Водонапорная башня: принцип работы, назначение, характеристики
Водонапорная башня – простейшая конструкция, предназначенная для автономного регулирования расхода и напора воды в водопроводной системе. Простой принцип работы водонапорной башни определил ее широкое распространение.
Виды водонапорных башен
Подобные конструкции применяются человечеством несколько столетий. Пик их популярности приходится на конец 19 — первую половину 20 века. В то время они использовались в депо и вокзалах для обслуживания паровозов. С тех пор они утратили свое значение, но до сих пор используются, например, для автономного водоснабжения загородных участков или промышленных предприятий.
Первые водонапорные башни возводились преимущественно из красного кирпича, реже – из дерева. Затем появились железобетонные конструкции. Во второй половине 20 века ученый Рожновский предложил свою конструкцию из стальных листов.
Башня Рожновского внешне очень похожа на гранату с рукояткой. Диаметр основания водонапорной башни в 1,5-2 раза меньше диаметра бака. Преимущества такой конструкции заключаются в высокой скорости сборки (полые цилиндры сваривают из стальных листов) и простой установке на территории, а также в сравнительно небольшой массе.
Сейчас для водоснабжения чаще всего устанавливают индивидуальные резервуары в виде объемных металлических баков. В качестве опор используют стальные или железобетонные колонны.
Принцип работы водонапорной башни
Работа водонапорной башни была бы невозможна, если бы не явление выравнивания давления в сообщающихся сосудах, или гидростатического равновесия. Под действием силы тяжести вода в баке вытесняет жидкость из труб до тех пор, пока давление в емкости не станет равным давлению в системе трубопровода. На этом основывался принцип работы водонапорных башен до появления электронасосов.
С появлением электронасосов схема их работы несколько изменилась. Если ранее они были основными источниками воды в системе, то теперь стали играть роль резерва. В качестве «поставщика» воды выступает насосная станция, которая подает давление через систему труб непосредственно к потребителю.
В то же время насос накачивает воду в емкость башни до тех пор, пока она полностью не заполнится или не сработает автоматика. В момент пиковой нагрузки, когда водопотребление максимально, и насосная станция не справляется с работой, открывается клапан бака, и вода начинает поступать в систему из резерва. Происходит это до тех пор, пока станция подачи воды снова не станет справляться со своими обязанностями. После этого весь цикл повторяется.
Элементы водонапорной башни
Вне зависимости от вида и принципа работы водонапорная башня состоит из 5-6 узлов. Количество элементов может значительно варьироваться и определяется назначением сооружения, его месторасположением, удаленностью первоисточника, качеством воды и другими критериями.
Так или иначе, в составе каждой башни имеется:
- Резервуар – стальной, железобетонный или пластиковый бак емкостью от нескольких десятков до нескольких тысяч кубических метров.
- Опора – рамная или монолитная конструкция из железобетона, стальных балок или красного кирпича высотой не более 25-30 метров. Она должна поддерживать бак выше уровня каждого потребителя.
- Вертикальный водопровод – подающая труба, идущая от источника и отводящая, диаметром от 200 м, которая прокладывается до водоразборной системы.
- Вентиляционный люк – на фото водонапорной башни он показан стрелочкой. Он необходим для поддержания объема воздуха в баке и для предотвращения застоя воды.
- Насосная станция с системами управления – отдельно стоящее сооружение, расположенное, как правило, над источником.
В конструкцию водонапорной башни может быть внедрена фильтрующая система с различной степенью очистки воды, а также блок автоматики для контроля уровня жидкости и предотвращения его падения до критического значения.
Основные функции водонапорной башни
Из принципа работы водонапорной башни вытекает ее основная функция – выравнивание графика работы насосной станции. Представим ситуацию, что насос подает воду напрямую, без промежуточного звена в виде водонапорной вышки.
По желанию каждого потребителя он включается в работу и выключается, то есть работает хаотично. В результате увеличивается износ его механизмов, энергопотребление становится неравномерным, что увеличивает нагрузку на электростанцию.
В результате обслуживающие компании вынуждены тратиться на дорогостоящий ремонт. Чтобы всего подобного не происходило, и устанавливают водонапорные башни.
Вторая функция – поддержание давления в трубопроводе. Вода, расположенная на значительной высоте, под действием силы тяжести сама создает необходимой величины давление в системе. В результате снимается нагрузка с насосной станции.
Дополнительное назначение
Другое назначение и принцип работы водонапорной башни тесно связаны между собой. Вода в источнике очень редко соответствуют установленным санитарным нормам, поэтому если она используется для бытовых нужд или для питья, водонапорная вышка используется как фильтрующая установка.
В систему подающего трубопровода встраивают фильтры грубой очистки, которые задерживают тяжелые металлы, оксиды железа и свинца, песок и другие загрязнители. В баке пода отстаивается и становится еще чище. Система очистных картриджей, установленных на подающем водопроводе, может очищать воду от болезнетворных бактерий, доставляя к потребителю идеально чистый продукт.
Создание аварийного запаса воды, который может использоваться в случае поломки водопровода или возникновения пожара – еще одна дополнительная функция водонапорной вышки.
Работа башни с автонасосом
Принцип работы водонапорной башни с автоматическим насосом практически ничем не отличается от описанной нами ранее схемы работы. Исключение составляет лишь тот факт, что в такой системе отсутствует насосная станция как таковая. Ее функцию выполняет компактный электронасос.
При снижении уровня воды в емкости ниже порогового значения системой автоматики подается сигнал, и насос начинает накачивать воду в бак. Как только резервуар полностью заполнится, ждут, пока уровень жидкости снова не упадет.
Такие системы используются чаще всего на частных и дачных участках. В качестве индикатора уровня жидкости выступает поплавок, который, опускаясь почти до самого дна, замыкает контакты и отдает сигнал реле, а то уже руководит работой насоса.
Определение характеристик
Чтобы система исправно выполняла свои обязанности, необходимо, чтобы высота водонапорной башни была больше, чем высота любого другого обслуживаемого сооружения. Именно поэтому резервуары с водой часто можно увидеть на крышах многоэтажных домов (особенно в американских фильмах). Если это условие не выполняется, то возможен застой воды в баке.
Другим важным параметром водонапорной вышки является объем рабочей емкости. Этот показатель определяется графиком расхода воды потребителями. Обычно размер емкости подбирают так, чтобы накопленной жидкости хватило для использования на протяжении дня. В таком случае насос будет включаться в работу только ночью, что снизит нагрузку на электросеть.
Особенности проектирования фундамента
Высота башни и объем бака прямым образом влияют на стоимость башни. Причем речь идет не столько о стоимости поддерживающей конструкции и резервуара, сколько о цене фундамента. Перед выбором типа и глубины заложения основания производится расчет не только на статическую нагрузку, но и на динамическую – во время наполнения бака могут возникнуть колебания, которые выведут конструкцию из равновесия.
Производится также расчет на устойчивость с учетом влияния ветровой нагрузки. Чем выше башня, тем сильнее она будет отклоняться от вертикальной плоскости при сильном и порывистом ветре. Раскачиваясь, башня начнет «беспокоить» воду, появятся волны, которые в несколько раз увеличат допустимое давление водонапорной башни на основания. В результате конструкция разрушится.
Поэтому при установке даже дачной конструкции не пренебрегайте помощью профессионалов. Потратив средства сейчас, вы сможете в будущем не беспокоиться о надежности и работоспособности своей водонапорной башни.
fb.ru
14 Уникальных водонапорных башен со всего мира
Водонапорная башня является возвышенной конструкцией, поддерживающей резервуар для воды, установленный на достаточной высоте, чтобы создавать давление на систему водоснабжения для распределения питьевой воды. Многие водонапорные башни были построены в ходе промышленной революции, а некоторые в настоящее время считаются архитектурными достопримечательностями и памятниками, и не могут быть снесены. Некоторые из них преобразованы в квартиры или эксклюзивные пентхаусы.
1. «Дом в Облаках» (House in the Clouds), Великобритания 
Дом в Облаках является водонапорной башней в деревне Торпенесс (Thorpeness), в графстве Саффолк (Suffolk) в Великобритании. Она была построена в 1923 году для приема воды, перекачиваемой из мельницы Торпенесса, и была разработана для того, чтобы улучшить внешний вид водонапорной башни. Дизайн башни прячет резервуар для воды, маскируя его под наветренный борт здания, чтобы соответствовать зданиям Торпенесса, построенным в шутливом стиле эпохи Тюдоров и Якобинцев. Вся разница в том, что наветренный борт как бы бежит не по волнам, а по верхушкам деревьев. В 1977 году в деревне провели водопроводную систему, и башня утратила своё значение, поэтому её переделали в жилое пространство.
В 1979-ом главный резервуар для воды сняли, чтобы полностью переделать башню в жилой дом. В этом здании на данный момент находится пять спален и три ванные комнаты, а количество ступеней насчитывает 68 штук. Высота самой лестницы достигает 21 метра.
2. Водонапорная башня Мидранд (Midrand), Южная Африка 
Обладая вместимостью в 65000 кубических метров воды, эта водонапорная башня является самой большой во всём южном полушарии. Она построена вокруг столба, выполненного из железобетона диаметром 4 метра, основание которого сделано из 10 кубических метров бетона.
Конус соединён с основанием на уровне запруда, что придаёт плавающий эффект огромной бетонной форме этой башни. Винтовая лестница установлена посреди конуса, как соломинка в стакане. В последнее время на вершине башни планируется построить вращающийся ресторан.
3. Старая водонапорная башня в городе Ландскруна (Landskrona), Швеция
Старая водонапорная башня расположена в самой высокой точке города и является местной достопримечательностью. Красивое здание из красного кирпича было спроектировано архитектором Фредриком Сундбэргом (Fredrik Sundbärg). 
Строительство этой водонапорной башни было завершено в 1903 году. А к 1904 году башня работала в полную силу, позволяя Ландскруне иметь собственную систему водоснабжения первый раз за всю его историю.
4. Водонапорная башня города Цеханув (Ciechanow), Польша 
Водонапорная башня города Цеханув в Польше является строением в форме гиперболоида. Геометрия гиперболоида позволяет добиться максимальной структурной стабильности с применением минимального количества материалов. Цеханувская водонапорная башня была построена в 1972 году архитектором Ежи Михал Богуславским (Jerzy Michal Boguslawski). На данный момент обсуждаются планы об открытии ресторана и площадки для наблюдения наверху башни, однако по назначению она не используется.
5. Водонапорная башня города Палик (Palić), Сербия 
Эта прекрасная водонапорная башня находится в городе Палик, вблизи одноимённого озера. Если говорить более точно, то башня находится в «Великом Парке», между озером и городом – в месте, представляющем собой гармоничное сочетание природных богатств и архитектурного наследия.
На данный момент эта водонапорная башня является символом Палика, но она была построена в начале 20-го века как многофункциональное здание, включающее водонапорную башню, ворота курорта и трамвайную станцию.
Это здание было спроектировано в венгерском стиле модерн.
6. Водонапорная башня города Хантингтон-Бич (Huntington Beach), США
Эта калифорнийская водонапорная башня была построена в 19 веке для проведения воды к паровым двигателям. Она работала вплоть до 1974 года, а к 1980 году она была переделана в дом. Резервуар для воды был снят, переделан на первом этаже и поставлен на место. Временами эта башня служила домом для семей с тех пор, однако больше всего она использовалась в качестве роскошного дома, арендуемого в отпуск. Для того чтобы достичь жилой площади, располагающейся на трёх этажах, нужно проехаться вверх на четыре этажа на лифте.
Из башни открывается беспрецедентный вид на несколько пляжей, горы Сан-Бернардино (San Bernadino) и окружающие города. Высота башни составляет 27 метров, диаметр 9 метров. Она стоит на 21-метровом деревянном столбе, укреплённом металлом в соединениях.
7. Водонапорная башня города Хаукилахти (Haukilahti), Финляндия 
Водонапорная башня города Хаукилахти расположена в южной части Эспоо (Espoo), Финляндия. Башня была построена в 1968 году и была во владении водопроводной станции Эспоо. Диаметр башни — 45,3 м, а её объем составляет 4000 куб. метров. Высота башни составляет 45,3 м, а высота над уровнем моря — 76,3 м.
В верхней части водонапорной башни находится ресторан под названием «Гнездо Аиста» (Haikaranpesä). Этот ресторан является одним из самых популярных в городе, и многие туристы и бизнесмены заходят туда, чтобы перекусить.
8. Водонапорная башня «Северная Точка» (North Point), США 
Водонапорная башня «Северная Точка» находится в городе Милуоки (Milwaukee), штат Висконсин. Эта башня была зачислена в Национальный реестр исторических мест в 1973 году. Это 53-метровое здание, выполненное в стиле викторианской готики, было спроектировано Чарльзом Гомбертом (Charles A. Gombert) и построено из Ниагарского известняка, добытого в Вауватосе (Wauwatosa). В этой водонапорной башне находится круговой стояк из кованого железа, занимающий 37 метров в высоту и 1,2 метра в диаметре.
9. Водонапорная башня города Росток (Rostock), Германия
Эта водонапорная башня стоит тут с 1903 года. Она сделана из кирпичей, выложенных по шаблону, в ней также есть семиступенчатые фронтоны и узкие оконца. Башня покоится на мощном гранитном основании. Это 60-метровое здание диаметром 18 метров в основании. Башня не работает с 1959 года.
После восстановительных работ башня считается историческим зданием. Она служит складом для городского музея, а на первом этаже тут также собираются дети и инвалиды.
10. Водонапорная башня в парке Комптон Хил (Compton Hill), США
Водонапорная башня парка Комптон Хил находится в городе Сент-Луис. 55-метровая башня была построена для того, чтобы спрятать внутри 40-метровую напорную трубу диаметром 1,8 метра. Иногда смотровая площадка на вершине водонапорной башни открыта для публики, что позволяет посетителям увидеть 360-градусный панорамный вид на город. Водонапорная башня в парке Комптон Хил была объявлена городской достопримечательностью в 1966 году и внесена в Национальный реестр исторических мест в 1972 году.
11. Водонапорная башня города Гархинг (Garching), Германия 
Водонапорная башня, находящаяся в городе Гархинг, что около Мюнхена, обладает квадратичным основанием площадью в 5,4 метра, сделанным из железобетона. Высота здания составляет 26 метров. Архитектор неизвестен, однако известно, что проект башни был готов в 1909 году, а строительство закончилось в декабре 1911 года. 
Водонапорная башня не работает с 1961 года. Однако здание охраняется как промышленное наследие с 1961 года. Оно было реставрировано в 1988 году.
Водонапорная башня маленького городка Сванеке на датском острове Борнхольм (Bornholm) была разработана заслуженным архитектором Йорн Утцоном (Jørn Utzon) и закончена в 1952 году. Это был первый успешный проект архитектора, который позже спроектировал Сиднейский оперный театр. Удивительная форма башни была навеяна старыми морскими знаками, которые использовались для помощи в навигации кораблей в море. 
Пирамидальный резервуар для воды опирается на три стройные железобетонные ноги, которые соединяются в верхней части башни. Бетонные ступени, расположенные в центре башни, элегантно вьются от земли. Эта водонапорная башня перестала использоваться в 1988 году, когда в системе водоснабжения появились новшества. С 1990 года это здание внесено в список Агентства по Наследию Дании.
13. Водонапорная башня города Вроцлав (Wrocław), Польша 
Историческая водонапорная башня находится в районе Криков (Krzyki), на юге города Вроцлав, Польша. Башня была разработана Карлом Климом (Karl Klimm), известным местным архитектором. Её высота составляет 63 метра. С самого начала она была оборудована электрическим лифтом.
С июня 1906 года лифт позволяет людям достичь смотровой площадки, расположенной на высоте 42 метров. Оттуда можно было полюбоваться видом на Вроцлав и его окрестности. В 1995 году башня была выкуплена у города инвестиционной компанией «Stephan Elektronik». Здание было отремонтировано и начало новую жизнь в качестве стильного ресторанного комплекса.
14. Водонапорная башня Кизуминами (Kizuminami), Япония
47-метровая водонапорная башня, построенная в 1999 году в Кизу, к югу от Киото, содержит достаточно воды, чтобы обеспечить ею 16.000 человек. Цилиндрический дизайн башни был навеян бамбуком, обильно произрастающим в этой области.
bugaga.ru
Водонапорная башня, виды водонапорных башен
Водонапорная башня – это гидротехническое сооружение, предназначенное для перекачивания и хранения воды. Существуют различные модификации и конструкции данного объекта, но всегда предполагается наличие объемного резервуара, монтированного на высоте, достаточной для эффективной прокачки всей системы подачи воды. Ключевой принцип работы – это передача жидкости от башни к потребителю в соответствие с законом сообщающихся сосудов.
Прототипы, являющиеся прообразом современных водонапорных конструкций, известны с древности, но сооружения остаются актуальны и по сей день. Особенно в них нуждаются территории с ограниченным доступом к энергетическим ресурсам, например деревни, села, поселки.
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.
Структура проекта водонапорной башни
Независимо от способа возведения, башни имеют схожий набор функциональных элементов. Большее или меньшее их число, а также современность этих частей зависят от года возведения, качественного уровня подаваемой жидкости, высоты залегания грунтовых вод и т.д. В базовый набор узловых составляющих водонапорной башни входят:
1. Резервуар. Ёмкость, дно которой находится над самой высокой точкой забора воды. Она обязательно создаётся из материалов, устойчивых к постоянному воздействию воды и различных негативных природных факторов.
2. Опорная конструкция. Башня без опоры существовать не может. На архитектора возлагается задача по созданию надежной и внешне привлекательной опоры, в частности, когда речь идёт об установке башни в черте города наряду с другими архитектурными объектами. В советское время пришли к мысли о том, как легко и оригинально совместить сразу две функции – использовали стальную трубопроводную часть в качестве опоры.
3. Трубопровод(ы). Любой резервуар должен заполняться перед подачей воды в систему, а потому в конструкции башни присутствует два трубопровода. Подающая линия подводится от насосов через крышку ёмкости, а распределительная находится в нижней части резервуара и подключается к водоразбору. Напорная труба, отводящая воду, должна иметь большой диаметр (не менее 20 см).
4. Вентиляционный люк или шахта. В нижней части резервуара делают вентиляционный блок, за счет которого будет выравниваться давление внутри и снаружи.
5. Насосная станция. Это отдельная от водонапорной башни постройка, возводимая поверх скважины. За счет установленных под землёй насосов и прочего оборудования (системы и датчики, позволяющие автоматизировать рабочий процесс) подающий трубопровод эффективно перекачивает воду, заполняя резервуар до нужного (предельного) уровня.
6. Фильтрационные элементы. Распределение воды, особенно питьевой, без использования фильтров попросту недопустимо.
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.
Заключение
Техническая реализация системы с водонапорной башней актуальна как для обеспечения водой многочисленных потребителей, так и для индивидуального использования. Можно осуществить подключение сельскохозяйственных комплексов или жилых построек с целью экономии электроэнергии, расходуемой на поддержание давления в системе водоснабжения. При заказе инженерных работ или самостоятельной реализации проекта водонапорной башни всегда необходимо следовать регламентным требованиям, установленным относительно таких сооружений.
teplosniks.ru
Такие разные водонапорные башни со всего мира
За последние несколько сотен лет люди построили огромное количество водонапорных башен — ведь когда-то подобные сооружения были единственным способом организовать централизованный водопровод или оперативно потушить пожар. По прямому назначению эти сооружения уже почти не используются, зато много где остались украшением города. Давайте же посмотрим на всё это архитектурное многообразие!
Вам может быть интересно:
Заброшенные башни со всех уголков планеты
Водонапорные башни России
1.
Источник:
Диканьский район, Полтавская область, УкраинаНовый дом для целой семьи!
2.
Источник:
Кологривовка, Саратовская область, действующая водонапорная башня.3.
Источник:
В одной из заброшенных деревень России.4.
Источник:
Нет, это не большая воронка, это водонапорная башня в Южной Африке.5.
Источник:
6.
Источник:
7.
Источник:
8.
Источник:
Петрокаменское, Свердловская область9.
Источник:
Ставрополь, заброшенное.10.
Источник:
11.
Источник:
Станция Симская, Уфимская губерния (ныне Челябинская область), 1910, автор фотографии Сергей Прокудин-Горский.12.
Источник:
Аргаяш, Челябинская область13.
Источник:
Селышки, Ивановская обл14.
Источник:
Бывшая водонапорная башня номер 3, ныне городской арт объект, Бруклин, США.15.
Источник:
Похоже на пустынный маяк, но на самом деле это водонапорная башня в Марокко.16.
Источник:
Великобритания17.
Источник:
Миннесота, США18.
Источник:
19.
Источник:
20.
Источник:
21.
Источник:
22.
Источник:
23.
Источник:
24.
Источник:
25.
fishki.net
Водонапорная башня: виды, особенности и конструкция
Мы можем видеть стандартные водонапорные башни и в городах, и в селах. Но в сельской местности они гораздо больше выделяются на местности за счет одноэтажной застройки. Основное назначение этих сооружений – хранение воды и поддержание напора в сети. Несмотря на развитие технического прогресса, эти сооружения исправно справляются со своими задачами.Принципы работы.
Строительство Технология работы водонапорных башен базируется на физическом законе сообщающихся сосудов. Он известен нам из гидростатики. В соответствии с этим законом в сообщающихся сосудах вода устанавливается на одинаковом уровне. При соединении по водопроводной трубе с потребителями вода поступает к ним под постоянным напором. А недостаток воды в башне восполняется.
Основное в работе этих устройств – размещение верхнего уровня воды в башне на определенной высоте. Эта высота определяет уровень давления воды. Используются для сооружения башен различные материалы, что определяет их конструкцию и возможные объемы баков для воды.
1. Башни из камня (так строили в прошлые века).
Эти сооружения возводились из камня и кирпича. Даже многие из тех, которые сохранились до наших дней, уже не используются по назначению. Но их сохраняют в качестве памятников архитектуры.2. Железобетонные башни.
По такой технологии их строили достаточно недавно, когда еще существовал Советский Союз. Так как железобетон обладает высочайшей прочностью, резервуары таких башен могли вмещать до 150 куб. м воды.3. Башни на стальном каркасе.
Конструкция таких сооружений достаточно проста – на стальном каркасе устанавливается любая емкость для надежного хранения воды. В этом случае могут использоваться емкости из различных материалов и разного объема. Это самая простая конструкция башни.
Резервуары Емкости Силосы
4. Стальной бак.
Такая башня сооружается из двух стальных баков, установленных один на другой. При этом нижний бак по диаметру гораздо меньше верхнего.Конструкция башни для воды
Любая водонапорная башня состоит из определенных элементов, которые обеспечивают ее функционирование:
1. Резервуар для воды.
Для его изготовления может использоваться любой материал. Основные требования к нему – небольшая масса и устойчивость к коррозии при наличии воды. Обязательное условие конструкции – дно этого бака по уровню должно быть выше размещения самой высокой точки потребления воды. Емкость такого резервуара определяются прочностью башни и материала, количеством потребителей и мощностью насосов.2. Опорные элементы.
Именно элементы, на которых крепится бак, позволяют проявить фантазию архитекторам.nvzmk.ru
Водонапорная башня — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Водонапо́рная башня — сооружение в системе водоснабжения для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций.
Водонапорная башня состоит из бака (резервуара) для воды, обычно цилиндрической формы, и опорной конструкции (ствола). Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из неё в часы увеличенного водопотребления. Высота водонапорной башни (расстояние от поверхности земли до низа бака) обычно не превышает 25 м, в редких случаях — 30 м; ёмкость бака — от нескольких десятков м³ (для малых водопроводов) до нескольких тысяч м³ (в больших городских и промышленных водопроводах). Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки — преимущественно из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуют трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами для предотвращения переполнения бака, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт.
ru.wikipedia.org
ООО «Стройгрупп-7». Библиотека: Типы водонапорных башен
Библиотека.
Типы водонапорных башен
Из большого количества разновидностей водонапорных башен различают шатровые и бесшатровые (рис. 1).
Рис. 1. Разновидности водонапорных башен: а — шатровые: 6 — бесшатровые
В шатровых башнях резервуар заключается внутри особого строения — шатра. Шатер служит для поддержания теплоустойчивой работы резервуара в условиях отрицательных температур и медленного водообмена, а в жарком климате — для предохранения питьевой воды от нагрева.
В бесшатровых башнях теплоустойчивая работа резервуара обеспечивается за счет теплоизоляции, наносимой непосредственно на его стенки. В настоящее время предпочитают строить башни бесшатрового типа.
Различают башни с одиночным резервуаром и с несколькими. С несколькими резервуарами башни устраиваются в тех случаях, если на объекте водоснабжения требуется вода различного качества по ее чистоте и температуре (рис. 2). Резервуары водонапорных башен бывают как железобетонные, так и стальные.
Рис. 2. Водонапорная башня с несколькими резервуарами
Водонапорные башни в зависимости от материала опорных конструкций подразделяются на металлические, железобетонные и каменные.
Опорные конструкции башен выполняются преимущественно железобетонными. но при резервуарах малой емкости 25 — 50м3 в зависимости от местных условий применяются также металлические и каменные.
Металлические башни имеют меньший срок возведения и при относительно больших по высоте опорных конструкциях дешевле железобетонных и каменных.
Металлические водонапорные башни встречаются следующих типов:
- Призматические;
- Пирамидальные;
- Башни системы Шухова;
- Башни-оболочки.
Призматические башни
Призматические башни состоят из ряда вертикальных ферм (см. рис. 3а). Они применяются при большой высоте и большой емкости резервуара. Достоинством призматических башен является стандартность элементов ферм.
Пирамидальные башни
Пирамидальные башни рекомендуется применять при большой высоте ствола башен (25 — 40 м) и при малых размерах бака (см. рис. 3б).
Ширина верхнего основания таких башен определяется размерами бака. Ширина нижнего основания определяется устойчивостью башни, величиной усилий в стойках, допускающих применение простых сечений, и архитектурными соображениями.
Число стоек башни определяется нагрузкой и выбирается так. чтобы сечения их получились простыми (прокатными). При больших нагрузках число стоек доходит до 12.
Башни системы Шухова
Башни системы Шухова получили большое распространение в России еще в конце XIX века.
Эти башни представляют собой пространственные сетчатые конструкции в виде гиперболоида вращения (см. рис. 3в).
Башни системы Шухова легче по весу, чем призматические и пирамидальные. но сложнее в монтаже, так как состоят из большого числа элементов с большим количеством монтажных узлов.
Башни-оболочки
Башни-оболочки представляют собой башню и резервуар, совмещенные в одном сооружении (см. рис. 3г). Цилиндрический ствол башни, выполненный из листовой стали, используется как резервуар.
Призматические и пирамидальные башни в виде рамной пространственной конструкции в архитектурном отношении имеют преимущества. но по сравнению с решетчатыми башнями связевой конструкции они более сложны в производстве и применяются редко (см. рис. 3д).
Для широкого применения рекомендуются призматические и пирамидальные башни с числом стоек от 4 до 6 шт.
Рис. 3. Типы водонапорных башен: а — призматические; 6 — пирамидальные: в — башни системы Шухова; г — рамная пространственная конструкция: д — башни-оболочки
Вернуться к списку статей
stroi-g.ru