Як працюють водонапірні башти? Водонапірна вежа рожновського

Водонапірні вежі є технічними спорудами, якими людство користується вже не одне століття. В середні віки ці споруди противник намагався знищити першими. Це змушувало місцеву армію швидше капітулювати, т. К. Вона залишалася без води. Сьогодні водонапірні башти і раніше актуальні.

Водонапірна вежа - спеціальна конструкція, необхідна, щоб відстежувати натиск води і її витрата, що дозволяє спостерігати за тим, як формуються запаси в системі водопостачання.

Зазвичай вежа складається з бака (резервуар для рідини) і стовбура, на якому закріплений бак.

Історія виникнення

Водонапірна вежа була розроблена інженером А.А. Рожновського в 1936 році. До цього моменту в країні використовували подібні споруди, побудовані з цегли. Рожновський же запропонував дуже вигідне рішення проблеми накопичення і зберігання води. При цьому будова дуже швидко монтується - всього 2-4 дня. На його спорудження йдуть мінімальні витрати. Крім того, відсутня необхідність обов`язкового підігріву, що виконується з метою запобігання замерзання води.

У 1942 році А.А. Рожновський був удостоєний Сталінської нагороди за свій винахід.

Але вежі, що не потребують підігріві, розробляв не тільки А.А. Рожновський, але і П.І. Земсков. Останній прийшов до висновку, що при зведенні таких споруд можна економити значні грошові кошти.

Залізниця в той момент потребувала великих резервуарах, де можна було б зберігати запас води, призначеної для паровозів. До 1951 року водонапірні башти застосовували тільки таким чином. Але після цієї будівлі почали з`являтися і в сільському господарстві.

Призначення водонапірних веж

Основним призначенням цих споруд є забезпечення постійним і безперебійним водопостачанням невеликих населених пунктів і підприємств, що займаються легкою промисловістю. Вежі пристосовані для зберігання великих запасів води. Крім того, якщо раптом зупиняються всі насоси, передбачена подача рідини під невеликим напором. Тут же зберігається протипожежний та резервний запас води. Також ці конструкції необхідні в тих місцях, де електрика подається з частими перебоями, тобто стабільна робота електронасосів просто неможлива.

Водонапірна вежа Рожновського зарекомендувала себе надійністю, довговічністю і простотою конструкції. Вона незамінна при умови, що спорудження експлуатується правильно.

конструкція

Конструкція водонапірних веж уніфікована. Окремі екземпляри відрізняються лише розміром бака і висотою стовбура-опори. Обсяг резервуара лежить в діапазоні від 15 до 50 м³. Висота водонапірної башти може становити 9-25 метрів. Все залежить від рельєфу місцевості, а також того, які втрати напору у водопровідній мережі і, звичайно ж, поверховості обслуговуються будівель. Всі необхідні розрахунки проводять ще при проектуванні.

Однак водонапірні башти можна будувати в тих районах, де трапляються карстові явища, а також в умовах вічної мерзлоти. Якщо температура повітря опускається нижче -20 ° С, то слід проводити два рази на добу водообмін.

Зовнішній вигляд

Конструкція вежі може бути виконана зі сталі, цегли або залізобетону. У висоту будова може досягати декількох десятків метрів. У верхній частині воно обов`язково має ємність для води. Найчастіше ця ємність буває циліндричної форми. Використовуваний об`єм резервуара залежить від потужності водопроводу, обслуговуючого його, і витрати води в ньому.

Наприклад, для невеликого підприємства або села потрібно кілька кубічних метрів. У містах обсяг може зростати в десятки і сотні разів.

Робота водонапірної вежі залежить від:

• труб, продовжених для подачі і відведення води;
• переливні пристроїв, які автоматично вимикають насоси, щоб запобігти переповнення ємності;
• системи виміру рівня води, яка передає сигнали в диспетчерський пункт.

У деяких випадках для водонапірної резервуара не передбачено опора. Ємність для зберігання води встановлюється на піднесеній місцевості. Зазвичай цей спосіб застосовують в умовах гористого рельєфу.

Найчастіше баки мають округлу форму. Технологічні та архітектурно-будівельні міркування диктують норми співвідношення висоти і діаметра резервуара. Бак не повинен бути дуже великим, адже в цьому випадку збільшується висота підйому води. Крім того, в системі виникають значні коливання напору.

Зовнішній вигляд вежі повинен бути естетичним і не вибиватися із загальної композиції місцевості. Архітектурний ансамбль району при цьому продовжує бути гармонійним. Досить часто промислові підприємства (якщо мають дві і більше мережі різного напору) встановлюють кілька баків на вежі. При цьому вони розташовуються на різній висоті. Розмір всієї конструкції визначає тиск води у водонапірній башті.

Щоб проводити обслуговування споруди, встановлюється зовнішні сходи з огородженнями. Якщо висота складає більше дванадцяти метрів, то комплектація також має додатковий майданчик з огорожами.

Як працює водонапірна вежа Рожновського?

Напірно-розвідний трубопровід забезпечує подачу води в вежу. Якщо резервуар застосовується для відбору проб води та пожежогасіння, то трубопровід оснащується стояком з двома закритими вентилями.

Насосна станція забирає грунтові води в водонапірну вежу. У процесі закачування відбувається фільтрація та дезінфекція води. З резервуара вона подається з водопроводу в житлові будинки.

Дуже важливо правильно визначити висоту водонапірної башти. Резервуар повинен розташовуватися вище останнього поверху будівлі. Це сприяє нормальній подачі води.

Робота насосної станції

Робота насосної станції постійно залишається інтенсивної. Вода повинна надходити в ємність вежі і накопичуватися там, поки її споживання зменшено. Коли ж виникає потреба в більшій кількості води, накопичений водний запас починає використовуватися.

Воду подає насос. У той момент, коли рівень рідини в резервуарі досягає верхньої допустимої позначки, спрацьовує спеціальний датчик, і відключається насос. Оскільки споживання води безперервно, то її рівень в ємності знижується після досягнення нижнього допустимого рівня. І тут знову подається сигнал насосу про необхідність включення. Резервуар знову наповнюється. У міру споживання рідини тиск у водонапірній башті знижується, що змушує насос знову працювати.

технологія обслуговування

Організація, яка експлуатує водонапірну вежу, повинна виконувати її технічне обслуговування. У разі виникнення несправності в системі в першу чергу необхідно злити воду, що зберігається в резервуарі. Тільки після цієї процедури можна приступати до ліквідації несправності.

Дотримання всіх необхідних технічних вимог по експлуатації впливає на те, скільки прослужить водонапірна вежа, і як часто будуть працювати нестабільно.

Комплектація установки

Щороку кількість пожеж зростає.

Саме тому попит на водонапірні башти, які мають нестандартний розмір або незвичайну конструкцію, стає дедалі більше. Такі вимоги виникають при підготовці запасів води, які знадобляться при гасінні лісових пожеж.

Найчастіше водонапірні башти в комплектації мають:

• сходи з огорожею;
• відводять трубу;
• трубу подачі;
• петлі для підйому і установки башти;
• внутрішні сходи;
• верхній і нижній оглядові люки;
• скоби-льдоудержателі;
• 4 розтяжки, що мають товщину 12 мм.

Як використовуються водонапірні башти при низьких температурах

Вежі, створені А.А. Рожновського, сьогодні застосовуються в самих різних кліматичних умовах, в тому числі і в умовах низької температури. Але навіть ці конструкції мають обмеження, що не дає можливості використовувати їх в наступних умовах:

• в зимовий період розрахункова температура не повинна бути нижче -35 ° С;
• прийнятною масою снігового покриву є 100 кгс / м і менше;
• можливий тиск вітру - 38 кгс / м і менше;
• відсутні грунтові води;
• допустимої сейсмічною активністю в районі може бути 6 балів і нижче;
• грунти повинні бути не пучіністие, що не просідають і т. е. однорідні.

Вирішальну роль під час установки водонапірної башти Рожновського грає облік меж мінусової температури. Наприклад, процес установки і експлуатації конструкції неможливий в умовах вічної мерзлоти або в зоні розвитку карстового процесу.

У більшості випадків водонапірну вежу немає необхідності утеплювати спеціальними засобами. Зазвичай відбувається природне утворення теплової «сорочки».

Якщо вода використовується в штатному режимі, то вона просто-напросто не встигне замерзнути. У разі якщо вона застосовується рідше, то на резервуар можна встановити додатковий «намет» з дерева, який сповільнить процес замерзання. Коли водонапірна вежа використовується в польових умовах, то перед зимою воду слід злити, щоб запобігти її замерзання.

При підготовленому майданчику монтаж конструкції в більшості випадків займає не більше трьох днів. Основою служить залізобетонний монолітний фундамент, який передбачає закладні деталі. До них приварюється днище опори. Далі нижня частина обсипається грунтом, висота якого повинна становити не менше 2,5 метра. Цей грунт слід відновлювати через 3-4 роки. Він потрібен для запобігання корозії, що істотно продовжить термін експлуатації.

Крім того, через кожні 3-4 роки, а також при регулярному використанні, слід оновлювати покриття і внутрішні поверхні.

Слід пам`ятати, що якщо підприємство вирішило встановити таку конструкцію, як водонапірна вежа, ціна буде залежати головним чином від обсягу резервуара і висоти опори.