0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое водонапорная башня и как она работает

Водонапорная башня представляет собой гидротехническое сооружение, основное назначение которого — хранение и подача воды. Конструктивно представляет собой резервуар (как правило, цилиндрической формы), который установлен на определённой высоте от поверхности земли; насосное оборудование; трубопроводы. Объём резервуара рассчитывается исходя из величины мощности водопровода и расхода воды.

Первые водонапорные башни были возведены несколько столетий назад. В России едва ли не единственным заказчиком строительства водонапорных башен в течение длительного времени являлась железная дорога, нуждавшаяся в объёмных резервуарах, где можно было бы накапливать запасы воды для «заправки» паровозов. До сих пор на многих станциях сегодня можно увидеть старые кирпичные башни, сохранившиеся ещё с 19 века.

Картина изменилась с 1951 года, когда началось массовое возведение водонапорных башен в сельской местности, где, собственно, и по сей день находится большинство таких сооружений. Речь идет о так называемых башнях Рожновского, конструкция которых была разработана инженером А.А. Рожновским в далёком 1936 году.

Это было революционное техническое решение. Унифицированные экономичные металлические башни, которые монтируются всего за 2 — 4 дня, выполняют свои функции без необходимости зимнего подогрева воды. На основе конструктивных решений Рожновского построено большинство водонапорных башень на территории нашей страны. Следует добавить, что значительный вклад в их разработку внёс также инженер П.И. Земсков.

Водонапорные башни расположены по всему миру. Отличаясь конструктивными элементами, размерами и рабочими характеристиками, они, тем не менее, очень схожи по устройству и имеют одни и те же функции. Об этом — далее

Элементы водонапорной башни Рожновского

В состав гидротехнического сооружения входят:

  1. опорная часть (ствол башни)
  2. резервуар для воды
  3. наружные и внутренние лестницы или скобы с боковым ограждением
  4. смотровой люк, находящийся на крышке резервуара
  5. трубопровод, подающий и отводящий воду
  6. переливное устройство, предотвращающее переполнение бака водой
  7. приборы, контролирующие уровень воды в баке и передающие информацию дежурному диспетчеру
  8. насосная станция

Резервуар

На водонапорной башне, используемой для водопроводных сетей малой протяженности, объем резервуара цилиндрической или прямоугольной формы варьируется в пределах нескольких десятков кубических метров.

Для водопроводной сети города или промышленного предприятия объемы резервуаров варьируются от ста до двухсот тысяч кубометров воды. Выбор величины бака зависит от объема предполагаемого потребления воды.

Водонапорные башни, изготовленные по типовому проекту, имеют резервуары объемом:

  1. 15 кубических метров
  2. 25 куб/метров
  3. 50 и 160 кубометров

В отдельных случаях на опоре возможен вариант установки двух резервуаров, расположенных по отношению друг к другу на различной высоте. Такие варианты используются, когда башня обслуживает водонапорные сети с разным напором воды в каждой.

Опора

БР монтируется на опоре, выполненной из прочного металла или железобетона. Максимальная высота водонапорной башни редко превышает 30 метров. Если сооружение располагается в городской черте, его размер по вертикали должен соответствовать высоте рядом стоящих зданий и органично вписываться в архитектуру окружающего ландшафта.

  1. Объема резервуара
  2. Количества этажей в зданиях, куда подается вода

Баки с вместимостью воды в пределах 5 – 50 кубических метров, устанавливаются на опорные конструкции, от высоты которых зависит давление воды в водопроводной системе. Слишком высокая опора для бака потребует лишнего расхода энергии при работе насосов, поднимающих воду на определенную высоту, и может вызвать перепад величины давления в водопроводной сети, что приводит к ее неравномерной подаче в случае пиковой нагрузки на водопроводные сети или при тушении пожара.

Читайте так же:
Печь бутакова обложенная кирпичом

Водопровод

Водопровод БР состоит из– подающей и отводящей магистрали. Некоторые башни оборудуют совмещенным подводяще-отводящим трубопроводом. Через подающую трубу вода наполняет резервуар. Отводящая магистраль предназначена для подачи воды в водопроводную сеть.

Вентиляционный люк

Вентиляционные люки необходимы для предотвращения создания вакуума внутри резервуара и обмена воздушных масс в отсеках бака, предназначенных для хранения запаса вода на случай аварий или пожара. Люк располагается рядом с подводяще-отводящими на перекрытии резервуара. Высота люков над плоскостью перекрытия не может быть ниже 20 см.

Насосная станция

Насосная станция предназначена для поднятия воды в резервуар из скважины или природного водоема и располагается на удалении от водонапорной башни. Станция накачивает воду в резервуар до тех пор, пока не поступит сигнал от датчика, установленного внутри бака. По мере расходования накопленной воды, ее уровень понижается. При достижении минимального значения срабатывает датчик и включает станцию на закачку воды.

В состав станции могут входить несколько насосов, осуществляющих постоянный забор воды при самом низком уровне подземных вод, щит управления и дизельный генератор, обеспечивающий бесперебойную работу станции при отсутствии централизованного электроснабжения. Если вода поступает в башню из открытого водоема, насосная станция строится на его берегу, выше уровня воды не менее чем на полметра.

  • Пелевин В. О. Водонапорная башня, 1996.

Водонапорная башня В. Шухова — первая в мире гиперболоидная конструкция, Россия, 1896

Местная водонапорная башня Grandview в Hampton, Virginia.

Водонапорная башня из кирпича в Kimberley, Nottinghamshire, Великобритания.

Водонапорная башня в Saint-Parize-Le-Chatel, Франция.

Уникальная водонапорная башня в форме бутылки из-под кетчупа, Collinsville, Illinois (Это также самая большая в мире бутылка из-под кетчупа).

Старая водонапорная башня в Кольмар, Франция.

Водонапорная башня 1960-х в форме конуса, Tonwell, Хартфордшир

Водонапорная башня Peachoid в Gaffney, South Carolina, построена в 1981

Водонапорная башня, Кувейт (город), построена в 1979

Старая и новая водонапорные башни в Nicollet, Minnesota

Водонапорная башня в Melbourne, Florida

Водонапорная башня в Blaine, Minnesota

Типовая водонапорная башня, Средний запад, Salina, Kansas

Построенная в 1860, Louisville Water Tower — первая в мире водонапорная башня современного типа.

Типовая водонапорная башня в пригороде Лондона.

Водонапорная башня «Дом в облаках» в Thorpeness работает с 1923 года.

Водонапорная башня рядом с небоскрёбами, в Нью-Йорке.

Водонапорная башня-кукуруза в Rochester, Minnesota

Водонапорная башня-кукуруза в Rochester, Minnesota

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Водонапорные башни и резервуары» в других словарях:

Водонапорные башни и резервуары — сооружения в системе водоснабжения для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети (См. Водопроводная сеть), создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Водонапорная башня состоит из бака (резервуара)… … Большая советская энциклопедия

ВОДОНАПОРНЫЕ БАШНИ И РЕЗЕРВУАРЫ — сооружения в системе водоснабжения для выравнивания работы насосных станций, создания запаса воды, а также регулирования её напора и расхода в водопроводной сети. В отличие от водонапорной башни водонапорный резервуар не имеет опорной конструкции … Большой энциклопедический политехнический словарь

Читайте так же:
Как очистить кирпич от раствора при разборке

Крестовские водонапорные башни — в начале XX в. Москва. Крестовские водонапорные башни две круглые в плане кирпичные башни высотой около 40 м и диаметром 20 м, связанные между собой ажурным мостиком. Сооружены в 1892 (архитектор М.К. Геппенер) у Крестовской заставы (ныне ) при… … Москва (энциклопедия)

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ВОДОНАПОРНЫЕ УСТАНОВКИ — заменяют водонапорные башни и состоят из герметически закрытых стальных резервуаров, вода из к рых подается в сеть напором сжатого воздуха. Резервуары устанавливаются на поверхности земли, но могут быть также передвижными (на жел. дор.… … Технический железнодорожный словарь

Промышленные сооружения — сооружения, выполняющие определённые функции в производственном процессе либо предназначенные для восприятия нагрузок от технологического оборудования, сырья, коммуникаций и пр. В современном промышленном строительстве доля П. с. в общей… … Большая советская энциклопедия

Водоснабжение — совокупность мероприятий по обеспечению водой различных её потребителей населения, промышленных предприятий, транспорта и др. (см. Водопотребление). Комплекс инженерных сооружений, осуществляющих задачи В., называется системой В. или… … Большая советская энциклопедия

Водонапорный резервуар — см. Водонапорные башни и резервуары … Большая советская энциклопедия

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ — инж. сооружения для использования водных ресурсов или для борьбы с разрушит. действием воды. Г. с. бывают общие, применяемые почти при всех видах использования вод: водоподпорные (плотины, дамбы и Др.), водопроводящие (каналы, гидротехнические… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ГКИНП 02-121-79: Руководство по дешифрированию аэроснимков при топографической съемке и обновлении планов масштабов 1:2000 и 1:5000 — Терминология ГКИНП 02 121 79: Руководство по дешифрированию аэроснимков при топографической съемке и обновлении планов масштабов 1:2000 и 1:5000: 7.8.43. «Кусты» свай в воде остатки свайных мостов, некоторых плотин и других сооружений на реках с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ВОДОСНАБЖЕНИЕ — ВОДОСНАБЖЕНИЕ. I. Водоснабжение населенных мест. Цель и назначение водоснабжения. В. организованное и регулярное доставление массовому потребителю воды установл. качества и в определенном количестве, обеспечивающем с той или иной полнотой… … Большая медицинская энциклопедия

Технические характеристики, устройство и элементы

Их стоит рассмотреть на примере самой распространенной конструкции таких гидротехнических сооружений, изобретенной советским инженером А.А. Рожновским в 1936 году, и настолько удачной, эффективной при использовании, что автор был в 1942 году награжден Сталинской премией.

Основной идеей талантливого изобретателя было использование унифицированного набора конструктивных элементов высотного водонапорного сооружения, в основном выполненных из металла, что позволяло их быструю транспортировку, сборку на месте за небольшой период, особенно по сравнению со строительством подобных сооружений из кирпича, железобетонных конструкций.

Огромными преимуществами нового вида таких инженерных сооружений было отсутствие необходимости в системе обогрева, что весьма важно для большинства регионов страны, а также вновь разработанная схема управления, полностью работающая в автоматическом режиме. Изобретение первоначально предназначалось для заправки паровозов на железнодорожных узлах, станциях, но стало впоследствии востребованным в других отраслях.

В состав башни Рожновского входят следующие элементы:

  • Фундаментное основание, выполняемое из готовых строительных блоков или заливкой монолитной плиты.
  • Ствол башни, являющийся ее опорной частью, высота которого составляет до 30 м.
  • Бак, имеющий типовой размер емкостью 15, 25, 50 или 160 м 3 , служащий для сбора/расхода воды.
  • Стальные трубопроводы для заполнения, отвода воды из бака, откуда она под собственным напором, создавая давление, поступает к потребителям.
  • Наружная/внутренняя лестница или скобы для обслуживания.
  • Смотровой люк в крыше водонапорного бака.
  • Насос, источником воды для которого чаще всего служит подземная скважина или водоем.
  • Система автоматики – контактные датчики верхнего, нижнего уровней воды в баке, реле включения/отключения электропитания насосов.
  • Аварийное устройство перелива воды на случай отказа автоматики.
Читайте так же:
Кирпич шамотный печной полнотелый шб8 250х124х65 мм

Схема оборудования водонапорной башни-колонны

Схема оборудования водонапорной башни-колонны

1 – напорная труба для подачи воды из колонны в бак; 2 – рабочая переливная труба; 3 – подающе-отводящая труба; 4 – воздушная труба; 5 – бак; 6 – регулирующий объем; 7 – неприкосновенный противопожарный объём; 8 – днище бака; 9 – труба для подачи воды в сеть при тушении пожара; 10 – предохранительная переливная труба; 11 – колонна; 12 – всасывающая труба насоса; 13 – насосная станция подкачки; 14 – труба к водопроводной сети

Согласно СП 8.13130.2020 к техническим параметрам, устройству водонапорных башен предъявляются следующие требования:

  • Расчетный объем воды в баке должен обеспечить наружное и внутреннее тушение пожара в обслуживаемом здании в течение 10 мин, с учетом максимального расхода на другие нужды.
  • Размещение бака по высоте установки должно производиться на основании гидравлического расчета системы водоснабжения.
  • Если водонапорная башня не входит в зону имеющейся молниезащиты обслуживаемого объекта, то требуется оборудование собственных устройств защиты от разряда атмосферного электричества.
  • Автоматика должна обеспечивать контроль уровня неприкосновенного объема воды для целей пожаротушения, а также уровень, обеспечивающий работу насосов в безаварийном режиме.
  • Степень стойкости к огню водонапорной башни должна быть не ниже II-ой.
  • Для изготовления опорных стволов башен допустимо использовать стальные конструкции или местные негорючие материалы и вещества, а для баков – только сталь.
  • В районах с жестким климатом допустим подогрев воды в баке при помощи паровых, водяных, электрических нагревательных устройств, греющих кабелей.

При наличии одного источника электроснабжения водонапорной башни в малонаселенных пунктах, на объектах защиты следует предусматривать установку резервного пожарного насоса с двигателем на жидком топливе, обеспеченным автоматическим пуском от аккумуляторной батареи.

Водонапорная башня – это сооружение, состоящее из накопительного резервуара и основания.

Она является частью системы водоснабжения и предназначена для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети.

Благодаря наличию накопительной емкости, она позволяет создавать запас воды и регулировать график работы насосных станций.

Устройство водонапорной башни очень простое. Конструкция сооружения состоит из основания, опорной трубы и накопительной емкости, располагаемой сверху.

Такая особенность позволяет осуществлять подачу воды без применения специального оборудования. В трубопроводы вода поступает самотеком под собственным давлением.

Старая водонапорная башня в городе Псков

Прообразом водонапорных башен являлись специальные накопительные емкости, использовавшиеся людьми еще 5 тысячелетий назад.

А строительство башен началось в средние века, когда самотечные системы водоснабжения уже не могли обеспечивать водой стремительно растущие города.

В России такое гидротехническое сооружение впервые появилось в Пскове. Именно в этом городе был построен первый водопровод. А в XVIII веке они стали возводиться повсеместно.

Стоит отметить, что старинные водонапорные башни возводились преимущественно из камня. Чуть позже камень заменили красным кирпичом.

И лишь во второй половине XX века для строительства этих сооружений начали применять стальные листы. Идея по замене камня сталью принадлежит советскому инженеру Рожновскому. Он же предложил модернизировать систему путем установки насосного оборудования, с помощью которого резервуар заполнялся водой.

Читайте так же:
Варочная плита кирпич сверху

Функциональные возможности

Высота водонапорной башни, как правило, не превышает 35 метров. Этот показатель напрямую зависит от высоты обслуживаемых зданий. То есть емкость, в которой накапливается вода, должна располагаться выше мест распределения.

Уровень воды в водонапорной башне

В функции данного гидротехнического сооружения входит следующее:

  1. подача жидкости в трубопроводы под давлением, определяемым высотой расположения резервуара;
  2. обеспечение равномерного давления при интенсивном водопотреблении;
  3. обеспечение резерва воды на случай пожара, выхода из строя основной станции водоснабжения, в том числе при отключении электроэнергии.

Вода в гидротехническое сооружение поступает из скважины или другого источника (реки, озера и пр.). Поэтому его устанавливают в непосредственной близости к источнику. В емкость жидкость поступает с помощью насосного оборудования, работающего от электросети.

Виды гидротехнических сооружений

Водонапорная башня, принцип работы которой остался неизменным с конца XIX века, может возводиться в нескольких вариациях.

Но их отличие заключается только в материале, применяемом при строительстве гидротехнических сооружений.

Камень или кирпич. Первые объекты водоснабжения строились именно из камня. Чуть позже его заменили кирпичом.

Сейчас эти материалы не применяют, но старинные башни до сих пор сохранились. А некоторые из них продолжают активно эксплуатироваться.

Железобетон

Этот материал был востребован во времена Советского Союза.

Железобетонная водонапорная башня

Железобетонные конструкции использовались преимущественно для хранения резервного запаса воды. А бак водонапорной башни из железобетона вмещал до 150 кубометров воды.

Сталь

Из листовой стали проектировались башни Рожновского. Причем их возводили с помощью заводских заготовок. Стальная конструкция отличается прочностью и легкостью установки.

Первые резервуары устанавливали на опоры. А изготавливали их из дерева – самого доступного материала. Сейчас дерево не применяется ввиду высокого риска образования грибков, ухудшающих качество воды.

Особенности конструкции

Внешне сооружение может напоминать форму призмы, пирамиды или бочки. Но схема водонапорной башни от формы не изменяется.

Конструкция водонапорной башни

Бесперебойную подачу воды обеспечивают следующие элементы:

  • опорная часть или ствол;
  • накопительная емкость;
  • лестницы, располагаемые снаружи и внутри (могут заменяться скобами с боковым ограждением);
  • вентиляционный и смотровой люки, располагающиеся на крышке емкости;
  • трубопровод, через который подается и отводится вода;
  • переливное устройство, предотвращающее переполнение бака;
  • датчики уровня воды;
  • приборы, передающие диспетчеру информацию о состоянии сооружения.

Наполнение бака производится с помощью насосной станции, которая устанавливается в непосредственной близости к водонапорной башне.

Накопительный бак

Резервуар устанавливается на основание водонапорной башни. Его форма может быть как прямоугольной, так и цилиндрической.

Накопительный бак водонапорной башни

А объем варьируется от нескольких десятков до нескольких тысяч кубометров. Первый вариант используется в качестве накопителя воды для использования в личных нуждах, а второй – для обеспечения бесперебойной подачи воды на промышленных предприятиях.

Опора

Высота опоры вместе с баком редко превышает 35 метров. От этого параметра напрямую зависит, какое в водонапорной башне давление воды будет поддерживаться.

Опора водонапорной башни

То есть чем выше опора, тем сильнее давление. Однако слишком высокая опора способна осложнить работу насосного оборудования.

Водопровод

Водопровод объекта водоснабжения состоит из двух труб – подающей и отводящей.

Читайте так же:
Как выложить двор кирпичом

Через подающую трубу производится накачивание воды в накопительный бак. Отводящая труба водонапорной башни служит для подачи воды в места потребления.

Вентиляционный и смотровой люки

Вентиляционный люк располагается в верхней части корпуса бака. Его функция заключается в предотвращении создания вакуума внутри накопителя.

Смотровой люк водонапорной башни

Воздухообмен позволяет предотвратить застаивание воды, в результате которого происходит размножение патогенных микроорганизмов. Высота крышки люка над поверхностью резервуара составляет не менее 20 см.

Смотровой люк позволяет производить обслуживание водонапорной башни. Продлить срок службы сооружения удастся путем проведения работ по покраске, удалению ржавчины внутри бака, промывке и дезинфекции, заделыванию трещин. Эти работы необходимо выполнять через каждые 3-4 года.

Как работает гидротехническое сооружение

Принцип работы данного сооружения заключается в эффекте закона о сообщающихся сосудах.

Схема работы водонапорной башни

Он заключается в следующем:

  1. насос через подающую трубу закачивает в бак воду, забирая ее из скважины или водохранилища;
  2. так как бак располагается высоко, вода под собственным напором поступает в отводящую трубу, а далее в систему водоснабжения;
  3. если расход воды небольшой, бак заполняется постепенно;
  4. датчик, установленный в резервуаре, отключает насос, когда уровень воды доходит до максимальной отметки;
  5. когда уровень жидкости приближается к минимальному, другой датчик включает насос.

Система водонапорной башни настолько проста, что заставляет усомниться в ее надежности. Однако за несколько веков эксплуатации она доказала свою эффективность.

Заключение

Бесперебойная работа водонапорной башни возможна только при своевременном обслуживании, проводимом через каждые 3-4 года.

Это сооружение позволяет создать запас воды, способный удовлетворить нужды, как личного подсобного хозяйства, так и крупного промышленного предприятия.

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.

Комплектование водонапорных башен Рожновского

В последнее время в связи с участившимися лесными пожарами, для независимого от условий хранения запасов воды, предназначенной для пожаротушения, повысился спрос на водонапорные башни имеющие некоторые нестандартные элементы и размеры. По желанию Заказчика нами разрабатываются все нестандартные элементы водонапорных башен и емкостей, что повышает универсальность использования нашей продукции в любых условиях и для любых условий эксплуатации.

В комплект поставки водонапорной башни входят:

  • петли для подъема и установки башни,
  • лестница с ограждением,
  • растяжки толщиной 12мм (4 штуки),
  • труба подающая,
  • труба отводящая,
  • люк смотровой: верхний и нижний,
  • скобы-льдоудержатели,
  • внутренняя лестница

Доставка водонапорных башен производится как автотранспортом, так и железнодорожным транспортом в любую точку России и страны Ближнего Зарубежья.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector