Что такое водонапорная башня и как она работает

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 м3, 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.

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.

Роль водонапорной башни в системе водоснабжения

Водонапорная башня является одной из важных составляющих системы водоснабжения. Она выполняет несколько ключевых функций, обеспечивая надежную подачу воды к конечным потребителям.

Основная функция водонапорной башни – создание необходимого давления в системе водоснабжения. Башня хранит определенное количество воды в своем резервуаре, который расположен на значительной высоте. За счет использования силы тяжести, вода из резервуара подается по трубопроводам к потребителям с достаточным давлением

Это особенно важно в городах и населенных пунктах, где большое количество потребителей нуждается в постоянном и достаточно сильном водяном потоке

Кроме основной функции, водонапорная башня выполняет дополнительные задачи, обеспечивающие эффективную и безопасную работу системы водоснабжения. В первую очередь, она позволяет компенсировать колебания в объеме воды, которые возникают в течение суток. При низком потреблении воды, избыток воды может быть запасен в башне, а в периоды пикового спроса она выпускает воду с увеличенным давлением. Это позволяет сгладить различия в расходе воды и обеспечить постоянное давление в системе.

Кроме того, водонапорная башня играет роль запасного источника питьевой воды. В случае аварий в системе водоснабжения, когда потребители временно остаются без воды, вода из резервуара башни может быть использована для потребностей населения. Еще одним важным вспомогательным механизмом является возможность подключения дизельных насосов, которые позволяют поддерживать подачу воды в экстренных случаях, когда основные источники энергии не работают.

Таким образом, водонапорная башня выполняет не только функцию поддержания давления в системе, но и обеспечивает надежность и безопасность водоснабжения в случае непредвиденных ситуаций.

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

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.

Типовые башни системы Рожновского

Объем бака и высота поддерживающей конструкции башни (измеряемая от поверхности земли до низа бака) определяются в процессе проведения основных расчетов системы водоснабжения и принимаются как заданные при проектировании башни. Далее из типовых конструкций выбирается ближайшая большая. Все типы водонапоных башен Рожновского представлены в таблице ниже. Общий вид водонапорных башен идентичен, это опора-нога высотой 8-18 метров и на ней установлен бак объемом 15, 25, 50 м3. Такая грушевидная форма характерна всем башням Рожновского, кроме ВБР-160 которая имеет форму ствола с постоянным диаметром по длине.

Типовые размеры водонапорной башни

Наименование	Высота опоры, м	Диаметр опоры, мм	Высота башни, м	Давление, атм	Вес башни, тн
ВБР-15 м3	8	1020	11,5	1,1	2,8
ВБР-15 куб	12	1020	15,5	1,5	3,1
ВБР-25 м3	12	1020	16,5	1,6	4,3
ВБР-25 куб	15	1020	19,5	1,9	4,9
ВБР-50 м3	15	1020	23,6	2,3	6,3
ВБР-50 куб	18	1020	26,6	2,6	6,8
ВБР-50 м. куб	18	2000	26,6	2,6	8,6
ВБР-160 куб м	26	3020	26	2,6	11,3

В практике строительства водонапорных башен размеры бака и ствола меняются в широких пределах. Емкость бака колеблется от нескольких десятков кубических метров в малых водопроводах до нескольких тысяч кубических метров в типовых башнях большой высоты, используемых в больших городских и промышленных водопроводах. Высота башни
состоит из высоты поддерживающей конструкции (обычно лежит в пределах 15-30 м и в редких случаях превосходит 30 м) и высоты бака.

Баки в большинстве случаев устраивают круглой формы в плане. Соотношение высоты и диаметра бака диктуется как технологическими, так и архитектурно-строительными соображениями. Большая высота бака нежелательна, так как вызывает увеличение высоты подъема воды, а также значительные колебания напоров в системе. Водонапорная башня, особенно в городских водопроводах, должна удовлетворять эстетическим требованиям, которые предъявляются ко всем архитектурным сооружениям. Некрасиво выполненная башня может нарушить гармоничность всего архитектурного ансамбля того района, где она расположена.В некоторых случаях (например, на промышленных предприятиях при наличии двух или нескольких сетей разного напора) устраивают башни с двумя и более баками, расположенными на разной высоте. Давление воды водонапорной башни определяется ее высотой.

История цельнометаллических необогреваемых водонапорных башен началась в 1925 году. В 1936 году инженер Рожновский А.А. предложил конструкцию, метод скоростного монтажа и водонапорную башню, схема которой использкется по настоящее время. В 1942 году за их создание и внедрение был удостоен звания Лауреата Сталинской премии. Башни получили наименование типовые «башни системы Рожновского», или БР.С тех пор типовые водонапорные башни системы Рожновского получили свое широкое распространение в системе водоснабжения села за счет водонепроницаемости баков, малой массы стальной конструкции (узнать вес водонапорной башни Рожновского вы можете из таблицы) и заводского изготовления деталей, обеспечивающих относительно быстрый монтаж башен на месте строительства. Также типовые башни системы Рожновского повышают степень надежности системы водоснабжения за счет наличия аварийного и противопожарного запаса воды.

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.

Для создания давления в сети, а также в качестве накопительной емкости служит водонапорная башня. В последнее время наибольшее распространение в системах автономного водоснабжения получила т.н. башня Рожновского.

Башня Рожновского состоит из бака и водонапорной опоры, на крыше бака – люк для осмотра. Для обслуживания башни предусмотрена наружная лестница с ограждением.

Водонапорные башни рассчитаны для строительства в районах со следующими характеристиками: Расчётная зимняя температура наружного воздуха не ниже минус 30°С. Вес снегового покрова до 100кгс/м. Давление ветра до 38кгс/м. Грунты в основании однородные, непросадочные. непучинистые со следующими нормативными характеристиками: ?н=0,49 рад(28°); Сн=2кПа(0.02кгс/см’); Е=14,7мПа(150кгс/см2);у=1,8т/м3. Грунтовые воды отсутствуют. Для эксплуатации водонапорных башен в районах с расчётной зимней температурой от минус 20 до минус 30°С необходимо обеспечить, как минимум, двухкратный водообмен в сутки. При температуре выше минус 20°С допускается однократный водообмен. Водонапорные башни предназначены для эксплуатации при температуре поступающей воды не менее 6°С преимущественно из буровых скважин.

Водонапорные башни представляют собой сварную листовую конструкцию, состоящую из цилиндрической обечайки с коническими крышей и днищем, цилиндрической водозаполняющейся опорой. Опора закрепляется на монолитном железобетонном фундаменте посредством закладных и соединительных деталей. Нижняя часть опоры обсыпается местным грунтом на высоту 2.45м над поверхностью земли. Для подъёма на насыпь предусмотрена железобетонная лестница; под выпуском сигнальной трубы в насыпи устраивается бетонный лоток для защиты откоса от размывания. Откосы насыпи укрепляются посевом многолетних трав. Рядом с башней устраивается колодец, обслуживания, служащий для размещения водопроводной арматуры.

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.

Защита системы от воздушных пробок

Для предотвращения воздушных пробок на башне устанавливают специальные устройства, такие как воздуходувки и автоматические воздуходувки. Они позволяют эффективно удалить накопившийся воздух из системы и предотвратить его попадание в трубопроводы

Это особенно важно при работе с высокими давлениями, так как воздушные пробки могут вызвать разрушение трубопроводов и нарушение нормального функционирования системы

Воздуходувки устанавливаются на верхней части башни и могут быть работать как автоматически, так и с помощью оператора. Они создают поток сжатого воздуха, который приводит к удалению воздуха из системы и обеспечивает равномерное распределение давления по всей высоте башни. Автоматические воздуходувки оснащены специальными датчиками, которые регулируют работу системы воздуходувок в зависимости от уровня воздуха в системе водоснабжения.

Таким образом, защита системы от воздушных пробок является важной функцией водонапорной башни, которая обеспечивает стабильную и надежную работу системы водоснабжения. Это позволяет предотвратить возможные аварии и обеспечить постоянное водоснабжение жителей и предприятий

Внешний вид, назначение и применение водонапорных башен Рожновского

Основное назначение башен
– компенсация суточных пиковых нагрузок в процессе потребления воды,
противопожарный запас воды,
использование воды на полив сельхозкультур в случае необходимости.

В настоящее время башни Рожновского продолжают свой труд на благо сельского хозяйства. Они до сих пор продаются и монтируются не смотря на появление множественных новых разработок и изобретений. Сегодня водонапорные башни системы Рожновского стали неотъемлемой частью не только сельского пейзажа в России. За время прошедшее с момента изобретения водонапорной башни Рожновского их установлено более 400 тысяч единиц.

Внешне водонапорные башни могут представлять собой как простую стальную конструкцию, так и кирпичное или железобетонное строение высотой до нескольких десятков метров, с установленной емкостью для воды на самом верху. Объём емкости зависит от размера водопровода, расходом воды и составляет от нескольких кубических метров (в случае малых водопроводов, используемых для небольших предприятий или деревень) до нескольких тысяч кубических метров (в случаях больших водопроводов, используемых в больших городах). Водонапорная башня имеет простую конструкцию и состоит из резервуара или емкости для воды, чаще всего цилиндрической формы, и опорной конструкции. Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки – преимущественно из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуются трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами, которые автоматически отключают насосы закачивающие воду, для предотвращения переполнения емкости, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт. Иногда, водонапорный резервуар, в отличие от водонапорной башни, не имеет опорной конструкции, но устанавливается на возвышенностях местности. Такой способ хранения воды чаще всего применяется в горной или холмистой местности. Роль опорной конструкции для резервуара выполняет естественный рельеф местности, что позволяет снабжать водой посёлок или деревню. Количество и объём емкостей с водой также варьируется от уровня потребления и размеров водопроводной системы.

Ввиду того, что иногда сложно распределить водопровод по городу от одной водонапорной башни, очень часто для равномерного распределения воды устанавливают несколько водонапорных башен для отдельных микрорайонов или улиц. Это позволяет экономить место для установки и в случае аварий на трубопроводе перераспределять подачу воды от других водонапорных башен.

Схема работы водонапорной башни представлена на рисунке ниже. Насосная станция производит забор грунтовых вод в водонапорную башню, при этом в процессе закачки вода подвергается дезинфекции и фильтруется, после чего поступает непосредственно в резервуар установленный на вершине водонапорной башни. Из водонапорной башни вода поступает в жилые дома. Как видно из схемы, резервуар с водой должен быть установлен выше уровня последнего этажа жилого здания, для нормальной подачи воды.

Очень часто водонапорные резервуары применяют для хранения пожарного и аварийного запаса воды, что позволяет в случае возникновения пожара или другой чрезвычайной ситуации обходиться без электронасосов. Т.о. водонапорная башня системы Рожновского это идеальный вариант для запасов пожарной воды в любых условиях.

Принцип действия и регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из нее в часы увеличенного водопотребления. Насос установленный в скважине, подает воду в резервуар водонапорной башни, установленный в самом верху. Когда вода поднимается до верхней отметки в водонапорной башне, датчик уровня дает команду скважинному насосу на отключение. Включением и отключением насоса занимается простейшая автоматика, не требующая обслуживания и контроля. По мере разбора воды из башни по магистрали, уровень поверхности понижается, и по достижении отметки, срабатывает датчик уровня воды и включает насос для заполнения резервуара воды, установленного в водонапорной башне. Таким образом, в башне постоянно находится запас воды, определяющийся объемом башни от нулевой отметки до уровня верхнего уровня.

Технические характеристики

Габариты водонапорной башни высчитываются с учетом объема:

Объем, куб.м.	10	15	25	50	160
Диаметр бака	2400	3020	3020	3020	3020
Общая высота, м	11,5	15,5	21,5	26,6	26
Вес, кг	2500	3100	5500	12000	26600

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.

Структура водонапорной башни:

Водонапорная башня состоит из нескольких основных элементов:

1. Резервуар. Он представляет собой емкость, в которой хранится вода. Резервуар может быть изготовлен из различных материалов, таких как железо, бетон или стеклопластик, в зависимости от требований и условий эксплуатации.

2. Трубопроводная система. Она служит для подачи и распределения воды в башне. Вода поступает в башню по трубам из водозаборного источника, а затем распределяется по резервуарам и трубам внутри башни.

3. Насосы. Они используются для подъема воды из источника и подачи ее в резервуары. Насосы обеспечивают необходимое давление в системе, чтобы вода могла подниматься до требуемой высоты в башне.

4. Конструкция башни. Водонапорная башня имеет специальную конструкцию, которая обеспечивает ее устойчивость и прочность. Башня может иметь различные формы и высоту, в зависимости от требований проекта и местных условий.

5. Контрольно-измерительные приборы. Они используются для контроля уровня воды в башне, работы насосов и других параметров системы. Эти приборы позволяют операторам следить за работой и поддерживать оптимальные условия функционирования водонапорной башни.

Все эти элементы взаимодействуют между собой и обеспечивают нормальное функционирование водонапорной башни. Без одного из них система может работать некорректно или вовсе не работать

Поэтому важно поддерживать и обслуживать все компоненты башни в хорошем рабочем состоянии

Основные элементы

Водонапорная башня состоит из нескольких основных элементов, каждый из которых выполняет свою функцию. Основные элементы включают в себя:

• Водонапорный резервуар: это центральная часть башни, где хранится вода. Резервуар обычно имеет большой объем и может вмещать значительное количество воды.
• Конструкция башни: это сама башня, которая поддерживает водонапорный резервуар. Конструкция выполняет роль поддержки и защиты резервуара от внешних воздействий.
• Трубопроводы: это система труб, через которую вода поступает в резервуар из источника водоснабжения и оттуда распределяется в нужные места. Трубопроводы обычно изготавливаются из прочных и непроницаемых материалов.
• Насосы: это устройства, которые обеспечивают подачу воды в резервуар и поддерживают необходимое давление. Насосы могут быть разных типов и мощностей, в зависимости от требуемого объема и давления воды.

Работа водонапорной башни основывается на простом принципе. Вода из источника поступает в резервуар благодаря насосам и трубопроводам. Когда потребитель нуждается в воде,она подается через трубопроводы и доставляется до места назначения. Тем самым, водонапорная башня обеспечивает непрерывное водоснабжение и поддерживает необходимое давление в системе.

Материалы и конструкция

Водонапорные башни обычно строятся из различных материалов, включая железобетон, сталь и синтетические материалы. Железобетонный материал позволяет создавать прочную и стабильную конструкцию.

Конструкция водонапорной башни состоит из основного силового каркаса, который обеспечивает прочность и надежность всей конструкции. Для увеличения стабильности и устойчивости к ветровым нагрузкам, каркас обычно имеет треугольную форму или форму башни.

Основная функция водонапорной башни – поддерживать необходимый уровень давления в водопроводной системе. Для этого в башне устанавливаются специальные резервуары, содержащие воду. Верхняя часть башни, также известная как уровень напора, определяет максимальное давление в системе.

Материалы и конструкция водонапорных башен являются важными аспектами и обеспечивают безопасность и эффективность работы системы водоснабжения.

В Гродненских башнях — Касе и Басе — мастерские художников, в Гомельской — ресторан

Водонапорные башни есть во многих городах Беларуси. В советский период их делали из металла или бетона, и внешне они не могут претендовать на главные роли в фантастических фильмах. А вот мимо памятников индустриальной архитектуры XIX и начала XX веков сложно пройти мимо. Их строили из кирпича, по форме они могли быть как круглые, так и многоугольные, с внешним декором. К сожалению, многие башни за ненужностью разбирали на кирпичи или просто взрывали. Но некоторым удалось уцелеть.

В историческом центре Гродно у железной дороги сохранились две восьмигранные башни. Их высота — 22 метра, накрыты восьмискатными крышами. По центру идут трубы для подачи воды в резервуары в верхние части. Башни были возведены после открытия в Гродно водопровода при участии Всероссийского акционерного водного общества и принадлежат к памятникам архитектуры в стиле эклектики. Кстати, башни не близнецы. Из общего у них только размеры. А вот фасады абсолютно разные.

Южная башня возведена в 1890 году. Здание внутри поделено на 4 яруса. Ее фасады имеют сдержанный декор. С третьего яруса есть выход на балкон.

Северная башня построена в 1910 году. Она поделена на 6 ярусов. Ее фасады по сравнению с соседкой более богато декорированы. Балкона у нее нет, зато на третьем ярусе у башни высокие сдвоенные окна.

Башни являются местной достопримечательностью. Горожане даже дали им имена: Кася и Бася. Говорят, так звали двух подруг, которые работали в разных организациях, которые когда-то размещались в башнях. Теперь в них художественные мастерские.

Здание бывшей водонапорной башни в Гомеле стоит в самом центре города. Ее построили в послевоенное время, в 1953 году. В частные руки она перешла уже в нашем, XXI веке.

Теперь в башне ресторан. Называется он, как вы догадались, «Башня».

Правда, само заведение находится в трехэтажном новострое, башня в ресторанной жизни мало задействована.

В Полоцке водонапорку построили в 1953 году. В диаметре она 8 метров, высота — почти 33 метра. Долгое время она пустовала, но сносить ее никто не решался. По гомельскому пути не пошли и открыли в башне природно-экологический музей.

Открытию предшествовала реконструкция: лестница теперь по центру башни. На самом верху находится обзорная площадка, откуда открывается прекрасный вид на Полоцк. Без пристроек не обошлось: к башне примыкает современная конструкция из стекла и металла с лестницей внутри. По ней можно попасть на один из трех уровней башни.

В Бобруйске водонапорной башне тоже нашли применение — в ней теперь ресторан «Чырвоная вежа».

В ней легально варят самогон, а у входа стоит скульптура Шуры Балаганова.

К слову, это заведение принадлежит госпредприятию — бобруйскому «Водоканалу».

Принцип работы

В основе принципа функционирование водонапорной башни — закон сообщающихся сосудов. Под собственным весом вода из резервуара вытесняется в отводную трубу до момента выравнивания значений давления в резервуаре и давления в трубопроводах водопроводной сети потребителей. Итак, башня работает следующим образом:

• вода из источника водоснабжения насосами подаётся по трубопроводу в накопительный бак;
• из бака вода под напором, создаваемым перепадом высоты расположения резервуара и и уровня прокладки водопровода, поступает в сеть водоснабжения;
• при небольшом расходе резервуар в течение определённого времен заполняется поступающей водо, и, после достижения определённого уровня, насосы по сигналу специального датчика отключаются. Далее, по мере расхода потребителями уровень воды за счёт гидростатического давления понижается, и, по достижении определённого значения происходит срабатывание датчика, насосы включаются, и цикл повторяется.

В случае выхода из строя насоса или при внезапном отключении электричества оставшаяся в резервуаре вода продолжает бесперебойно поступать к точкам потребления в объёме, который зависит от размеров накопительного бака и минимального уровня его заполнения.

Сфера применения

Гидротехнические башни устанавливают, как правило, в локальных водопроводных системах, чаще всего в небольших населённых пунктах и на сельскохозяйственных объектах. Эти сооружения экономичны, они специально предназначены для работы в условиях ограниченных энергоресурсов и незаменимы в сфере своего применения.

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.