với mặt nước. Mục đích sử dụng — tưới tiêu, nước bổ sung làm mát, hay nước uống — quyết định liệu có cần tuân thủ NSF/ANSI 61 hay WRAS cho gioăng và bất kỳ lỗ xuyên nào không. Vật liệu hứng nước cho bạn biết liệu dòng chảy đầu tiên có phải được chuyển hướng trước bể thay vì sau bể hay không. Và yêu cầu tiếp cận cho biết liệu một lối đi, một cửa nắp hay một cửa người chui có thuộc phạm vi mái hay không.
Trường hợp dự án
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Lưu trữ nước uống được | Malaysia | Bồn GFS | 20.380 m³ | Cung cấp cho dịch vụ nước uống |
Lưu trữ nước uống | Indonesia | Bể GFS | 21.099 m³ (đường kính khoảng 42,04 m x 15,2 m) | Cung cấp cho dịch vụ nước uống |
Bể nước lắp bu lông đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | Cung cấp và giám sát |
Bể chứa nước dịch vụ | Malaysia | Bể thép không gỉ | 815 m³ | Cung cấp bồn thép không gỉ cho dịch vụ nước |
Lưu trữ nước chữa cháy, hai bồn | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bồn GFS | 8.930 m³ (hai bồn, đường kính khoảng 19,87 m x cao 14,4 m) | Cung cấp và lắp ráp tại công trường |
Năng lực Kỹ thuật của Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) đã thiết kế và chế tạo bồn chứa lắp ghép bằng bu lông từ năm 2008. Là nhà sản xuất bồn thép tráng men nung chảy (GFS) đầu tiên tại Trung Quốc, công ty sở hữu gần 200 bằng sáng chế liên quan đến men, sản xuất khoảng 300.000 tấm thép phủ men mỗi năm, đã hoàn thành hơn 30.000 dự án lắp đặt và cung cấp bồn chứa của mình đến hơn 100 quốc gia. Cơ sở sản xuất mới rộng 150.000 m² được bổ sung để nâng cao năng lực sản xuất, và các bồn đơn lẻ được cung cấp với dung tích lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất diễn ra theo ISO 9001 và ISO 45001, với chứng nhận sản phẩm bao gồm NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI và EUROCODE, và thiết kế tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với việc lưu trữ nước thu hoạch và nước mưa, điều này bao gồm các bồn GFS tráng men nung chảy và bồn thép không gỉ 304 và 316L, được cung cấp kèm theo gói mái vòm nhôm tham chiếu AWWA D108 và API 650 với tải trọng gió và tuyết từ ADM 2015 và ASCE 7-10, đúng như một mái vòm nhôm cho bồn nước mưa được chỉ định.
Các câu hỏi thường gặp
Q1: Mái vòm trên bồn nước mưa có làm cho nó kín hay chịu áp lực không?
A1: Không. Bồn vẫn là thiết bị áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp, với một lỗ thông hơi để hô hấp khi mức và nhiệt độ thay đổi. Mái vòm là một lớp che chắn thời tiết, không phải là ranh giới áp suất.
Q2: Mái vòm thực sự cải thiện gì trong chất lượng nước thu hoạch?
A2: Nó giữ lá, cành nhỏ và mảnh vụn từ chim khỏi bể chứa thay vì để dòng nước đầu mùa chảy vào đó, ngăn ánh sáng mặt trời chiếu lên bề mặt để hạn chế tảo, và giảm thất thoát do bay hơi. Hệ thống xử lý phía sau sau đó hoạt động với tải nhẹ hơn và ít lần rửa ngược hơn.
Câu hỏi 3: Tại sao không lót mái vòm bằng một lớp phủ?
Trả lời 3: Nhôm ổn định trong vùng ẩm-khô phía trên đường mực nước mà không cần bảo vệ, vì vậy một lớp phủ sẽ không thêm giá trị gì ngoài việc tạo ra một bề mặt cuối cùng có thể bị nứt và bong tróc các hạt vào bể chứa nước sạch.
Câu hỏi 4: Những tiêu chuẩn nào được sử dụng cho mái vòm và bể chứa?
Trả lời 4: AWWA D108 cho mái vòm và API 650 cho thân bể, với tải trọng gió và tuyết từ ADM 2015 và ASCE 7-10. Lực nâng dưới cơn gió thiết kế thường chi phối khung hơn là trọng lượng của chính mái vòm.
Câu hỏi 5: Có thể tháo mái để vệ sinh không?
Trả lời 5: Có. Mái vòm được gắn bằng mối nối bu lông và gioăng, vì vậy có thể tháo bu lông và nâng ra trong khi bể được xả và vệ sinh, sau đó lắp lại với vật liệu gioăng mới. Đây là lý do tại sao mái vòm bu lông tốt hơn nắp hàn trên bể thu nước mưa.
Câu hỏi 6: Vật liệu bồn nào nên đặt dưới mái vòm nhôm?
Trả lời 6: Tùy thuộc vào nguồn nước. Nước mưa thông thường dùng cho tưới tiêu hoặc bổ sung nước làm mát phù hợp với bồn GFS tráng men nung có bề mặt nhẵn; nước tối màu hoặc có tính axit từ mái kim loại, hoặc nước hứng từ vùng ven biển chứa clorua, có thể cần dùng thép không gỉ 316L thay thế.
Câu hỏi 7: Nội dung kiểm tra mái hàng năm bao gồm những gì?
Trả lời 7: Tình trạng gioăng đệm xung quanh chu vi, độ chặt của ốc vít dọc theo mối nối, hoạt động tự do của lỗ thông hơi và cửa truy cập (nếu có), và kiểm tra lớp vỏ mái vòm sau thời tiết khắc nghiệt. Đồng thời xác nhận nền bồn không bị lún đến mức làm biến dạng đỉnh vỏ bồn.
Mái vòm khẳng định giá trị của mình trên bồn nước mưa bằng cách bảo vệ nước trước khi nhà máy xử lý tiếp nhận, ngăn ánh sáng mặt trời và mảnh vụn xâm nhập vào bể chứa, và chịu đựng được dải ẩm-khô vốn phá hủy các mái thép phủ. Kỹ thuật của nó tập trung vào hai điểm: các trường hợp tải trọng, nơi lực nâng do gió giật và tuyết tích tụ quyết định khung, và mối nối bắt bu-lông có đệm kín, vốn là toàn bộ phạm vi bảo trì. Hãy chọn vật liệu bồn dựa trên thành phần hóa học của lưu vực thu nước và mục đích sử dụng, đồng thời giữ bố trí ở điều kiện khí quyển. Làm theo cách đó, mái sẽ bền hơn cả máy bơm mà nó cấp nước.
Liên hệ Kỹ sư
Hãy gửi cho chúng tôi đường kính và chiều cao bồn, vật liệu mái thu nước và liệu dòng nước xả đầu tiên đã được chuyển hướng chưa, mục đích sử dụng nước dự kiến, tốc độ gió cơ bản tại công trường và tải trọng tuyết trên mặt đất, cùng mực nước vận hành bình thường. Chúng tôi sẽ phản hồi kiểm tra tải trọng mái vòm, chi tiết phụ kiện và lỗ thông hơi, khuyến nghị gioăng đệm, và toàn bộ hồ sơ bản vẽ và thông số kỹ thuật cho mái. Bạn nhận được phần kỹ thuật trước, không kèm bất kỳ nghĩa vụ nào.
WhatsApp