Zemlyconsalt.ru

Дачный журнал садовода
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструкция садовой башни

Водонапорная башня: предназначение и принцип работы сооружения

Водонапорная башня – незаменимая часть системы автономного водоснабжения. Ее можно увидеть в любом старинном городе.

Но если в городах водонапорные башни сохранились лишь в качестве исторических памятников, в небольших населенных пунктах их до сих пор используют по прямому назначению. Когда же впервые появилась первая водонапорная башня, каково было ее предназначение и принцип работы?

Экскурс в историю

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Читать еще:  Подкормка перца в теплице минералами

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

Видео: Водонапорная башня — как работает и ее устройство

Водонапорная башня Рожновского: Определение, назначение, устройство и ГОСТ

Содержание статьи:

  1. История водонапорной башни
  2. Элементы водонапорной башни
  3. Характеристики водонапорной башни
  4. Выбор и особенности фундамента
  5. Схема работы
  6. Область применения
  7. Обслуживание ВБР
  8. ГОСТ
  9. Вопросы и ответы

Фото водонапорной башни

Водонапорная башня, названная в честь советского инженера Рожновского, представляет собой гидротехническое сооружение, благодаря которому создается запасной объем воды в период наименьшего ее потребления и транспортировка по сетям водоснабжения под необходимым давлением, когда водопотребление увеличивается.

История водонапорных башен

Подобные конструкции применялись для подачи воды в сети водопровода давно. Водонапорные башни строились из кирпича, камня, требовали длительного срока возведения и тщательного утепления емкости с водой.

В 1936 году А. А. Рожновский создал конструкцию водонапорной башни из металла. Смысл состоит в использовании металлических деталей заводского изготовления, из которых собиралось гидротехническое сооружение. Монтаж осуществляется на строительной площадке за короткое время, в отличие от традиционных конструкций, строительство которых длилось более 6 месяцев.

Конструкция Рожновского не требовала устройства обогревающей системы, для которой использовалось дизельное топливо, что в предвоенное время и во время войны значило многое.

Кроме этого инженер создал не просто технологию упрощенной сборки деталей, но еще и разработал схему автоматического управления работой гидротехнического сооружения. Изначально конструкция предназначалась для использования на железнодорожных станциях, где паровозы заправлялись водой.

Работа инженера оценена в 1942 году. Рожновскому вручили Сталинскую премию «За изобретение ускорителя набора воды в паровозы», как гласит Постановление Совнаркома СССР от 10.04.1942г.

Но еще раньше Рожновского устройством водонапорных башен интересовался русский инженер Земсков П. И., работавший на строительстве Томской водопроводной системы. В 1906 году Земсков начал исследовать проблемы эксплуатации водонапорных построек на железной дороге. Земсков первым придумал, как модернизировать гидротехническое сооружение, чтобы не утеплять водонапорную башню на зиму. В 1924 году Земсков П. И, написал труд, где подробно описал техническое устройство водонапорного сооружения на основании исследований и расчетов.

Старая водонапорная башня

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.

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.

Читать еще:  Плюсы теплицы из пластиковых бутылок

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.

Характеристики водонапорной башни из металла

Конфигурации водонапорной башни

Наименование10 м 315 м 325 м 350 м 3160 м 3
Объем бака:10 куб. метров15 куб. метров25 куб. метров50 куб. метров160 куб. метров
Диаметр бака, мм:24003020302030203020
Общая высота, м11,5 м15,5 м21,5 м26,6 м26 м
Масса, кг2500310055001200026600

Фундамент

Фундамент для водонапорной башни выполняют из монолитного железобетона. Особые условия к возведению фундамента предъявляются, когда башня строится на промерзающих, слабых грунтах или в зонах с сейсмичностью не выше 6 баллов. На грунтах, где имеются карстовые образования, вечная мерзлота или имеется высокий уровень сейсмичности, строить водонапорные башни не разрешается.

Схема работы автоматики водонапорной башни

Принцип работы водонапорной башни

Механический принцип работы БР основан на гидростатическом равновесии. Жидкость своей тяжестью давит на ту, что находится в трубопроводе, заставляя ее двигаться, пока давление в резервуаре и трубах не станет одинаковым. Электронасосы позволяют наполнять резервуар водой и подавать ее по вертикальным и горизонтальным трубопроводам на значительные расстояния.

Когда емкость наполнена, электрооборудование перестает работать. В часы пик увеличивается водоразбор, насосная станция не справляется со своими функциями. Тогда срабатывает специальный клапан и в сеть водоснабжения подается резервный объем жидкости, пока станция не накачает необходимый объем.

Использование автонасоса аналогично взаимодействию гидротехнического сооружения с насосной станцией. Просто насос имеет небольшой размер, как и накопительный бак.

Назначение водонапорной башни

Водонапорные башни нужны для:

  1. В сельском хозяйстве для водоснабжения животноводческих ферм, полива земель
  2. В жилищной сфере для создания сети холодного водоснабжения в небольших поселках
  3. Снабжение промышленных предприятий водой, если того требует технологический процесс

Водонапорная башня внутри

Обслуживание башен Рожновского

Срок службы БР – 30 лет при соблюдении правил эксплуатации, которые предписывают проводить техническое обслуживание сооружения раз в 3-4 года:

  1. покраска
  2. удаление ржавчины внутри бака с последующей промывкой и дезинфекцией
  3. ликвидация трещин и течи
  4. замена первого металлического кольца
  5. уход за железнобетонным основанием

При обнаружении крена башни или протекании сварных швов эксплуатация башни прекращается, воду сливают и устраняют неполадки. Если гидротехническое сооружение эксплуатируется в сильный мороз (при – 35°C и ниже), требуется выполнить теплоизоляцию бака с электроподогревом..

Унифицированные железные башни Рожновского изготавливаются на основе ТП 901-5-29, утвержденного проектными организациями Советского Союза в семидесятых годах прошлого столетия. Согласно этому проекту башня содержит накопительный бак с объемом воды не более 50 кубометров. Высота опор не превышает 18 метров. Диаметр бака постоянный (3020 мм) и не зависит от объема.

Вопросы и ответы по водонапорным башням

Как узнать давление в водонапорной башне?

Для начала, Вам необходимо определить высоту подъема воды, использую формулу h=n*hэ, где n — число этажей в здании, а he — высота этажа.

Далее воспользуемся формулой Паскаля для определения давления на уровне Земли. P=ρ*g*H, где ρ — плотность воды, g — ускорение свободного падения тела, поднятого над землей, а H — высота водонапорной башни.

Применив эти две несложные формулы можно узнать какое давление в водонапорной башне на определенном этаже здания.

Из каких материалов делают водонапорные башни?

До 1936 года материалом для строительства водонапорных башен были: дерево, после кирпич. Сейчас водонапорные башни делают исключительно из металла.

Какой диаметр у водонапорной башни?

Диаметр опоры ВБР от 1 до 3 метров, а диаметр бака до 3 метров.

По каким нормам изготавливают водонапорные башни?

Водонапорные башни изготавливаются в соответствии с СНиП №2.09.03-85

Зачем нужна водонапорная башня?

Водонапорная башня используется для обеспечения водоснабжением ближайших зданий

Какая толщина металла у водонапорной башни?

Толщина ствола и купола одинакова, от 4 до 5 мм.

Чем заделать водонапорную башню?

Если свищ не большой, то на первое время можно вставить чопик. В любом случае не откладывайте ремонт, так как последствия обойдутся Вам в «копеечку».

Чем утеплить водонапорную башню?

Для предотвращения замерзания воды применяется утепление следующими материалами: минераловатная плита, листовая оцинкованная сталь, герметик (для швов).

Небесная сфера, или дом из стали своими руками

Наряду с полноразмерными коттеджами у многих застройщиков пользуются популярностью проекты мини-домов. Такой дом может стать временным жилищем, пока строится большой коттедж. Также необычные мини-дома часто выбирают молодые пары и люди с креативным мышлением, желающие построить жилище, непохожее на остальные.

Именно таким человеком оказался дизайнер из Новой Зеландии Джоно Вильямс. Он решил построить футуристический домик на ферме своего отца. Парень обстоятельно подошёл к делу. Сначала он разработал 3D-проект будущего мини-дома. Подобрал все необходимые материалы. Рассчитал смету. Дело осложнялось тем, что Джоно задумал построить не обычный каркасный мини-дом, а жилище, которое будет притягивать взгляд. Фотография ниже наглядно демонстрирует, что получилось в итоге.

Дом, напоминающий маяк, на вершину которого села летающая тарелка, возведён из стали толщиной 8 мм. В качестве основания выбран плитный фундамент. Его масса составляет 50 тонн.

К плите анкерными болтами притянута полая металлическая колонна. Она является основой и опорой для жилого блока, размещённого на её вершине.

Читать еще:  Поделка ёжик своими руками из подручных материалов

Дизайнер с гордостью подчёркивает, что все основные строительные работы он выполнил сам, привлекая тяжёлую строительную технику только для подъёма конструкций, собранных на земле.

Чтобы справиться с поставленной задачей, Джоно выучился сварочным работам. И, прежде чем приступить к масштабному строительству, потренировался на строительстве домика на дереве из подручных материалов.

Результаты этого подхода превзошли все ожидания. Дом-сфера стал местной достопримечательностью, а с крыши (на которую предусмотрен отдельный выход) открывается потрясающий вид на окрестности.

Джоно рассказывает, что строил дом под себя, и он не подходит для жизни степенной супружеской четы или пожилых людей. Ведь путь наверх не назовёшь лёгким — приходится карабкаться по неудобным ступенькам, но, по словам Джоно, это отличная тренировка.

Входная дверь, напоминающая гермолюк на подлодке, закрывается благодаря электрозадвижке. В дальнейшем Джоно планирует оснастить дверь сенсорным замком, срабатывающим по отпечатку пальца. На случай отключения электричества или поломки механизма дверь можно открыть вручную.

Кроме продуманного конструктива, Джоно постарался сделать свой дом максимально энергонезависимым. Для этого он смонтировал на поддерживающих жилой блок стальных дугах солнечные батареи. Выработанная энергия накапливается, а затем используется для питания светодиодных ламп в ночное время.

Сферическая комната превращена в настоящий развлекательный комплекс, где любят собираться друзья Джоно. Она оборудована мощной аудиосистемой, внешними динамиками, домашним кинотеатром и мини-холодильником. Всеми системами в доме можно управлять дистанционно, при помощи телефона, также доступно и голосовое управление.

Хотя дом-сфера не является полноценным жилищем, предназначенным для ПМЖ, Джоно говорит, что заложил в проект все необходимые коммуникации. В перспективе он планирует оснастить дом системой отопления, мини-кухней, душевой кабинкой и ёмкостью для сбора дождевой воды. В случае необходимости, дом-сферу можно демонтировать и перевезти на новое место.

Водонапорная башня на даче: что нужно знать

Экология потребления.Усадьба: . Устройство такого сооружения будет оправданно, если необходимость в поливе нужна на больших площадях, или требуется большой расход воды для ведения частного животноводческого хозяйства.

Водонапорная башня на даче, не всегда выгодное и целесообразное решения для обеспечения дома и сада необходимым количеством влаги. Устройство такого сооружения будет оправданно, если необходимость в поливе нужна на больших площадях, или требуется большой расход воды для ведения частного животноводческого хозяйства.

Также хорошим решением это будет для тех собственников, где часты отключение воды или электричества, а необходимость водоснабжения дома и приусадебного хозяйства требуется постоянно.

Как устроит водонапорную башню, существуют ли четкие расчеты и чертежи, и как рассчитать оптимальную конструкцию башни исходя именно из ваших нужд, об этом я и постараюсь рассказать в этой статье.

Строительство водонапорной башни на дачном участке, будет целесообразно тем собственникам, на участке которых уже есть собственная скважина. В этом случае строительство башни позволит избежать лишних трат электроэнергии, а также значительно сэкономить время на полив растений или обеспечения водою животных.
Естественно возникает вопрос как рассчитать необходимые параметры строительства. С него и начнем.

Расчет параметров системы

Если на участке есть скважина с подключенным насосом, устройство водонапорной башни сводится к устройству гравитационной гидравлической системы, устроенной по принципу сосудов сообщающихся между собой.

К примеру, есть необходимость полить сад или огород, а также наполнить поилки для животных. Если принять высоту поилок около метра, а для полива посадочных площадей используется шланг который вы будите держать в руках, и при этом система труб разделена на несколько веток, то необходимо правильно рассчитать не только объем резервуара, но и высоту на которую он должен быть установлен.

Для расчета необходимых запасов воды, а следовательно и объема емкости для ее хранения, можно на несколько дней установить на скважину счетчик ее расхода, и к полученному значению добавить примерно пятую часть.

Поскольку давление в системе зависит не только от высоты резервуара, но и от дальности применения водного ресурса, расчет следует проводить с учетом необходимой дальности перемещения воды. Существует прямая зависимость — необходимость перемещения воды на 15 метров, требует подъема резервуара на 1 метр. Сечение трубопровода также надо принимать в расчет.

Вернемся к нашему примеру. В нем нам необходимо поднять поток на высоту примерно 1 метра. И если для поилок высота башни должна быть 2 метра 70 сантиметров, для полива достаточно чуть меньшей высоты. Следовательно, с учетом небольшого запаса бак должен быть поднят на высоту около трех метров.
Сечение трубопровода при этом стоит делать не менее 50 миллиметров, поскольку оно способно обеспечить производительность порядка тысячи литров в минуту.

Выбор резервуара

Каких либо строгих требований по выбору резервуара для водонапорной башни не существует. Обычно для этих целей используют несколько вариантов:

Еврокуб представляет собой емкость объемом один кубометр. Такая емкость имеет металлический каркас, обеспечивающий необходимую прочность, а также все необходимые для нашей цели отверстия. Такие емкости, при необходимости, допускается устанавливать друг на друга.

Используют также в качестве резервуара и самодельные конструкции, сваренные из листов металла и укрепленные ребрами жесткости. Такой резервуар используется реже, поскольку не все способны произвести сварку с должным качеством, а во вторых металлопрокат быстро окисляется. Соответственно резервуар имеет не очень долгий срок службы.

Ну и конечно же, часто используют в качестве резервуара для воды сопряженные бочки. Они совсем не дороги, однако купить их бывает проблематично, поскольку эти емкости пользуются повышенным спросом, особенно в дачных кооперативах. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector