تاريخ : ۱۳۹۹/۰۵/۰۷

مخزن هوایی آب
طراحی و دیزاین: انجنیر محمد ضیا « فاضلی »

**مشاهده و سفارش نقشه های مخازن هوایی آب**

امروزه کمبود آب باعث ذخیره ‌سازی آن با راه‌کارهای پیشرفته شده است. یکی از این راه‌کارها استفاده از مخازن هوایی میباشد که از سه قسمت عمده اساس (تهداب)، پایه و خود مخزن تشکیل شده است. مخازن هوایی آب از جمله اجزاء اصلی شبکه‌های آبرسانی جهت ذخیره، نگهداری و تامین فشار مورد نیاز می‌باشند. لذا برخورداری از شکل پذیری مناسب، ظرفیت جذب و استهلاک انرژی زلزله و حفظ پایداری کلی ساختمان از اهم موارد در طرح و دیزاین مناسب اینگونه مخازن می‌باشند.
در بسیاری از مناطق شهری که تراکم جمعیت ویا نفوس زیادی از مردم زندگی می کنند، این مخازن که شبه برج ها بوده به عنوان مخزن آب هوایی، منبع آب هوایی و یا تانکر آب هوایی شناخته می شوند، دیده می شود. در گذشته که مشکل کم آبی و افزایش جمعیت بسیار نا محسوس بود، این برج های ذخیره آب نقش بسزایی در تامین آب شهرها و شهرک های صنعتی داشتند و البته هنوز هم بسیار با اهمیت هستند.
مخازن آب میتوان به صورت روباز و بسته مورد استفاده قرار می گیرند، زمانی که مخزن جهت ذخیره آب آشامیدنی استفاده می کنیم بایستی که روی مخزن بسته باشد، یا در اصطلاح مخازن هوایی مسقف باشد، و زمانی که مخزن را جهت نگه داری آب آتش نشانی و کشاورزی و ….. مورد بهره برداری قرار می گیرد، دیگر نیازی نیست که مخزن سر بسته باشد .

انواع مخازن آب هوایی
مخازن هوایی به طور کلی به چهار دسته تقسیم می شوند:

مخازن هوایی فلزی
مخازن هوایی کانکریتی
مخازن هوایی پلاستیکی
مخازن هوایی چوبی

تانکر هوایی آب برای ایجاد فشار مناسب در شبکه به علت نبودن زمین طبیعی مرتفع در نقطه مورد نظر ، روی پایه ای یکپارچه قرار می گیرند .این نوع از مخازن از نظر نوع شکل هندسی عمدتا به انواع زیر تقسیم می گردند:‌

مخازن استوانه ای
مخازن مکعبی
مخازن کروی
مخازن مخروطی

قیمت مخزن آب هوایی با توجه به ماده اولیه مورد استفاده و همچنین طراحی و دیزاین آنها تعیین می شود. در کشورما بیشتر از نوع کانکریتی و فلزی استفاده می شود. هرچند که در سال های اخیر استفاده از مخازن پلی اتیلن یا پلاستیکی نیز طرفدارانی پیدا کرده است.

نحوه عملکرد مخازن آب هوایی

عملکرد مخازن آب هوایی بسیار ساده است. برج ذخیره آب در واقع یک منبع آب مرتفع و بزرگ است. دلیل این ارتفاع تامین کردن فشار آب می باشد. فشار آب منبع آب هوایی باید به قدری زیاد باشد تا بتواند آب تمام خانه ها و مناطق اطراف را تامین کند. بنابر این، این مخازن آب معمولا بلند ساخته می شوند تا فشار آب لازم را تامین کنند. در مناطقی که دارای تپه های مرتفع هستند، این برج ها می توانند توسط یک مخزن آب ساده که بر روی تپه ی بلندی قرار می گیرد جایگزین شوند.
به طور کلی این مخازن می توانند بسیار بزرگ بوده و حجم آب مورد نیاز حتی یک شهر را فراهم نمایند و یا می توانند کوچکتر بوده و آب مورد نیاز چند واحد مسکونی و یا یک فابریکه و کارخانه را تامین نمایند.
اگر فشار آب قطع شود، برج ذخیره آب باید بتواند فشار آب را برای حداقل یک روز کامل تامین کند. یکی از مزایای مهم برج ذخیره آب این است که به جای تامین کردن فشار آب در زمان اوج مصرف ،فشار را به طور اوسط تامین میکند و همین امر موجب صرفه جویی در مصرف آب می شود.
مخازن هوایی آب بطور منظم آب مورد نیاز را تأمین می کند، طوری که در ساعاتی از شب که درخواست آب کاهش پیدا می کند، منبع آب هوایی میتواند کمبود آب داخل منبع را جبران کند و دوباره پر شود. در اکثر شهر ها آب مصرفی از طریق چاه، دریا و یا منبع آبی که اصولا دریاچه است، تامین و در طی عملیاتی تصفیه می شود تا رسوب ها از طریق فیلتراسیون و یا ته نشینی و باکتری ها از طریق کلر، اوزون و یا اشعه فرا بنفش از بین بروند. بنابراین آب به دست آمده پاکیزه و بدون هرگونه آلودگی می باشد. این آب پاکیزه توسط لوله های بالابر، با فشار زیاد وارد پمپ های اصلی سیستم آب شهری می شود. منبع برج ذخیره آب به سادگی به این پمپ های اصلی متصل است. اگر این پمپ ها آب بیشتری نسبت به مقدار مصرفی تولید کنند در این صورت این آب در منبع برج ذخیره آب، جاری و ذخیره می شود تا در مواقعی که با افت فشار مواجه می شویم، آب مصرفی از طریق این منبع تامین شود.
در برخی ساختمان های بلند مانند برج امپایر در نیویارک بیش از ۳۰ برج ذخیره آب کوچک بر بام آنها دیده می شود. یک واقعیت جالب در مورد برج های ذخیره آب در بسیاری از کشورها این است که آن ها می توانند نرخ بیمه ی شما را تحت تاثیر قرار دهد! در طی یک آتش سوزی، درخواست آب به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و ممکن است تا حد زیادی از ظرفیت پمپ های آب فراتر رود. برج ذخیره فشار آب لازم برای شیردهن های آتش نشانی را تضمین می کند، بنابراین نرخ بیمه آتش به طور معمول در مناطقی که سیستم آب شهری آن دارای برج ذخیره آب است کم تر می باشد.

طراحی و دیزاین مخازن هوایی آب
طراحی و دیزاین مخازن هوائی آب طبق مراحل زیر صورت می گیرد:

تعین حجم مخزن
ما برای دیزاین مخازن هوایی ابتدا به حجم مخزن هوایی نیاز داریم. برای تعیین حجم مفید مخازن هوایی آب می توان از پارامترهای پیشنهادی زیر استفاده کرد :

حجم مورد نیاز آب مصرفی
حجم مورد نیاز برای جبران نوسانات ساعتی
حجم مورد نیاز برای تامین آب در مواقعی که آب ورودی به مخازن در اثر صدمات وارده از کار افتاده، پمپ ها بایستی در مخزن موجود باشد .

در صورتی که میزان آسیب پذیری تاسیسات آبرسانی بالا باشد و احتمال زیاد قطع برق و نداشتن سیستم برق اضطراری در مواردی که از پمپ استفاده می شود و یا محدودیت امکانات و اجرای تعمیرات سریع خطوط و یا سایر تاسیسات آبرسانی و ….. عواملی هستند که می توانند موجبات افزایش ظرفیت مخازن آب هوایی باشند .

تعین ارتفاع مخزن

بعد از دریافت حجم مخزن، ارتفاع و یا بلندی مخزن را نظر به مقدار فشار لازم در سیستم نیاز داریم. برای این منظور طی محاسبات هایدرولیکی و دریافت افت فشار از مخزن تا به دور ترین و بلند ترین دهانه مصرفی، ارتفاع اساس مخزن را دریافت می کنیم.

تعین مواد و مصالح
بعد از دریافت ارتفاع مخزن، نوعیت مواد و مصالح آنرا بررسی می کنیم. در این قسمت شرایط محیطی و جوی در انتخاب نوعیت مواد برای مخزن خیلی ها تعیین کننده است. چنانچه قبلا یاداورد شدیم که از نظر جنسیت و مصالح ساختمانی، مخازن میتوانند فلزی، کانکریتی، پلاستیکی و چوبی باشند. تجارب نشان داده است که مخازن آهن کانکریتی مقاومتر و از مداومت و استحکامیت خاص برخوردار اند. اما از نقطه نظر اقتصادیت، یک مقدار پرهزینه می باشند. مصالح ساختمانی برای مخازن میتوان بصورت مختلط استفاده شد. یعنی جاهای که تحت شرایط جوی دچار مشکل و فرسایش بیشتر قرار دارند مانند تهداب و چوکات آنها از کانکریت و اجزائی دیگر آن که قابل تبدیل و ترمیم اند مانند تانک ذخیره و ملحقات آن از فلزات و پلاستیک استفاده کرد.

تحلیل و دیزان مخزن
دیزاین مخازن هوائی آب بعد از تعین پارامتر های فوق به روش های مختلف با تعین نوع و شیمائی ساختمانی آن صورت می گیرد. شیمای ساختمانی مخازن هوائی معمولا مانند تعمیرات چندین طبقه در دو ویا چندین سمت چوکات انحنائي در نظر گرفته می شود. پارامتر ها و فکتور های عامل برای دیزاین از قبیل بار های وارده، تحلیل دینامیکی ساختمان به دلیل وجود مایعات در مخزن و فشار باد در وضعیت که مخزن خالی باشد، بار زلزله همه و همه در تحلیل و دیزاین مخازن منظور می گردد.
انلایز و دیزاین عناصر ساختمانی مخزن هوائی آب توسط برنامه های مثل SAP2000 و ETABS بسیار به خوبی انجام شده و نتایج قابل قبول را با در نظر داشت شرایط و پیشنهاد کود ها ارایه می کند. امروزه تحلیل و دیزاین مخازن با در نظر داشت نوعیت و شیمای ساختمانی از چوکات فلزی ساده گرفته تا شبکه ساختمانی مغلق توسط برنامه ها و سافتور های مخصوص تحلیل و دیزاین می شوند. برنامه های سپ و ایتبس از معمول ترین نرم افزار های استند که برای دیزاین مخازن الی ۳۰ متر ارتفاع در کشور ما استفاده شده است.
برای تحلیل و دیزاین مخازن هوائی آب در نزم افزار ها بصورت خلاصه مشخصات و معلومات لازم طی مراحل زیر در نظر گرفته می شود:

تعریف مشخصات میخانیکی مصالح ساختمانی (ازقبیل وزن حجمی، مقاومت مواد و غیره)
معرفی مشخصات هندسی مخزن (ابعاد و اندازه های افقی و عمودی مخزن)
بارگذاری ساختمان (بار مرده، بار زنده، بار برف، بار باد و زلزله با در نظرداشت فشار جانبی آب داخل مخزن و آمیزش بارها)
اجرای تحلیل ساختمان
بررسی تغیر شکل های ناشی از مومنت ها و قوه های بحرانی و آمیزش آنها و کنترل واژگونی ساختمان
دریافت فشار وارده بالای اساس از اثر وزن عمومی مخزن
اجرای مرحله دیزاین ساختمان
کنترل و تعیین مقاطع و ابعاد عناصر (ضخامت مخزن، مقاطع ستون ها و گادر ها)
دیزاین تهداب مخزن با حصول عکس العمل فشاری از نتیجه تحلیل ساخمان
تهیه نقشه های ساختمانی و جزئيات ترسیمی
تهیه گذارش تحلیل و دیزاین مخزن

این مطلب را در ویدیو ببیند Analysis of elevated tank

سفارش نقشه های مخزن هوایی آب

پکیج مکمل طرح و دیزاین مخزن هوایی آب شامل:‌