ما هي الأنواع الثلاثة لخزانات المياه؟ دليل كامل

الأنواع الثلاثة الرئيسية لخزانات المياه هي خزانات المياه المقطعية والخزانات الأسطوانية (المتجانسة) والخزانات المثانية/المرنة . يخدم كل منها تطبيقات متميزة بناءً على متطلبات السعة، وبيئة التثبيت، وقيود المواد، والميزانية. ومن بين هذه الخزانات، تعد خزانات المياه المقطعية هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في المباني التجارية والصناعية نظرًا لتصميمها المعياري ومرونة التجميع في الموقع وقابلية التوسع. إن فهم الاختلافات بين الأنواع الثلاثة يساعد المهندسين ومديري المرافق ومطوري العقارات على اتخاذ الاختيار الصحيح لاحتياجاتهم المحددة لتخزين المياه.

النوع الأول: خزانات المياه المقطعية

خزان المياه المقطعي هو نظام تخزين معياري يتم تجميعه من ألواح فردية مسطحة أو مسبقة التشكيل مثبتة معًا بمسامير في الموقع. عادة ما يتم تصنيع الألواح من GRP (البلاستيك المقوى بالزجاج)، SMC (مركب تشكيل الصفائح)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، وهي متوفرة بأحجام قياسية - الأكثر شيوعًا 1×1 م أو 0.5×0.5 م - السماح بتكوين الخزان بأي أبعاد أو سعة تقريبًا.

كيف يتم بناء الخزانات المقطعية

يتم تسليم الألواح معبأة بشكل مسطح ومثبتة معًا باستخدام مسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ مع حشوات مطاطية EPDM لإنشاء ختم مانع لتسرب الماء. تستخدم قضبان الربط الداخلية أو الأعمدة الداعمة للخزانات التي تتجاوز أبعادًا معينة لمنع انحراف الجدار تحت الضغط الهيدروستاتيكي. يتكون الإطار الأساسي عادةً من الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أو الفولاذ المقاوم للصدأ ويجب أن يكون مستويًا للداخل ±3 ملم لمنع الضغط على مفاصل اللوحة.

المزايا الرئيسية لخزانات المياه المقطعية

• الوصول عبر المساحات الضيقة: تتلاءم الألواح مع المداخل القياسية وأعمدة الرفع، مما يجعل الخزانات المقطعية مثالية لغرف النباتات الموجودة على السطح، والأقبية، وغرف النباتات المحصورة حيث لا يمكن تركيب خزان من قطعة واحدة على الإطلاق.
• قدرة قابلة للتطوير: يمكن توسيع الخزانات عن طريق إضافة لوحات أو تقليلها عن طريق إعادة تكوين التخطيط، مع تكوينات قياسية تتراوح من من 500 لتر إلى أكثر من 1,000,000 لتر .
• التقسيم: يمكن تقسيم الخزانات الكبيرة داخليًا للسماح بتنظيف أو صيانة قسم واحد بينما يظل الآخر في الخدمة - وهي ميزة بالغة الأهمية لإمدادات المياه دون انقطاع في المستشفيات والمباني الشاهقة.
• الامتثال للوائح المياه: تمت الموافقة على خزانات GRP وSMC المقطعية بموجب معايير بس إن 13280 وWRAS (المخطط الاستشاري للوائح المياه) في المملكة المتحدة، مما يجعلها مناسبة لتخزين مياه الشرب.
• الإصلاح والاستبدال: يمكن استبدال الألواح الفردية في حالة تلفها دون إخراج الخزان بالكامل من الخدمة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة طوال عمر الأصل.

التطبيقات المشتركة

تعتبر خزانات المياه المقطعية قياسية في الفنادق والمستشفيات والمدارس وأبراج المكاتب ومراكز البيانات والمرافق الصناعية. كما أنها تستخدم أيضًا في أنظمة إخماد الحرائق حيث توجد كميات احتياطية كبيرة — عادةً من 45.000 إلى 300.000 لتر - يجب الحفاظ عليه وفقًا لمعايير BS 9990 أو NFPA 22.

النوع الثاني: الخزانات الأسطوانية (المتجانسة).

يتم تصنيع الخزانات الأسطوانية أو المتجانسة كوحدة واحدة مستمرة - إما مصبوبة أو ملحومة أو مكونة من مادة واحدة بدون وصلات أو طبقات. تشمل المواد البولي إيثيلين (PE)، والبولي بروبيلين (PP)، والألياف الزجاجية، والخرسانة، والفولاذ المقاوم للصدأ . تتراوح هذه الدبابات من وحدات محلية صغيرة من 200 لتر إلى خزانات خرسانية كبيرة فوق الأرض أو تحت الأرض تحتوي على ملايين اللترات.

الأنواع الفرعية من الخزانات الأسطوانية

• خزانات البولي إيثيلين (PE/HDPE): النوع الأكثر شيوعاً للاستخدام المنزلي والتجاري الخفيف. تم تشكيلها بشكل دوراني في قطعة واحدة، وهي خفيفة الوزن وخاملة كيميائيًا ومثبتة ضد الأشعة فوق البنفسجية. تتراوح السعات القياسية من 200 إلى 50.000 لتر. يزن خزان HDPE النموذجي سعة 1000 لتر حوالي 25-35 كجم ، مما يجعل عملية التثبيت واضحة.
• خزانات أسطوانية من الفولاذ المقاوم للصدأ: يستخدم في تجهيز الأغذية وتصنيع الأدوية وتطبيقات المياه عالية النقاء. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316L مقاومة فائقة للتآكل ويمكن صقله كهربائيًا داخليًا لتلبية معايير النظافة.
• الخزانات الخرسانية (داخل الأرض أو فوق الأرض): تستخدم لإمدادات المياه البلدية الكبيرة ومعالجة مياه الصرف الصحي. يمكن أن تصمد الخزانات الخرسانية المسلحة 10 ملايين لتر أو أكثر ولها عمر خدمة يتجاوز 50 عامًا عند تشييدها بشكل صحيح. ومع ذلك، فهي تتطلب هندسة مدنية كبيرة ولا يمكن نقلها.
• خزانات الألياف الزجاجية (GRP) ذات القطعة الواحدة: أقوى من PE ومتوفر بأحجام أكبر للقطعة الواحدة (تصل إلى 100.000 لتر )، ولكنها تتطلب رافعة للتسليم والتركيب نظرًا لوزنها وحجمها.

حدود الخزانات الأسطوانية

القيد الأساسي هو النقل والوصول. ويجب تسليم الخزان المكون من قطعة واحدة سليمًا، مما يعني أنه لا يمكنه المرور عبر نقاط الوصول المحظورة. للدبابات أعلاه تقريبا 5000 لتر ، عادةً ما يكون الوصول إلى الرافعة مطلوبًا. بمجرد تركيب الخزان المتجانس في المبنى، لا يمكن إزالته أو نقله بسهولة - على عكس الخزان المقطعي الذي يمكن تفكيك ألواحه.

النوع الثالث: المثانة وخزانات المياه المرنة

خزانات المثانة، والمعروفة أيضًا باسم خزانات الوسادة أو خزانات تخزين المياه المرنة، مصنوعة من مادة TPU (البولي يوريثين الحراري)، أو PVC، أو القماش المطلي بـ EPDM. وهي مصممة بحيث تنهار تمامًا عندما تكون فارغة وتتوسع إلى سعتها الكاملة عند ملئها. وتتراوح القدرات من صغيرة مثل 100 لتر حتى 5,000,000 لتر لعمليات الانتشار العسكرية الكبيرة أو عمليات الإغاثة في حالات الكوارث.

حالات الاستخدام الأساسي

• الإغاثة في حالات الطوارئ والكوارث: يمكن نقل الخزانات المثانية جواً ونشرها في غضون ساعات، مما يوفر تخزينًا فوريًا لمياه الشرب في مناطق الفيضانات أو الزلازل أو الصراعات. أ 10.000 لتر يمكن تعبئة خزان المثانة في حجم أقل من 1 متر مكعب عندما يكون فارغًا.
• العمليات الميدانية العسكرية: تستخدم القوات المسلحة خزانات كبيرة لتخزين الوقود والمياه في قواعد العمليات الأمامية حيث لا تتوفر بنية تحتية صلبة.
• الزراعة والري: تُستخدم الخزانات المرنة لتخزين المياه مؤقتًا خلال مواسم الري ويمكن نقلها في نهاية الموسم.
• إمدادات المياه في موقع البناء: التخزين المؤقت لخلط الخرسانة، وإخماد الغبار، ومرافق الرعاية الاجتماعية في مواقع البناء النائية.

حدود خزانات المثانة

خزانات المثانة ليست مناسبة للمنشآت الدائمة التي تتطلب معايير النظافة والسلامة الهيكلية وعمر الخدمة الطويل. غشاء النسيج عرضة للثقب وتدهور الأشعة فوق البنفسجية مع مرور الوقت. تقوم معظم الشركات المصنعة بتقييم خزانات المثانة 10-15 سنة من عمر الخدمة في ظل الظروف العادية، مقارنة ب 25 سنة لخزانات GRP المقطعية أو الفولاذ المقاوم للصدأ عالية الجودة. كما أنها غير معتمدة للحصول على إمدادات مياه الشرب الدائمة بموجب معظم لوائح البناء.

مقارنة جنبًا إلى جنب بين أنواع الدبابات الثلاثة

مواد خزان المياه المقطعية: GRP مقابل SMC مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ

داخل الخزانات المقطعية على وجه التحديد، يؤثر اختيار المواد بشكل كبير على الأداء والتكلفة والملاءمة. تتمتع كل من المواد الثلاث السائدة في الألواح بخصائص مميزة:

ألواح GRP (البلاستيك المقوى بالزجاج).

يتم تصنيع ألواح GRP يدويًا أو تشكيلها آليًا باستخدام حصيرة من الألياف الزجاجية والبوليستر أو راتينج إستر الفينيل. إنها توفر مقاومة ممتازة للتآكل، وموصلية حرارية منخفضة (تقليل زيادة درجة الحرارة في المياه المخزنة)، وعمر خدمة يصل إلى أكثر من 30 عاما . ومع ذلك، فهي أثقل من لوحات SMC ويمكن أن يكون التعامل معها أكثر صعوبة أثناء التثبيت.

ألواح SMC (مركب تشكيل الألواح).

يتم تشكيل ألواح SMC بالضغط تحت حرارة وضغط عاليين، مما ينتج منتجًا أكثر اتساقًا من ألواح GRP الموضوعة يدويًا. فهي أخف وزنًا، ولها سطح داخلي أكثر سلاسة يقاوم تكوين الأغشية الحيوية، وهي الخيار الأكثر شيوعًا للخزانات المقطعية الحديثة في المباني التجارية. تتوافق لوحات SMC مع BS EN 13280 وتمت الموافقة عليها لتخزين مياه الشرب بموجب إرشادات WRAS.

ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ (درجة 304 أو 316)

توفر الخزانات المقطعية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أعلى معايير النظافة وهي مفضلة في التطبيقات الصيدلانية وتجهيز الأغذية والتطبيقات عالية النقاء. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316 مقاومة فائقة لتآكل الكلوريد، مما يجعله الخيار المناسب في البيئات الساحلية أو حيث يتم تخزين المياه ذات المحتوى العالي من الكلوريد. المقايضة هي التكلفة: عادةً ما تكون الخزانات المقطعية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 40-70٪ أكثر تكلفة من تكوينات SMC المكافئة.

كيفية اختيار نوع الخزان المناسب لمشروعك

يتطلب اختيار نوع الخزان المناسب تقييم عدة عوامل مترابطة. استخدم معايير القرار التالية كنقطة بداية منظمة:

1. الوصول إلى موقع التثبيت: إذا كان الخزان يجب أن يمر عبر الممرات أو أعمدة الرفع أو المداخل الضيقة، فإن الخزان المقطعي أو خزان المثانة هو الخيار الوحيد القابل للتطبيق. تتطلب الخزانات الأسطوانية المتجانسة الوصول إلى الرافعة المفتوحة أو السيارة.
2. القدرة المطلوبة: بالنسبة للسعات التي تقل عن 5000 لتر في المواقع المفتوحة، عادةً ما يكون الخزان الأسطواني المصنوع من البولي إيثيلين هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة. بالنسبة للسعات الأكبر في المباني، تعتبر الخزانات المقطعية قياسية. بالنسبة للكميات الكبيرة المؤقتة، تكون خزانات المثانة أكثر عملية.
3. دوام التثبيت: تتطلب أنظمة مياه الشرب الدائمة في المباني التجارية أو العامة خزانات مقطعية أو متجانسة بموافقة تنظيمية كاملة. تناسب التطبيقات المؤقتة أو القابلة للنقل الخزانات الأسطوانية أو الخزانات المصنوعة من البولي إيثيلين.
4. متطلبات جودة المياه والنظافة: يجب على المستشفيات ومصانع الأدوية والمرافق الغذائية تحديد خزانات مقطعية أو أسطوانية من الفولاذ المقاوم للصدأ مع شهادة WRAS أو NSF 61 الموثقة.
5. متطلبات إخماد الحرائق: يجب على المباني التي تتطلب تخزينًا احتياطيًا للحريق بموجب BS 9990 أو NFPA 22 أن تستخدم خزانات مقطعية مجزأة، والتي تسمح لقسم واحد بالبقاء على اتصال أثناء صيانة الآخر.
6. الميزانية: تعتبر الخزانات الأسطوانية المصنوعة من البولي إيثيلين أقل تكلفة أولية للكميات الصغيرة. توفر خزانات SMC المقطعية أفضل قيمة طويلة المدى للتطبيقات التجارية المتوسطة والكبيرة. تتمتع الخزانات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والخرسانة بأعلى تكلفة أولية ولكن بعمر خدمة أطول.

متطلبات الصيانة عبر أنواع الخزانات الثلاثة

تتطلب جميع خزانات المياه الصالحة للشرب فحصًا وتنظيفًا منتظمًا للامتثال للوائح نظافة المياه. في المملكة المتحدة، BS 8558 وإرشادات HSE's Legionella (L8) تتطلب فحص صهاريج تخزين الماء البارد سنويًا على الأقل وتنظيفها عند الضرورة. تختلف متطلبات الصيانة حسب نوع الخزان:

• الخزانات المقطعية: تسمح فتحات الفحص الموجودة على ألواح السقف بالوصول الداخلي دون إيقاف التشغيل. تتيح التصميمات ذات الحجيرة المزدوجة إمكانية التنظيف قسمًا تلو الآخر دون انقطاع العرض. يجب فحص الحشيات والمفاصل المثبتة بمسامير كل مرة 5 سنوات لعلامات التدهور.
• الخزانات الأسطوانية: يجب فحص خزانات البولي إيثيلين خارجيًا بحثًا عن التدهور الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية والتشقق وتغير اللون. تسمح فتحات الوصول بالفحص الداخلي. تتطلب الخزانات ذات الحجرة الواحدة انقطاع العرض أثناء التنظيف.
• خزانات المثانة: يجب تصريفها وفحصها وتنظيفها بعد كل عملية نشر. يجب فحص غشاء القماش بحثًا عن التآكل والتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية وسلامة التماس. تمثل المياه الراكدة على المدى الطويل في خزانات المثانة خطرًا أعلى للتلوث البيولوجي مقارنة بالبدائل الصلبة.