استفاده از مخازن هوایی و طراحی مخازن آب هوایی در تمام کشورها رواج دارد، با استفاده از این روش می‌توان ذخیره و تامین فشار آب را بسیار موثر و کاربردی انجام داد. اگر کمی دقت کرده باشید، در بسیاری از مناطق شهری و یا شهرک‌های صنعتی حتما مخازن هوایی را دیده‌اید که در ارتفاع و روی پایه‌هایی واقع شده‌اند. این برج‌های ذخیره آب دارای نام‌هایی مانند مخزن آب هوایی، منبع آب هوایی و یا تانکر آب هوایی می‌باشند.
در حال حاضر مخازن آب هوایی عمدتا از جنس فلز ساخته می‌شوند و دارای شکل و شمایل شبیه به هم هستند. این مخازن تقریبا همه جا دیده می‌شوند، به‌خصوص در مکان‌هایی که دارای محلات متراکم و تراکم جمعیت زیادی باشند. در زمان‌های قدیم که مشکل کم آبی و افزایش جمعیت بسیار کم بود، این مخازن ذخیره آب دارای نقش بسزایی در تامین آب شهرها و شهرک‌های صنعتی بودند که همچنان نیز در تمام نقاط دنیا کاربردی و با اهمیت هستند.
مخزن ذخیره آب هوایی چیست؟
مخزن ذخیره آب هوایی یک منبع ساخته شده از جنس پلاستیک یا فلز و … می‌باشد که برای نگهداری و ذخیره آب برای مصارف مختلفی مانند کشاورزی، دامپروری و … کاربرد دارد. احتمالا شما نیز بارها مخزن های ذخیره آب هوایی که به شکل برج هستند را در نقاط مختلف شهری و بین شهری مشاهده کرده‌اید. این مخازن به دلیل امکان انباشت حجم بالای آب و همچنین ایجاد فشار زیاد آب به هنگام خروج از مخزن (به دلیل اینکه در ارتفاع قرار گرفته‌اند) محبوبیت بالایی دارند.
نصب مخزن آب هوایی از طریق فونداسیونی مستحکم و پایه‌هایی نگهدارنده (که محل قرارگیری مخزن در ارتفاع هستند) انجام می‌گیرد. این نکته را نیز باید بیان کرد که در برخی از مناطق کوهستانی و مرتفع، می‌توان نصب هوایی مخزن ذخیره آب را بدون نیاز به پایه نگهدارنده و روی تپه‌ها یا صخره‌های دارای سطح صاف، انجام داد.
چگونگی طراحی مخازن بتنی و فلزی
طراحی مخازن آب بتنی و فلزی هوایی و دفنی دسته‌بندی‌های متفاوتی دارد. مخازن با توجه به مواد و مصالحی که برای ساخت آن‌ها استفاده شده است به دو نوع فلزی و بتنی تقسیم می‌شوند و با توجه به موقعیت قرار گیری به دو نوع هوایی و دفنی تقسیم می‌شوند. طراحی مخازن آب هوایی بتنی و فلزی هوایی و دفنی با توجه به نوع کاربردی که دارند انجام می‌شود و این طراحی بر اساس نیاز موجود انتخاب خواهد شد.
طراحی مخازن آب هوایی بتنی و فلزی
در طراحی مخازن هوایی، فشار موردنظر برای جریان مایعات بر اساس به‌وجود آمدن ارتفاع مخزن از زمین و پدید آمدن اختلاف نیروی جاذبه تامین می‌شود. برای انجام طراحی این مخزن‌ها در ارتفاع باید مدلسازی دقیقی انجام گیرد زیرا وزن مخزن طراحی شده که بتنی یا فلزی است به همراه حجم مایع درون آن در ارتفاع به سازه‌های قدرتمندی نیاز دارد تا بتواند تعادل خود را حفظ کند.
مخازن آب هوایی دارای سه بخش هستند که شامل:
- مخزن یا محفظه نگهدارنده مایع: این بخش در بالاترین قسمت سازه قرار گرفته است تا بتواند بیشترین اختلاف گرانش را داشته باشد.
- فونداسیون: به شکل‌های متفاوتی مانند گسترده یا نواری می‌باشد که تشکیل دهنده بخش زیرین است تا بتواند مقاومت سازه را تامین کند و از آسیب‌هایی مانند فرو ریختن و لغزیدن جلوگیری کند.
- قسمت میانی یا پایه‌ها: این بخش باعث می‌شود که مخزن یا محفظه ارتفاع بگیرد که معمولا به شکل بتنی کامل و یا سازه‌های فلزی می‌باشند.
طراحی و محاسبه هر یک از قسمت‌های مخازن آب هوایی بتنی و فلزی به تخصص نیاز دارند و محاسبات آن باید به‌صورت دقیق انجام شود تا از وقوع مشکلات احتمالی جلوگیری شود. برخی از شرایط ویژه‌ای که برای طراحی مخازن آب هوایی باید در نظر گرفته شوند شامل موارد زیر می‌باشند:
- پر بودن کامل مخزن
- وزیدن باد شدید در صورت خالی بودن مخزن
- قرار گرفتن بار اضافی مانند برف بر روی آن
- مقاومت در برابر لرزش‌های ضعیف
طراحی مخازن هوایی آب
برای طراحی مخازن هوایی آب ابتدا باید حجم مخزن هوایی مشخص شود که برای تعیین حجم مفید مخازن آب هوایی آب تصفیه شده می‌توان 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 به خط لوله و از کار افتادن پمپ‌ها بایستی در مخزن موجود باشد
- اگر میزان آسیب‌پذیری تاسیسات آبرسانی بالا باشد و احتمال زیاد قطع برق و نداشتن سیستم برق اضطراری وجود داشته باشد.
- در مواردی که از پمپ استفاده می‌شود
- و یا محدودیت امکانات و اجرای تعمیرات سریع خطوط و یا سایر تاسیسات آبرسانی باشد و …
این موارد جز عواملی هستند که باعث می‌شوند ظرفیت مخازن آب هوایی بزرگتر در نظر گرفته شوند.
تفاوت طراحی مخازن آب هوایی و دفنی
یکی از مهم‌ترین تفاوت‌هایی که در طراحی مخازن آب هوایی و دفنی وجود دارد، نوع کاربرد آن‌ها می‌باشد. مخازن دفنی در شرایطی استفاده می‌شود که حساسیت‌های زیادی وجود داشته باشد. یکی از کاربردهای اصلی مخازن دفنی، ذخیره سوخت است. این مخزن ها درون زمین قرار داده می‌شوند و بیشتر مصارف صنعتی دارند. برای طراحی مخازن آب هوایی و دفنی نکات زیادی باید در نظر گرفته شود تا طراحی این سازه‌ها به شکل استاندارد انجام شود و بهترین عملکرد را داشته باشند. کمک گرفتن از نیروهای ماهر و متخصص اولین قدم برای ساخت این نوع مخازن می‌باشد.
عوامل موثر در انتخاب ابعاد و شکل مخازن آب هوایی
برای انتخاب حجم مخازن آب هوایی برخلاف مخازن زمینی، باید صرفه‌جویی کرد، زیرا اگر بر حجم این مخازن افزوده شود، هزینه ساخت آن نیز بسیار افزایش پیدا می‌کند و اگر در حجم‌های بسیار بالا ساخته شوند با اشکلات فنی و اقتصادی زیادی مواجه خواهند شد. باید گفت که برای ساخت مخازن آب هوایی به هزینه‌ای سه تا پنج برابر مخازن آب زمینی که هم حجم هستند نیاز است. به همین دلیل طرح مخازن آب هوایی تنها زمانی صحیح است که به بلندی‌های طبیعی در نزدیکی منطقه دسترسی وجود نداشته باشد.
ثبت ديدگاه