在給水工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常采用不銹鋼給水箱作為給水系統(tǒng)的高峰調(diào)節(jié)儲(chǔ)水設(shè)備。它的特點(diǎn)是使體系運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、可靠、操作簡(jiǎn)單、管理方便。長(zhǎng)期以來(lái)，給水箱以標(biāo)準(zhǔn)圖的形式供設(shè)計(jì)選用，根據(jù)建設(shè)部建設(shè)[1998]13 號(hào)文〈關(guān)于印發(fā)《一九九八年國(guó)家建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)編制工作計(jì)劃》的通知〉，對(duì)原國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)《方形給水箱》、《裝配式給水箱選用安裝圖》、《沖壓鋼板給水箱選用安裝圖》進(jìn)行修編。在編制和調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn),給水箱設(shè)計(jì)及工廠生產(chǎn)制作的各種材質(zhì)的成品給水箱在工程實(shí)際中沒有很好滿足使用要求，沒有按有關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求設(shè)計(jì)制作,對(duì)其基本設(shè)計(jì)原則有模糊之處。現(xiàn)就編制給水箱標(biāo)準(zhǔn)圖過程中的體會(huì)，以生活飲用水箱為主，提出給水箱設(shè)計(jì)的原則。
不銹鋼給水箱特點(diǎn)
體系運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、可靠、操作簡(jiǎn)單等
適用范圍
適用于民用和一般工業(yè)建筑中
控制參數(shù)
公稱容積、有效容積等
1.不銹鋼給水箱控制參數(shù)
給水箱選用的主要控制參數(shù)為公稱容積、有效容積、水箱箱體板材材質(zhì)、防腐蝕處理要求、衛(wèi)生要求等。
2.不銹鋼給水箱適用范圍
適用于民用和一般工業(yè)建筑中，生產(chǎn)及生活冷水、熱水、管道直飲水、消防給水、中水等系統(tǒng)的調(diào)節(jié)儲(chǔ)水設(shè)備。
3.選擇材質(zhì)
普通鋼板、不銹鋼板、搪瓷鋼板、玻璃鋼、熱浸鍍鋅鋼板等。
4.不銹鋼給水箱設(shè)計(jì)要點(diǎn)
不銹鋼給水箱
1)、符合設(shè)計(jì)容積（有效容積）要求，能承受箱內(nèi)靜水壓力，耐腐蝕；設(shè)置符合使用功能要求的配管和附件，便于施工安裝、維護(hù)管理和檢修。
2)、當(dāng)供應(yīng)生活和直接飲用水時(shí)給水箱應(yīng)滿足衛(wèi)生要求。
3)、應(yīng)根據(jù)貯水水質(zhì)要求選用不同材料和防腐蝕處理的給水箱。生活和直接飲用水箱必須出具符合衛(wèi)生要求的檢驗(yàn)證據(jù)（衛(wèi)生檢疫部門的衛(wèi)生批件和證明文件）。一般情況下，生活飲用水箱宜選用不銹鋼板水箱；消防、中水系統(tǒng)宜選用熱鍍鋅鋼板水箱和玻璃鋼板水箱。
4)、應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的施工現(xiàn)場(chǎng)條件選用不同類型給水箱。裝配式水箱易于現(xiàn)場(chǎng)安裝。整體組焊成型不銹鋼給水箱，當(dāng)容積≤100m時(shí)，箱內(nèi)可不設(shè)拉撐，以便于人工清洗。
5)、水箱的有效容積和水箱公稱容積
      低位水箱有效容積應(yīng)根據(jù)調(diào)節(jié)水量確定，其值應(yīng)按進(jìn)水量和用水量的變化曲線經(jīng)計(jì)算確定。資料不足時(shí)，可按日用水量的20%～25%確定。當(dāng)建筑物內(nèi)采用部分直供、部分升壓供水方案時(shí)，上述日用水量應(yīng)按需升壓供水的那部分用水量計(jì)算。
      生活高位水箱的有效容積亦應(yīng)按進(jìn)水量和用水量的變化曲線經(jīng)計(jì)算確定。資料不足時(shí)，外網(wǎng)夜間直接進(jìn)水的高位水箱的有效容積是按供水的用水人數(shù)和日用水定額確定，也就是按其白天全部由水箱供水量確定。當(dāng)水泵為自動(dòng)控制時(shí)，生活用水高位水箱宜按水箱供水區(qū)域內(nèi)的小時(shí)用水量的50%取用；當(dāng)水泵為人工手動(dòng)控制時(shí)，高位生活水箱有效容積宜按水箱供水區(qū)域的日用水量的12%取用；單獨(dú)設(shè)置高位生活水箱時(shí)，可按日高峰一段用水量或全天用水量的1/2取用，也可按夜間進(jìn)水白天全部由水箱供水確定。
      生活消防合用水箱或?qū)Ｓ孟浪滟A備水量應(yīng)按現(xiàn)行的有關(guān)防火規(guī)范及有關(guān)規(guī)定確定。
水箱公稱容積為箱體尺寸長(zhǎng)×寬×高。
6）、水箱應(yīng)設(shè)置的配管和必要附件為：進(jìn)水管、出水管、溢流管、泄水管、通氣管、水位信號(hào)裝置、上鎖人孔、內(nèi)外人梯等。
  （1）、進(jìn)水管管徑按流速0.8～1.2m/s經(jīng)計(jì)算確定。進(jìn)水管管徑不得大于150mm；當(dāng)大于150mm 時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成兩個(gè)以上進(jìn)水管
  （2）、出水管管徑應(yīng)按給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量確定。
  （3）、溢流管管徑一般按大于進(jìn)水管1～2號(hào)確定。溢流管管口部位應(yīng)高于水箱水位20mm，距箱頂150～200m為宜。溢流管在接入排水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)設(shè)置空氣隔斷，以防止排水管系統(tǒng)的臭氣和污物的污染。
  （4）、泄水管是為水箱清洗或事故檢修時(shí)放空水箱中的水而設(shè)置的。泄水管安裝在箱底處，管徑一般不小于50mm。在泄水管上應(yīng)設(shè)閥門。泄水管和排水系統(tǒng)連接時(shí)，應(yīng)在連接處設(shè)置空氣隔斷。
  （5）、通氣管使水箱和大氣連通，使水箱內(nèi)空間有新鮮空氣對(duì)流換氣，在水箱進(jìn)水時(shí)排氣，出水時(shí)進(jìn)氣，使水箱內(nèi)保持壓力平衡。通氣管一般設(shè)置兩根，管徑不應(yīng)小于50mm為宜。
  （6）、水位信號(hào)裝置是反映水箱內(nèi)水位的水位指示裝置，以供觀察。有玻璃管液位計(jì)及磁耦合液位計(jì)等。
  （7）、人孔不得小于500mm并設(shè)置能夠鎖定的人孔蓋，以保證水箱衛(wèi)生安全。當(dāng)水箱高度大于1500mm時(shí)，應(yīng)在人孔處設(shè)置內(nèi)外人梯。
7)、在《二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》中規(guī)定，水箱容積的設(shè)計(jì)不得超過用戶48h 的用水量，有條件的單位應(yīng)采取消毒措施。消毒措施可選用紫外線、次氯酸鈉、二氧化氯和自潔消毒器等方法。
8)、熱水箱應(yīng)考慮保熱保溫；冷水箱應(yīng)考慮防結(jié)露措施，當(dāng)在冬季不采暖的水箱間內(nèi)設(shè)置水箱時(shí)，應(yīng)采用防凍的保溫措施。
9)、水箱的防腐蝕涂料要滿足衛(wèi)生指標(biāo)的要求，其適用涂料有環(huán)氧涂料、瓷釉涂料等材料。
10)、水箱的支撐結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)與建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。
5.不銹鋼給水箱安裝要點(diǎn)
1)、高位水箱的設(shè)置高度，應(yīng)按最不利處的配水點(diǎn)所需水壓計(jì)算確定。
2)、水箱應(yīng)設(shè)置在便于維護(hù)、光線和通風(fēng)良好且不結(jié)凍的地方，水箱應(yīng)加密封蓋，并應(yīng)設(shè)保護(hù)其不受污染的防護(hù)措施。
3)、水箱外壁至墻面的距離應(yīng)根據(jù)其形狀和檢修要求定。水箱頂至建筑結(jié)構(gòu)點(diǎn)的凈距，不得小于0.8m。
4)、水箱壁外側(cè)與建筑結(jié)構(gòu)墻面或與其它水池（箱）壁的凈距，在未安裝有管道的一側(cè)，應(yīng)有不小于0.7m 的檢修通道。在安裝有管道的側(cè)面，不宜小于1.0m的距離，管道外壁與建筑本體墻面之間的通道寬度，不宜小于0.6m。當(dāng)有管道敷設(shè)時(shí)，水箱底距地板面凈空高度不宜小于0.8m。
5)、不同水箱的安裝還應(yīng)遵守不同生產(chǎn)企業(yè)的具體操作說明書進(jìn)行操作。
6.不銹鋼給水箱執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
《二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》 GB 17051-1997；
《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》 GB/T 17219 -1998；
《單件式和預(yù)制構(gòu)件拼裝結(jié)構(gòu)的玻璃纖維加強(qiáng)地上冷水蓄水池規(guī)范》 EN 13280-2001；
《歐洲法典 3：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第4-2部分：豎井、蓄水池和管道 蓄水池》EN 1993-4-2-1999；
工程標(biāo)準(zhǔn)
《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50242-2002；
《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50015-2003；
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集
12S101 《矩形給水箱》；
01SS105 《常用小型儀表及特種閥門選用安裝》；
03S401 《管道和設(shè)備保溫、防結(jié)露及電伴熱》；
7.不銹鋼給水箱絕熱設(shè)計(jì)
      水箱絕熱設(shè)計(jì)分為：熱水箱保熱保溫、冷水箱防結(jié)露保溫和在冬季不采暖水箱間防冰凍保溫三種。保熱保溫和防冰凍保溫屬保溫結(jié)構(gòu),一般由絕熱層和保護(hù)層組成;防結(jié)露保溫屬保冷結(jié)構(gòu),一般由防銹層、絕熱層、防潮層和保護(hù)層組成。在工程設(shè)計(jì)中,對(duì)防冰凍保溫缺乏絕熱層厚度計(jì)算公式和計(jì)算參數(shù),故筆者在這次國(guó)標(biāo)圖編制過程中,翻閱查找有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，按熱損失平衡原理[2 ]忽略水箱壁、保護(hù)層的導(dǎo)熱損失,導(dǎo)出水箱防冰凍保溫層厚度δ計(jì)算公式,其推導(dǎo)過程如下：
單層平壁箱體單位面積熱損失q 為：
q =t1 - t0δλ + R H(1)
單層平壁箱體總熱損失Q 為:
Q = q ×F = (t1 - t0δλ + R H) ×F (2)
儲(chǔ)水介質(zhì)單位質(zhì)量放熱量q介為:
q介=C ×( t1 - t4)T(3)
儲(chǔ)水介質(zhì)總放熱量Q介為:
Q介= q介×G =C ×( t1 - t4)T×G (4)
單層平壁箱體熱損失量和儲(chǔ)水介質(zhì)放熱量平
衡,經(jīng)整理得保溫層厚度δ計(jì)算公式為:δ = λ[T ×FC ×G(t1 - t0t1 - t4) - R H ] (5)
式中λ———保溫材料導(dǎo)熱系數(shù),kJ / (h·m·℃) ;
T ———凍結(jié)時(shí)間,h ;
F ———水箱體表面積,m2 ;
C ———水的比熱, C = 41187 kJ / (kg·℃) ;
G ———水箱內(nèi)水的質(zhì)量,kg ;
t1 ———水箱儲(chǔ)水水溫, ℃;
t0 ———結(jié)凍室外溫度, ℃;
t4 ———水結(jié)凍溫度, ℃;
R H ———從平壁保溫層至周圍空氣的熱阻,可取0102 m2·h·℃/ kJ 。