Все о водонапорных башнях

Это сегодня автономный водопровод состоит из скважины, насоса и системы труб. Еще совсем недавно в большинстве поселков водопроводная сеть состояла из тех же элементов, только скважину заменяла водонапорная башня. Использовалась эта конструкция не для одного дома, а для обеспечения водой всего поселка. Но самое главное – вода была водопроводной, то есть ее забор производился из центральной трубы, для чего внизу внутри башни монтировалась насосная установка. Нередко водозабор в башню производился из скважины или открытого водоема. Далее расскажем, что собой представляет конструкция водонапорной башни, каких типов она бывает, как функционирует.

Назначение водонапорной башни и ее функционирование

Водонапорная башня – это резервуар, расположенный на достаточно большой высоте. Его назначение:

• накопить достаточно большой объем воды для бесперебойного снабжения ею зданий различного назначения, расположенных на одном участке;
• равномерно распределять водную массу среди всего количества потребителей;
• создать давление воды в системе водопровода, расположенного от башни до потребителей.

Внимание! Чем выше гидротехническое сооружение, тем больше давление воды в трубах.

Максимальная высота сооружения – 35-40 м. Под высоту подбирается насос, который должен обеспечить не только подачу воды именно на указанную высоту, но и в полном объеме, чтобы обеспечить бесперебойную подачу жидкости потребителям. Присутствие насоса говорит о подаче на него электроэнергии, о чем необходимо позаботиться еще на стадии проектирования водонапорной конструкции.

Устройство водонапорной башни, особенности конструкции

Конструктивно сооружение делится на две части:

• резервуар;
• опора.

Первый изготавливается из толстостенного листового металла методом сварки листов. Толстая стенка обеспечивает сдерживание нагрузки от большого объема водной массы. Опорная конструкция может возводиться из камня, дерева, металла, железобетона. Главное в строительстве водонапорной башни – хороший фундамент, который должен быть монолитным с армирующим каркасом из стальной арматуры.

И другие элементы гидротехнического сооружения:

• насосное оборудование;
• труба от насоса до резервуара;
• труба от резервуара до разводки по потребителям;
• запорная арматура;
• автоматика;
• электрический щит с полной комплектацией и блоком управления.

В качестве автоматики используются датчики давления и уровня воды поплавкового типа. Последний контролирует уровень водной массы внутри резервуара, чтобы она не перелилась через края емкости. До использования автоматики контроль проводился визуально, используя механические средства отключения подачи.

Внимание! Водонапорные башни изготавливаются в герметичном исполнении. Некоторые модели покрываются сверху шатром. Это необходимая мера, которая защищает емкость от попадания внутрь мусора, пыли, атмосферных осадков, птиц и мелких животных.

Насосное оборудование с электрическим щитом может устанавливаться внутри опорной конструкции или вне ее. В последнем случае для этого недалеко от башни строится небольшое помещение, покрытое крышей.

По периметру резервуара возводится смотровая площадка с внешним металлическим ограждением. В резервуаре обязательно оставляется закрываемый люк. Через него проводится внутренний осмотр водяной емкости, при необходимости через него попадают внутрь, чтобы провести очистку или ремонтные работы.

Как работает водонапорная башня

У водонапорной башни принцип работы очень простой.

• Насосом вода из источника водозабора переправляется по подающей трубе в резервуар.
• Из емкости вода самотеком поступает в трубу подачи к потребителям.
• Автоматика настраивается так, чтобы в емкости жидкости было в достаточном объеме, чтобы обеспечить водой всех потребителей.
• Обычно полное заполнение резервуара производится ночью. Днем при уменьшении уровня насос просто подкачивает, чтобы объем жидкости не уменьшался. Для этого устанавливается минимальный уровень. Как только поплавок до него опустится, включается насос.
• При отключении подачи электроэнергии, водопроводная система от башни продолжает функционировать за счет накопленной в емкости воды.

Внимание! Чем интенсивнее потребление воды, тем интенсивнее работает насосная установка. Соответственно увеличивается расход электроэнергии, за которую платит весь поселок.

За работоспособность водонапорной башни отвечает специализированная организация, которая закреплена за гидротехническим сооружением. Ремонтировать, обслуживать, «совать свой нос» жители поселка не имеют право. Если по каким-то причинам гидротехническое сооружение стало работать некорректно, нужно вызывать мастеров из прикрепленной организации.

Разновидности водонапорных башен

Возводить гидротехнические сооружения этого типа стали в конце 19 века. С годами они модифицировались, менялись какие-то элементы, но принцип действия оставался без изменений. Сегодня можно встретить три вида водонапорных башен.

• Каменные или возведенные из кирпича. От них отказались быстро, потому что строительство длилось долго, необходимо было все время обслуживать опорную конструкцию и кирпичный резервуар, защищая от нагрузок разного типа. Удивительно, но до сих пор каменные строения еще работают.
• Металлические. Это самые распространенные модели. Здесь и опора из металлопрофиля, и емкость из листового железа. При этом опорная конструкция может быть разной, потому что все время старались удешевить ее, не снижая надежность сооружения.
• Железобетонные. Их стали возводить в период СССР. Строили в те времена много, поэтому такие башни можно встретить в большинстве поселков и небольших городов. На производственных объектах это было неотъемлемой частью архитектуры.

От деревянных видов отказались сразу. Большие причины две:

• небольшой срок службы деревянной конструкции, который нужно было все время поддерживать;
• при воздействии воды на дерево при плюсовых температурах появлялись колонии вредоносных микроорганизмов, что снижало качество воды.

Металлические разновидности водонапорных башен

Так как это были самые распространенные модели, то конструкторы к их сооружению подходили с учетом многих факторов. Отсюда различные формы водонапорных башен.

• Призматические. Сооружение возводили путем установки друг на друга готовых металлических ферм, которые собирались определенной высоты. Уменьшая или увеличивая количество ферм-резервуаров, можно построить башню разной высоты.
• Пирамидальные. Конструктивно это три опоры, которые друг к другу наклонены, создавая пирамиду. Внутри них собирается емкость для воды, которая собой тоже будет представлять пирамиду. Водяной бак получается небольшого объема, поэтому такие виды гидротехнических сооружения используют для водообеспечения небольшого количества конечных потребителей. Обычно их возводят высотой не более 40 м.

• Башня Шухова. У этой разновидности особенная конструкция опоры, которая собой представляет скрученные металлопрофили, соединенные между собой. Конструкция получается сетчатой, что обеспечивает высокую безопасность сооружения при ее достаточной легкости. Единственный недостаток – сложность сборки и монтажа, на что уходит немало времени. Проводить работы могут только специалисты с использованием подъемной техники.
• Бочки. Это самая распространенная модель, потому что проста в возведении и эксплуатации. Опора может быть любой, изготовленной из различных материалов. Особенность – металлическая бочка, собранная из листового железа способом электросварки.
• Башня Рожновского. Это самая молодая модель, потому что ее предложил использовать инженер Рожновский А.А. в 1972 г. Конструктивно это чисто металлическое сооружение из листового железа: опора и емкость для воды. Сам инженер-конструктор предложил башню объемом 50 м³, которую до сих пор используют. Но на территории России можно встретить разновидность объемом 160 м³, в которой опорный ствол имеет больший диаметр.

Если водонапорные башни эксплуатируются в зимнее время, то трубную разводку утепляют или укладывают ниже уровня промерзания грунта. Но внешне расположенные трубы утепляют обязательно. Это касается также насосной установки. Внутри резервуара вода практически никогда не замерзает, потому что все время находится в движении. Но в северных регионах сегодня баки обязательно оснащают системой обогрева.

Внимание! Башня Рожновского – это гостированное сооружение. Поэтому его возведение – это сборка готовых унифицированных элементов, которые изготовлены по строго определенным размерам.

Как проводится техническое обслуживание водонапорной башни

Срок эксплуатации рассчитан на многие годы. При этом водоснабжение происходит качественно. Но у любой, даже самой надежной конструкции, эксплуатационный ресурс со временем снижается за счет негативного воздействия самой воды, внешних нагрузок, износа элементов. Поэтому башни необходимо обслуживать с периодичностью один раз в полгода.

На что надо обращать внимание при осмотре:

• целостность конструкции;
• соответствие формы, геометрии и размеров проектным показателям;
• отсутствие деформаций.

Внимание! Если в гидротехническом сооружении обнаружены течи, серьезные деформационные процессы, нарушение герметичности стыков, соединений и швов, проседание фундамента и другие серьезные дефекты, его останавливают на ремонт. То есть эксплуатация сразу прекращается.

Так как износ – процесс постоянно протекающий, то ежегодно нужно водонапорную башню подвергать полному циклу обслуживания. Что входит сюда:

• чистка внутренних поверхностей резервуара;
• дезинфекция бака;
• очистка участков коррозии: с внешней и внутренней стороны;
• если обнаружены течи – устранить их;
• ремонт сварных соединений: емкости и опоры;
• подтяжка болтовых соединений;
• техническое обслуживание насосной установки;
• смазка запорной арматуры;
• осмотр и при необходимости ремонт фундаментов.

Если обнаружены серьезные дефекты башни, то проводятся внеплановые работы. Обязательно все конструкция окрашивается. Строгой периодичности нанесения краски нет. Процесс проводят, если старое лакокрасочное покрытие сильно износилось.

Коротко о главном

Водонапорные башни, появившиеся 200 лет тому назад, еще актуальны сегодня. В конкурентной борьбе с автономными водопроводами из скважин и колодцев они постепенно уступают, но востребованность снижается не сильно. Причина проста – водонапорные сооружения могут обеспечивать водой потребителей даже в том случае, если электрическое питание тех же потребителей нарушено.

Поэтому сельскохозяйственные объекты, фермы, небольшие жилые поселки, небольшие производственные цеха заказывают и возводят их. Даже первоначальные вложения не очень большие. Главное – правильно рассчитать требуемый объем.