Водонапірна вежа: призначення, види, елементи та як влаштована

ГОСТ 25151-82, що встановлює терміни визначення для систем, обладнання водопостачання, вказує, що водонапірна башта є напірним резервуаром для зберігання води, встановленим на опорній конструкції.

СП 8.13130.2020, що регламентує протипожежні вимоги при влаштуванні джерел зовнішнього водопостачання, відносить водонапірні вежі до пожежних резервуарів, тобто до ємнісних інженерних споруд, призначених для зберігання запасів води, які за виконанням можуть бути як металевими, так і залізобетонними.

Фото водонапірної вежі О.О. Рожновського

СП 31.13330.2012 про водопостачання, що є актуалізованою редакцією СНіП 2.04.02-84, також розглядає водонапірні вежі як джерело водопостачання з метою гасіння пожеж; уточнюючи, що у селищах, де мешкає до 5 тис. осіб, а витрата води потрібно не більше 10 л/с, допустимо прокладати тупикові лінії водопостачання за наявності пожежної водойми, водонапірної башти, що розташовані наприкінці таких тупиків.

Але спочатку водопровідні вежі створювалися, і використовуються досі не тільки для цілей пожежогасіння, а як гідротехнічні споруди для створення запасів води, автономного регулювання її витрати, напору в локальній мережі водопостачання невеликого населеного пункту, підприємства, залізничної станції.

Слід зазначити, що будівництво водонапірних веж у наші дні не унікальне, як у минулому, коли збудовані з натурального каменю, повнотілі цегли споруди часто відрізнялися химерною архітектурною красою, що віднесла їх пізніше до пам'яток, історичних пам'яток.

Для зведення сучасних водонапірних веж використовують типові проекти, технічні умови, наприклад, ТУ 4741-001-76960843-2005 – про сталеві уніфіковані водонапірні вежі системи Рожновського; ТУ 4741-001-00237819-2006 – про водонапірні вежі Рожнівського типів БР-15, БР-25.

Історія

Для створення запасу води, її самопливної подачі до населених пунктів без використання будь-яких насосних механізмів, ще в давнину використовували гірські озера, штучні ставки, акведуки.

Повіки тому з'явилися і перші водонапірні вежі – штучні резервуари, які встановлюються у фортецях, замках, містах для питних, господарських потреб захисників, населення як у мирний час, так і при облогу ворогом. Саме ці споруди противник прагнув зруйнувати одними з перших, щоб позбавити запасу води, що оборонялася, у тому числі використовуваної для гасіння пожеж, що виникають при облогових діях.

Друге народження водонапірні вежі отримали з винаходом паровоза, будівництвом розгалуженої мережі залізниць, що обслуговує їхнє інженерне станційне господарство в Європі, США, Росії; розвитком промислового виробництва на нових територіях, які не мають мереж централізованого водопостачання.

Саме найпростіша конструкція, принцип роботи вежі зробили її такою затребуваною, актуальною у різних ситуаціях:

• Можливість забору води з будь-якого джерела від річки, струмка до артезіанської свердловини.
• Встановлення насоса невеликої потужності для підйому води в бак вежі на висоту 10-20 м.
• Самопливна подача води на питні, технічні чи господарські потреби під природним тиском.
• Постійне поповнення запасу води, використовуваної підвищення напору в локальної мережі водопостачання селища, залізничної станції, промислового виробництва.
• Використання у критичних ситуаціях, у тому числі під час гасіння пожежі.
• Найпростіша автоматика включення заповнення бака, запуску води.

Через комплекс перелічених переваг, уніфікацію комплекту водонапірної вежі, яку нескладно доставити на новий промисловий майданчик, територію сільськогосподарського підприємства, житлового селища, що будується; роки не планується.

Призначення

Водонапірна вежа призначена для таких цілей:

• Заповнення бака водою з найближчого джерела, включаючи підземні водоносні пласти, за допомогою насоса/насосної станції.
• Зберігання запасу води.
• Подання її під власним натиском в автономну систему водопостачання потреб населеного пункту, виробничого, сільськогосподарського об'єкта.

Друга функція водонапірної вежі як штучного джерела зовнішнього протипожежного водопостачання зазначена в пункті 4.1 СП 8.13130.2020:

• Для захисту поселень, де мешканців менше 5 тис.
• Окремих будівельних об'єктів за їх межею, не забезпечених зовнішнім водопостачанням.
• Об'єктів будь-якого призначення з витратою води на гасіння не вище 10 л/с.
• Будівлі малоповерхової забудови площею, що не перевищує нормативну для пожежного відсіку за їх ступенем стійкості вогню.

Крім того, водонапірні вежі використовуються як додаткове джерело для заправки пожежних автомашин, коли організовується підвезення води до місця пожежі. Для цього:

• Зовні вежі на трубопроводі, що відводить, що підводить, врізають патрубок зі сполучною головкою для підключення, заправки пожежної автотехніки.
• У водонапірної вежі, а також у напрямку під'їзду до неї, так само як для пожежних гідрантів, водойм, повинні встановлюватися покажчики відстані до них, з використанням світловідбивних матеріалів.

Типи

Видів водонапірних веж кілька, що залежать в основному від матеріалу, використаного для будівництва:

• Кам'яні, цегляні, рідко експлуатовані, що частіше використовуються під розміщення музеїв, оглядових майданчиків, підприємств громадського харчування.
• Із залізобетонних конструкцій, які в основному будувалися в СРСР.
• Водонапірні баки, змонтовані на металевих ажурних опорах, створені за проектами інженера В. Г. Шухова.
• Водонапірні циліндричні баки, встановлені на сталевому каркасі рамному довільної конструкції.
• Сталеві баки змінного перерізу системи інженера А. А. Рожновського, що нагадують формою гранату з ручкою.
• Циліндричні резервуари різних розмірів, аж до залізничних цистерн, встановлені на залізобетонні, сталеві конструкції основ. Найчастіше це водонапірні баки у складі систем літнього водопроводу дачних селищ.

Технічні характеристики, пристрій та елементи

Їх варто розглянути з прикладу найпоширенішої конструкції таких гідротехнічних споруд, винайденої радянським інженером А.А.Рожновським у 1936 році, та настільки вдалою, ефективною при використанні, що автор був у 1942 році нагороджений Сталінською премією.

Основною ідеєю талановитого винахідника було використання уніфікованого набору конструктивних елементів висотної водонапірної споруди, в основному виконаних з металу, що дозволяло їхнє швидке транспортування, складання на місці за невеликий період, особливо в порівнянні з будівництвом подібних споруд із цегли, залізобетонних конструкцій.

Величезними перевагами нового виду таких інженерних споруд була відсутність необхідності в системі обігріву, що дуже важливо для більшості регіонів країни, а також знову розроблена схема управління, що повністю працює в автоматичному режимі. затребуваним в інших галузях.

До складу вежі Рожновського входять такі елементи:

• Фундаментна основа, що виконується з готових будівельних блоків або заливки монолітної плити.
• Стовбур вежі, що є її опорною частиною, висота якого становить до 30 м-коду.
• Бак, що має типовий розмір ємністю 15, 25, 50 або 160 м 3 служить для збору/витрати води.
• Сталеві трубопроводи для заповнення, відведення води з бака, звідки вона під власним натиском, створюючи тиск, надходить споживачам.
• Зовнішні/внутрішні сходи або скоби для обслуговування.
• Оглядовий люк у даху водонапірного бака.
• Насос, джерелом води для якого найчастіше служить підземна свердловина або водоймище.
• Система автоматики – контактні датчики верхнього, нижнього рівнів води у баку, реле увімкнення/відключення електроживлення насосів.
• Аварійний пристрій переливу води у разі відмови автоматики.

Схема обладнання водонапірної башти-колони

1 - напірна труба для подачі води з колони в бак; 2 – робоча переливна труба; 3 - труба, що подає-відвідна; 4 – повітряна труба; 5 – бак; 6 – регулюючий обсяг; 7 – недоторканний протипожежний об'єм; 8 – днище бака; 9 – труба для подачі води до мережі при гасінні пожежі; 10 - запобіжна переливна труба; 11 – колона; 12 - всмоктувальна труба насоса; 13 - насосна станція підкачування; 14 – труба до водопровідної мережі

Відповідно до СП 8.13130.2020 до технічних параметрів, влаштуванню водонапірних веж пред'являються такі вимоги:

• Розрахунковий обсяг води в баку повинен забезпечити зовнішнє і внутрішнє гасіння пожежі в будівлі, що обслуговується, протягом 10 хв, з урахуванням максимальної витрати на інші потреби.
• Розміщення бака по висоті установки повинно проводитись на підставі гідравлічного розрахунку системи водопостачання.
• Якщо водонапірна вежа не входить у зону наявного блискавкозахисту об'єкта, що обслуговується, то потрібне обладнання власних пристроїв захисту від розряду атмосферної електрики.
• Автоматика повинна забезпечувати контроль рівня недоторканного об'єму води з метою пожежогасіння, а також рівень, що забезпечує роботу насосів у безаварійному режимі.
• Ступінь стійкості до вогню водонапірної башти має бути не нижче Другої.
• Для виготовлення опорних стволів веж допустимо використовувати сталеві конструкції або місцеві негорючі матеріали та речовини, а для баків – лише сталь.
• У районах з жорстким кліматом допустимо підігрів води в баку за допомогою парових, водяних, електричних нагрівальних пристроїв, кабелів, що гріють.

За наявності одного джерела електропостачання водонапірної вежі в малонаселених пунктах, на об'єктах захисту слід передбачати встановлення резервного пожежного насоса з двигуном на рідкому паливі, забезпеченим автоматичним запуском від акумуляторної батареї.

Як працює

Водопостачання житлового селища

Принцип роботи цієї гідротехнічної висотної споруди ґрунтується на ефекті закону про сполучені судини:

• За допомогою насоса по трубопроводу, що подає, відбувається забір води з підземної свердловини, річки, озера в накопичувальний бак, змонтований нагорі вежі.
• Під власним натиском, зумовленим висотою розміщення бака, вода самопливом рухається трубопроводом, що подає, в автономну/локальну систему постачання її споживачів – житлових будинків, промислових, сільськогосподарських виробництв. Є також можливість за допомогою з'єднувальних патрубків з вентилями безпосередньої заправки сільськогосподарської, поливу, пожежної автотехніки.
• При невеликому розборі води напірний бак поступово заповнюється, і при досягненні максимального рівня автоматика сигналу електроконтактного датчика відключає подачу електроживлення на насос.
• При зниженні рівня мінімально встановленого значення відбувається включення насоса.

Простота конструкції, режиму роботи башти, як і раніше, залишає її затребуваним гідротехнічним обладнанням за межею міста, поза зоною дії централізованих мереж водопостачання.

Водонапірна башта: принцип роботи, призначення, характеристики

Водонапірна башта – найпростіша конструкція, призначена для автономного регулювання витрати та напору води у водопровідній системі.Простий принцип роботи водонапірної вежі визначив її широке поширення.

Види водонапірних веж

Подібні конструкції використовуються людством кілька століть. Пік їхньої популярності припадає на кінець 19 – першу половину 20 століття. На той час вони використовувалися в депо та вокзалах для обслуговування паровозів. З того часу вони втратили своє значення, але досі використовуються, наприклад, для автономного водопостачання заміських ділянок чи промислових підприємств.

Перші водонапірні вежі зводилися переважно з червоної цеглини, рідше – з дерева. Потім з'явилися залізобетонні конструкції. У другій половині 20 століття вчений Рожновський запропонував свою конструкцію із сталевих листів.

Башта Рожновського зовні дуже схожа на гранату із ручкою. Діаметр основи водонапірної вежі в 1,5-2 рази менший за діаметр бака. Переваги такої конструкції полягають у високій швидкості збирання (порожнисті циліндри зварюють із сталевих листів) та простій установці на території, а також у порівняно невеликій масі.

Наразі для водопостачання найчастіше встановлюють індивідуальні резервуари у вигляді об'ємних металевих баків. Як опори використовують сталеві або залізобетонні колони.

Принцип роботи водонапірної башти

Робота водонапірної вежі була б неможлива, якби не явище вирівнювання тиску в судинах, що сполучаються, або гідростатичної рівноваги. Під дією сили тяжіння вода в баку витісняє рідину з труб доти, доки тиск у ємності не стане рівним тиску в системі трубопроводу. На цьому ґрунтувався принцип роботи водонапірних веж до появи електронасосів.

З появою електронасосів схема їхньої роботи дещо змінилася.Якщо раніше вони були основними джерелами води в системі, то стали грати роль резерву. Як постачальник води виступає насосна станція, яка подає тиск через систему труб безпосередньо до споживача.

У той же час насос накачує воду в ємність вежі, доки вона повністю не заповниться або не спрацює автоматика. У момент пікового навантаження, коли водоспоживання максимально, і насосна станція не справляється з роботою, відкривається клапан бака і вода починає надходити в систему з резерву. Відбувається це до тих пір, поки станція подачі води знову не справлятиметься зі своїми обов'язками. Після цього цикл повторюється.

Елементи водонапірної башти

Незалежно від виду та принципу роботи водонапірна вежа складається з 5-6 вузлів. Кількість елементів може значно змінюватись і визначається призначенням споруди, її місцезнаходженням, віддаленістю першоджерела, якістю води та іншими критеріями.

1. Резервуар – сталевий, залізобетонний чи пластиковий бак ємністю від кількох десятків до кількох тисяч кубічних метрів.
2. Опора - рамна або монолітна конструкція із залізобетону, сталевих балок або червоної цеглини заввишки не більше 25-30 метрів. Вона повинна підтримувати бак вище за рівень кожного споживача.
3. Вертикальний водопровід – труба, що подає від джерела і відводить, діаметром від 200 м, яка прокладається до водорозбірної системи.
4. Вентиляційний люк – на фото водонапірної вежі показаний стрілочкою. Він необхідний підтримки обсягу повітря у баку і запобігання застою води.
5. Насосна станція з системами управління - споруда, що окремо стоїть, розташована, як правило, над джерелом.

У конструкцію водонапірної вежі може бути впроваджена фільтруюча система з різним ступенем очищення води, а також блок автоматики для контролю рівня рідини та запобігання його падінню до критичного значення.

Основні функції водонапірної башти

З принципу роботи водонапірної башти випливає її основна функція – вирівнювання графіка роботи насосної станції. Уявимо ситуацію, що насос подає воду безпосередньо, без проміжної ланки у вигляді водонапірної вежі.

За бажанням кожного споживача він входить у роботу і вимикається, тобто працює хаотично. В результаті збільшується зношування його механізмів, енергоспоживання стає нерівномірним, що збільшує навантаження на електростанцію.

В результаті обслуговуючі компанії змушені витрачатися на дорогий ремонт. Щоби всього подібного не відбувалося, і встановлюють водонапірні вежі.

Друга функція – підтримка тиску у трубопроводі. Вода, розташована на значній висоті, під дією сили тяжіння сама створює необхідну величину тиску в системі. В результаті знімається навантаження із насосної станції.

Додаткове призначення

Інше призначення та принцип роботи водонапірної вежі тісно пов'язані між собою. Вода в джерелі дуже рідко відповідають встановленим санітарним нормам, тому якщо вона використовується для побутових потреб або для пиття, водонапірна вежа використовується як установка, що фільтрує.

У систему трубопроводу, що подає, вбудовують фільтри грубої очистки, які затримують важкі метали, оксиди заліза і свинцю, пісок та інші забруднювачі. У баку пода відстоюється і стає ще чистішим.Система очисних картриджів, встановлених на водопроводі, що подає, може очищати воду від хвороботворних бактерій, доставляючи до споживача ідеально чистий продукт.

Створення аварійного запасу води, який може використовуватись у разі поломки водопроводу або виникнення пожежі, – ще одна додаткова функція водонапірної вежі.

Робота башти з автонасосом

Принцип роботи водонапірної башти з автоматичним насосом практично нічим не відрізняється від описаної раніше схеми роботи. Винятком є ​​лише той факт, що в такій системі відсутня насосна станція як така. Її функцію виконує компактний електронасос.

При зниженні рівня води в ємності нижче за порогове значення системою автоматики подається сигнал, і насос починає накачувати воду в бак. Як тільки резервуар повністю заповниться, чекають, поки рівень рідини знову не впаде.

Такі системи використовуються найчастіше на приватних та дачних ділянках. Як індикатор рівня рідини виступає поплавець, який, опускаючись майже до самого дна, замикає контакти і віддає сигнал реле, а то вже керує роботою насоса.

Визначення характеристик

Щоб система справно виконувала свої обов'язки, необхідно, щоб висота водонапірної вежі була більшою, ніж висота будь-якої іншої споруди, що обслуговується. Саме тому резервуари із водою часто можна побачити на дахах багатоповерхових будинків (особливо в американських фільмах). Якщо ця умова не виконується, то можливий застій води у баку.

Іншим важливим параметром водонапірної вежі є обсяг робочої ємності. Цей показник визначається графіком витрат води споживачами.Зазвичай розмір ємності підбирають так, щоб накопиченої рідини вистачило для використання протягом дня. У такому випадку насос включатиметься в роботу лише вночі, що знизить навантаження на мережу.

Особливості проектування фундаменту

Висота башти та об'єм бака прямим чином впливають на вартість башти. Причому йдеться не так про вартість підтримуючої конструкції та резервуара, як про ціну фундаменту. Перед вибором типу та глибини закладення основи проводиться розрахунок не тільки на статичне навантаження, а й на динамічне – під час наповнення бака можуть виникнути коливання, які виведуть конструкцію з рівноваги.

Здійснюється також розрахунок на стійкість з урахуванням впливу вітрового навантаження. Чим вище вежа, тим сильніше вона відхилятиметься від вертикальної площини при сильному і рвучкому вітрі. Розгойдуючись, вежа почне «турбувати» воду, з'являться хвилі, які у кілька разів збільшать допустимий тиск водонапірної вежі на основи. В результаті конструкція зруйнується.

Тому при встановленні навіть дачної конструкції не нехтуйте допомогою професіоналів. Витративши кошти зараз, ви зможете в майбутньому не турбуватися про надійність та працездатність своєї водонапірної вежі.

Життя під тиском: як влаштовані водонапірні башти

Цього літа у місті Слобідському Кіровській області приватнику продали місцеву пам'ятку — водонапірну вежу, яку понад сто років тому збудував знаменитий вятський архітектор Іван Чарушин. У радянські часи в ній розташовувалися магазини, а на початку 2000-х працювало місцеве телебачення. Новий власник планує відкрити там музей, а частину приміщень перепрофілюватиме під готельні номери.

Таких споруд у всій Росії дуже багато. Водонапірні башти можна знайти і у великих містах - Москві, Єкатеринбурзі, Санкт-Петербурзі, і в селах. Багато хто з них досі виконує своє пряме призначення. А цей пост про те, як вони працюють, які типи веж бувають, та ще й трохи про долю Слобідської.

Текст нижче – редакційна переробка одного з випусків ток-шоу «Розберемо на атоми», яке провів у серпні Інформаційний центр з атомної енергії Кірова за підтримки нашої кіровської точки кипіння при ВятГУ.

У ньому взяли участь Анатолій Курбатов — новий господар Слобідської вежі, кандидат технічних наук Денис Суворов, кандидат історичних наук Антон Касанов та інженер-проектувальник Олександр Анущенко, які розповіли про інженерні аспекти та архітектурні особливості водонапірних веж. Повний запис ток-шоу можна знайти в описі заходу Leader-ID.

Історія про те, як Анатолій Курбатов купив цю вежу, теж цікава, але щоб не захаращувати текст, приберу її під спойлер.

За 35 кілометрів від Кірова, на правому березі В'ятки, стоїть невелике містечко — Слобідський. Старовинне купецьке місто, в якому, до речі, народився автор «Червоних вітрил» Олександр Грін. Минулого року саме звідси йшли перші торгові експедиції на Аляску. У місті є низка цікавих старовинних будівель, які все ще нагадують про його купецьке минуле.

Панорама Слобідського: вид на Благовіщенський храм та річку В'ятку

Одну з таких будівель у 2015 році у рамках програми приватизації адміністрація міста виставила на торги. Це була одна з візитівок міста — старовинна водонапірна вежа, збудована в 1911 році, видна чотириповерхова будівля по 50 квадратних метрів на поверх.Початкова ціна - 941 тисяча рублів. Всупереч очікуванням, покупців не було, вихідну ціну знижували кілька разів.

Коли новина дійшла до Курбатова, він був вражений.

Та сама водонапірна вежа в Слобідському

Недовго думаючи, громадський активіст Анатолій прийняв дещо імпульсивне, але благородне рішення — викупити будівлю за власні кошти та відреставрувати. об'єкт культурної спадщини». Це значно спрощувало процедуру оформлення покупки. об'єкта був цей статус, всі реставраційні та ремонтні роботи автоматично зросли б у ціні в кілька разів.

Перед тим, як прийняти остаточне рішення на користь покупки, Курбатов порадився з друзями, намагаючись виважено оцінити ризики такого вкладення.

Тому Анатолій зробив перший внесок і за два тижні оформив усі необхідні документи — 625 тисяч рублів.

Навіщо потрібні водонапірні башти

Ідея водонапірних веж настільки проста і геніальна, що до цього дня в різних місцях планети можна зустріти сучасні споруди, що виконують ті ж функції. ось винахід гідравлічних помп, що працюють на електриці, був справжнім досягненням тогочасної інженерії.Адже після їх встановлення мешканцям не потрібно було крутити ручку біля криниці — вода сама піднімалася трубами і лилася у відра. Проте спорудження потужного міського водопроводу продуктивності таких насосів було недостатньо. Чому ж не побудувати систему для прокачування води з потужнішим насосом? Теоретично це було можливе, але економічно недоцільно.

Інша проблема, яка стала стимулом для створення технології водонапірних веж, полягала в тому, що люди використовують воду вкрай нерівномірно. Рано-вранці, коли ми тільки-но прокидаємося, а також вночі, коли спимо, вода особливо не потрібна. Можливо, є один-два місцеві жителі, які використовують з якихось причин водопровід у цей час, але це виняток.

Близько 6-8 години ранку люди прокидаються, вмиваються, снідають, і навантаження на водогін збільшується. А вдень починають працювати підприємства, включаються системи поливу, і споживання води зростає в кілька разів. І в цей момент при використанні малопотужного насоса передача води практично припиниться, тому що він просто не встигатиме закачувати воду в систему.

Недоцільність використання потужних насосів була ще в тому, що тоді не було «розумних» контролерів, які стежили б за регулюванням потужності. Якщо поглянути на конструкцію насосних систем, що використовуються в більшості старих водонапірних веж, можна побачити, що старі насоси мають лише два режими роботи – «ввімкнено» та «вимкнено». А це означає, що потужний насос дуже нераціонально витрачав би ресурси.

Найбільший горизонтальний насос із роз'ємним картером, виготовлений індійською компанією Kirloskar Brothers Limited (KBL).Здатний створювати потік 7000 літрів на секунду при натиску 27,5 метра

У результаті водонапірні вежі почали швидко зводити в різних місцях.

Водонапірна вежа в Зарайську, 1916 рік

Водонапірна вежа архітектора Геппенера в Москві, 1901 рік

Що знаходиться всередині водонапірної башти

У верхній частині башти розміщується великий резервуар для води. Рівень, на який встановлюється цей бак, повинен бути вищим за найвищу будівлю, в яку буде подаватися вода. Різниця висот дуже важлива, оскільки весь принцип роботи водонапірної вежі ґрунтується на тиску, який створює стовп рідини.

До резервуару ведуть труби від насосної станції, де зазвичай використовують малопотужний насос, що поступово наповнює резервний бак.

Функціональність водонапірних веж проста. Однак якщо ми подивимося на архітектуру таких споруд у Європі, особливо початку XX століття, то побачимо, що вигляд багатьох подібних будівель нерідко нагадує середньовічні замки.

Більш сучасні вежі можуть мати футуристичний дизайн, як Ройхувуорі в Гельсінкі - одна з найбільших водонапірних веж у світі.

Водонапірна вежа Ройхувуорі, 1977 р. В даний момент не експлуатується

Ця вежа побудована у вигляді гриба, її максимальний діаметр - 66,7 м при висоті 52 м, а об'єм резервуара - 12600 м 3 .

У США, де бізнес відомий своїм прагматизмом, навіть старі водонапірні споруди мають суворий вигляд — резервуар із опорами. Нічого зайвого, ніяких «красот», які б подорожчали, аби конструкція виконувала своє призначення.

Водонапірна вежа на даху колишнього підприємства Ford в Омаху, штат Небраска

На території Росії найпопулярнішими були так звані вежі Рожновського.Вони не вражають витонченим дизайном, але виключно надійні, особливо враховуючи наші суворі кліматичні умови.

Башта Рожновського сконструйована таким чином, що вода в ній не замерзає навіть за –30 градусів за Цельсієм. При цьому дуже важлива правильна експлуатація: за такої низької температури забір води повинен відбуватися зі швидкістю два резервуари на добу. Якщо натиск зменшиться, вода справді перетвориться на кригу.

Башта Рожновського та її внутрішній устрій

Під час зведення водонапірних веж у Стародавній Росії часто використовували комбіновані матеріали — цеглу та деревину. З цегли, як із міцнішого матеріалу, будували ствол водонапірної вежі, а з деревини — верхній поверх. Деревина була легша, а ще її використання обумовлювалося наявністю в Росії холодних зим. Сучасні водонапірні башти, як і конструкція Рожновського, виготовлені виключно з металу.

Звичайні водонапірні вежі будували по півроку, але конструкцію Рожновського встановлювали у кілька разів швидше. Башти зводили вздовж залізничних колій, бо їх спочатку розробили, щоб швидко заправляти водою паровози. Згідно зі стандартами термін експлуатації такої вежі — 30 років, але завдяки надійній конструкції фактичний термін служби набагато більший.

Головні складові водонапірної вежі Рожновського мало чим відрізняються від інших конструкцій водонапірних веж: бак для води, металева опора, кришки бака з люком для огляду. Товщина стінок стовбура та купола таких водонапірних конструкцій однакова – близько 5 мм. Конструкція вежі Рожновського передбачала варіант встановлення одразу двох резервуарів, розташованих один до одного на різній висоті.Необхідність використання двох резервуарів могла виникнути у разі, якщо потрібно забезпечити кілька водонапірних мереж із різним напором води у кожному. Максимальна висота вежі рідко перевищує 30 метрів.

Встановлення сучасної водонапірної башти

На внутрішній стінці резервуара приварені скоби льодоутримувача, а також скоби для спуску обслуговуючого персоналу. Для підйому на вежу використовують зовнішні сходи із запобіжною огорожею.

Раз на три-чотири роки необхідно проводити планове обслуговування - виявляти та зашпаровувати тріщини та течі, видаляти іржу, робити дезінфекцію резервуара, фарбувати, замінювати кріпильне металеве кільце.

Шухівська водонапірна вежа в Полібіно, Липецька обл., 1896 р.

Зі всіх конструкцій виділяється легендарна Шуховська вежа. Володимир Шухов винайшов перші у світі гіперболоїдні конструкції та вигадав спосіб зведення сітчастих оболонок. Завдяки новій формі та технології кріплення такі металеві вежі мали високу міцність за меншої ваги. Сьогодні про такі конструкції згадують рідко, проте в різних містах все ще можна зустріти водонапірні вежі в «шуховському» стилі.

Сходи на «шухівській» вежі

Плюси та мінуси

Водонапірні башти були дуже вдалим рішенням. Вони мають масу переваг і досі використовуються в тих районах, де необхідно забезпечити передачу води трубами при мінімальному вкладенні коштів.

Розрахунок тиску у водонапірній вежі може зробити навіть школяр. Спочатку слід визначити висоту підйому води, використовуючи формулу h=n*h_е, де n - число поверхів у будівлі, а h_е - Висота поверху. Згадуємо формулу Паскаля для визначення тиску на рівні Землі:

де ρ – щільність води, g – прискорення вільного падіння, а H – висота водонапірної вежі. Так можна легко визначити тиск у водонапірній вежі на будь-якому поверсі будівлі.

У сучасних будівлях натиск води зазвичай не перевищує 6-8 атмосфер (за СНиП 2.04.01-85 від 0,3 до 6 атм для холодної та від 0,3 до 4,5 атм для гарячої). Для будівель вище 40 метрів додатково використовуються регулятори тиску (і вода може подаватися згори донизу), а для висотних споруджуються цілі технічні поверхи із насосними станціями.

Недоліки у веж також є, хоча їх небагато. Головний мінус – прив'язка до висоти. Як показує досвід використання водонапірних веж, у населених пунктах рано чи пізно зводять дедалі вищі будівлі, котрим тиску, створюваного висотою труб у вежі, вже недостатньо. Тут або нову вежу потрібно споруджувати, або повністю переглядати конструкцію водопроводу. Так як обидва рішення занадто дорогі, зазвичай у таких випадках у висотних будинках резервуар встановлюють прямо на дах.

Вежа у Новосибірську, 1938 р.

Водонапірні башти дуже легко «пристосовуються» за умов нового часу. Старі споруди проходять реконструкцію та перетворюються на офіси чи магазини. А ще краще — у музеї, адже багато таких споруд мають багату історію.

Ок, купив. А що тепер робити з «водокачкою»?

Курбатов зізнався, що спочатку йому було важко прийняти сам факт того, що все це тепер його відповідальність. Відтепер йому потрібно вирішувати, як виглядатиме будівля і що в ній буде.

Дивно, але ще тридцять років тому, поки вежа була у розпорядженні АТ «Кіровські комунальні системи», вона виконувала свою основну функцію.Пізніше її вже не використовували за прямим призначенням, і вона багато разів переходила з рук до рук. Колись тут розташовувався магазин Мисливець і рибалок, а на початку нульових було представництво регіональної телекомпанії. Про те, щоб використовувати водонапірну станцію за прямим призначенням, не йдеться — у цьому немає потреби та й технічно це зробити складно. Отже, слід шукати нові варіанти використання споруди.

Курбат планує розділити будинок на дві частини. На нижніх поверхах відкрити музей, а верхній, четвертий поверх, звідки відкривається чудовий краєвид на місто, віддати під готель із номерами для любителів романтики.

Щодо тематики музейної експозиції, тут ще немає визначеності. З одного боку, музей може бути присвячений Івану Чарушину — головному архітектору Вятської губернії. З іншого боку, можна зробити сучасний музей водонапірних споруд з інтерактивними тривимірними презентаціями, що ілюструють архітектуру водонапірних веж різних місць на планеті.

Остаточне рішення щодо майбутньої будівлі ухвалять, коли відреставрують фасад та почнуть відновлювати внутрішні приміщення. Все-таки вибір варіанта — це вдруге, а головне — врятувати будівлю, зупинити руйнацію та повернути йому колишню чарівність. На жаль, відомо багато прикладів, коли після недбалого ремонту та «відновлення» історично цінних будівель, переданих владою у приватну власність, від первісного вигляду не залишалося й сліду. Але Анатолій вирішив, що докладе всіх зусиль, аби врятувати вежу.

Вже проведено техобстеження, складено кошторис та випереджено фронт робіт. За попередньою оцінкою, на відновлення будівлі потрібно близько 1,8 млн. рублів.

Частину завдань взяли він волонтери.Насамперед, необхідно було прибрати поросль, включаючи ту, що покриває верхній поверх будівлі. Такі випадково пророслі рослини дуже небезпечні: їхня коренева система повільно, але неухильно руйнує будівлю. Інша велика турбота — очистити будинок від гір сміття, яке там накопичувалося довгими роками, і вивезти його.

Усі проблеми та питання: «як краще організувати роботи», «з яким підводним камінням можна зіткнутися» та інші — доводиться вирішувати самостійно, тому що запитати просто нема в кого. Якщо подивитися на всю Росію, то виявиться, що досвіду з відновлення такого роду об'єктів у нас не так багато. Розраховувати можна лише на власні сили. Втім, є надія на грант — як президентський, так і приватних чи держкомпаній, що суттєво зменшить власні витрати.

Анатолій Курбатов на одному із поверхів вежі. Як видно, пічне опалення все ще у строю

Для реставрації зовнішнього фасаду водонапірної вежі Анатолій вирішив задіяти потенціал руху відновлення міського історичного середовища Том Сойєр Фест. Наполегливість членів цієї групи зрештою почала приносити плоди: сьогодні у команди волонтерів з'явилися більш менш постійні спонсори, серед яких такі компанії, як МТС, Stanley, Black & Decker, «Леруа Мерлен».

Ще одна трохи призабута, але дуже правильна традиція – суботники. На даний момент новий власник уже провів кілька таких заходів, завдяки чому справа зрушила з мертвої точки. До речі, позитивний приклад завжди заразливий. Свою допомогу запропонували навіть головний архітектор Слобідського та голова департаменту благоустрою міста, багато людей приїхали з Кірова.

Замість підсумків

Сучасні насосні системи фактично витіснили водонапірні конструкції. Електроніка та інше обладнання, яке адаптує роботу насоса під умови, стають «розумнішими» і постійно здешевлюються. Ймовірно, згодом люди повністю відмовляться від ідеї використання водонапірних конструкцій і стане інша проблема: куди подіти споруду. Можливо, з'являться екзотичні хостели з панорамним видом із останнього поверху, нові музейні експозиції. Є й інша тенденція: такі споруди викуповують та переобладнують під житлові будинки. У Мережі можна нагуглити море оригінальних історій, але вони, напевно, заслуговують на окрему розповідь.