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 ёмкостей, а также модульных систем. Каждый тип имеет свои требования к проектированию, размещению, эксплуатационным параметрам и конструкции 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 профильным сводам 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 способ установки — подземный или наземный. 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 дополнительно учитывает требования Федерального закона № 123-ФЗ и сводов правил по пожарной безопасности, включая 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.

Дополнительно учитываются потери в трубопроводах, режимы работы оборудования, объёмы технологического запаса, температурные воздействия и требования к обслуживанию резервуаров. Тип ёмкости выбирается на основе условий эксплуатации: вертикальные резервуары — для больших объёмов; горизонтальные — для компактных площадок. Конструктивные элементы и качество изготовления стальных регулирующих резервуаров 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, м³/ч; t — время регулирования, ч; V_запаса — обязательный эксплуатационный запас, величина которого определяется типом системы и требованиями нормативных документов (в том числе для обеспечения пожарного запаса воды).

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 требования ГОСТ 34347-2017 и ГОСТ 23118-2012.

При проектировании резервуаров с коническим или сферическим днищем применяются корректирующие коэффициенты. Для подземного размещения дополнительно учитываются давление грунта, необходимость усиления стенок, герметизация и антикоррозионная защита, регламентируемые соответствующими стандартами и сводами правил.

Таблица: параметры, влияющие на расчёт объёма регулирующего резервуара

Примеры расчёта регулирующего объёма

Пример 1: резервуар для насосной станции

Исходные данные: Q = 12 м³/ч, t = 1 ч, V_запаса = 3 м³.
V = 12 × 1 + 3 = 15 м³.
В данном случае подходит горизонтальный резервуар малого объёма, параметры которого принимаются с учётом требований стандартов и условий эксплуатации.

Пример 2: резервуар пожарного запаса воды

Расход по нормативам — 25 л/с, время работы — 3 ч.
V = 25 × 3 × 3,6 = 270 м³,
где коэффициент 3,6 используется для перевода расхода из л/с в м³/ч.
Применяются вертикальные цилиндрические резервуары, обеспечивающие работу системы при аварийных режимах. Минимальный объём пожарного запаса определяется требованиями Федерального закона № 123-ФЗ и профильных сводов правил.

Пример 3: резервуар для технологической линии

При автоматическом регулировании расхода объём определяется с учётом коэффициента вариации нагрузки. Конкретное значение зависит от режима работы оборудования и параметров, заданных в технологической и проектной документации.

Конструктивные особенности регулирующих резервуаров

• тип стенок и днища: толщина, жёсткость, коррозионная стойкость;
• цилиндрическая форма как оптимальная для больших объёмов;
• возможность применения вертикальных резервуаров при дефиците площади;
• подземное размещение для защиты от климатических воздействий;
• конфигурация патрубков и подключение оборудования.

Заводы-изготовители предоставляют паспорт ёмкости, спецификации металла, карты сварки и протоколы испытаний в соответствии с ГОСТ 23118-2012 и ГОСТ 34347-2017.

Эксплуатация и обслуживание резервуара

• контроль толщины стенок;
• проверка состояния сварных швов;
• осмотр днища и опор;
• диагностика датчиков уровня и арматуры;
• контроль коррозии и очистка внутренних поверхностей;
• испытания на герметичность при необходимости.

Для резервуаров пожарного запаса периодичность и объём контрольных мероприятий устанавливаются требованиями Технического регламента о требованиях пожарной безопасности и действующих нормативов.

Заключение

Расчёт объёма регулирующего резервуара — ключевая инженерная задача, определяющая надёжность систем водоснабжения и пожаротушения. Корректный выбор типа резервуара — вертикального, горизонтального или подземного — должен основываться на расчётах, условиях эксплуатации и требованиях нормативных документов. Соблюдение ГОСТ 23118-2012, ГОСТ 34347-2017, Федерального закона № 123-ФЗ и профильных сводов правил обеспечивает безопасную и долговечную эксплуатацию резервуаров в инженерных системах.