Как устроена водонапорная башня. Водонапорная башня рожновского: назначение, применение, особенности

Статья технического специалиста ГК Гидросервис Николая Когтева об истории создания башни Рожновского, о её известных и малоизвестных преимуществах и мифических недостатках.

Меня попросили рассказать о башне Рожновского. И тема известная, и дело полезное. Да к тому же не всякий видит её достоинства до конца.

Среди бесчисленного числа типов водонапорных башен, башня Рожновского безусловный фаворит, этого не отрицает никто.

На просторах интернета кто только о ней не судачит. Встречаются опусы, способные основательно потрепать даже основы мировоззрения. Пример не самого крутого:

«Водонапорные башни являются техническими сооружениями, которыми человечество пользуется уже не одно столетие. В Средние века эти постройки противник старался уничтожить первыми. Это заставляло местную армию быстрее капитулировать, т. к. она оставалась без воды. Сегодня водонапорные башни по-прежнему актуальны». - :

Комментировать Марию Трофимову мы не будем, а вам посоветуем - не зачитывайтесь нумерологией Фоменко. Вернёмся к башне.

Конечно башню Рожновского придумал не Рожновский! Но это не умаляет достоинства Рожновского Антона Александровича, получившего Сталинскую премию третьей степени в том числе и за эту башню.

«За изобретение ускорителя набора воды в паровозы » - так во всяком случае написано в Постановлении Совета народных комиссаров СССР от 10 апреля 1942 года «О присуждении Сталинских премий за: а) выдающиеся изобретения и б) коренные усовершенствования методов производственной работы за 1941 год» (опубликовано в газете «Правда » 11 апреля 1942 года).

В 1936 году Главный инженер Конторы Пневматического Водоснабжения НКПС СССР Антон Александрович Рожновский предложил конструкцию цельнометаллической необогреваемой башни. Он предложил также метод проведения работ по скоростному монтажу и разработал схему автоматики. Предлагалась такая конструкция для обслуживания железнодорожного транспорта.

Дело в том, что с начала двадцатого века пошли по России паровозы.

Расходным материалом при работе паровоза всегда является вода. На каждой станции полагается эту воду долить не мешкая. И вот со времени появления первых паровозов в России не ослабевал интерес разных людей к оптимизации этого процесса. История сохранила единицы имен этих энтузиастов. Среди них почётное первое место занимает инженер Томской желдорстанции Земсков П.И.

К сожалению мне довелось видеть лишь небольшой отрывок. Хранится эта книга в Томске. Вот её данные:

628.1 В о д о п р о в о д ы.

ЗЕМСКОВ П.И., инженер. I . Томский городской водопровод. Исторический очерк. Описание. Эксплуатация. II . Повреждение водопроводных труб. Характер повреждений. Статистика. Основные факторы повреждений: термические, геотермические, гидродинамические и др. С 5-ю фототипиями, 70-ю чертежами - диаграммами и предисловием проф. Гидравлики В.Н. Пинегина. Изд. "Водосвета". Г.М.Х. Томск. 1924 г. IV ; 161 стр.

Что же Вам рассказать такого, что б реализовать любимую мной формулу: понять, принять и впредь не сомневаться! Гуглить сегодня уже могут многие.

У башен Рожновского есть достоинство, о котором никто не говорит.

Кто-то знает, а кто-то догадывается, что земля наша дышит. Раньше было в употреблении красивое слово — эманация . Так вот эманации Земли, выдох нашей Земли, чаще бывает весьма вредным для человеческого организма.

Чего только в этом выхлопе нет: и сера, и метан и прочие углеводороды. А самое главное, господа! В этом выхлопе присутствуют и все известные благородные газы. Если кто-то из вас помнит, что они инертные, то забудьте поскорее, поскольку, и это доказано, все они обладают выраженным наркотическим эффектом. Причем чем газ тяжелее, тем эффект страшнее. Самым вредным из известных газов является радон. Забудьте о радонолечении. Вспомните из физики ряд урана-радия! Для тех, кто не знал рассказываю: стабильных ядер на свете не много - десяток — другой, не более. Все они распадаются. Некоторые почти мгновенно, а иные миллиарды лет. Есть такая характеристика - период полураспада — период за который распадётся половина имеющихся. Для многих ядер период полураспада не определён из-за его огромной величины и ядро считается стабильным (миллиарды тысячелетий к примеру). Так вот уран 238 потихоньку распадается (Т1/2 = 4,468 х109 лет) и превращается последовательно в различные вещества, пока не дойдёт до свинца 206. Второе забытое красивое слово в этой статье трансмутация. В ряду урана-радия (не самое удачное, но общепринятое название этого ряда) нас с вами интересует эпизод распада газа радон.

Радон распадается по сравнению с ураном крайне быстро. Это приводит к тому, что на Земле устанавливается вековое равновесие количеств урана и радона. Места выхода радона из земной коры плохо поддаются систематизации и меняются по разным причинам. Диагностировать такой выход всегда сложно. Но водяная скважина — это как раз то, что нужно для выхода радона на поверхность. Период полураспада этого газа = 3,8235 дней, т.е. как его не храни, но через четыре дня больше половины пропадёт. Все продукты распада радона ядовиты и полоний, и свинец, и висмут, и таллий. Сам радон - тяжелый наркотик, угнетающий сознание до приступов благоприобретённой шизофрении. Здесь любой физик троечник мне возразит, дескать не о тех количествах радона говорит автор! И, кстати, будет отчасти прав. Для того, что б уморить человека напрочь недели за две нужно не менее 8,6х1012 штук атомов! С одной стороны, это очень много, а с другой - это всего 0,128 миллиметров кубических газа при нормальных условиях, которое при желании можно растворить нескольких каплях оливкового масла. Проблема в том, что значительная часть токсикологических процессов с радоном развивается по беспороговому принципу! Важно не само значение, а его наличие. Это так называемый эффект присутствия!

А ведь это ещё не всё, есть и другие ряды, и другие газы. И многое не изучено! Но я отвлекся…

Так вот, вода из скважины нуждается в дегазации и отстое .

Башня Рожновского выполняет эту функцию! Пусть не полностью, пусть частично, но выполняет! Лучшего при скважинном методе добычи воды нет!

Вспомните своих деревенских бабушек и прабабушек — кадка на скамье, символически прикрыта крышкой. Отстой! Не правда ли — значение слова слегка изменилось…

О главном «недостатке» башни

С точки зрения интернетовской паутины также нужно говорить без лукавства.

«Вот зимой башня может замёрзнуть!» Может, наверное, при создании особых условий. Только придется постараться.

Башня создавалась для условий эксплуатации в зимний период до -30 о С. В этом интервале температур вода в башне не успеет замёрзнуть при расходе воды из неё в два объёма в сутки. Нет расхода по башне — нарушены условия эксплуатации. Сушите бак.

Башня Рожновского - это вам не бак на высокой опоре, типа летней садовой душевой! Это сертифицированное изделие!

Стратегия развития конструкции башен на будущее ясна и понятна:

1. Устойчивость к обледенению может быть достигнута за счёт более эффективного использования энергии воды, поступающей из скважины. Так экспериментально доказано, что тангенциальный ввод поступающей в бак воды, в отличие от осевого, ликвидирует застойные зоны, улучшает циркуляцию в полости башни. Наряду с подъёмом водоотводящей трубы, расположенной внизу, по центру на 20 сантиметров, тангенциальный ввод увеличивает время замерзания воды до 1000 ~ 1100 часов при температуре до - 40 о С

2. Определены значения минимального среднего расхода воды, при котором толщина льда, образовавшегося на внутренних стенках металлических водонапорных башен Рожновского, не превышает величины, допустимой по условиям их работоспособности. В зависимости от размеров башен минимальный расход колеблется от 0,05 м 3 /час до 1 м 3 /час при температуре воздуха от -5 о до -40 о С и его скорости до 6 м/сек.

Поскольку меня не покидает надежда, что профессиональный подход к любым проблемам будет приживаться и всё более развиваться в РФ, то башням Рожновского суждена долгая жизнь. Дело это правильное и хорошее.

А внешний вид — дело поправимое. Вот смотрите, как финны в Хельсинки сделали.

Библиография:

1. "Унифицированные водонапорные стальные башни заводского изготовления (системы Рожновского) ёмкостью 15, 25, 50 м 3 высотой опоры 12, 15, 18 м". Разработан Институтом Гипронисельхоз Минсельхоза СССР и ЦНИИЗП инженерного оборудования Госгражданстроя г. Москва, 1972 г.

2. "Повышение эффективности функционирования водонапорной башни Рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха". Рязанов Алексей Борисович, диссертация КТН. г. Оренбург 2012 г.

Все водонапорные башни можно назвать техническими сооружениями. Они известны человечеству уже давно. Надо заметить, что в старые времена эти здания во время войны разрушались практически самыми первыми. Такое решение заставляло жертву капитулировать, так как вода становилась недоступна.

На данный момент данные здания считаются по праву важными. Конструкция, о которой пойдет речь в статье, нужна для подачи воды и отслеживания ее расхода. Соответственно, с ее помощью проще проверять запасы системы. Как правило, башня состоит из бака и ствола, на котором он закреплен.

Создание

В 1936 году инженер Рожновский создал идею водонапорной башни. На тот момент уже существовали подобные сооружения, однако они были построены из кирпича и имели массу недостатков. Рожновский придумал отличное решение подобной проблемы. Строение монтируется всего за 4 дня (максимальный срок). На то, чтобы создать его, не придется тратить большое количество средств. Более того, конструкция такова, что в зимний период не требуется ее подогревать, чтобы обеспечить сохранение жидкого состояния.

В 1942 году Рожновский получил Сталинскую награду за сооружение. Однако подобные здания разрабатывались еще и Земсковым. Он сделал заключение, что такие сооружения позволяют легко экономить средства. На тот момент была острая необходимость в обеспечении водой железной дороги. Жидкость была необходима для паровозов. До 1951 года этот способ использования башен был единственным.

Чуть позже эти строения стали довольно популярны среди других сфер использования, особенно востребованными оказались в сельском хозяйстве.

Назначение водонапорных башен

Какая главная функция башен? Обеспечивать постоянно водой, причем напор должен быть бесперебойным. Особенно башни Рожновского важны для населенных пунктов, в которых активно развивается легкая промышленность. Все подобные конструкции способны хранить большое количество воды. Более того, если насосы по какой-то причине останавливаются, то напор все равно присутствует, хоть и несильный. Тут же в конструкции имеется запас воды, который используется как резервный и противопожарный. Башни нужны для тех населенных пунктов, в которых электричество подается по часам или с постоянными сбоями. Почему? Дело в том, что электронасосы работать в таких условиях неспособны.

Проект башни Рожновского пользуется спросом, считается удачным и отличается надежностью. Все сооружения имеют простейшую конструкцию и длительный срок эксплуатации. Замене аналогичными устройствами они не подлежат, так как играют большую функциональную роль.

Конструкция

Конструкция получила унифицированную сертификацию. Большая часть моделей отличается между собой высотой опорного ствола и для жидкости. Его объем колеблется от 15 до 30 кубических метров. Высота башни - 9-25 метров. То, какой вариант нужно использовать, зависит от вида местности.

При подаче напора требуется учитывать его силу и то, насколько много обслуживаемых зданий. Все расчеты следует провести до проектирования, так как после создания башни изменить конструкцию невозможно. Строить данные сооружения в районах карстовых явлений и мерзлоты нельзя. При температуре ниже -20˚С нужно проводить водообмен. Причем этот процесс необходимо совершать два раза в сутки. Высота сооружения может достигать десятков метров. На самом верху находится емкость для воды. Как правило, она имеет цилиндрическую форму. То, какой объем используется, напрямую зависит от водопровода и его мощности, а также количества расходуемой воды. Для деревни или предприятия вполне подойдет емкость на несколько кубических метров. Однако, если речь идет о городах, то эта цифра возрастает в сотни раз. Работа башни напрямую зависит от труб, которые нужны для подачи воды и ее отвода, от переливных деталей, систем, работающих на автоматическом режиме (следят за переполнением емкости и отключают насосы при необходимости). Также встроена функция замера количества воды. Она нужна для отслеживания диспетчерами состояния жидкости в башне.

В некоторых ситуациях опора не нужна. Как правило, она не используется при установке башки на возвышенностях. Зачастую такое решение применимо в горных районах.

Дополнительная информация

Наиболее часто башни имеют округлую форму. От технологических и архитектурных особенностей определенного региона зависят высота и диаметр установленной конструкции. Также нужно понимать, что в системе будут возникать колебания напора. Во время возведения конструкции необходимо создать эстетический внешний вид, сооружение не должно сильно отличаться от стиля окружающей среды. Нередко в промышленности на башнях устанавливают несколько баков. Они находятся на различных высотах.

Для того чтобы понять, правильно ли функционирует сооружение, нужно регулярно проводить его обслуживание. Поэтому на башне устанавливается наружная лестница. Если высота конструкции 20 метров и более, то на ней оборудована специальная площадка.

Как работает водонапорная башня?

Монтаж башни Рожновского довольно прост. Нужно понимать, что такая конструкция способна обеспечить отбор проб воды, а также помочь в пожаротушении. Для этого во время установки монтируются два закрытых вентиля. Станция, которая обеспечивает работу насосов, в башню откачивает грунтовые воды. При этом вся жидкость проходит фильтрацию и дезинфекцию. После этого из резервуара через краны она поступает в конечный пункт назначения (жилые квартиры, дома).

Главное, правильно определить высоту башни, и тогда она будет отлично служить. Резервуар должен быть выше, чем максимальный этаж обслуживаемого дома. Только так можно обеспечить нормальную подачу воды.

Работа насосной станции

При создании фундамента башни Рожновского нужно понимать, что работа конструкции очень интенсивная. Почему? Вода постоянно должна набираться и накапливаться, до тех пор, пока ее потребление не будет увеличено. Как только появляется надобность в большем количестве жидкости, накопленный запас начнет использоваться. Жидкость подается при помощи насосов. Как только в башне вода достигнет определенной высоты, сразу же начнет работать датчик, и насос отключится. Учитывая, что постоянно и бесперебойно, ее уровень не понижается ниже определенной отметки. Как только жидкость достигнет этой линии, сработает датчик и снова начнется накачка воды. Насос работает за счет того, что давление в башне то понижается, то повышается.

Технология обслуживания

В статье описаны рабочие характеристики башни Рожновского. Поэтому нужно сказать о проведении планового обслуживания. Если находится неисправность, то сразу же нужно слить воду, которая есть в конструкции. Только после этого можно устранять имеющуюся проблему. Если соблюдать все меры безопасности, то можно предопределить время и срок эксплуатации приспособления.

Цена башни Рожновского составляет 40 тыс. рублей и выше.

Под водонапорной башней принято понимать специальную конструкцию, используемую с целью отслеживания напора воды, ее расхода и формирования запасов в системе водоснабжения.

Традиционно водонапорная башня имеет вид конструкции, которая состоит из бака или резервуара для жидкости цилиндрической формы, и ствола, на котором держится этот бак. Непосредственно ствол и выступает как опора сооружения.

Водонапорные башни Рожновского по ТУ 5265-001-01679841195-2014

Артикул	Объем	Диаметр бака(мм)	Толщина металла бака(мм)	Высота бака(мм)	Высота ствола(мм)	Диаметр ствола(мм)	Толщина металла ствола(мм)	Высота общая
BБР-15/9	15 м.куб	2400	4	3500	9000	960	4	12500
ВБР-15/9	15 м.куб	2400	4	3500	9000	1220	4	12500
BБР-25/9	25 м.куб	2400	4	5000	9000	960	4	14000
BБР-25/9	25 м.куб	2400	4	5000	9000	960	5	14000
ВБР-25/9	25 м.куб	2400	4	5000	9000	1220	4	14000
BБР-25/15	25 м.куб	2400	4	5000	15000	1220	4	20000
BБР-25/15	25 м.куб	2400	4	5000	15000	1220	5	20000
ВБР-50/15	50 м.куб	2400	4	6500	15000	1220	4	21500
ВБР-50/15	50 м.куб	2400	4	6500	15000	1220	5	21500
ВБР-50/15	50 м.куб	2400	5	6500	15000	1220	5	21500
ВБР-50/18	50 м.куб	2400	4	6500	18000	1220	5	24500
ВБР-50/18	50 м.куб	2400	5	6500	18000	1220	5	24500

Водонапорные башни Рожновского по ТП 901-5-29

Артикул	Объем	Диаметр бака(мм)	Толщина металла бака(мм)	Высота бака(мм)	Высота ствола(мм)	Диаметр ствола(мм)	Толщина металла ствола(мм)	Высота общая
BБР-15/12	15 м.куб	3020	4	2000	12000	1220	4	14000
BБР-15/12	15 м.куб	3020	5	2000	12000	1220	5	14000
BБР-25/12	25 м.куб	3020	4	3500	12000	1220	4	15500
BБР-25/12	25 м.куб	3020	5	3500	12000	1220	5	15500
BБР-25/15	25 м.куб	3020	4	3500	15000	1220	4	18500
ВБР-25/15	25 м.куб	3020	5	3500	15000	1220	5	18500
ВБР-50/15	50 м.куб	3020	4	6500	15000	1220	4	21500
ВБР-50/15	50 м.куб	3020	5	6500	15000	1220	5	21500
ВБР-50/18	50 м.куб	3020	4	6500	18000	1220	4	24500
ВБР-50/18	50 м.куб	3020	5	6500	18000	1220	5	24500
ВБР-50/18	50 м.куб	3020	4	6500	18000	2000	4	24500
ВБР-160/25	160 м.куб.	3020	4	25500	25500	3020	4	25500
ВБР-160/25	160 м.куб.	3020	5	25500	25500	3020	5	25500
ВБР-160/25	160 м.куб	3020	4-5-6	25500	25500	3020	4-5-6	25500

Водонапорная башня рожновского: назначение, применение, особенности

Водонапорные башни системы рожновского наиболее часто используются в населенных пунктах малого размера и промышленных площадках для организации непрерывного водоснабжения.

Описываемая конструкция служит палочкой-выручалочкой для оптимального функционирования насосных станций: в то время, когда насосы не работают, из водонапорной башни происходит подача недостающего количества воды.

Водонапорная башня рожновского имеет несколько вариаций, обладающих идентичным внешним видом, но отличающихся емкостью резервуара, высотой опор, диаметром бака и диаметром опоры.

• 15-50 м3 – возможный объем емкости бака;
• 9-25 м – наиболее часто встречаемые параметры высоты;
• 2400-3020 мм – возможные варианты диаметра бака;
• 960-2000 мм – возможные варианты диаметра опоры.

Выбор того или иного параметра обусловлен рядом факторов:

Рельеф местности;

Количество этажей сооружений, обслуживание которых производится;

Анализ и калькуляция потерь напора в сети водопровода;

Расчет объема потребления воды по количеству потребителей (для сельской местности также учитывается расход, например, на полив улиц и прочие нужды населенного пункта) Полученное расчетное число имеет силу в течение 10-15 лет и не требует пересмотра в указанные сроки.

Водонапорная башня рожновского используется в различных климатических условиях. Однако применение конструкции невозможно во всех районах и зависит от ряда характеристик:

Расчетная температура в зимний период не должна быть ниже минус 35 градусов по Цельсию;

100 кгс/м и менее – приемлемая масса снегового покрова;

38 кгс/м и менее – возможное давление ветра;

Отсутствии грунтовых вод;

6 баллов и ниже – допускаемая сейсмическая активность в районе;

Непучинистые, непросадочные грунты, которым свойственна такая характеристика, как «однородность».

Учет пределов минусовой температуры в той или местности играет решающую роль при установке ВБР. Так, например, в районах вечной мерзлоты или зонах развития карстового процесса установка и эксплуатация водонапорной башни рожновского невозможна.

Районам, в которых температура воздуха в зимний период опускается до минус 20-30 градусов по Цельсию, характерен ряд особенностей эксплуатации.

Эксплуатация конструкции в минусовых условиях

Водообмен должен осуществляться не менее двух раз в сутки при температуре минус 20-30 градусах по Цельсию;

Возможность однократного водообмена при учете ряда характеристик и параметров для температуры ниже минус 20.

Конструкция и установка

Водонапорная башня рожновского конструируется путем сварки листов и состоит из:

Обечайки цилиндрической формы. Обечайка имеет цилиндрическую крышу и днище;

Опоры цилиндрической формы, которая в процессе водоснабжения заполняется водой.

Для монтажа опоры понадобится ряд закладных и соединительных деталей, использование которых обеспечит надежность конструкции на монолитном фундаменте из железобетона.

Этапы монтажа водонапорной башни рожновского

1. Единственно аккредитованная и допущенная к проведению сборочно-наладочных работ строительно-монтажная организация допускается к осуществлению монтажа. В ее обязанности также входит следовать всем требованиям проекта производимых работ.

2. Сборка башни на земле в положении горизонтально.

3. Установка в вертикальное положение посредством крана стрелового типа.

4. Монтаж днища опоры только после проведения проверки на соответствие приемлемым нормам отклонения от вертикальности.

5. Тестирование системы после завершения всех монтажных работ.

Водопроводная арматура укладывается в колодец, располагаемый вблизи водонапорной башни рожновского.

Водонапорная башня рожновского: обслуживание

Все обязанности по техническому обслуживанию конструкции традиционно возлагаются на организацию, которой используется ВБР. Действия во время возникновения каких-либо неисправностей или неполадок являются полной ответственностью пользователя.

Не забывайте, что срок службы водонапорных башен системы рожновского, а также безопасность обслуживающего персонала напрямую зависят от вашей способности следовать и соблюдать все технические требования, осуществлять корректную эксплуатацию и контроль исправности рабочих характеристик конструкции.

Ищете организацию, где возможно приобрести или заказать изготовление водонапорной башни системы Рожновского? Группа компаний «Егоза» рада предложить свои услуги по изготовлению и монтажу этой проверенной временем и хорошо зарекомендовавшей себя конструкции.

Даже в настоящее время, когда все процессы стали механизированы и автоматизированы, популярность такого сооружения как водонапорная башня не снизилась, а только лишь поднялась на более высокие позиции. Во-первых, разберемся, что такое водонапорная башня и в чем заключается ее принцип работы.

Устройство и назначение водонапорной башни

Водонапорная башня это собственно достаточно больших размеров конструкция, которая выполняет функцию регулирования всех операций водопроводной системы. А именно контролирует процесс подачи воды, ее напора, а также расходования. К тому же водонапорная конструкция осуществляет создание запаса водных ресурсов и регулирует работу . Сама конструкция водонапорной башни представляет собой монументальную конструкцию, в состав которой входит емкость для сбора и скопления воды, и собственно сам башенный ствол. В некоторых селах и городах водонапорные башни считаются даже историческими архитектурными строениями, и в каждом отдельном поселении водонапорная башня имеет совершенно разный вид.

Принцип работы водонапорной башни состоит в том, что во время, когда количество потребляемой воды сведено к минимуму, она посредством работы насоса, скапливается в резервуаре, которые предназначен для ее хранения. Далее, когда возрастает потребность в использовании большого объема воды, происходит ее подача из резервуара. Таким образом, удается избегать критических ситуаций, которые могли бы вызвать дефицит водных ресурсов. Даже во время перебоев вода стабильно подается по требованию. Водонапорная башня является достаточно высокой конструкцией, однако, не превышающей при этом двадцати пяти метров в высоту. Существуют, конечно, исключения, длина которых может достигать и тридцати метров, но как правило они считаются довольно редким явлением.

Бак обладает огромным водоизмещением и может доходить в зависимости от конструкции до ста кубических метров объема. Такие размеры имеют, как правило, промышленные и мегаполисные сооружения. Опора водонапорной башни выполнена из стали особой прочности, хотя строительный материал для ее изготовления может быть различным.

Применение водонапорных башен

Нередки случаи, когда водонапорные башни изготовлены из железобетона, а то и кирпича. В оборудование для водонапорных башен входят такие элементы как трубы, осуществляющие подачу и отвод воды. Так же оснащаются водонапорные башни устройствами, которые осуществляют контроль над тем, что бы резервуар не переполнялся, и измерительной системой, которая точно указывает уровень, находящейся в резервуаре воды. Данная система отображает данные на пульте управления в операторской, а так же сигнализирует о переполнении, в случае возникновения оного. Закачка воды происходит посредством работы насосов, которые откачивают ее из .

Преимущества у данной конструкции неоспоримые, вот только некоторые из них. Установка водонапорной башни является необходимой в тех местах и районах, где достаточно большое количество потребителей водных ресурсов. Поскольку нередки такие аварийные ситуации, как перебои с электрической энергией, водонапорная башня служит единственным спасающим фактором, который работает совершенно автономно. Поскольку воды много не бывает, то ее запас является грамотным решением, а посему на всякий непредвиденный случай, запас воды в водонапорной башне обеспечен.

Насос водонапорной башни имеет погружной характер работы, схема закачки довольно проста, насос накачивает воду в резервуар до тех пор, пока устройство контрольной системы от переполнения не подает сигнал, в этом случае система отключается и ждет следующего раза, который наступает по мере опустошения резервуара. Можно сказать, что водонапорная башня не утратила своей популярности, да и вряд ли это произойдет, поскольку ее положительные качества являются неоспоримыми.

Что такое водонапорная башня и каков её принцип действия? Какие бывают виды водонапорных башен? Из каких основных элементов она состоит? В чём особенности конструкции разных видов башен и чем они схожи между собой? Об этом мы расскажем в нашей статье.

Водонапорная башня - гидротехническое сооружение для перекачки и хранения воды. Представляет собой резервуар, установленный на определённой высоте. Принцип работы основан на действии Закона сообщающихся сосудов, который является одним из базовых законов гидростатики. Данный вид сооружений известен с древности, но и в наши дни водонапорные башни не утратили актуальности, особенно для местности с дефицитом энергии.

Принцип действия и разновидности конструкции водонапорных башен

Как было сказано выше, в башне работает закон гидростатики. Благодаря ему жидкость в открытой системе стремится занять одинаковый уровень во всех сообщающихся сосудах. Сосудом в данном случае можно считать элементы трубопровода. Для поддержания постоянного давления в трубах необходим постоянный перепад высот водяного столба. При этом вода из резервуара башни должна распределяться по трубопроводу потребителям, а это значит, что он должен находиться выше самой высокой точки водоразбора.

Конструктивная задача проста - установить резервуар на определённой высоте. Каждый инженер решал эту задачу по-своему, и в итоге появилось множество разновидностей водонапорных башен (ВД).

1. Каменная кладка (старый метод). Башня и резервуар полностью выложены из кирпича. Последняя ВБ, построенная по этому методу датируется 1885 г.

2. Железобетонные башни с резервуарами. ВБ из конструктивного железобетона строились в основном в советский период. Объём ж/б резервуара мог доходить до 150 куб. м.

3. Башни на гиперболоидных опорах. Опоры, изобретённые великим русским инженером В. Г. Шуховым, помимо исключительных конструктивных свойств, представляют художественную ценность. Всего их построено самим архитектором около 200. Принцип гиперболоидной опоры применяется сегодня при строительстве самых высоких зданий и башен мира.

4. Резервуар на рамном стальном каркасе. Самый простой с точки зрения проекта вариант. Конструкция рамы произвольная (прямоугольная, треугольная, сборно-разборная и т. д.).

5. Стальной бак переменного сечения («граната»). Изготавливается на заводе путём соединения по оси двух цилиндрических резервуаров разного диаметра. Опорой служит ёмкость (труба) меньшего диаметра, расположенная снизу. Это самый распространённый вид ВБ в России. Привлекателен из-за быстрого монтажа и изготовления, но представляет трудности при перевозке (негабарит).

6. Индивидуальные резервуары. Это элементы водонапорной башни, тем или иным образом подключенные к системе водоснабжения отдельно взятого дома.

Элементы водонапорной башни

Все башни имеют приблизительно одинаковый набор узлов, который может усложняться или упрощаться в зависимости от года постройки, качества воды, уровня грунтовых вод и т. д. Но есть стандартный «комплект» признаков, объединяющий все типы этих уникальных сооружений:

1. Резервуар, установленный на высоте. Он может быть выполнен из любого материала, не подверженного быстрому разложению (сталь, бетон, пластик). Дно резервуара должно располагаться выше самой высокой точки потребления.
2. Опора резервуара. Собственно то, что делает башню башней. Здесь лучше всего проявляется фантазия архитектора, особенно когда речь идёт о сооружениях, установленных в черте города и оживлённых местах. Советские инженеры нашли изящный (эффективный) способ комбинирования двух функций в одном элементе, создав стальную башню с опорным трубопроводом. Неброская на вид, она проще и быстрее остальных производится и монтируется, поэтому именно стальные ВБ составляют 75% всех массово установленных водонапорных башен.
3. Вертикальный трубопровод. Точнее, их два - подающий и отводящий. Подающий прокладывается от насосов под верхнюю крышку основного резервуара. Через него бак заполняется водой. Отводящий имеет значительный диаметр (от 200 мм) и подключен к системе водоразбора.
4. Вентиляционный стояк или люк. Расположен в верхней части бака и служит для выравнивания объёма воздуха и поддержания постоянного атмосферного давления.
5. Насосная станция. Отдельно стоящее здание, построенное над скважиной, в котором расположены водоподъёмные насосы . Её задача - обеспечить заполнение резервуара до необходимого (максимального) уровня.
6. Автоматика. Даже примитивная ВБ должна быть снабжена как минимум датчиком заполнения, который включит насосы на подкачку в случае падения уровня воды.
7. Система фильтрации. Каждая башня предусматривает возможность установки фильтров любого уровня.

1 - насосная станция с автоматикой; 2 - подающая труба; 3 - резервуар; 4 - вентиляционный люк; 5 - трубопровод подачи воды потребителям

Функции водонапорной башни

Ёмкость резервуара башни редко составляет меньше 50 куб. м воды, а это подразумевает коллективное использование, что влечёт за собой неравномерное объёмное потребление. В подавляющем большинстве случаев ВБ устанавливают в районах частного сектора, где развито садоводство и постоянно потребляется вода. В таких случаях башня является частью системы водоснабжения целых районов.

1. Выравнивание работы насосной станции. Водоснабжение района осуществляется при помощи насосной станции, которая поднимает воду из скважины. При подключении станции напрямую к трубопроводу неизбежно будут происходить перегрузки в «пиковые», что приведёт к частому выходу из строя оборудования. Резервуар выполняет функцию гидроаккумулятора, который поддерживает давление в системе за счёт гравитации. Благодаря этому насосы работают в стабильном режиме и не перегружаются.
2. Выравнивание давления в сети. Эта функция напрямую следует из предыдущей. В данном случае энергия насосов не тратится на поддержание постоянного давления в трубопроводе - это обеспечивает водяной столб.
3. Аварийный запас воды. В случае поломки или профилактики работы можно проводить без остановки подачи воды потребителям.
4. Водоподготовка. Вода из скважины далеко не всегда соответствует требованиям ГОСТ и СанПиН. Башня и резервуар имеют достаточно свободного места для установки различных систем грубой очистки, доводящих качество воды до приемлемого уровня. Так, например, в «ножке» стальной башни часто устраивают плавающий фильтр, который улавливает оксид железа, образующийся при аэрации воды.

Функциональные задачи водонапорной башни не зависят от её конструкции, высоты, объёма резервуара и местоположения. Все башни выполняют одинаковые задачи, описанные выше.

Сама идея накопления запаса воды вполне применима для индивидуальных водопроводов, особенно там, где она постоянно расходуется - в сельскохозяйственных и животноводческих комплексах. Узлы водонапорной башни можно также интегрировать в жилое здание и экономить электроэнергию для поддержания постоянного давления. Как соорудить водонапорный резервуар, мы расскажем в следующей статье.

Виталий Долбинов, рмнт.ру