高层建筑薄壁大吨位不锈钢屋顶水箱应用研究
高层建筑薄壁大吨位不锈钢屋顶水箱应用研究
＝23.2m3
根据以上计算得屋顶水箱贮水容量Vt必须大于23.2m3。为安全供水，确保生活蓄水高程和扩大液控调节范围，结合实践经验Vt定为48m3为宜。
[NextPage] 2.2.2 消防自救蓄水容量的计算此建筑归于二类高层建筑，室内配备消火栓防火设施每股(50-19双头消火栓）系统设计流量8L／s～10L／s，现配备3股系统，则其消防给水总量Qgx为30L／s。屋顶不锈钢水箱组应同时满足储存T初=10min的自救消防水量。
则其贮水量：Vx＝Qgx×T初
＝30×10×60／1000
＝18(m3)
依据消防规范当室内消防用水量超过25L／s，经计算水箱消防贮水量超过18m3时，仍可采用18m3。在实际运作中，按两组6只水箱分布贮水，加之屋顶水箱与消防输出管距箱底应留有适当距离，为保证消防设施硬件可靠，我们将每只水箱贮水量增加1m3，则确定消防自救贮水量为24m3。
2.3 设计制作薄壁不锈钢水箱的形体要求
经计算该建筑屋顶贮水箱总容量为72m3(生活48m3、消防24m3)，6只水箱分别贮水，每只水箱有效容量应保证在12m3。鉴于水箱在外省市制作加工，水箱组总重仅3t，不难运输，但设计形体结构必须符合交通运输、安装和管理上需求，不然会带来麻烦，我们以4t普通载重货车为运输工具，为此设计单个水箱为圆柱形，直径2.6m，总高2.8m，箱底呈0.05m抛面，上口人孔为1.2m(见图2)。因考虑周全，虽然运输长途跋涉到现场安装，但以后运行管理，都没出现任何麻烦。
图2 不锈钢水箱
1 箱体 2 进水管 3 液控引入孔 4 消防管
5 生活水管 6 排污管 7 人孔盖
8 起吊环 9 溢水管 10 压水加强筋
3 薄壁不锈钢屋顶水箱组的实效
3.1 经济指标比较
薄壁不锈钢水箱与砼结构水箱及其他种类水箱相比较，目前大容积水箱单价：不锈钢水箱0.2万元／m3～0.25万元／m3，奥金水箱0.25万元／m3～0.30万元／m3。若采用单个水箱贮水量36m3砼结构水箱20万元/只(建筑结构部分计入)，有关主管部门指定选用的普通玻璃钢水箱17万元/只，而我们选用水箱组两套造价仅为19.6万元，显而可见不锈钢水箱的价格优势。
3.2 安装便捷，切换方便，保障供用水安全可靠
不锈钢水箱制作工厂化，自重轻，安装便捷。这次设计容量为12m3，底部呈0.05m抛面，意在底板能够获得足够的支承面，安装时底部周边范围内，用水泥砂浆或者细石砼铺垫，可保证板与支承面接触紧密。
由于采用水箱组并联供水，生活和消防蓄水兼容一水箱组，其中任一只水箱一旦需抢修、清洗时，另两只水箱照样维持供水，当消防需要时，生活水也可补充消防用水，增加了供用水的安全可靠性。
3.3 减少水质二次污染机会
在给水系统设计时，我们特别注意到对消防蓄水的“死水”现象和水箱进出水分层流动“停滞区”的防治。屋顶水箱内分区给水管制成虹吸装置，进出水管安装平面位置有意参差分布，同时还将进入箱体内的管材改成UPVC管，防止锈蚀污染。水箱组又是圆柱并且立式安放，即便产生沉污，排污阀一开即可解决。实践证明，这些措施到位，“死水”和“停滞区”现象消除，促进了箱内水体全方位流动，加之不锈钢水箱内壁光滑，污垢、藻类等无法附着，又一污染环节被杜绝。两年的运行表明，箱底结垢(砂粒、粘土、有机质等)比砼水箱显著减少，水质清纯，住户反映良好，改善了用水环境，为维护广大百姓身体健康起到积极作用。
4 应该注意的几个问题
4.1 大吨位薄壁不锈钢水箱运输、安装过程必须谨慎细致
大吨位水箱由于是“泡货”，在运输吊装时更要注意不得碰撞，以防变形，使焊缝开裂，严禁重力敲打，万一出现差错，现场很难修复；箱体管道连接时应顺螺纹缓缓旋紧；鉴于箱壁相对较薄，施工时管子钳切勿用力过猛；管道连接处水箱内应衬以加强板保护，提高接头强度。箱体宽度、高度设计，应考虑公路、隧道、桥涵等汽车运输所允许的技术规范。
4.2 避雷设计方式和计算
因不锈钢水箱组在高层建筑的最高、最突出位置，对其避雷设施，以预防直接雷为主，采用避雷针和避雷网带相结合的防雷保护装置，避雷带可沿水箱组上口边缘敷设，与建筑物避雷带相连接。有效的避雷针装置对直接雷放电灵敏，可安全地将雷电符导入大地，避雷针可安装在不锈钢水箱组居中位置，引下线沿建筑物的屋顶和墙壁敷设，直接与避雷接地装置可靠连接，避雷针设计技术条件高度，保护范围，制作要求如图3所示。
图3 屋顶不锈钢水箱组避雷针设计计算图
4.3 水箱组防冻保温措施
高层住宅建筑用水状况区别于一般多层住宅，住户多，人口集中，日用水周期长，因此水箱内水体全日保持流动状态。即使处于隆冬腊月，也未曾有结冰现象。1990年底上海突遇百年未遇的寒流袭击，我们管理的40余幢高层建筑发生90余处管道严重冻裂事故均发生在消防管道系统，－问题是出在“死水”。但这次不锈钢水箱组未采取保温措施，使用两年来，也经历了最低气温-8℃考验，安然无恙。考虑到留有余地，我们安装时两水箱间空出20cm间距，便于物业管理部门再做防冻保温措施。
管理、检修安全问题
在运行过程中，发现利用液位控制器进行水位