Водонапорные Башни Рожновского БР-15 объемом 15 м3, изготавливаемые по ТП 901-5-29, предназначены для регулирования неравномерности водопотребления в системах водоснабжения фермы, частного дома, дачного поселка, для хранения резервного запаса воды (в объеме ствола БР-15у). Башня БР-15 является самой маленькой по размеру, поэтому её иногда называют мини башней. На сайте компании "Схид-будконструкция" приводятся данные для облегчения Вашего выбора: описание водонапорной башни Рожновского, технические характеристики, особенности конструкции, устройство и принцип работы водонакопителя.

Работа водонапорной башни Рожновского заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления объем воды, подаваемой насосной станцией при ее работе, накапливается в водопроводной башне и расход воды в систему водоснабжения по водопроводам происходит в часы увеличенного водопотребления.

Металлическая конструкция водонапорной башни Рожновского до сих пор используются в работе систем водопроводов во многих поселках и садовых товариществах, для централизованного водоснабжения. Невзирая на громоздкость конструкции башни Рожновского, устройство башенной водокачки отличается простотой и высокой надежностью работы. При определенных условиях работы, башенная водокачка обладает рядом преимуществ и долгим сроком службы.

По назначению водонапорные башни системы Рожновского начали применяться в сельском водоснабжении с 1954 года. С тех пор башенные системы снабжения водой, срок службы которых составляет 12 лет (при возобновления внутреннего антикоррозионного покрытия срок службы водонапорной башни может быть увеличен), повсеместно работают и применяются в системах водоснабжения села.

Принципиальная схема устройства башенных водопроводов

Устройство системы водоснабжения включает в себя следующие элементы: скважинный насос для подачи воды из скважины; регулирующие устройства расхода воды; автоматика для управления системой водоснабжения; трубопроводные коммуникации для подачи воды. Устройство системы подачи воды зависит от ряда факторов, в том числе предполагаемого расхода воды, типа скважины или глубины залегания водоносного горизонта. В настоящее время, в различных схемах работы водонапорной башни Рожновского в составе автономных систем водоснабжения, используются различные устройства регулирования подачи воды.

Устройство для регулирования подачи воды в водонапорную башню, содержащее два электроконтактных датчика, расположенных в баке внутри, провода, соединяющие датчики с электрической цепью, управляющей установкой подачи воды в водонапорную башню, отличающееся тем, что устройство снабжено грузами и поплавками, связанными посредством тросов, при этом датчики расположены на тросах и установлены в баке на одной глубине и каждый из них включает герметичную камеру с мембраной, уравновешивающую пружину, установленную на поверхности мембраны с наружной стороны, винт, регулирующий натяжение уравновешивающей пружины, и изоляционный шток, связывающий внутреннюю поверхность мембраны с электрическими контактами, расположенными внутри герметичного устройства.

Основное достоинство датчиков мембранного типа заключается в их устройстве: электрические контакты изолированы от воздействия внешней среды, поэтому они могут применяться в любых жидкостях, не проводящих электрический ток. Применение мембранных датчиков решает основную проблему в устройстве водонапорной башни, в баке которой для регулирования подачи воды помещены на разных глубинах два датчика: один для верхнего уровня воды, а другой для нижнего уровня воды. Ввиду того, что эти датчики сделаны с открытыми электрическими контактами, датчик верхнего уровня воды при отрицательной температуре, когда вода замерзает, перестает работать. Насос для подачи воды не выключается, он продолжает накачивать воду, бак переполняется водой, и она начинает стекать через его верхний край.

Принцип работы водонапорной башни

Принцип работы водонапорной башни заключается в том, что погружной насос водонапорной башни Рожновского, опущенный в скважину, подает воду по системе водопроводов в водонапорную БР. Когда вода в мини башне поднимается до верхней отметки, датчик уровня дает команду на отключение подачи воды. Автоматической работой водонапорной башни Рожновского, включеним и отключением насоса мини башни занимается простейшая автоматика. По мере разбора воды в систему водопотребителей, уровень воды в мини башне понижается, и по достижении нижней отметки, датчик нижнего уровня (ДУ) воды дает команду на включение в работу скважинного насоса в автоматическом режиме, и уровень воды в баке снова повышается, пока датчик верхнего уровня не отключит насос. Таким образом, башня с баком для воды при работе постоянно имеет запас воды, определяющийся объемом башни Рожновского от нулевой отметки до верхнего уровня наполнения.

Металлические водонапорные башни Рожновского устанавливаются и работают там, где:

• большое количество водопотребителей в системе водоснабжения, расходующих большой объем воды.
• находится в работе водопроводная система старого образца, построенная ранее, которая не выдерживает давления, необходимого для использования более современных технологий водоснабжения.
• есть места, где часты отключения света и возможны перебои с электропитанием для работы насосов водоснабжения.
• устройство системы водопотребления в своей работе требует большой запас воды.

Устройство башни БР-15 м3 (кубов воды)

Башня водонапорная объем 15 м3 представляют собой сварную металлическую конструкцию, состоящую из цилиндрической обечайки с коническими крышей и днищем - металлического бака объемом 15 м3, цилиндрической водозаполняющейся опорой полезным объемом 10 м3 (см. схему). Водопроводная башня, объем которой состоит из объема бака - 15 м3 и объема ствола 10 м3 (общий полезный объем 25 м3) имеет высоту 11,5 м (определяется путем складывания высот: 8м - ствол и 3,5м - бак). Емкость водонапорной башни можно увеличить, применив ствол большей высоты.

Устройство водонапорной башни включает металлическую конструкцию, которая закрепляется на монолитном железобетонном фундаменте посредством закладных и соединительных деталей. Внутреннее устройство башни БР-15у объемом 15 кубов состоит из лестницы для спуска обслуживающего персонала при очистке и ремонте башни и трубной разводки водопроводов изнутри. На внутренней стенке бака привариваются металлические скобы - ледоудержатели, водоподающие трубы. Наружное устройство водоподающей станции: лестница с ограждением, перильное ограждение крыши бака. Сверху бака имеется смотровой люк с крышкой.

Схема водонапорной башни БР-15 кубов: напорно-разводящий трубопровод внутри, переливная и спускная труба. При работе объем воды от насосной станции по водопроводу поступает в нижнюю часть мини башни с водой. Этот же водопровод служит для отвода воды в дома потребителей. Переливная труба заканчивается на наивысшем уровне воды в баке. Мини башня при промывках и ремонте опорожняется через грязьевую трубу. Рядом с водонапорной башней устраивается колодец обслуживания водоподающего оборудования (в цену мини башни не входит, покупается отдельно), служащий для размещения водопроводной арматуры обеспечивающей управления работой водонакопительной системой.

Высота башни Рожновского объемом 15 кубов состоит высоты ствола - 8 м и высоты бака - 3,5 м. Давление воды водонапорной башни определяется высотой столба воды. Если высота БР - 11,5 м, то максимальное давление воды, которое может создать водонапорная БР - 1,2 атм.

Устройство охранной зоны башни и правила эксплуатации

Санитарная охрана источников водоснабжения является необходимой и имеет следующие цели:

Обеспечения населения доброкачественной водой для хозяйственно-питьевых нужд в достаточном количестве;

Предупреждение загрязнения как открытых источников водоснабжения, так и подземных;

Установление условий и проведение мероприятий, при которых возможно использование водоемов для хозяйственно-питьевых целей.

В целях обеспечения населения доброкачественной питьевой водой действует ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая» в котором регламентированы нормативы качества подаваемой населению водопроводной воды и определение ответственности хозяйственных организаций за несоблюдение этих нормативов.

Санитарные требования к качеству воды источника водоснабжения, который используется для хозяйственно-питьевых целей, изложены в ГОСТ 2761-74 «Источники центрального хозяйственно-питьевого водоснабжения».

Санитарная зона водонапорной башни

Территорию вблизи башни с водой в радиусе не менее 50 м содержать в чистоте, эта территория должна быть ограждена и благоустроена как охранная зона;

Все выходы и лазы в БР на территории охранной зоны башни должны находиться в закрытом и запломбированном состоянии при экслуатации башни; ежегодно перед наступлением зимнего периода следует проверять теплоизоляцию труб водопровода;

Антикоррозионная защита металлических поверхностей водонапорной башни при ее работе и эксплуатации выполняется не реже одного раза в 3-4 года, окраска металла производится в два приема железным суриком на олифе;

При постоянной эксплуатации необходимо осуществлять ремонт водонапорной башни (восстановление пищевого покрытия) не реже одного раза в год.

Очищенные, отремонтированные или вновь окрашенные водонапорные башни вводятся в эксплуатацию только после их обеззараживания, которое производится раствором хлорной извести или жидким хлором: при экслуатации водонапорных башен большой вместимости - методом орошения с концентрацией активного хлора 200-250 мг/л (из расчета 0,3-0,5 л на 1 м2 внутренней поверхности); для водонапорных башен малой емкости - объемным способом с концентрацией активного хлора 75-100 мг/л при контакте 5-6 ч и дозами не менее 25-50 мг/л прн суточном контакте хлорной воды с поверхностями.

Через 1-2 ч после дизенфекции башни промывают фильтрованной водой. Эксплуатация водонакопительных систем допускается после не менее чем двух удовлетворительных бактериологических анализов после дезинфекции, производимых с интервалом времени полного обмена воды между взятием проб.

Ежедневно, в процессе эксплуатации, водонапорные башни подлежат наружному осмотру, при котором должно быть проверено:

• отсутствие явных течей водонапорной башни, подтеков и мокрых пятен на наружной поверхности тепловой изоляции;
• исправность указателя уровня воды в баке и регулятора уровня;
• отсутствие протечек через сальники запорной и регулирующей арматуры;
• отсутствие засора или замерзания переливной и вестовой труб;
• исправность работы сигнализации достижения предельного уровня и включения насосов при достижении нижнего уровня.

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.

Водонапорная башня - специальная конструкция, необходимая, чтобы отслеживать напор воды и ее расход, что позволяет наблюдать за тем, как формируются запасы в системе водоснабжения.

Обычно башня состоит из бака (резервуар для жидкости) и ствола, на котором закреплен бак.

История возникновения

Водонапорная башня была разработана инженером А.А. Рожновским в 1936 году. До этого момента в стране использовали подобные сооружения, построенные из кирпича. Рожновский же предложил очень выгодное решение проблемы накопления и хранения воды. При этом строение очень быстро монтируется - всего 2-4 дня. На его сооружение уходят минимальные затраты. Кроме того, отсутствует необходимость обязательного подогрева, выполняемого с целью предотвращения замерзания воды.

В 1942 году А.А. Рожновский был удостоен Сталинской награды за свое изобретение.

Но башни, не нуждающиеся в подогреве, разрабатывал не только А.А. Рожновский, но и П.И. Земсков. Последний пришел к выводу, что при возведении таких сооружений можно экономить значительные денежные средства.

Железная дорога в тот момент нуждалась в больших резервуарах, где можно было бы хранить запас воды, предназначенной для паровозов. До 1951 года водонапорные башни применяли только таким образом. Но после эти строения начали появляться и в сельском хозяйстве.

Назначение водонапорных башен

Основным предназначением этих сооружений является обеспечение постоянным и бесперебойным водоснабжением небольших населенных пунктов и предприятий, занимающихся легкой промышленностью. Башни приспособлены для хранения больших запасов воды. Кроме того, если вдруг останавливаются все насосы, предусмотрена подача жидкости под небольшим напором. Здесь же хранится противопожарный и резервный запас воды. Также эти конструкции необходимы в тех местах, где электричество подается с частыми перебоями, то есть стабильная работа электронасосов просто невозможна.

Конструкция

Конструкция водонапорных башен унифицирована. Отдельные экземпляры различаются только емкостью бака и высотой ствола-опоры. Объем резервуара лежит в диапазоне от 15 до 50 м 3 . Высота водонапорной башни может составлять 9-25 метров. Все зависит от рельефа местности, а также того, каковы потери напора в водопроводной сети и, конечно же, этажности обслуживаемых зданий. Все необходимые расчеты проводят еще при проектировании.

Однако водонапорные башни нельзя строить в тех районах, где случаются карстовые явления, а также в условиях вечной мерзлоты. Если температура воздуха опускается ниже -20°С, то следует проводить два раза в сутки водообмен.

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.

Как работает водонапорная башня Рожновского?

Напорно-разводящий трубопровод обеспечивает подачу воды в башню. Если резервуар применяется для отбора проб воды и пожаротушения, то трубопровод оснащается стояком с двумя закрытыми вентилями.

Насосная станция забирает грунтовые воды в водонапорную башню. В процессе закачки происходит фильтрация и дезинфекция воды. Из резервуара она подается по водопроводу в жилые дома.

Очень важно правильно определить высоту водонапорной башни. Резервуар должен располагаться выше последнего этажа здания. Это способствует нормальной подаче воды.

Работа насосной станции

Работа насосной станции постоянно остается интенсивной. Вода должна поступать в емкость башни и накапливаться там, пока ее потребление уменьшено. Когда же возникает потребность в большем количестве воды, накопленный водный запас начинает использоваться.

Воду подает насос. В тот момент, когда уровень жидкости в резервуаре достигает верхней допустимой отметки, срабатывает специальный датчик, и отключается насос. Так как потребление воды непрерывно, то ее уровень в емкости понижается по достижении нижнего допустимого предела. И здесь снова подается сигнал насосу о необходимости включения. Резервуар снова наполняется. По мере потребления жидкости давление в водонапорной башне понижается, что заставляет насос снова работать.

Технология обслуживания

Организация, которая эксплуатирует водонапорную башню, должна выполнять ее техническое обслуживание. В случае возникновения неисправности в системе в первую очередь необходимо слить воду, хранящуюся в резервуаре. Только после этой процедуры можно приступать к ликвидации неисправности.

Соблюдение всех необходимых технических требований по эксплуатации влияет на то, сколько прослужит водонапорная башня, и как часто будут возникать неполадки.

Комплектация установки

Каждый год количество пожаров возрастает.

Именно поэтому спрос на водонапорные башни, имеющие нестандартный размер или необычную конструкцию, постоянно растет. Такие требования возникают при подготовке запасов воды, которые понадобятся при тушении лесных пожаров.

Чаще всего водонапорные башни в комплектации имеют:

• лестницу с ограждением;
• отводящую трубу;
• подающую трубу;
• петли для подъема и установки башни;
• внутреннюю лестницу;
• верхний и нижний смотровые люки;
• скобы-льдоудержатели;
• 4 растяжки, имеющие толщину 12 мм.

Как используются водонапорные башни при низких температурах

Башни, созданные А.А. Рожновским, сегодня применяются в самых разных климатических условиях, в том числе и в условиях низкой температуры. Но даже эти конструкции имеют ограничения, что не дает возможности использовать их в следующих условиях:

• в зимний период расчетная температура не должна быть ниже -35°С;
• приемлемой массой снегового покрова является 100 кгс/м и менее;
• возможное давление ветра - 38 кгс/м и менее;
• отсутствуют грунтовые воды;
• допускаемой сейсмической активностью в районе может быть 6 баллов и ниже;
• грунты должны быть не пучинистые, не просадочные, т. е. однородные.

Решающую роль во время установки водонапорной башни Рожновского играет учет пределов минусовой температуры. К примеру, процесс установки и эксплуатации конструкции невозможен в условиях вечной мерзлоты или в зоне развития карстового процесса.

В большинстве случаев водонапорную башню нет необходимости утеплять специальными средствами. Обычно происходит естественное образование тепловой «рубашки».

Если вода используется в штатном режиме, то она просто-напросто не успеет замерзнуть. В случае если она применяется реже, то на резервуар можно установить дополнительный «шатер» из дерева, который замедлит процесс замерзания. Когда водонапорная башня используется в полевых условиях, то перед зимой воду следует слить, чтобы предотвратить ее замерзание.

При подготовленной площадке монтаж конструкции в большинстве случаев занимает не более трех дней. Основой служит железобетонный монолитный фундамент, предусматривающий закладные детали. К ним приваривается днище опоры. Далее нижняя часть обсыпается грунтом, высота которого должна составлять не менее 2,5 метра. Этот грунт следует возобновлять через 3-4 года. Он нужен для предотвращения коррозии, что существенно продлит срок эксплуатации.

Кроме того, через каждые 3-4 года, а также при регулярном использовании, следует обновлять покрытие и внутренние поверхности.

Следует помнить, что если предприятие решило установить такую конструкцию, как водонапорная башня, цена будет зависеть главным образом от объема резервуара и высоты опоры.

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.

Условия, когда имеет смысл устанавливать водонапорную башню:

• большое количество водопотребителей,
• преимущественно летнее (t<0°) использование системы водоснабжения,
• возможны частые перебои с электропитанием,
• большой запас воды

Недостатки водонапорной башни.

• трудности использования в зимний период (t<0°), особенно возрастающие при уменьшении водопотребления.
• достаточно большая поверхность окисления - вода заполняет водонапорную башню, а затем сливается из нее. При этом смачивается большая, иногда несколько кв.м., внутренняя поверхность накопительной емкости. Смоченная водой металлическая поверхность, в присутствии воздуха вызывает интенсивное появление ржавчины, попадающей в воду, а водонапорные башни в большинстве своем изготавливаются из черного металла.
• ограниченное давление воды на выходе из башни, определяющееся высотой водонапорной башни.

В принципе, от всех перечисленных недостатков можно избавиться, но это вызовет дополнительное удорожание системы водоснабжения и поставит вопрос о целесообразности перехода к другой схеме подачи воды.

Принцип работы водонапорной башни.

Погружной насос (1), опущенный в скважину (2), подает воду в водонапорную башню (3). Когда вода поднимается до верхней отметки (В) в водонапорной башне, датчик уровня дает команду насосу на отключение. Включением и отключением насоса занимается простейшая автоматика (А), размещенная в павильоне (4). По мере разбора воды из башни по магистрали (5), уровень поверхности понижается, и по достижении отметки (Н), датчик уровня (ДУ) дает команду на включение насоса. Таким образом, в башне постоянно находится запас воды, определяющийся объемом башни от нулевой отметки до уровня (Н).

Насосные станции

Насосные станции систем водоснабжения и канализации представляют собой комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя. Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и число основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов и охраны природы с учетом назначения насосной станции и предъявляемых к ней технологических требований.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на станции I подъема, II подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции I подъема забирают воду из источника водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения в зависимости от принятой схемы водоснабжения. На промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной и той же насосной станции могут быть установлены насосы; подающие воду как на очистные сооружения, так и непосредственно на предприятия без очистки.

Насосные станции II подъема служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды.

В некоторых случаях насосы I и II подъема могут быть размешены на одной станции, что позволяет уменьшить расходы на строительство и эксплуатацию. Однако такое решение не всегда возможно и зависит от вида водоисточника, наличия и типа очистных сооружений, от рельефа местности и т. п.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора в водопроводной сети или в водоводе. В этом случае вода забирается из одной сети (участка водовода) и под повышенным напором подается в другую сеть (района города, отдельного цеха промышленного предприятия) или в последующий участок длинного водовода.

Циркуляционные насосные станции входят в схемы оборотного технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях, одни насосы подают отработавшую на предприятии воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производственным установкам.

Назначение насосных станций в схемах канализации заключается в подъеме сточной воды на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет подавать эти воды самотеком. Канализационные насосные станции устраивают также для того, чтобы избежать большого заглубления самотечного коллектора. В этом случае сточные воды из заглубленного коллектора подаются в другой, расположенный выше.

По расположению в общей схеме канализации насосные станции подразделяются на главные, которые служат для перекачивания сточных вод со всей территории населенного пункта или промышленного приятия, и районные, предназначенные для перекачивания сточных вод только с части территории населенного пункта или промышленного предприятия. Районные насосные станции перекачивают воду или непосредственно на очистные сооружения, или в близлежащий коллектор.

Наряду с обеспечением напора и подачи, предусмотренных графиком водоподачи или водоотведения для нормальных и аварийных условий, при сооружении и оборудовании насосных станций необходимо при наименьших затратах на их строительство и эксплуатацию обеспечивать: требуемую степень надежности и, следовательно, определенную степень бесперебойности работы; долговечность, соответствующую народнохозяйственному значению объектов, в состав которых они входят; достаточные удобства эксплуатации и широкое применение автоматики и телемеханики.

При строительстве насосных станций не следует допускать излишеств в составе и размерах сооружений, кубатуре зданий, основном и вспомогательном оборудовании, объемах временного строительства, архитектурном оформлении и т. п.

Необходимо наиболее полно использовать стандартные изделия и местные строительные материалы. Строительство должно быть выполнено в наиболее короткие сроки при возможно меньшей стоимости, максимальной механизации строительного процесса, применении совершенного строительного оборудования и передовых методов труда, а также при сокращении трудоемкости работ. Ущерб, который может быть причинен при возведении сооружений насосной станции вследствие затопления и подтопления территорий, занесения и размывания русла, переформирования берегов, изменения ледового режима и нарушения рыбного хозяйства, следует сводить до минимума.

В заключение необходимо особо отметить, что состав сооружений и оборудования насосной станции, равно как и вся схема водоснабжения или канализации в целом, должны отвечать условиям будущей эксплуатации при непрерывно изменяющихся размерах и режиме водопотребления в данном районе на основе плана развития народного хозяйства.

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.

Водонапорная башня - простейшая конструкция, предназначенная для автономного регулирования расхода и напора воды в водопроводной системе. Простой принцип работы водонапорной башни определил ее широкое распространение.

Виды водонапорных башен

Подобные конструкции применяются человечеством несколько столетий. Пик их популярности приходится на конец 19 - первую половину 20 века. В то время они использовались в депо и вокзалах для обслуживания паровозов. С тех пор они утратили свое значение, но до сих пор используются, например, для автономного водоснабжения загородных участков или промышленных предприятий.

Первые водонапорные башни возводились преимущественно из красного кирпича, реже - из дерева. Затем появились железобетонные конструкции. Во второй половине 20 века ученый Рожновский предложил свою конструкцию из стальных листов.

Внешне очень похожа на гранату с рукояткой. Диаметр основания водонапорной башни в 1,5-2 раза меньше диаметра бака. Преимущества такой конструкции заключаются в высокой скорости сборки (полые цилиндры сваривают из стальных листов) и простой установке на территории, а также в сравнительно небольшой массе.

Сейчас для водоснабжения чаще всего устанавливают индивидуальные резервуары в виде объемных металлических баков. В качестве опор используют стальные или железобетонные колонны.

Принцип работы водонапорной башни

Работа водонапорной башни была бы невозможна, если бы не явление выравнивания давления в сообщающихся сосудах, или гидростатического равновесия. Под действием силы тяжести вода в баке вытесняет жидкость из труб до тех пор, пока давление в емкости не станет равным давлению в системе трубопровода. На этом основывался принцип работы водонапорных башен до появления электронасосов.

С появлением электронасосов схема их работы несколько изменилась. Если ранее они были основными источниками воды в системе, то теперь стали играть роль резерва. В качестве «поставщика» воды выступает которая подает давление через систему труб непосредственно к потребителю.

В то же время насос накачивает воду в емкость башни до тех пор, пока она полностью не заполнится или не сработает автоматика. В момент пиковой нагрузки, когда водопотребление максимально, и насосная станция не справляется с работой, открывается клапан бака, и вода начинает поступать в систему из резерва. Происходит это до тех пор, пока станция подачи воды снова не станет справляться со своими обязанностями. После этого весь цикл повторяется.

Элементы водонапорной башни

Вне зависимости от вида и принципа работы водонапорная башня состоит из 5-6 узлов. Количество элементов может значительно варьироваться и определяется назначением сооружения, его месторасположением, удаленностью первоисточника, качеством воды и другими критериями.

Так или иначе, в составе каждой башни имеется:

1. Резервуар - стальной, железобетонный или пластиковый бак емкостью от нескольких десятков до нескольких тысяч кубических метров.
2. Опора - рамная или монолитная конструкция из железобетона, стальных балок или красного кирпича высотой не более 25-30 метров. Она должна поддерживать бак выше уровня каждого потребителя.
3. Вертикальный водопровод - подающая труба, идущая от источника и отводящая, диаметром от 200 м, которая прокладывается до водоразборной системы.
4. Вентиляционный люк - на фото водонапорной башни он показан стрелочкой. Он необходим для поддержания объема воздуха в баке и для предотвращения застоя воды.
5. с системами управления - отдельно стоящее сооружение, расположенное, как правило, над источником.

В конструкцию водонапорной башни может быть внедрена фильтрующая система с различной степенью очистки воды, а также блок автоматики для контроля уровня жидкости и предотвращения его падения до критического значения.

Основные функции водонапорной башни

Из принципа работы водонапорной башни вытекает ее основная функция - выравнивание графика работы насосной станции. Представим ситуацию, что насос подает воду напрямую, без промежуточного звена в виде водонапорной вышки.

По желанию каждого потребителя он включается в работу и выключается, то есть работает хаотично. В результате увеличивается износ его механизмов, энергопотребление становится неравномерным, что увеличивает нагрузку на электростанцию.

В результате обслуживающие компании вынуждены тратиться на дорогостоящий ремонт. Чтобы всего подобного не происходило, и устанавливают водонапорные башни.

Вторая функция - поддержание давления в трубопроводе. Вода, расположенная на значительной высоте, под действием силы тяжести сама создает необходимой величины давление в системе. В результате снимается нагрузка с насосной станции.

Дополнительное назначение

Другое назначение и принцип работы водонапорной башни тесно связаны между собой. Вода в источнике очень редко соответствуют установленным санитарным нормам, поэтому если она используется для бытовых нужд или для питья, водонапорная вышка используется как фильтрующая установка.

В систему подающего трубопровода встраивают фильтры грубой очистки, которые задерживают тяжелые металлы, оксиды железа и свинца, песок и другие загрязнители. В баке пода отстаивается и становится еще чище. Система очистных картриджей, установленных на подающем водопроводе, может очищать воду от болезнетворных бактерий, доставляя к потребителю идеально чистый продукт.

Создание аварийного запаса воды, который может использоваться в случае поломки водопровода или возникновения пожара - еще одна дополнительная функция водонапорной вышки.

Работа башни с автонасосом

Принцип работы водонапорной башни с автоматическим насосом практически ничем не отличается от описанной нами ранее схемы работы. Исключение составляет лишь тот факт, что в такой системе отсутствует насосная станция как таковая. Ее функцию выполняет компактный электронасос.

При снижении уровня воды в емкости ниже порогового значения системой автоматики подается сигнал, и насос начинает накачивать воду в бак. Как только резервуар полностью заполнится, ждут, пока уровень жидкости снова не упадет.

Такие системы используются чаще всего на частных и дачных участках. В качестве выступает поплавок, который, опускаясь почти до самого дна, замыкает контакты и отдает сигнал реле, а то уже руководит работой насоса.

Определение характеристик

Чтобы система исправно выполняла свои обязанности, необходимо, чтобы высота водонапорной башни была больше, чем высота любого другого обслуживаемого сооружения. Именно поэтому резервуары с водой часто можно увидеть на крышах многоэтажных домов (особенно в американских фильмах). Если это условие не выполняется, то возможен застой воды в баке.

Другим важным параметром водонапорной вышки является объем рабочей емкости. Этот показатель определяется графиком расхода воды потребителями. Обычно размер емкости подбирают так, чтобы накопленной жидкости хватило для использования на протяжении дня. В таком случае насос будет включаться в работу только ночью, что снизит нагрузку на электросеть.

Особенности проектирования фундамента

Высота башни и объем бака прямым образом влияют на стоимость башни. Причем речь идет не столько о стоимости поддерживающей конструкции и резервуара, сколько о цене фундамента. Перед выбором типа и глубины заложения основания производится расчет не только на статическую нагрузку, но и на динамическую - во время наполнения бака могут возникнуть колебания, которые выведут конструкцию из равновесия.

Производится также расчет на устойчивость с учетом влияния ветровой нагрузки. Чем выше башня, тем сильнее она будет отклоняться от вертикальной плоскости при сильном и порывистом ветре. Раскачиваясь, башня начнет «беспокоить» воду, появятся волны, которые в несколько раз увеличат допустимое давление водонапорной башни на основания. В результате конструкция разрушится.

Поэтому при установке даже дачной конструкции не пренебрегайте помощью профессионалов. Потратив средства сейчас, вы сможете в будущем не беспокоиться о надежности и работоспособности своей водонапорной башни.