Conținutul articolului
- Principiul funcționării și tipurile de construcție a turnurilor de apă
- Elemente ale unui turn de apă
- Funcțiile unui turn de apă
Ce este un turn de apă și care este principiul său de funcționare? Care sunt tipurile de turnuri de apă? Care sunt elementele principale ale acesteia? Care sunt caracteristicile de proiectare ale diferitelor tipuri de turnuri și cum sunt acestea similare între ele? Vom vorbi despre acest lucru în articolul nostru..
Turnul de apă este o structură hidraulică pentru pomparea și stocarea apei. Este un rezervor instalat la o anumită înălțime. Principiul funcționării se bazează pe acțiunea Legii vaselor comunicante, care este una dintre legile de bază ale hidrostaticii. Acest tip de structură este cunoscut încă din antichitate, dar astăzi turnurile de apă nu și-au pierdut relevanța, în special pentru zonele cu lipsă de energie..
Principiul funcționării și tipurile de construcție a turnurilor de apă
Așa cum am menționat mai sus, legea hidrostaticii funcționează în turn. Datorită lui, lichidul dintr-un sistem deschis tinde să ocupe același nivel în toate vasele comunicante. În acest caz, elementele conductei pot fi considerate o navă. Pentru a menține presiunea constantă în conducte, este necesară o diferență constantă de înălțime a coloanei de apă. În acest caz, apa din rezervorul turnului trebuie distribuită prin conductă consumatorilor, ceea ce înseamnă că trebuie să fie situată deasupra celui mai înalt punct de extragere.
Sarcina de proiectare este simplă – pentru a instala rezervorul la o anumită înălțime. Fiecare inginer a rezolvat această problemă în felul său și, în consecință, au apărut multe varietăți de turnuri de apă (WD)..
1. Masoneria (metodă veche). Turnul și rezervorul sunt cărămizi complet. Ultimul WB construit folosind această metodă datează din 1885.
2. Turnuri din beton armat cu rezervoare. WB-urile din beton armat structural au fost construite în principal în perioada sovietică. Volumul unui rezervor din beton armat ar putea ajunge la 150 de metri cubi. m.
3. Turnuri pe suporturi hiperboloide. Stâlpii inventați de marele inginer rus V. G. Shukhov, pe lângă proprietățile structurale excepționale, au o valoare artistică. În total, aproximativ 200 dintre ele au fost construite chiar de arhitect. Principiul suportului hiperboloid este folosit astăzi la construcția celor mai înalte clădiri și turnuri din lume.
4. Rezervorul este pe un cadru de oțel. Cea mai ușoară opțiune din punctul de vedere al proiectului. Designul cadrului este arbitrar (dreptunghiular, triunghiular, pliabil etc.).
5. Rezervorul de oțel cu secțiune transversală variabilă („grenadă”). Este fabricat la uzină prin conectarea a două rezervoare cilindrice de diametre diferite de-a lungul axei. Suportul este un recipient (conductă) cu un diametru mai mic situat în partea de jos. Acesta este cel mai frecvent tip de WB din Rusia. Atractiv datorită instalării și fabricării rapide, dar prezintă dificultăți în timpul transportului (supradimensionat).
6. rezervoare individuale. Acestea sunt elemente ale unui turn de apă, într-un fel sau altul conectat la sistemul de alimentare cu apă al unei case separate.
Elemente ale unui turn de apă
Toate turnurile au aproximativ același set de noduri, care pot fi complicate sau simplificate în funcție de anul de construcție, calitatea apei, nivelul apei subterane, etc. Dar există un „set” standard de caracteristici care unește toate tipurile de structuri unice:
- Rezervor montat pe înălțime. Poate fi făcut din orice material care nu este supus unei descompuneri rapide (oțel, beton, plastic). Partea inferioară a rezervorului trebuie să se afle deasupra celui mai mare punct de consum.
- Suport pentru rezervor. De fapt, ceea ce face din turn un turn. Imaginația arhitectului se manifestă cel mai bine aici, mai ales când vine vorba de structuri instalate în oraș și în locuri aglomerate. Inginerii sovietici au găsit un mod elegant (eficient) de a combina cele două funcții într-un singur element, creând un turn de oțel cu conducte de sprijin. În aparență discret, este mai ușor și mai rapid decât celelalte să fie produse și instalate, prin urmare, WB din oțel este cel care constituie 75% din totalul turnurilor de apă instalate masiv..
- Conductă verticală. Mai precis, există două – alimentarea și descărcarea. Alimentarea este dirijată de la pompe sub capacul superior al rezervorului principal. Prin el, rezervorul este umplut cu apă. Ieșirea are un diametru semnificativ (de la 200 mm) și este conectată la sistemul de alimentare cu apă.
- Ridicare sau trape de ventilație. Situat în partea superioară a rezervorului și servește la egalizarea volumului de aer și la menținerea presiunii atmosferice constante.
- Stație de pompare. O clădire detașată, construită deasupra unui puț, în care sunt amplasate pompe de ridicare a apei. Sarcina sa este să se asigure că rezervorul este umplut la nivelul necesar (maxim)..
- Automatizare. Chiar și un WB primitiv ar trebui să fie echipat cu cel puțin un senzor de umplere, care să pornească pompele pentru pompare în caz de cădere a nivelului apei.
- Sistem de filtrare. Fiecare turn oferă posibilitatea de a instala filtre de orice nivel.
1 – stație de pompare cu automatizare; 2 – conducta de alimentare; 3 – rezervor; 4 – trapă de ventilație; 5 – conductă de alimentare cu apă consumatorilor
Funcțiile unui turn de apă
Capacitatea rezervorului turn este rareori mai mică de 50 de metri cubi. m de apă, iar acest lucru implică o utilizare colectivă, ceea ce implică un consum volumetric inegal. În marea majoritate a cazurilor, WB-urile sunt instalate în zonele sectorului privat unde horticultura este dezvoltată și apa este consumată constant. În astfel de cazuri, turnul face parte din sistemul de alimentare cu apă pentru zone întregi..
- Nivelarea activității stației de pompare. Alimentarea cu apă în zonă se realizează cu ajutorul unei stații de pompare care ridică apa dintr-un puț. Când stația este conectată direct la conductă, inevitabil vor apărea supraîncărcări în vârful extragerii, ceea ce va duce la o defecțiune frecventă a echipamentului. Rezervorul acționează ca un acumulator hidraulic care menține presiunea în sistem datorită gravitației. Datorită acestui fapt, pompele funcționează într-un mod stabil și nu sunt supraîncărcate..
- Egalizarea presiunii în rețea. Această funcție urmează direct de la cea anterioară. În acest caz, energia pompelor nu este cheltuită pentru menținerea presiunii constante în conductă – aceasta este furnizată de coloana de apă.
- Furnizarea de urgență de apă. În cazul unei defecțiuni sau a unei prevenții, lucrările pot fi efectuate fără a întrerupe furnizarea apei către consumatori.
- Tratamentul apei. Apa de puțuri nu corespunde întotdeauna cerințelor GOST și SanPiN. Turnul și rezervorul au suficient spațiu liber pentru a instala diverse sisteme de curățare grosieră care duc calitatea apei la un nivel acceptabil. De exemplu, în „piciorul” unui turn de oțel, este adesea amenajat un filtru plutitor, care captează oxidul de fier format în timpul aerarii apei..
Sarcinile funcționale ale unui turn de apă nu depind de proiectarea, înălțimea, volumul rezervorului și locația sa. Toate turnurile îndeplinesc aceleași sarcini descrise mai sus.
Însăși ideea acumulării unei alimentări cu apă este destul de aplicabilă pentru conductele de apă individuale, în special acolo unde este consumată constant – în complexele agricole și animale. Ansamblurile turnuri de apă pot fi de asemenea integrate într-o clădire rezidențială și economisesc energie pentru a menține presiunea constantă. Cum să construiți un rezervor de apă, vă vom spune în articolul următor.
Ce tipuri de turnuri de apă pot fi folosite în proiectarea unei rețele de apă potabilă? Cât de importantă este dimensionarea corectă a acestor turnuri în asigurarea unui flux regulat și sigur de apă?