Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Архитектура инженерных сооружений

Сооружения для хранения жидких продуктов


Сооружения для хранения жидких продуктов

Емкостные сооружения.

Классификация.

Емкостные сооружения могут быть классифицированы по следующим признакам:
— функциональности: для хранения или технологические (отстойники, сгустители и др.);
— виду хранимой жидкости: для воды, нефти, бензина, масла, спирта, керосина и др.;
— мощности: малые (от 200 до 500 м3), средние (от 500 до 5000 м3) и большие (от 5000 до 30 000 м3, более 240 000 м3);
— месту расположения на участке: надземные, наземные, заглубленные и подземные;
— объемно-планировочному решению: открытые или крытые; круглые или прямоугольные (в плане), призматические, цилиндрические, мультицилиндрические, сферические или в виде капли (сфероиды), простые или составные;
— расположению объема:
— горизонтальные и вертикальные (низкие при Н<В или высокие при Н>В);
материалу:
— металлические (однослойные и многослойные) или Железобетонные (монолитные или сборные).

Рис. 0. Архитектура бункерных зданий

Рис. 1. Пример решения группы бункеров

Технические характеристики. Особенности различных видов резервуаров:
1) резервуары служат для хранения воды, используемой на питьевые, производственные и противопожарные нужды. Они оборудуются трубами: всасывающей, предназначенной для различных Целей (при необходимости уровень неприкосновенного противопожарного запаса воды должен быть ниже уровня, на котором устанавливается отводящий, т. е. всасывающий трубопровод), переливной и грязевой. Резервуары могут быть напорными. При расположении на повышенных отметках рельефа они регулируют напор и используются как водонапорные башни с тем преимуществом, что являются более экономичными. Их вместимость составляет от 50 до 3000 м3, а иногда и более. Для них необходимо обеспечить герметичность, стерильность и долговечность;
2) резервуары для нефти и нефтепродуктов оснащаются трубопроводами для заполнения и стока; люком для проветривания, чистки, осмотра и отбора проб; клапанами, выпускающими нефтяные пары при повышении давления и пропускающими воздух при образовании вакуума, измерительными приборами; устройствами дистанционного управления для заполнения и отвода нефти и нефтепродуктов; приспособлениями, подающими пену при возникновении пожара; отопительными устройствами для резервуаров, предназначенных для хранения тяжелых, быстро сгущающихся нефтепродуктов.

Рис. 2. Примеры блокировки 6v« керов со зданиями

Рис. 3. Виды резервуаров
а — по форме; б — в зависимости от их размещения на земле; в — секционные решения

Чтобы предотвратить потери легких фракций в результате испарения при частом наполнении и опорожнении резервуара, а также уменьшить суточные перепады температуры, необходимо сократить объем надзеркального пространства (особенно для южных районов). Для этой цели предусматривается использовать плавающее покрытие (понтонного типа) с герметизирующим устройством; плавающую пластмассовую мембрану или плавающий слой искусственной пены; соединить газовые пространства нескольких резервуаров с газгольдерами; применять специальные устройства для улавливания бензиновых паров, дроссельное выравнивание давления в отдельных резервуарах и др.

Легкие нефтепродукты можно хранить и при высоком давлении (до 68 600 Па в вертикальных и горизонтальных цилиндрических резервуарах). Такие резервуары целесообразно использовать для продолжительного хранения нефтепродуктов и при кратности обмена один раз в месяц. Легковоспламеняющиеся составы (температура воспламенения паров до 45°С) и горючие жидкости (температура воспламенения выше 45°С) хранятся в цистернах. В соответствии с видом хранимой жидкости определяют и способы противопожарной защиты (включая и молниезащиту), подробно изложенные в специальных инструкциях;

3) технологические резервуары — отстойники, сгустители и др. Чаще всего они бывают открытыми, оснащаются мостиками шя прохода и осмотра, механизмами для очистки от осадка и др. Резервуары должны соответствовать принятому технологическому процессу.

Рис. 4. Объемно-планировочное и конструктивное решение крытого надземного резервуара с одной внутренней опорой

Резервуары имеют следующие конструктивные элементы: стенки, внутренние опоры, днище (плоское, сферическое или в виде конуса) и покрытие (с плоским, сферическим или конусовидным очертанием).

Выбор материала и конструкции определяются свойствами жидкостей и требованиями к их хранению. Металлические резервуары применяют для хранения легких жидкостей, светлых нефтепродуктов, аммиака, спирта и др. Современные резервуары изготовляют из полотнищ листовой стали, которые в свернутых рулонах доставляются на строительную площадку и затем свариваются; они могут быть цилиндрическими, стянутыми стальными лентами для последующего предварительного напряжения, и др. Известны и сборно-разборные резервуары для временного хранения масла и других густых жидкостей. Их изготовляют вместимостью 100—1600 м3. В этом случае металлические листы соединяют болтами, швы уплотняют специальными нефтестойкими резиновыми уплотнителями и покрывают лаком.

Железобетонные резервуары значительно экономичнее, чем металлические, но при больших размерах необходимо принимать специальные меры против образования трещин. Их используют преимущественно для хранения воды, нефти и темных нефтепродуктов. Железобетонные резервуары изготовляют монолитными или сборными. При вместимости 200—1000 м3 и особенно при диаметре свыше 50 м их целесообразно покрывать куполом, а при вместимости больше 1000 м3 — грибообразной плитой с колоннами с шагом 4—6 м и предварительно напряженной стенкой. Плавающее покрытие резервуаров применяют в том случае, когда кратность обмена превышает 10 раз в год. При меньшем обороте достаточно устройства диафрагмы.

Конструкция днища резервуара зависит от конструкции покрытия (например, с внутренней сеткой колонн или с одной колонной посередине), характера застраиваемого участка и характеристик грунтов.

Бетонные поверхности резервуаров должны быть защищены от воздействия агрессивной жидкости пластмассовой, керамической или стеклянной облицовкой, а также из свинца или нержавеющей стали либо металлизированным или лаковым покрытием. Плиту покрытия изолируют сверху асфальтовым кровельным материалом. При высоком уровне грунтовых вод гидроизоляция делается для стен и днища (независимо от дренажа). Стенкам придают внутренний наклон ‘/is—V20, а днищу— ‘/юос к водосборному приямку. В месте соединения стен с покрытием делается борт для восприятия горизонтальных усилий. Прямоугольные большие резервуары можно разделить на камеры, стенки которых используют как промежуточные опоры. Они должны быть разделены хорошо уплотненными деформационными швами, а изоляция их должна иметь

Рис. 6. Примеры решения резервуаров — га емных, надземных и заглубленных

Размещение резервуаров для легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на генпланах должно отвечать противопожарным требованиям. В соответствии с температурой воспламенения определяют площадь зеркала поверхности жидкости и общую вместимость резервуара.

Архитектурные требования. Можно говорить главным образом об архитектуре наземных и надземных резервуаров. Их высота невелика: от 3,5 до 10—12 м и редко больше (#=20 м или £> = 90 м — в Японии), но в отдельных случаях достигает 80 м. Иногда резервуары имеют большой диаметр (от 20—25 м до 150 м), благодаря;

чему становятся заметными на фоне ландшафта, легких этажерок и эстакад, которые часто проходят вблизи резервуаров (особенно на нефтехимических комбинатах). Вертикальные резервуары активно вписываются в ландшафт и воспринимаются с большего расстояния, чем горизонтальные. К силуэту вертикальных резервуаров предъявляются определенные требования; при решении горизонтальных резервуаров особое внимание следует уделять выбору Деталей, цвета и фактуры.

Для резервуаров характерны круглые и различные овальные формы.

Рис. 7. Пластические формы резервуаров

Рис. 8. Размещение резервуаров на генплане

Резервуары следует размещать на площадках с твердым грунтом и естественным уклоном для быстрого стока дождевых вод. При возведении подземных и заглубленных резервуаров следует учитывать наличие грунтовых вод.

В решении объектов складского хозяйства необходимо использовать все те же композиционные средства: ритм, метр в компоновке отдельных элементов, создавая общую уравновешенную композицию. Благодаря этому облегчается прокладка подземных коммуникаций и наземного автомобильного или железнодорожного транспорта. Рекомендуется объединять в зоны резервуары по их размерам и виду хранимого продукта. Резервуары должны находиться один от другого и от соседних объектов на расстоянии, отвечающем требованиям противопожарной безопасности; они должны быть связаны с. рельсовым, водным или автомобильным путем (обязательно) . Автодорожная сеть должна иметь сквозные проезды. Технологические резервуары, включенные в технологические линии и потоки, необходимо размещать таким образом, чтобы они хорошо вписывались в панораму.

Оформление резервуаров может осуществляться различными методами в зависимости от того, являются ли они надземными, подземными или заглубленными, крытыми или открытыми.

Резервуары имеют дополнительные элементы: лестницы, переходные мостики (в некоторых случаях), люки для входа человека и люки для проветривания (питьевой воды), молниеприемники и др.

Применительно к надземным резервуарам архитектурные принципы можно систематизировать следующим образом:
1) подбор композиционно-ориентированных форм с подчеркиванием одного из трех измерений. Применение новых материалов (полимерных и др.) может привести к созданию новых форм. Форма должна способствовать уменьшению надзеркального пространства, особенно в районах с жарким климатом;
2) композиционное единство. Не рекомендуется создание дополнительного вертикального объема, даже решетчатого (например, для лестницы). Наилучшее впечатление достигается, когда лестница примыкает непосредственно к объему резервуара. Отдельно стоящей лестница может быть решена в случае, если она обслуживает достаточное количество резервуаров и связана с ними переходными мостиками. В таком случае этот объем должен сочетаться с ними по материалу, форме ограждений и пола, а также по цвету;
3) зрительное освобождение резервуаров от дополнительных элементов: смотровых площадок, перил и лестниц. Эти элементы должны иметь ажурный силуэт, а по форме подчинены главному объему и контрастны по цвету. Необходимо использовать функциональный колорит; тяжелому объему резервуара придать более легкий, светлый тон, а дополнительным элементам — кодовую или сигнальную окраску. Обязательные функциональные цвета являются определяющими в цветовой динамике. Имеются примеры использования цвета для приобщения резервуаров к окружающей среде;

Рис. 9. Пример решения резервуара-здания «Резервуар дьо лила», Франция

4) меры по уменьшению перегрева поверхности резервуара.

Они сводятся к следующему:
— использованию светлых тонов окраски резервуаров, которые Должны иметь фактуру поверхности, отражающую солнечную радиацию (например, алюминиевый лак);
— применению внутреннего орошения водной струей крытых резервуаров, особенно в самое жаркое время дня;
— созданию подходящей макросреды, которая не благоприятствовала бы сильному нагреванию окружающего воздуха, например за счет травяных площадок.

Интересным является решение надземного «Резервуара дьо лила» во Франции вместимостью 200 000 м3, построенного в 1966 г.

Рис. 10. Примеры решения молниеза-щиты резервуаров

Рис. 11. Использование суперграфики для окраски резервуаров (фабрика «Мика пневматик» в г. Гейте, Бельгия) ~

Это — двухэтажное здание — сооружение с внешними периметральными галереями шириной 5,65 м и одним средним коридором шириной 10 м, который разделяет резервуар на два блока. Высота резервуара 16,8 м.

Интересен также металлический резервуар, созданный в штате Вашингтон (США). Он имеет вместимость 100 ООО м3 и высоту 10 м. Стены выполнены из металлических сварных листов, обеспечивающих полную герметичность (при давлении). В резервуаре хранится вода для населенных пунктов и предприятий.

К крытым заглубленным резервуарам предъявляются менее жесткие эстетические требования. Высота резервуаров составляет до 2 м и воспринимается преимущественно с более высоких точек. Возможны два варианта: заглубленные резервуары с видимым покрытием и надземные резервуары, засыпанные землей. В первом варианте они могут быть интересным объектом, особенно когда покрытие имеет форму плоского купола, а во втором —существенным моментом будет оформление насыпи и площадки. Зеленые насаждения на резервуаре не допускаются из-за биологического воздействия корней, которые могут повредить гидроизоляцию, и из-за соответствующей периодической профилактики. Чтобы не перегревалось покрытие резервуара, можно предусмотреть вместо земляной насыпи водный слой, который более активно понижает температуру при больших тепловых нагрузках. Эта система, однако, более подходяща для районов, где температура воздуха зимой не бывает ниже 0°С. Необходимо обеспечить отвод атмосферных осадков с площадки и дренаж грунтовых вод. Ограждение площадки должно быть легким и прозрачным по эстетическим соображениям, а также для упрощения наблюдения и охраны.

В иностранной практике есть интересные примеры решений подводных резервуаров. Такой резервуар для нефти построен в Аравийском заливе. Он расположен на глубине 48 м вблизи от места добычи нефти. Имеет диаметр 82 м и высоту 62,5 м, дно резервуара имеет анкеры; загружается и разгружается через выступающую горловину, откуда нефть поступает прямо в танкеры.

Заглубленные открытые резервуары практически не видно над поверхностью земли, из-за чего они принимают значительно меньшее участие в общей панораме. При рассмотрении их дополнительных элементов (переходные мостки, перила и др.) следует руководствоваться требованиями, изложенными выше.

Водонапорные башни

Назначение и классификация. Водонапорные башни представляют собой резервуары для регулирования давления воды в водопроводной сети (по гравитационному принципу) и обеспечения равномерного ее потребления.

Их можно классифицировать по следующим признакам:
— вместимости бака и виду используемых вод:
— питьевых, промышленных, сельскохозяйственных, для противопожарных целей и др. Эти башни имеют вместимость бака от 15 до 800 м3 и более;
— объемно-планировочному решению: с коридором-галереей или без него; с опорной частью в виде ствола или каркаса, закрытой или ткрытой;
— как самостоятельное сооружение или сблокированное с трубой, обзорной галереей, зданием, с одним, двумя и более резервуарами на разных уровнях и для различного вида воды;
— конструкции бака и его дна;
— высоте: от 6 до 42 м и более.

Технические характеристики: водонапорные башни состоят из опорной части (ствол, каркас); лестницы для подъема на бак, бака, осмотровых галерей (коридора или открытой смотровой площадки) и дополнительных помещений, объединенных в один блок.

Высота башни (от 14 до 40 м и более) определяется путем гидравлического расчета применительно к водопроводной сети с учетом рельефа участка строительства. Вместимость бака различна: от 20—30 до 2000—3000 м3 и более (обычно до 800 м3). При малом расходе производственной воды рекомендуют водонапорные баки объединять с резервуарами для питьевой воды.

Водонапорные башни оборудуются теми лее трубопроводами, что и резервуары для воды: подающим и отводящим, для полного выкачивания воды и для очистки. Информацию об уровне воды в резервуаре дают измерительные и сигнальные устройства.

Баки для производственной и противопожарной воды обычно строят без галерей (с целью экономии). Однако вокруг баков с питьевой водой обязательно должны быть галереи шириной 60— 100 см, которые нужно отапливать в холодное время года. Баки без обходного коридора следует оборудовать открытой смотровой площадкой и люками для входа сверху (размером 1,25—2 м).

При открытой опорной части башни трубопроводы должны иметь тепловую изоляцию. Они связаны с баком посредством компенсаторов, воспринимающих температурные расширения и вибрации. На водонапорных башнях устанавливают молниеприемники, а в отдельных случаях и световую сигнализацию.

Материалы и конструкции. В плане резервуары имеют форму круга, которая статически наиболее благоприятна. Дно может быть плоским, усиленным ребрами, а при диаметре более 4 м выполненным по системе «Реут». При еще больших размерах дно может иметь сферическую форму или быть выполнено по системе «Инце». Покрытие также может быть решено в виде конической сферы или шатра с вентиляционной шахтой в центре.

При небольшой вместимости бака подпорная часть состоит из четырех колонн, связанных поперечными балками под баком и расположенных на отдельных фундаментах. При значительной вместимости бака число колонн увеличивается от 6 до 12. Они могут быть вертикальными или иметь слабый наклон внутрь, но должны быть обязательно связаны по высоте кольцами, расположенными через 4—5 м друг от друга, образуя пространственную систему, которая опирается на отдельные фундаменты, на опорное кольцо или на плиту.

Полностенная опорная часть (ствол) тоже может быть пространственной системой, особенно когда выполняется из бетона (rf = 12-М 5 см). Открытая галерея опирается на легкие консоли, а закрытая — на железобетонную плиту. Галерея ограждается легкой стеной, связанной с консольными колоннами. Галерея может иметь форму многоугольника при круглом резервуаре. Конструктивные решения водонапорных башен обладают большими возможностями для создания разнообразных архитектурных ансамблей.

Рис. 12. Конструктивные и объемно-пространственные решения водонапорных башен (резервуара и опорной части) соответственно емкости их баков

Рис. 13. Некоторые конструктивные особенности водонапорных башен
а — при галерее на всю высоту бака; б — при галерее не на всю высоту

Рис. 14. Примеры архитектурного решения небольших водонапорных башен

Архитектурная композиция. Водонапорные башни активно участвуют в формировании силуэта и архитектуры промышленного комплекса. Вместе с тем они являются элементами, которые могут удачно разнообразить архитектуру производственных зданий и окружающую природную среду.

В архитектурном аспекте башни можно воспринимать как объект:
а) уникальный, который проектируют столь же тщательно, как и крупное здание или сооружение, не подчеркивая вертикального направления;
б) функционально-технологический. Если бак имеет малый размер, башня превращается в вертикальный объект. Он выделяется из панорамы и воспринимается как активный элемент в композиции и общем силуэте. В отличие от промышленных труб, которые из-за необходимости сокращения до минимума дымоходов размещаются ближе к зданиям, водонапорные башни не связаны со зданиями и могут размещаться более свободно. Желательно располагать их на благоустроенной территории, покрытой травой, и в виде исключе-ниЯ — рядом с невысокими объемами зданий и сооружений;
в) сблокированный со зданием, имеющим другую функцию: метеорологический пункт, бельведер, силосы (например, в Копенгагене) , бассейн для плавания ( в Росилде), городской совет, служба водоснабжения и др. Несмотря на однородность функций в некоторых случаях, такая архитектурная интеграция с трудом приводит к положительным результатам. Поэтому подобные комбинации не рекомендуются в качестве современной целенаправленной концепции.

При решении общей композиции водонапорной башни необходимо руководствоваться следующими принципами:
— чем башня выше, тем зрительно более легкой она должна выглядеть;
— башня должна иметь максимально полезный объем с высоким коэффициентом полезного действия. Обстройку бака коридором для наблюдения и отопления следует сводить к минимуму;
— в силуэте должен выявиться основной объем бака, для которого подыскивают подходящую форму и пропорции (hi : Di);
— доступ в обходной коридор должен осуществляться через люки; необходимо избегать устройства консольного выступа последнего лестничного марша вне ствола;
— определять соотношение между технически необходимой высотой башни Н и высотой бака Р, предпочитая обратно пропорциональную зависимость (при более высокой башне—меньший по объему резервуар). Для низко расположенных больших баков нужно искать другое решение, не в виде башни;
— чтобы уменьшить отрицательное воздействие массы высокорасположенного бака, необходимо стремиться к большей пластичности формы;
— рационально использовать цвет. Желательно, чтобы при выборе цвета и фактуры исходили из структуры материала; рекомендуется применять бетон без фактурного слоя или вводить добавки, придающие светлый тон. Светлый резервуар, особенно без галереи, Меньше подвергается перегреву в летние месяцы;
— изучить композиционную роль башни в формировании силуэта жилого или промышленного района.

Оформление элементов должно быть подчинено основной композиционной идее. Объем бака следует зрительно отделить от опорной части: используя нужный материал либо путем объемной трактовки, изменения фактуры и цвета фасадных поверхностей. Это усиливает контраст между линейными формами опор и плоскостями бака.

Рис. 15. Примеры участия свободно стоящей водонапорной башни в общей композиции

Рис. 16. Примеры участия водонапорной башни в композиции со зданиями или с промышленными трубами

Рис. 17. Влияние пропорций резервуара и его опорной части на зрительное восприятие

Рис. 18. Примеры водного резервуара в композиции с промышленной трубой

Опоры находятся ближе всего к наблюдателю и своим естественным или усиленным ракурсом подчеркивают высоту всего сооружения. Вот почему при их архитектурном оформлении необходимо учитывать особенности зрительного восприятия. Цилиндрическая массивная опора — устаревшее решение, к тому же неэстетичное. Она находится в явном противоречии с общей тенденцией к облегчению форм. Элементы, выполненные методом скользящей опалубки, могут заменить сборный предварительно напряженный железобетон. Необходимо, чтобы в общем решении опорной части и бака находил отражение технический прогресс, достигалась большая легкость опорной конструкции, что определяет и современную эстетическую форму сооружения.

Существенное значение при восприятии открытой опорной части имеют и лестницы. Спиральное расположение их может объединить композицию. Однако применение лестницы усложняет проектирование, поэтому конструкторы стремятся освободиться от нее. Вот почему варианты устройства лестниц необходимо продумывать особенно тщательно, начиная с первых же эскизов. Важным конструктивным узлом является переход от лестницы к галерее. Для его решения можно с успехом применить кольцевую площадку, расположенную под резервуаром (на расстоянии 2,5 м). Обзорную площадку обычно размещают в наиболее высокой части или близко от этого уровня (при наличии вентиляционного устройства наверху).





Похожие статьи:
Требования к содержанию интерьера

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Архитектура инженерных сооружений

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум