logo Без выходных: 8:00-20:00
button

Башня Рожновского

Содержание:

  1. История изобретения
  2. Конструкция башни
  3. Виды и принцип работы
  4. Изготовление и обслуживание
  5. Внешний вид, назначение
  6. Выбор высоты опоры и объёма накопительного бака
  7. Технические характеристики
  8. Особенности использования водонапорных башен в зимних условиях
  9. Порядок монтажа и подготовки башни к работе

Водонапорные башни — это технические сооружения, служащие для накопления и распределения воды под давлением.

Они предназначены для обеспечения водоснабжения небольших населенных пунктов, железнодорожных станций, промышленных площадок, сельскохозяйственных объектов.

Башни могут использоваться в качестве противопожарного водопровода, для заправки техники при тушении пожаров.

История изобретения

Водонапорные башни — довольно древнее изобретение.

Еще в древнем Риме система водопровода действовала по такому же принципу, когда из сооруженного на возвышенности водоема вода по акведукам подавалась в городскую водопроводную систему.

Одним из первых изобретателей водонапорных сооружений был сибирский инженер Павел Земсков, занимающийся строительством водоканала в Томске.

Заинтересовавшись устройством железнодорожных водонапорных башен, он сделал вывод, что при соблюдении соотношения между объемом накопительного бака и скоростью потребления воды, можно отказаться от обязательного обогрева башен в холодное время года.

Первые водонапорные башни строились из кирпича, при этом в верхней их части размещался стальной бак емкостью до25 м3.

Часто башни были уникальными архитектурными сооружениями, важными элементами городской инфраструктуры. Величественные конструкции являлись украшением железнодорожных станций, провинциальных городков и поселков.

В 1936 году внедрением цельнометаллических башен в народное хозяйство занялся инженер Рожновский А.А.

Опираясь на рекомендации Земскова, он разработал конструкцию, технологию монтажа и схему работы необогреваемой водонапорной башни из металла.

Изобретения Рожновского позволили изготавливать элементы башни в заводских условиях, монтировать на месте в течение двух-трех суток, отказаться от использования топлива на обогрев сооружений.

За создание и внедрение быстровозводимых необогреваемых водонапорных башен в 1942 году инженер Рожновский был удостоен Сталинской премии. В России такие сооружения продолжают использоваться и в настоящее время.

Водонапорные башни возводились в первую очередь при строительстве железнодорожных станций, промышленных объектов, сельских поселений.

Старинная водонапорная башня из кирпича.

Конструкция башни

Водонапорные башни Рожновского состоят из следующих элементов:

  • бетонного фундамента;
  • накопительной емкости;
  • цилиндрической опоры или ствола;
  • внутренней и наружной лестницы или скоб с боковыми ограждениями;
  • переливного устройства, предотвращающего переполнение бака.

Резервуар, или бак для воды представляет собой сварную стальную конструкцию диаметром 3020 мм. Объем бака меняется в зависимости от его высоты и может составлять от 15 до 160 м3. Резервуар оборудуется смотровым люком с крышкой для обслуживания. Внутри бака имеются скобы для спуска персонала, и металлические льдоудерживатели.

Цилиндрическая опора высотой до 25 м выполняется из высокоуглеродистой стали толщиной 10 мм. Снаружи и внутри опоры располагается лестница с ограждающими перилами. В процессе водоснабжения опора заполняется водой.

Для обеспечения устойчивости башни устанавливается тросовая растяжка из стальных канатов.

Комплектация

Сооружения оснащаются технологическим оборудованием, обеспечивающим безопасную и надежную эксплуатацию:

  • глубинными насосами, забирающими воду из скважины, реки или другого водоема;
  • трубопроводами, подающими воду в бак и из башни — потребителям;
  • переливными, спусковыми, отводящими трубами;
  • задвижками, гидрозатворами, датчиками, распределительными клапанами и другими устройствами.

Также в башнях могут устанавливаться системы аварийного отключения, фильтры, оборудование для водоочистки, устройства, предотвращающие обледенения, перелив воды, гидроудары.

Рисунок 3. Конструкция башни Рожновского: 1 – глубинный насос; 2 – управление насосом; 3 – показатель уровня; 4 – датчик сухого хода; 5 – резервуар накопительный; 6 – манометр; 7 — обратный клапан; 8 – кран трехходовой.

Виды и принцип работы

Водонапорные башни Рожновского отличаются емкостью резервуара, высотой бака для воды и опорной конструкции.

Цельнометаллические конструкции — самые распространенные водонапорные сооружения, используемые для поддержания давления в водопроводе. Они имеют цилиндрическую форму и устанавливаются на высоких опорах.

Выбор типа башни обусловлен количеством потребителей, этажностью застройки, рельефом местности и другими параметрами.

Водонапорные башни системы Рожновского работают на основе принципа гидростатики:

  • вода из скважины, реки или другого источника с помощью насосной станции подается в накопительную емкость, установленную наверху башни;
  • под собственным давлением вода из резервуара самотеком подается по подающему трубопроводу в автономную систему потребителей;
  • при достижении максимального уровня воды в накопителе электронные датчики, установленные в баке, отключают насосы;
  • при понижении уровня до минимальной отметки срабатывают датчики нижнего уровня и насосные установки включаются.

Таким образом, водонапорная башня обеспечивает подачу воды под давлением без использования насосов и другого напорного оборудования.

Высота башни определяет давление воды, поступающей в систему водопровода.

Чем выше башня, тем больше давление в трубах.

Принцип работы водонапорной башни.

Изготовление и обслуживание

Производство водонапорных башен – это сложный процесс, имеющий ряд особенностей. Это связано с тем, что накопительный резервуар устанавливается на опорную конструкцию, которая должна выдерживать вес как самого бака, так и большой массы воды, находящейся в нем.

Сначала выполняются расчеты и разрабатывается проект водонапорной башни, с учетом необходимого объема воды, рельефа местности и технических характеристик оборудования.

Накопитель для воды и опоры изготавливаются в заводских условиях. Конструкции доставляются на объект и собираются горизонтально на строительной площадке.

Монтаж включает в себя установку конструкции в вертикальное положение на фундаментное основание, закрепление, подключение технологического оборудования.

Важно обеспечить надежность и безопасность башни, чтобы предотвратить возможные утечки или аварии.

На каждом этапе производства и монтажа необходимо тщательно контролировать качество работ и соблюдать все нормы, стандарты, требования безопасности.

Используемые материалы

Резервуар для воды изготавливается из высокоуглеродистой, устойчивой к коррозии низколегированной стали толщиной 4-5 мм, или нержавеющего металла.

На опорные конструкции идет сталь толщиной 6-10 мм в виде металлических обечаек, сваренных между собой.

Наружная лестница сваривается из металлического равнополочного уголка 50×50 мм, внутренняя — из прута диаметром 14 мм.

Растяжки для башни изготавливаются из троса диаметром 10 мм.

Защита от коррозии

Стальные сооружения, располагаемые на открытом воздухе, подвергаются воздействию окружающей среды, поэтому требуют нанесения защитных покрытий.

Перед покраской поверхности очищаются от грязи, пыли, следов коррозии, обезжириваются и просушиваются.

Внешние поверхности башни окрашиваются антикоррозийными покрытиями для металла ПФ-115.

Резервуары, предназначенные для хранения питьевой воды, изнутри покрываются специальными металлизированными составами, типа КО-42, железным суриком на олифе или другими материалами, разрешенными к применению гигиеническими нормативами СанПиН.

Теплоизоляция

При использовании башни в штатном режиме нет необходимости утеплять сооружение, так как вода не успевает замерзнуть.

При редком использовании резервуар можно утеплить, установив шатер из дерева, или применив теплоизоляционные материалы, обладающие хорошей термической устойчивостью и способностью сохранять тепло. Это может быть минеральная вата, экструдированный пенополистирол (XPS), пенополиуретан (PUR).

Утепление поможет предотвратить потерю тепла и сохранить воду внутри башни оптимальной температуры. Теплоизоляционные материалы защитят башню от воздействия внешних факторов, продлят срок службы сооружения.

Теплоизоляция водонапорной башни.

Обслуживание

При правильной эксплуатации срок службы водонапорных сооружений составляет 30 и более лет.

Техническое обслуживание башен включает:

  • регулярную промывку, дезинфекцию, очистку от ржавчины;
  • своевременную ликвидацию повреждений и протечек;
  • обновление покрытия внутренних и наружных поверхностей не реже 1 раза в 4 года;
  • уход за железобетонным основанием;
  • проверка исправности датчиков и аппаратуры, включающей и выключающей насосное оборудование.

В случае обнаружения неисправности следует слить воду из накопителя, а затем приступать к их устранению.

Основной причиной выхода из строя башни является коррозия металлического накопителя, трубопроводов и несущих опорных конструкций.

Внешний вид, назначение

Внешне водонапорные башни Рожновского представляют собой вертикальную цельнометаллическую конструкцию цилиндрической формы с резервуаром наверху.

Для удобства обслуживания сооружение имеет наружную лестницу с ограждениями. При высоте более 12 метров башня может комплектоваться дополнительной площадкой.

Устойчивость конструкции обеспечивается растяжками из стальных тросов.

Водонапорные башни служат для создания и поддержания постоянного давления в системе водоснабжения.

Их применение особенно актуально в сельских районах или на отдаленных территориях, где нет возможности подключения к централизованной системе водоснабжения.

Выбор высоты опоры и объёма накопительного бака

Параметры башни определяются расчетами специалистов, на основании технико-экономического анализа и потребностей заказчика.

  1. Высота опоры. Параметр зависит от высоты, на которую необходимо поднять воду для обеспечения нужного давления в системе. Чем выше опора, тем большее давление можно получить. При этом следует учитывать, что более высокая опора требует больше затрат на строительство и обслуживание.
  1. Объем накопительного бака. Показатель определяется количеством потребителей и предполагаемым расходом воды. Чем больше объем бака, тем дольше можно обеспечивать подачу воды в случае отключения электроэнергии и других проблем.

Оптимальные параметры башни определяются проектными расчетами.

Рисунок 6. Водонапорные башни.

Технические характеристики

Цельнометаллические водонапорные башни Рожновского устанавливаются на железобетонный фундамент и крепятся к закладным деталям путем сварки или болтовых соединений.

Высота расположения бака должна соответствовать гидравлическим расчетам сети водоснабжения.

Таблица1. Основные параметры водонапорных башен Рожновского.

Марка

Кубатура бака, м3

Диаметр бака, мм

Высота опоры, м

Диаметр опоры, мм

ВБР 15-10

15

3020

10

1220

ВБР 15-12

15

3020

12

1220

ВБР 15-15

15

3020

15

1220

ВБР 15-18

15

3020

18

1220

ВБР 25-12

25

3020

12

1220

ВБР 25-15

25

3020

15

1220

ВБР 25-18

25

3020

18

1220

ВБР 50-15

50

3020

15

1220

ВБР 50-18

50

3020

18

1220

ВБР 160

160

3020

25

3020

Особенности использования водонапорных башен в зимних условиях.

При низких температурах увеличивается вероятность образования льда на поверхностях башен, что может привести к повреждению конструкции. Для предотвращения обледенения на внутренней поверхности бака устанавливаются специальные скобы.

Условия эксплуатации водонапорных башен в зимнее время:

  • температура наружного воздуха — ниже -35°С;
  • водообмен — не менее двух раз в сутки;
  • максимальный вес снегового покрова — 100 кгс/м;
  • максимальные ветровые нагрузки — 38 кгс/м;
  • допустимый уровень сейсмичности — не более 6 баллов;
  • низкий уровень грунтовых вод.

Установка и эксплуатация водонапорных башен не допускается в условиях вечной мерзлоты и в зоне развития карстовых процессов.

Вода из скважины поступает с температурой от +6°С до +10°С. Ее постоянное движение не способствует появлению центров кристаллизации. Если забор воды происходит постоянно, она не успевает замерзать.

В условиях пониженных температур, при небольшом водообмене башню утепляют или применяют электрообогрев.

Для нормальной эксплуатации водонапорной башни при температуре ниже -20°С необходимо обеспечить двукратный водообмен в течение суток.

соответствующие допуски и разрешения.

Монтаж башни Рожновского.

Порядок монтажа и подготовки башни к работе

Башни Рожновского монтируют на возвышенности. Место установки определяется техноэкономическими и гидравлическими расчетами.

Участок очищается от растительности. Изготавливается монолитное фундаментное основание из железобетона, или используется существующий фундамент.

Монтаж башни выполняется в определенной последовательности:

  1. Изготовление укрупненных элементов башни в заводских условиях или на строительной площадке.
  2. Транспортировка материалов и конструкций к месту монтажа.
  3. Сборка сооружения на земле в горизонтальном положении.
  4. Установка башни в вертикальное положение с помощью грузоподъемной техники с креплением днища опоры к закладным деталям фундамента сваркой или болтами.
  5. Монтаж технологического оборудования, датчиков, трубопроводов для подачи и отвода воды, переливных устройств.
  6. Гидроизоляция и окрашивание металлических конструкций.

После завершения монтажа осуществляется наладка оборудования, гидравлические испытания, проверка работоспособности и тестирование всех параметров системы.

Монтаж водонапорной башни должна осуществлять специализированная организация, имеющая

Смотрите также: