Водонапорная башня Рожновского: Определение, назначение, устройство и ГОСТ

Содержание статьи:

1. История водонапорной башни
2. Элементы водонапорной башни
3. Характеристики водонапорной башни
4. Выбор и особенности фундамента
5. Схема работы
6. Область применения
7. Обслуживание ВБР
8. ГОСТ
9. Вопросы и ответы

Фото водонапорной башни

Водонапорная башня, названная в честь советского инженера Рожновского, представляет собой гидротехническое сооружение, благодаря которому создается запасной объем воды в период наименьшего ее потребления и транспортировка по сетям водоснабжения под необходимым давлением, когда водопотребление увеличивается.

История водонапорных башен

Подобные конструкции применялись для подачи воды в сети водопровода давно. Водонапорные башни строились из кирпича, камня, требовали длительного срока возведения и тщательного утепления емкости с водой.

В 1936 году А. А. Рожновский создал конструкцию водонапорной башни из металла. Смысл состоит в использовании металлических деталей заводского изготовления, из которых собиралось гидротехническое сооружение. Монтаж осуществляется на строительной площадке за короткое время, в отличие от традиционных конструкций, строительство которых длилось более 6 месяцев.

Конструкция Рожновского не требовала устройства обогревающей системы, для которой использовалось дизельное топливо, что в предвоенное время и во время войны значило многое.

Кроме этого инженер создал не просто технологию упрощенной сборки деталей, но еще и разработал схему автоматического управления работой гидротехнического сооружения. Изначально конструкция предназначалась для использования на железнодорожных станциях, где паровозы заправлялись водой.

Работа инженера оценена в 1942 году. Рожновскому вручили Сталинскую премию «За изобретение ускорителя набора воды в паровозы», как гласит Постановление Совнаркома СССР от 10.04.1942г.

Но еще раньше Рожновского устройством водонапорных башен интересовался русский инженер Земсков П. И., работавший на строительстве Томской водопроводной системы. В 1906 году Земсков начал исследовать проблемы эксплуатации водонапорных построек на железной дороге. Земсков первым придумал, как модернизировать гидротехническое сооружение, чтобы не утеплять водонапорную башню на зиму. В 1924 году Земсков П. И, написал труд, где подробно описал техническое устройство водонапорного сооружения на основании исследований и расчетов.

Старая водонапорная башня

Элементы водонапорной башни Рожновского

В состав гидротехнического сооружения входят:

1. опорная часть (ствол башни)
2. резервуар для воды
3. наружные и внутренние лестницы или скобы с боковым ограждением
4. смотровой люк, находящийся на крышке резервуара
5. трубопровод, подающий и отводящий воду
6. переливное устройство, предотвращающее переполнение бака водой
7. приборы, контролирующие уровень воды в баке и передающие информацию дежурному диспетчеру
8. насосная станция

Резервуар

На водонапорной башне, используемой для водопроводных сетей малой протяженности, объем резервуара цилиндрической или прямоугольной формы варьируется в пределах нескольких десятков кубических метров.

Для водопроводной сети города или промышленного предприятия объемы резервуаров варьируются от ста до двухсот тысяч кубометров воды. Выбор величины бака зависит от объема предполагаемого потребления воды.

Водонапорные башни, изготовленные по типовому проекту, имеют резервуары объемом:

1. 15 кубических метров
2. 25 куб/метров
3. 50 и 160 кубометров

В отдельных случаях на опоре возможен вариант установки двух резервуаров, расположенных по отношению друг к другу на различной высоте. Такие варианты используются, когда башня обслуживает водонапорные сети с разным напором воды в каждой.

Опора

БР монтируется на опоре, выполненной из прочного металла или железобетона. Максимальная высота водонапорной башни редко превышает 30 метров. Если сооружение располагается в городской черте, его размер по вертикали должен соответствовать высоте рядом стоящих зданий и органично вписываться в архитектуру окружающего ландшафта.

1. Объема резервуара
2. Количества этажей в зданиях, куда подается вода

Баки с вместимостью воды в пределах 5 – 50 кубических метров, устанавливаются на опорные конструкции, от высоты которых зависит давление воды в водопроводной системе. Слишком высокая опора для бака потребует лишнего расхода энергии при работе насосов, поднимающих воду на определенную высоту, и может вызвать перепад величины давления в водопроводной сети, что приводит к ее неравномерной подаче в случае пиковой нагрузки на водопроводные сети или при тушении пожара.

Водопровод

Водопровод БР состоит из– подающей и отводящей магистрали. Некоторые башни оборудуют совмещенным подводяще-отводящим трубопроводом. Через подающую трубу вода наполняет резервуар. Отводящая магистраль предназначена для подачи воды в водопроводную сеть.

Вентиляционный люк

Вентиляционные люки необходимы для предотвращения создания вакуума внутри резервуара и обмена воздушных масс в отсеках бака, предназначенных для хранения запаса вода на случай аварий или пожара. Люк располагается рядом с подводяще-отводящими на перекрытии резервуара. Высота люков над плоскостью перекрытия не может быть ниже 20 см.

Насосная станция

Насосная станция предназначена для поднятия воды в резервуар из скважины или природного водоема и располагается на удалении от водонапорной башни. Станция накачивает воду в резервуар до тех пор, пока не поступит сигнал от датчика, установленного внутри бака. По мере расходования накопленной воды, ее уровень понижается. При достижении минимального значения срабатывает датчик и включает станцию на закачку воды.

В состав станции могут входить несколько насосов, осуществляющих постоянный забор воды при самом низком уровне подземных вод, щит управления и дизельный генератор, обеспечивающий бесперебойную работу станции при отсутствии централизованного электроснабжения. Если вода поступает в башню из открытого водоема, насосная станция строится на его берегу, выше уровня воды не менее чем на полметра.

Характеристики водонапорной башни из металла

Конфигурации водонапорной башни

Наименование	10 м 3	15 м 3	25 м 3	50 м 3	160 м 3
Объем бака:	10 куб. метров	15 куб. метров	25 куб. метров	50 куб. метров	160 куб. метров
Диаметр бака, мм:	2400	3020	3020	3020	3020
Общая высота, м	11,5 м	15,5 м	21,5 м	26,6 м	26 м
Масса, кг	2500	3100	5500	12000	26600

Фундамент

Фундамент для водонапорной башни выполняют из монолитного железобетона. Особые условия к возведению фундамента предъявляются, когда башня строится на промерзающих, слабых грунтах или в зонах с сейсмичностью не выше 6 баллов. На грунтах, где имеются карстовые образования, вечная мерзлота или имеется высокий уровень сейсмичности, строить водонапорные башни не разрешается.

Схема работы автоматики водонапорной башни

Принцип работы водонапорной башни

Механический принцип работы БР основан на гидростатическом равновесии. Жидкость своей тяжестью давит на ту, что находится в трубопроводе, заставляя ее двигаться, пока давление в резервуаре и трубах не станет одинаковым. Электронасосы позволяют наполнять резервуар водой и подавать ее по вертикальным и горизонтальным трубопроводам на значительные расстояния.

Когда емкость наполнена, электрооборудование перестает работать. В часы пик увеличивается водоразбор, насосная станция не справляется со своими функциями. Тогда срабатывает специальный клапан и в сеть водоснабжения подается резервный объем жидкости, пока станция не накачает необходимый объем.

Использование автонасоса аналогично взаимодействию гидротехнического сооружения с насосной станцией. Просто насос имеет небольшой размер, как и накопительный бак.

Назначение водонапорной башни

Водонапорные башни нужны для:

1. В сельском хозяйстве для водоснабжения животноводческих ферм, полива земель
2. В жилищной сфере для создания сети холодного водоснабжения в небольших поселках
3. Снабжение промышленных предприятий водой, если того требует технологический процесс

Водонапорная башня внутри

Обслуживание башен Рожновского

Срок службы БР – 30 лет при соблюдении правил эксплуатации, которые предписывают проводить техническое обслуживание сооружения раз в 3-4 года:

1. покраска
2. удаление ржавчины внутри бака с последующей промывкой и дезинфекцией
3. ликвидация трещин и течи
4. замена первого металлического кольца
5. уход за железнобетонным основанием

При обнаружении крена башни или протекании сварных швов эксплуатация башни прекращается, воду сливают и устраняют неполадки. Если гидротехническое сооружение эксплуатируется в сильный мороз (при – 35°C и ниже), требуется выполнить теплоизоляцию бака с электроподогревом..

Унифицированные железные башни Рожновского изготавливаются на основе ТП 901-5-29, утвержденного проектными организациями Советского Союза в семидесятых годах прошлого столетия. Согласно этому проекту башня содержит накопительный бак с объемом воды не более 50 кубометров. Высота опор не превышает 18 метров. Диаметр бака постоянный (3020 мм) и не зависит от объема.

Вопросы и ответы по водонапорным башням

Как узнать давление в водонапорной башне?

Для начала, Вам необходимо определить высоту подъема воды, использую формулу h=n*hэ, где n — число этажей в здании, а he — высота этажа.

Далее воспользуемся формулой Паскаля для определения давления на уровне Земли. P=ρ*g*H, где ρ — плотность воды, g — ускорение свободного падения тела, поднятого над землей, а H — высота водонапорной башни.

Применив эти две несложные формулы можно узнать какое давление в водонапорной башне на определенном этаже здания.

Из каких материалов делают водонапорные башни?

До 1936 года материалом для строительства водонапорных башен были: дерево, после кирпич. Сейчас водонапорные башни делают исключительно из металла.

Какой диаметр у водонапорной башни?

Диаметр опоры ВБР от 1 до 3 метров, а диаметр бака до 3 метров.

По каким нормам изготавливают водонапорные башни?

Водонапорные башни изготавливаются в соответствии с СНиП №2.09.03-85

Зачем нужна водонапорная башня?

Водонапорная башня используется для обеспечения водоснабжением ближайших зданий

Какая толщина металла у водонапорной башни?

Толщина ствола и купола одинакова, от 4 до 5 мм.

Чем заделать водонапорную башню?

Если свищ не большой, то на первое время можно вставить чопик. В любом случае не откладывайте ремонт, так как последствия обойдутся Вам в «копеечку».

Чем утеплить водонапорную башню?

Для предотвращения замерзания воды применяется утепление следующими материалами: минераловатная плита, листовая оцинкованная сталь, герметик (для швов).

Водонапорные башни Рожновского (ВБР)

Завод емкостного и резервуарного оборудования МашТех предлагает изготовление водонапорных башен системы Рожновского. Стальные водонапорные башни Рожновского предназначены для водоснабжения населенных пунктов, объектов сельского хозяйства, предприятий и т.д., расположенных в удалении от стационарных водопроводных коммуникаций. Возможно изготовление водонапорной башни как из черного металла с антикоррозийной обработкой, так и из нержавеющей пищевой стали. Металлические водонапорные башни Рожновского различаются по емкости бака накопителя для воды и по высоте цилиндрических опор. Объем емкостей, включаемых в конструкцию, изменяется от 15 до 50 куб м., а высота цилиндрических опор изменяется от 9 до 25 метров, следовательно и цена на водонапорную башню может сильно отличаться как в меньшую так и в большую сторону.

Основная конструкция башни

Бак с люком для осмотра — изготовлен из листового металла толщиной 4 мм;
Водонапорная опора — изготовлена из листового металла толщиной 4 мм;
Скобы для спуска/подъема людей;
Трубопроводы для наполнения и слива воды.

Наименование	Объем	Масса	Габаритная высота
Водонапорная башня ВБР-15У-12	15 м3	3100 кг	15 950 мм
Водонапорная башня ВБР-25У-12	25 м3	4300 кг	17 650 мм
Водонапорная башня ВБР-25У-15	25 м3	4900 кг	20 650 мм
Водонапорная башня ВБР-50У-15	50 м3	6300 кг	24 850 мм
Водонапорная башня ВБР-50У-18	50 м3	6800 кг	27 850 мм
Водонапорная башня ВБР-50У-18-2	50 м3	8500 кг	27 850 мм

Как купить водонапорную башню

Для того, чтобы купить водонапорную башню Рожновского на нашем заводе, вам необходимо сначала определится с её комплектацией. Для удобства на нашем сайте есть специальная всплывающая форма с вопросами, ответив на которые, мы сможем предложить вам именно такую башню, которая будет соответствовать всем вашим параметрам. Срок изготовления составляет порядка 10-15 рабочих дней в зависимости от объема и технических характеристик металлоконструкции. Также мы готовы предложить вам услуги монтажа водонапорной башни под ключ. Для этого, при заполнении формы, необходимо указать точный адрес или сообщить нашему менеджеру для просчета стоимости ее установки.

Стоимость изготовления водонапорной башни зависит от выбранного типа металла, объема и комплектации.

По согласованию с заказчиком возможна дополнительная комплектация:

Закладные детали;
Водопроводная арматура и гидрозатвор согласно ТПР 901-5-045.88;
Полоса заземления ВБР.00.152 и кронштейн ВБР.00.560 согласно ТПР 901-5-045.88;
Насосная станция или насос;
Ящик управления ЯН 51 согласно ТПР 901-5-045.88;
Кабельные изделия, провода.

Возможна доставка и монтаж по желанию заказчика.

Где применяются водонапорные башни

Водонапорные башни системы Рожоновского предназначены для регулирования водоснабжения в системах сельскохозяйственного водоснабжения и водоснабжения небольших предприятий и жилых застроек, а так же хранения резервного и/или противопожарного запаса воды.

Водонапорные башни спроектированы для установки в районах со следующими характеристиками:

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.
Многолетний опыт (с 1954г) эксплуатации неутеплённых водонапорных башен системы Рожновского с теплоизолирующей ледяной рубашкой, не требующих сложных, дорогих и неэффективных работ по утеплению, показал надёжность их круглогодичной эксплуатации при морозах до минус 30°С.
В водонапорных башнях типа ВБР бак свободно сообщается с водозаполненной опорой.
Объём воды, содержащийся в опоре, при необходимости может использоваться для пажаротушения. На отводящей трубе предусмотрен отвод с задвижкой и головкой муфтовой для сброса воды при производстве пробных откачек, а также, при необходимости для непосредственной подачи воды в передвижные ёмкости.
Для наполнения водонапорной башни служит подводящая труба, по которой вода от насосной станции поступает в верхнюю часть опоры башни.
Питание водопроводной сети осуществляется с помощью отводящей трубы из нижней части опоры.
Переливная труба выведена на наивысший уровень воды в баке. В колодце на подводящей и отводящей трубах устанавливаются задвижки с ручным приводом и обратные клапаны, а на переливной трубе устанавливается гидрозатвор с электродным датчиком верхнего уровня. При полностью наполненном баке вода через переливную трубу поступает в гидрозатвор и замыкает контакты электродного датчика, в результате чего выключается насосная установка. Включение насосной установки производится автоматически по сигналу датчика нижнего уровня, который установлен внутри водонапорные башни.
В крыше водонапорной башни имеется смотровой люк и люк для установки датчика нижнего уровня.
Внутри опор башен всех типов имеется лестница, для осмотра и профилактического ремонта. Подъём на крышу водонапорной башни осуществляется по наружной лестнице, снабжённой предохранительным ограждением.
На высоте 3,4м от уровня земли в опоре имеется герметический смотровой люк.
Для улучшения водообмена и уменьшения льдообразования в нижней части опоры установлен конус, под который выведена разводящая труба.
Объём воды, содержащийся в опоре, при необходимости может использоваться для пажаротушения. На отводящей трубе предусмотрен отвод с задвижкой и головкой муфтовой для сброса воды при производстве пробных откачек, а также, при необходимости для непосредственной подачи воды в передвижные ёмкости.
Для наполнения водонапорной башни служит подводящая труба, по которой вода от насосной станции поступает в верхнюю часть опоры башни.
Питание водопроводной сети осуществляется с помощью отводящей трубы из нижней части опоры.
Переливная труба выведена на наивысший уровень воды в баке.
В колодце на подводящей и отводящей трубах устанавливаются задвижки с ручным приводом и обратные клапаны, а на переливной трубе устанавливается гидрозатвор с электродным датчиком верхнего уровня. При полностью наполненном баке вода через переливную трубу поступает в гидрозатвор и замыкает контакты электродного датчика, в результате чего выключается насосная установка. Включение насосной установки производится автоматически по сигналу датчика нижнего уровня, который установлен внутри водонапорной башни.
В крыше водонапорной башни имеется смотровой люк и люк для установки датчика нижнего уровня.
Внутри опор башен всех типов имеется лестница, для осмотра и профилактического ремонта. Подъём на крышу водонапорной башни осуществляется по наружной лестнице, снабжённой предохранительным ограждением.
На высоте 3,4м от уровня земли в опоре имеется герметический смотровой люк.
Для улучшения водообмена и уменьшения льдообразования в нижней части опоры установлен конус, под который выведена разводящая труба.