Как рассчитать объём регулирующего резервуара: нормы, формулы и примеры

• Назначение регулирующего резервуара и его роль в инженерных системах
• Нормативные требования и входные параметры для расчёта объёма
• Формулы расчёта объёма регулирующего резервуара
• Таблица: параметры, влияющие на расчёт объёма регулирующего резервуара
• Примеры расчёта регулирующего объёма
• Конструктивные особенности регулирующих резервуаров
• Эксплуатация и обслуживание резервуара
• Заключение

Расчёт объёма регулирующего резервуара — одна из ключевых задач при проектировании систем водоснабжения, пожарного запаса, технологических установок и объектов промышленной инфраструктуры. Такие резервуары служат для стабилизации давления, компенсации расхода воды, обеспечения аварийного и эксплуатационного запаса в инженерных сетях. Они могут быть выполнены в виде стальных вертикальных и горизонтальных конструкций, подземных и наземных емкостей, а также модульных систем. Каждый тип имеет свои требования к проектированию, размещению, эксплуатационным параметрам и конструкциям стенок и днища, которые должны соответствовать действующим нормативным документам: общим требованиям к стальным строительным конструкциям по ГОСТ 23118-2012, нормам для стальных сварных сосудов и аппаратов по ГОСТ 34347-2017, а при наличии пожарного запаса воды — положениям Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и профильных сводов правил по пожаротушению.

Назначение регулирующего резервуара и его роль в инженерных системах

Регулирующий резервуар компенсирует колебания расхода воды, обеспечивая стабильный режим давления в сети. Он используется во множестве инженерных систем:

• централизованное и локальное водоснабжение;
• резервные и аварийные линии подачи воды;
• промышленные технологические установки;
• станции пожаротушения;
• коммунальные системы и очистные сооружения.

В зависимости от назначения рассчитывается требуемый объём воды, параметры стенок, тип днища, толщина металла, особенности подключения патрубков, а также метод установки — подземных или наземных конструкций. Стандартные стальные резервуары имеют цилиндрическую форму, обеспечивающую оптимальное распределение давления. Для резервуаров, работающих как источник противопожарного водоснабжения (в том числе на территориях АЗС и промышленных площадках), расчёт объёма должен дополнительно учитывать требования Федерального закона № 123-ФЗ и сводов правил по пожарной безопасности, таких как СП 156.13130.2014 для автозаправочных станций.

Нормативные требования и входные параметры для расчёта объёма

Расчёт регулирующего объёма выполняется на основании требований сводов правил по водоснабжению и пожаротушению, а также отраслевых нормативов. Учитываются:

• расход воды в системе и его колебания;
• время регулирования;
• допустимые значения давления при максимальных и минимальных нагрузках;
• условия размещения конструкций и характеристики грунта;
• режимы работы насосных установок.

Кроме того, учитываются потери в трубопроводах, режимы работы оборудования, объёмы технологического запаса, температурные воздействия и требования к обслуживанию резервуаров. Тип емкости выбирается на основе условий эксплуатации: вертикальных резервуаров — для больших объёмов; горизонтальных — для компактных площадок. Конструктивные элементы и качество изготовления стальных регулирующих резервуаров при этом должны соответствовать требованиям ГОСТ 23118-2012 и ГОСТ 34347-2017, а при использовании резервуара как противопожарного — также нормам пожарной безопасности, установленным Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности.

Формулы расчёта объёма регулирующего резервуара

Базовый расчёт объёма регулирующего резервуара выполняется по формуле:

V = Q × t + V_запаса

где Q — расход воды в м³/ч, t — время регулирования в часах, V_запаса — обязательный эксплуатационный запас, который зависит от типа системы и требований регламента (в том числе норм по обеспечению пожарного запаса воды для наружного и внутреннего пожаротушения).

Для стальных цилиндрических резервуаров объём определяется по формуле геометрического объёма:

V = π × D² × H / 4

где D — диаметр резервуара, H — высота рабочей части стенок. Такая форма обеспечивает равномерное распределение внутреннего давления и минимальные нагрузки на днище. При разработке чертежей и выборе толщины элементов должны соблюдаться общие требования к стальным сварным конструкциям, установленные ГОСТ 34347-2017 и ГОСТ 23118-2012.

При проектировании резервуаров с коническим или сферическим днищем используются корректирующие коэффициенты. Также учитываются условия подземных установок: дополнительное давление грунта, необходимость усиления стенок, герметизация и антикоррозионная защита, регламентируемые соответствующими стандартами и сводами правил для подземных емкостей и противопожарных водоёмов.

Таблица: параметры, влияющие на расчёт объёма регулирующего резервуара

Примеры расчёта регулирующего объёма

Рассмотрим несколько практических случаев.

Пример 1: резервуар для насосной станции

Исходные данные: расход Q = 12 м³/ч, время регулирования t = 1 час, запас = 3 м³.
Итого V = 12 × 1 + 3 = 15 м³.
Подходит компактный горизонтальный резервуар малого объёма, параметры которого принимаются с учётом требований стандартов к сварным стальным резервуарам и условий эксплуатации.

Пример 2: резервуар для системы пожаротушения

Расход по нормам — 20–30 л/с, требуется запас минимум на 3 часа.
V = 25 × 3 × 3,6 = 270 м³.
В этом случае используются вертикальные цилиндрические резервуары, обеспечивающие работу системы при аварии. Минимальный объём пожарного запаса и требования к надёжности системы формируются на основании Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и соответствующих сводов правил по наружному и внутреннему пожаротушению.

Пример 3: резервуар для технологической линии

При наличии колебаний расхода резерв регулируется автоматически, поэтому используется формула с коэффициентом вариации.
V зависит от характера нагрузки и режима установок, которые задаются технологическими регламентами и проектной документацией.

Конструктивные особенности регулирующих резервуаров

При выборе конструкции учитываются:

• тип стенок и днища: толщина, жёсткость, коррозионная стойкость;
• цилиндрическая форма — оптимальная для больших объёмов и равномерного давления;
• возможность установки вертикальных резервуаров — при ограничении по площади;
• подземное размещение — когда требуется защита от климатических воздействий;
• тип патрубков и подключение оборудования: напорные линии, аварийные переливы, заборные узлы.

Заводы-изготовители предоставляют паспорт емкости, спецификацию металла, карты сварки и протоколы испытаний, что важно при последующем обслуживании. Состав и форма этой документации должны соответствовать требованиям ГОСТ 23118-2012 и ГОСТ 34347-2017 к стальным конструкциям и сварным сосудам.

Эксплуатация и обслуживание резервуара

Регулярное обслуживание регулирующего резервуара включает:

• контроль толщин стенок;
• проверку состояния сварных швов;
• осмотр днища и элементов крепления;
• диагностику оборудования и датчиков уровня;
• контроль коррозии, очистку внутренних поверхностей;
• испытание герметичности при необходимости.

Своевременная диагностика продлевает срок службы резервуара и обеспечивает стабильную работу инженерных систем. Для резервуаров, выполняющих функции пожарного запаса, периодичность и объём контрольных мероприятий должны соответствовать требованиям Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и действующих нормативов по эксплуатации противопожарных водоёмов.

Заключение

Расчёт объёма регулирующего резервуара — важная инженерная задача, влияющая на надёжность всей системы водоснабжения. Грамотное проектирование, учёт расхода, времени регулирования, условий размещения и конструктивных особенностей стальных емкостей позволяют подобрать оптимальный тип резервуара — вертикальный, горизонтальный или подземный. Важно обеспечить не только корректность гидравлического расчёта, но и соответствие конструкции требованиям ГОСТ 23118-2012, ГОСТ 34347-2017, Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и профильных сводов правил, регулирующих объём и эксплуатацию резервуаров в системах водоснабжения и пожаротушения.