Принцип работы водонапорной башни

Технические характеристики

Габариты водонапорной башни высчитываются с учетом объема:

При проектировании водонапорных конструкций обязательно осуществляется контроль состояния воды. Ресурс должен обязательно соответствовать ГОСТу и санитарным требованиям. В противном случае такая скважина не должна осуществлять подачу воды для общего пользования.

Высота водонапорной башни с металлическим корпусом должна быть не более 18 м при постоянном объеме 3020 мм и весить не меньше 2,5 тонн.

Сварные Эйфелевые башни

Сварные Эйфелевые башни

Ни для кого не секрет что такое Эйфелева башня. В 1889 году этот высотный металлокаркас задумывался как временное сооружение, но стал самым знаменитым памятником архитектуры. Особенность этой конструкции в том, что она на 99% состоит из металла или клёпок. Эйфелева башня – архитектурная металлоконструкция, которая отдалённо напоминает мачту линии электропередач. Высота этой конструкции 300 метров. Создать такую грандиозную постройку в современном мире не составит труда, однако есть ли в этом смысл? Большую башню однозначно изготавливать нецелесообразно, а вот создать маленькую Францию на территории торгового центра или на благоустроенной дачной территории – это запросто.

Сварная Эйфелева башня даже небольших размеров всегда вызывает интерес у прохожих. Это как рассматривать макет оригинала, доступно и интересно.

В середине 2000-х годов появилась мода на копии Эйфелевой башни в масштабе 1:100 – их в поисковиках называли «Кованая Эйфелева башня», от незнания технологии изготовления. На данный момент существует 3 разновидности этой конструкции: сварная, кованая, лазерная резка. Рассмотрим их подробнее:

· Кованая Эйфелева Башня

– имеет маленькие габариты, высокую прочность (от термической обработки), на изделии присутствует фактура. Такая работа является высокохудожественной и в большинстве случаев украшает интерьер. Но и экстерьерные работы не исключение.

· Сварная Эйфелева башня

– наиболее популярный вариант у желающих воспроизвести маленькую Францию. Габариты конструкций от 1,5 до 15 метров высотой. Это мощные, надёжные и невероятно схожие с оригиналом, изделия.

· Эйфелева башня с лазерной резкой

– базовые габариты цельнометаллической башни до 2,7 м в высоту. Почему 2,7? У лазерных комплексов с ЧПУ есть небольшое ограничение рабочей области до 3000мм, 300мм оставляется запас на изгиб конструкции для формирования ножек. Встречаются и Варианты до 5 метров высотой, но они выполнены в сборном варианте и не всегда привлекательны из-за ограничений по толщине металла.

Сварные башни обладают рядом преимуществ, но не стоит забывать, что у каждого из предложенных вариантов найдутся свои почитатели. Впрочем, наша компания может изготовить совершенно любую конструкцию Эйфелевой башни и доставить в любую точку России.

Функциональная значимость водонапорной башни

      Зачастую при установке водонапорных башен речь идёт о поднятии на высоту воды в объеме от 50 кубов. Потребителей у этого ресурса много и расходование осуществляется неравномерно. Классическая функция при этом может заключаться в снабжении водой тех районов, что остро нуждаются в ней (к примеру, дачных посёлков, где нет обычного водопроводного полива от централизованной системы).

     Однако существуют и другие функции, что могут выполняться таким сооружением:

• Стабилизация насосных станций. Если насосная станция будет подавать воду из скважины сразу в дома потребителей, то трубопровод и оборудование будут подвергаться частой перегрузке. Исключить поломки и аварийные остановки возможно, установив башню, что будет поддерживать давление, сохраняя функциональное состояние насосов.

• Выравнивание давления в системе. Защита от перегрузки – это не единственная польза для трубопроводной системы. Башня помогает усилить давление в самой подающей линии (на пути к потребителям). Не нужно расходовать мощность насосного оборудования для прокачки воды уже после её поднятия в резервуар.

• Наличие аварийного запаса воды. Поломка оборудование или профилактические работы не останавливают систему подачи воды, поскольку в сообщающихся сосудах перекачка осуществляется без приложения какой-либо внешней силы.

• Подготовка водных ресурсов к эксплуатации. Вода из скважины не всегда соответствует нормативным требованиям различных технических и санитарных регламентов. В связи с этим прокачка её через резервуар необходима, ведь на пути жидкости можно установить системы фильтрации, что позволяет добиться определенного уровня чистоты.

     Задача водонапорной башни предопределяет ряд её технических параметров: конструкция, высота, объем резервуара, расположение и т.д.

Перестройка с пристройкой

В прошлом году старая башня в Бресте была продана с аукциона группе компаний «Стратег». Архитектор Юрий Литвинский рассказал REALTY.TUT.BY, что башню реконструируют под административные и торговые помещения, на верхнем этаже планируется кафе.

В результате реконструкции внешний вид башни изменится существенно. Архитектор объясняет, что перепрофилирование башни требует решения сложных технических задач.

— Это в первую очередь инженерное сооружение, которое никогда не отапливалось и не имело таких коммуникаций, как электричество, бытовая канализация, — говорит Юрий Литвинский. — Внутри башня полая, без перекрытий. Толщина стены у основания — 80 см, в верхней части — 60 см. По проекту реконструкции в ней появятся перекрытия между девятью этажами. Площадь каждого невелика — всего 30 «квадратов». Общая площадь здания составит 927 м2.

Сверху, в расширении башни, будет кафе с видом на город. Сама башня получит утепление стен и облицовку из состаренного кирпича. Делать лифт внутри нецелесообразно: вместе с лестницей он «съест» все свободное пространство. Поэтому лифт поместят в стеклянную пристройку рядом. У подножия башни появится двухэтажный стилобат.

Сейчас проект реконструкции находится на стадии согласования, а сдача объекта в планах компании уже в следующем году.

Из башни в Борисове хотели сделать жилье — достроить ее до девятиэтажного здания. Проект предусматривал реконструкцию здания под жилой дом.

Резервуары для водонапорной башни

Если насосная станция расположена в кессоне, то благоразумно будет установить башню непосредственно над кессоном. В таком случае вы сможете получать в среднем до 10 кубических метров в минуту.

Как таковых, жестких требований к резервуарам нет, но все же необходимо ставить емкости, в которых можно держать питьевую воду без боязни протечек. Существует несколько вариантов решения проблемы:

• Еврокуб. Это емкость объемом в 1 кубический метр, имеющий металлический каркас и донные, переливные и боковые отверстия. Это делается для удобства соединения таких кубов в единую систему. Металлический каркас способен выдержать установку таких кубов друг на друга, но при этом происходит увеличение столба.
• Самодельный резервуар. Вам потребуются листы металла с ребрами жесткости. Но такие резервуары чаще выходят из строя, ибо окисляются и имеют меньший эксплуатационный срок.
• Сопряженные бочки. Вполне сгодятся для построения друг на друга, имеют достаточно низкую цену и повышенный спрос для бытовой эксплуатации.

Расчет водонапорной башни

Это не совсем водонапорная башня, это скорее – гравитационная гидравлическая система, за основу которой была взята как раз водонапорная башня. Сам резервуар должен быть расположен исходя из принципа сообщающихся сосудов.

Но все это абсолютно бесполезно, если у вас нет собственной скважины с подключенной насосной станцией или водопроводом.

Принцип установки сводится к несложным действиям. Допустим, нам необходимо полить огород и наполнить поилки в конюшни. Высота поилок не меньше метра, а чтобы полить огород нужно взять шланг в руки. При этом трубопровод разделен на ветки, которые имеют минимум общего участка.

Объем резервуара будет полностью зависеть от этой величины, а значит, вам необходимо не только правильно рассчитать, но и по возможность взять с запасом в 20 процентов. Это можно сделать, установив временно счетчик на сам источник и вычислить таким образом суточный расход воды.

Гидротехнические сооружения

Гидротехническими называют сооружения, которые используются для облагораживания, регулирования, перенаправления водных ресурсов и предотвращения негативного воздействия воды. К ним относят причалы, дамбы рек, каналы, гидроэлектростанции, порты, подпоры рек. Помимо этого, существуют специализированные сооружения, например, гидромелиоративные системы, которые используются в сельском хозяйстве, сооружения морского и речного пароходства, водоводы, отстойники. Все перечисленные сооружения возводятся по мере развития и необходимости определенной отрасли хозяйства.

В зависимости от места расположения гидротехническое сооружение может быть:

• морским;
• речным;
• озерным;
• наземным;
• подземным.

В зависимости от вида обслуживания гидротехнического сооружения отраслями водного хозяйства они могут быть:

• водно-энергетические;
• берегоукрепляющие;
• мелиоративные;
• воднотранспортные.

Также различают сооружения для канализации, подачи воды, использования водных недр, благоустройства города, эстетических и спортивных целей.

Как устроена водонапорная башня

Несмотря на внешнюю простоту сооружения, водонапорная башня иногда может являться своего рода архитектурным элементом, и иметь историческое значение в тех городах и деревнях, где они когда-то были построены.

Стоит отметить, что в разных населенных пунктах эти монументальные конструкции обычно имеют различный внешний вид.

Принцип работы данного сооружения заключается в том, что вода с помощью специального насоса поступает в резервуар, предназначенный для ее хранения, стоимость станции водоснабжения как заверяют специалисты ЭнергоХолдинг зависит от максимальной производительности, необходимого напора и глубины водозабора.

Затем, когда количество потребляемой воды сводится к максимальному и возникает потребность в ее использовании, вода подается из этого резервуара. Такой механизм подачи воды позволяет избегать чрезвычайных ситуаций, которые могут вызвать нехватку воды.

Вода подается стабильно по требованию, предотвращая возможные перебои. Стандартная высота водонапорной башни обычно – 25 м. Это довольно высокое сооружение, в исключительных случаях высота водонапорной конструкции может достигать и 30 м.

Однако подобные водонапорные сооружения в настоящее время встречаются крайне редко. Водонапорная башня имеет достаточно вместительный резервуар, объем которого может доходить до 100 м3.

Это зависит от конструкции самой башни. Столь огромные размеры в большей степени характерны для промышленных сооружений.

Опора водонапорной конструкции обычно изготавливается из особо прочной стали. Иногда может применяться другой строительный материал. Бывают случаи, когда водонапорная башня строится из кирпича или изготавливается с помощью железобетона.

Водонапорные башни оснащаются специальными контролирующими устройствами и особой измерительной системой. Благодаря этому можно четко отслеживать количество воды в резервуаре.

Такая система также позволяет выводить необходимые данные на ПУ в операторской, и тем самым предупредить возможность переполнения резервуара.

В оборудование данной конструкции также включены трубы, выполняющие отвод и подачу воды. Вода поступает в резервуар с помощью специальных насосов, откачивающих ее из скважин. Схема действия насоса водонапорного сооружения очень проста.

Для закачки воды в резервуар используется насосная станция. Она осуществляет закачку воды в резервуар, до того момента, пока специальное устройство не даст сигнал, свидетельствующий о переполнении резервуара.

В этом случае контрольная система срабатывает и насос перестает работать.

По мере опустошения резервуара, механизм снова и снова приводится в действие.

Башни водоснабжения зданий города

Башни водоснабжения зданий — изобретение довольно древнее. По сходному принципу функционировал, например, городской водопровод в Древнем Риме. Вблизи расположенного на возвышенности источника сооружался водоем, в котором вода накапливалась и по акведукам подавалась в городской водопровод к зданиям. Существовали и индивидуальные системы водоснабжения, где вырытое озерцо обслуживало лишь одно здание. Для перекачивания воды в городе применялись и ручные помпы.

Современные башни водоснабжения города весьма разнообразны по внешнему виду, но имеют сходную конструкцию. Основными элементами оборудование водонапорной башни являются резервуар и опора. Их габариты (объем, высота) надлежит определить в процессе расчета системы водоснабжения города. Бак имеет, как правило, круглую форму в плане и плоское либо вогнутое днище. Его емкость может колебаться в широких пределах от пары сотен литров (индивидуальная система водоснабжения дома на личном приусадебном участке) до нескольких сотен кубометров ( башни водоснабжения  города, зданий предприятия).

Водонапорные башни можно сравнить с гидроаккумуляторами в системах водоснабжения. Башеное водоснабжение города служит для накопления воды, когда водопотребление в системе небольшое, и отдаче воды в систему водоснабжения зданий в период наибольшего расхода воды.

Водонапорные башни создают давление воды в системе, за счет подъема уровня при наполнении, и тем самым придавая столбу воды потенциальную энергию, которая расходуется при снижении уровня воды в БР. Давление на выходе водонапорной башни прямопропорционально ее высоте. Давление воды определяется по формуле:

P = r х g х h,

где

 r = 1000 кг/м3 — плотность воды ,

 g = 9,8 м/с2- ускорение свободного падения,

 h — высота столба жидкости в водонапорной БР.

Отсюда видно, что водонапорная БР 25 м3 высотой 16,5 метров имеет рабочее давление — 1,5 атм. Поэтому, чтобы повысить давление в системе водоснабжении, башни размещают на наивысших точках местности (замена величины h в нашей формуле на большее значение) и в максимальной близости к потребителям, тем самым уменьшая гидропотери.

Помимо водонапорной функции, башни водоснабжения также создают запас воды на случай отключения электроэнергии или поломки насоса. Вода может быть израсходована на противопожарные цели, или отдана в систему водоснабжения потребителям. Объем резервного запаса воды зависит от типа водонапорной башни, и как правило, больший при увеличении общего объема воды.

Назначение

Водонапорная башня предназначена для следующих целей:

• Заполнения ее бака водой из ближайшего источника, включая подземные водоносные пласты, с помощью насоса/насосной станции.
• Хранения запаса воды.
• Подачи ее под собственным напором в автономную систему водоснабжения на нужды населенного пункта, производственного, сельскохозяйственного объекта.

Вторая функция водонапорной башни, как искусственного источника наружного противопожарного водоснабжения, указана в пункте 4.1 СП 8.13130.2009:

• Для защиты поселений, где жителей меньше 5 тыс.
• Отдельных строительных объектов за их чертой, не обеспеченных наружным водоснабжением.
• Объектов любого назначения, с расходом воды на тушение не выше 10 л/с.
• Зданий малоэтажной застройки площадью, не превышающей нормативную для пожарного отсека по их степени стойкости огню.

Кроме того, водонапорные башни используются в качестве дополнительного источника для заправки пожарных автомашин, когда организовывается подвоз воды к месту пожара. Для этого:

• Снаружи башни на отводящем, подводящем трубопроводе врезают патрубок с соединительной головкой для подключения, заправки пожарной автотехники.
• У водонапорной башни, а также по направлению подъезда к ней, так же как для пожарных гидрантов, водоемов, должны устанавливаться указатели расстояния до них, с использованием светоотражающих материалов.

Реновация водонапорной башни Soest

Водопроводная башня была приобретена в 2002 году за 360000 евро. Здание было в плохом состоянии, верхняя часть находилась под угрозой обрушения. Для реставрационных работ была получена субсидия BRRM, потраченная в основном на восстановление верхней части. На полное восстановление и адаптацию под новые функции жилого дома потребовалось около 410000 €, из которых 182398 € были потрачены на восстановление, а остальные 227602 € на создание нового эксклюзивного жилого пространства.

Ограниченный диаметр 6 метров и вынужденное вертикальное расположение комнат в принципе непрактичны. Поэтому архитекторам пришлось тщательно продумать функциональное назначение каждого этажа башни. Было необходимо создать комфортные условия для повседневной жизни семьи, избегая ненужных подъемов и спусков. Непростая задача сохранить как можно больше жилого пространства в башне, максимально используя функциональность, была решена настолько удачно, что в 2004 году эксклюзивный дом в водонапорной башне Soest выиграл приз за «лучшую реконструкцию водонапорной башни».

Обновленная водонапорная башня получила 8 этажей и террасу на крыше. Стеклянный фасад, высотой 12 метров в задней части башни, позволил нижним этажам получить больше дневного света, и установить связь с садом на заднем дворе, что визуально увеличивает помещения.

Интерьеры были выполнены в минималистском стиле, подчеркивающем индустриальное прошлое башни. Сталь и необработанный бетон в оригинальных конструкциях архитектурного памятника, а также в новых деталях интерьера позволяют зданию сохранить свой промышленный характер. Отреставрированное дно резервуара для воды разделяет эксклюзивный дом в водонапорной башне на две части.

Бетонные полы покрашены в черный цвет и оснащены напольным отоплением. Стены и потолки оштукатурены и покрашены в белый и серый цвета. Лестницы были выполнены из грубого бетона, также окрашенного в черный цвет, дерева или стали. Выбор цвета и материала обеспечивает расслабленную и мягкую атмосферу. В башне была установлена только необходимая мебель и несколько встроенных шкафов для одежды и хранения.

В 2006 году эксклюзивный дом в водонапорной башне был продан из-за высоких эксплуатационных расходов, за сумму около 900000 евро. Архитекторы Zecc разработали некоторые настройки для нового владельца, такие как дополнительные окна и новая ванная комната. Содержание внешнего фасада сразу включалось в список выполняемых работ.

История

Для создания запаса воды, ее самотечной подачи в населенные пункты без использования каких-либо насосных механизмов, еще в древности использовали горные озера, искусственные пруды, акведуки.

Века назад появились и первые водонапорные башни – искусственные резервуары, устанавливаемые в крепостях, замках, городах для питьевых, хозяйственных нужд защитников, населения как в мирное время, так и при осаде неприятелем. Именно эти сооружения противник стремился разрушить одними из первых, чтобы лишить обороняющихся запаса воды, в том числе использовавшейся для тушения пожаров, возникающих при осадных действиях.

Второе рождение водонапорные башни получили с изобретением паровоза, строительством разветвленной сети железных дорог, обслуживающего их инженерного станционного хозяйства в Европе, США, России; развитием промышленного производства на новых территориях, не имеющих сетей централизованного водоснабжения.

Именно простейшая конструкция, принцип работы башни сделали ее такой востребованной, актуальной в различных ситуациях:

• Возможность забора воды из любого источника – от реки, ручья до артезианской скважины.
• Установка насоса не очень большой мощности для подъема воды в бак башни на высоту 10-20 м.
• Самотечная подача воды на питьевые, технические или хозяйственные нужды под естественным напором.
• Постоянное пополнение запаса воды, используемой для повышения напора в локальной сети водоснабжения поселка, железнодорожной станции, промышленного производства.
• Использование в критических ситуациях, в том числе при тушении пожара.
• Простейшая автоматика включения заполнения бака, пуска воды.

Из-за комплекса перечисленных преимуществ, унификации комплекта водонапорной башни, которую несложно доставить на новую промышленную площадку, территорию сельскохозяйственного предприятия, строящегося жилого поселка; быстро смонтировать, установив на бетонное фундаментное основание, они востребованы в районах, где централизованное строительство наружных сетей водоснабжения в ближайшие годы не планируется.

Расчет высоты, необходимой для установки резервуара

Перепад высоты и удаленность от источника имеют непосредственное отношение к вдержке давления. Есть некоторая пропорциональность. 15 метров горизонтали равны 1 метру по вертикали. Что нам это дает? Перепад высоты в 1 метр дает эффективное перемещение воды на расстояние 15 метров. Сечение трубы также имеет значение.

Так вот, в нашем примере мы имеем перепад как раз на высоту 1 метра. И если для коровника расчетная высота столба будет равна 2,66м, то для полива нам необходима высота в 2,3м

если брать во внимание запасные несколько сантиметров, то можно смело устанавливать емкость так, чтобы дно находилось на высоте трех метров

Диаметр трубы в данном случае при потреблении порядка 1000 литров в минуту должен составлять не менее 50мм. И не забывайте, что наличие хотя бы одного колена снизит давление на 5-7%.

Элементы водонапорной башни

Все башни имеют приблизительно одинаковый набор узлов, который может усложняться или упрощаться в зависимости от года постройки, качества воды, уровня грунтовых вод и т. д. Но есть стандартный «комплект» признаков, объединяющий все типы этих уникальных сооружений:

1. Резервуар, установленный на высоте. Он может быть выполнен из любого материала, не подверженного быстрому разложению (сталь, бетон, пластик). Дно резервуара должно располагаться выше самой высокой точки потребления.
2. Опора резервуара. Собственно то, что делает башню башней. Здесь лучше всего проявляется фантазия архитектора, особенно когда речь идёт о сооружениях, установленных в черте города и оживлённых местах. Советские инженеры нашли изящный (эффективный) способ комбинирования двух функций в одном элементе, создав стальную башню с опорным трубопроводом. Неброская на вид, она проще и быстрее остальных производится и монтируется, поэтому именно стальные ВБ составляют 75% всех массово установленных водонапорных башен.
3. Вертикальный трубопровод. Точнее, их два — подающий и отводящий. Подающий прокладывается от насосов под верхнюю крышку основного резервуара. Через него бак заполняется водой. Отводящий имеет значительный диаметр (от 200 мм) и подключен к системе водоразбора.
4. Вентиляционный стояк или люк. Расположен в верхней части бака и служит для выравнивания объёма воздуха и поддержания постоянного атмосферного давления.
5. Насосная станция. Отдельно стоящее здание, построенное над скважиной, в котором расположены водоподъёмные насосы. Её задача — обеспечить заполнение резервуара до необходимого (максимального) уровня.
6. Автоматика. Даже примитивная ВБ должна быть снабжена как минимум датчиком заполнения, который включит насосы на подкачку в случае падения уровня воды.
7. Система фильтрации. Каждая башня предусматривает возможность установки фильтров любого уровня.

1 — насосная станция с автоматикой; 2 — подающая труба; 3 — резервуар; 4 — вентиляционный люк; 5 — трубопровод подачи воды потребителям

История

Крестовские водонапорные башни сооружены в период реконструкции Мытищенско-Московского водопровода в конце XIX в., в 1892 г. по проекту русского, московского архитектора немецкого происхождения М. К. Геппенера (в стиле краснокирпичной эклектики) на площади Крестовской заставы. Одним из основных лиц, участвовавших в финансировании реконструкции водопровода был купец первой гильдии, городской голова Москвы Н. А. Алексеев. Строительство Крестовских башен было оплачено купцом Алексеевым лично.

В 1896 г. в одной из водонапорных башен был открыт Музей московского городского хозяйства (современный Музей Москвы). В 1925 г. музей был перенесён в Сухареву башню.

Крестовские башни разобраны в 1939 г. (в период реконструкции Ярославского шоссе в 1940-х гг.).

Водонапорная башня

Первая конструкция водонапорных башен

Еще в первой четверти ХХ столетия инженер П. И. Земсков выполнил анализ зимних температурных показателей воды в водонапорных башнях по всей протяженности линии Омск-Иркутск. По результатам анализа им была озвучена возможность отказа от отопления сооружений без опасности замерзания воды.

Первая конструкция водонапорных башен из металла представлена советским инженером Антоном Рожновским в 1936 году. Конструкция предусматривала возможность сборки башен из типовых заводских деталей непосредственно на площадке за считанные дни. При этом башни не имели обогрева и не требовали расхода дизельного топлива, что являлось весьма важным фактом.

По итогам тестовых испытаний сооружения зарекомендовали себя как исключительно надежные и индустриальные, вследствие чего в 1942 году, в самый разгар войны, Антон Рожновский был удостоен сталинской премии, а конструкция башни официально получила название по фамилии Рожновского. Во время войны инженер руководил отделом управления восстановления железных дорог.

После победы, в период восстановления страны, быстромонтируемые типовые водонапорные башни стали просто незаменимыми. Новая конструкция открывала возможности, несопоставимые с традиционными сооружениями. Ранее в сельском хозяйстве башни возводились, как правило, из кирпича, а в верхней их части располагался металлический бак емкостью до 25 м3.

В 50х годах ХХ века строительство башен традиционным способом занимало от 6 месяцев и больше, а итоговая стоимость таких сооружений могла доходить до 80 000 рублей. Срок возведения башен Рожновского, как правило, не превышал четырех дней, а их стоимость составляла 18 тысяч рублей. В течение 1951-1953 годов опытная партия башен хорошо зарекомендовала себя в 15 колхозах.

При этом, продолжались попытки усовершенствовать конструкцию, сделать ее менее металлоемкой. Так, некоторые разновидности башен имели опору, сваренную из уголков — экономия металла в этом случае достигала 53,4%. Также вес конструкции снижали за счет уменьшения толщины стенок.

В настоящее время используются типовые проекты башен емкостью от 15 до 50 м3, а также башни-колонны 160м3 высотой 25м. В последней используется полезный объем как верхней части, так и цилиндрической опоры. При этом, сооружение не имеет уширения в своей верхней части.

Разработаны типовые проекты башен, предназначеные как для эксплуатации в нормальных инженерно-геологических условиях, так и в сейсмически активных зонах (с сейсмикой до 9 баллов). Сооружения активно используются в сельском хозяйстве, на железной дороге, а также для водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий.

Современные башни Рожновского оборудуются датчиками уровней для отслеживания верхних и нижних критических показателей. Контроль за наполнением и опорожнением башни производится с диспетчерского пункта либо непосредственно системой автоматики насосной станции.

Источник

Внешний вид

Конструкция башни может быть выполнена из стали, кирпича или железобетона. В высоту строение может достигать нескольких десятков метров. В верхней части оно обязательно имеет емкость для воды. Чаще всего эта емкость бывает цилиндрической формы. Используемый объем резервуара зависит от мощности водопровода, обслуживающего его, и расхода воды в нем.

Например, для небольшого предприятия или деревни потребуется несколько кубических метров. В городах объем может возрастать в десятки и сотни раз.

Работа водонапорной башни зависит от:

• труб, продолженных для подачи и отвода воды;
• переливных устройств, автоматически отключающих насосы, чтобы предотвратить переполнение емкости;
• системы замера уровня воды, которая передает сигналы в диспетчерский пункт.

В некоторых случаях для водонапорного резервуара не предусматривается опора. Емкость для хранения воды устанавливается на возвышенной местности. Обычно этот способ применяют в условиях гористого рельефа.

Чаще всего баки имеют округлую форму. Технологические и архитектурно-строительные соображения диктуют нормы соотношения высоты и диаметра резервуара. Бак не должен быть очень большим, ведь в этом случае увеличивается высота подъема воды. Кроме того, в системе возникают значительные колебания напора.

Внешний вид башни должен быть эстетичным и не выбиваться из общей композиции местности. Архитектурный ансамбль района при этом продолжает быть гармоничным. Довольно часто промышленные предприятия (если имеют две и более сети разного напора) устанавливают несколько баков на башне. При этом они располагаются на разной высоте. Размер всей конструкции определяет давление воды в водонапорной башне.

Чтобы проводить обслуживание сооружения, устанавливается наружная лестница с ограждениями. Если высота составляет более двенадцати метров, то комплектация также имеет дополнительную площадку с ограждениями.

Зачем нужны водонапорные башни

Идея водонапорных башен настолько простая и гениальная, что по сей день в самых разных местах планеты можно встретить современные сооружения, выполняющие те же функции. В начале XX века насосы, способные перекачивать воду по трубам, уже существовали и даже отчасти использовались в коммунальном хозяйстве. А вот изобретение гидравлических помп, работающих на электричестве, было настоящим достижением инженерии того времени. Ведь после их установки жителям не нужно было крутить ручку у колодца — вода сама поднималась по трубам и лилась в ведра. Однако для сооружения мощного городского водопровода производительности таких насосов было недостаточно. Почему же не построить систему для прокачки воды с более мощным насосом? Теоретически это было возможно, но экономически нецелесообразно.

Другая проблема, которая послужила стимулом для создания технологии водонапорных башен, заключалась в том, что люди используют воду крайне неравномерно. Ранним утром, когда мы только-только просыпаемся, а также ночью, когда спим, вода особо не нужна. Возможно, есть один-два местных жителя, которые используют по каким-то причинам водопровод в это время, но это исключение.

Около 6–8 часов утра люди просыпаются, умываются, завтракают, и нагрузка на водопровод увеличивается. Ну а днем начинают работать предприятия, включаются системы полива, и потребление воды возрастает в несколько раз. И в этот момент при использовании маломощного насоса передача воды практически прекратится, так как он просто не будет успевать закачивать воду в систему.

Самый большой горизонтальный насос с разъемным картером, изготовленный индийской компанией Kirloskar Brothers Limited (KBL). Способен создавать поток 7000 литров в секунду при напоре 27,5 метра

В итоге водонапорные башни стали быстро возводить в самых разных местах.

Водонапорная башня в Зарайске, 1916 год

Водонапорная башня архитектора Геппенера в Москве, 1901 год

Функционал и конструкционные разновидности водонапорных башен

      В соответствии с упомянутым ранее главным законом гидростатики жидкость заполняет все сообщающиеся сосуды в системе, занимая при этом одинаковый уровень (высоту). Соответственно, объекты, объединенные с водонапорной вышкой одним трубопроводом, считаются теми самыми сосудами. Чтобы в трубах поддерживалось необходимое давление, нужно обеспечить разницу высот этих сосудов. Правильное расположение ёмкости с водой предполагает высоту большую, чем у самой верхней точки расположения потребителя (последний этаж самого высокого дома).

      Соответственно, перед конструкторами стояла задача – установить резервуар башни на высоте, достаточной для эффективного функционирования системы водоснабжения. Расхождение во мнениях привело к тому, что сегодня известно множество инженерно-технических вариаций водонапорных башен.

В числе наиболее распространенных:

1. Кирпичная кладка (устаревший способ возведения). В этом случае элементы башни выкладываются из кирпича. 

2. Железобетонная. Использование ЖБИ позволяло создать качественные сооружения, традиционные для СССР, что могли содержать в резервуарах до 150 кубов воды.

3. На гиперболоидных опорах. Этот вид инженерных опор изобрёл русский специалист В.Г. Шухов. С конструкторской точки зрения сооружения данного типа сверхнадежны, а с дизайнерской – оригинальны (имеют определенную художественную ценность). Сам архитектор реализовал примерно 200 проектов данного типа. Сегодня метод все также актуален при возведении самых высоких построек.

4. На рамном каркасе из стали. Наиболее простые с точки зрения реализации проекты. При разработке таких сооружений могут быть выбраны любые конструкционные формы каркаса. Также возможно создание разборных опор.

5. Стальной бак переменного сечения. Два цилиндрических резервуара соединяются между собой, располагаясь на одной оси. Такую водонапорную башню называют еще башней Рожновского. Узкая труба играет роль опоры. В таком виде башня напоминает своей формой гранату старого образца (с ручкой). Подобные конструкции быстро изготавливаются и монтируются. Единственной проблемой является сложность транспортировки крупногабаритных элементов.

6. Различные индивидуальные резервуары. Речь идёт о проектах, разработанных и реализованных любым другим способом, вплоть до частных конструкций (резервуар для одного дома), но обязательно соответствующего нормативно-техническим требованиям, выдвигаемым относительно водонапорных башен.

Похожие записи:

Моргает свет в квартире: что делать и куда обращаться Соединительная шина для автоматов (подключение и выбор) Беспроводной видеодомофон: критерии выбора и актуальные модели Алгоритм расчета неразветвленной цепи однофазного переменного тока Для чего нужна гроверная шайба Как приготовить раствор для штукатурки печи: состав, пропорции