Опубликовать ОпубликоватьРеферат на тему:
Водонапорная башня в Санкт-Петербурге, также являющаяся Музеем воды.
Водонапорная башня в форме гриба в Хельсинки, Финляндия (1977).
Водонапорная башня в разрезе: 1-насосная, 2-резервуар с водой, 3-потребители воды.
Водонапорная башня Рожновского. Водонапорные башни такого вида получили широкое распространение в сельской местности России.
Водонапо́рная башня — сооружение в системе водоснабжения для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций.
Водонапорная башня состоит из бака (резервуара) для воды, обычно цилиндрической формы, и опорной конструкции (ствола). Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из нее в часы увеличенного водопотребления. Высота водонапорной башни (расстояние от поверхности земли до низа бака) обычно не превышает 25 м, в редких случаях — 30 м; ёмкость бака — от нескольких десятков м³ (для малых водопроводов) до нескольких тысяч м³ (в больших городских и промышленных водопроводах). Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки — преимущественно из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуют трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами для предотвращения переполнения бака, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт.
Вода качается насосами из-под земли.
Водонапорная башня В. Шухова — первая в мире гиперболоидная конструкция, Россия, 1896
Местная водонапорная башня Grandview в Hampton, Virginia.
Водонапорная башня из кирпича в Kimberley, Nottinghamshire, Великобритания.
Водонапорная башня в Saint-Parize-Le-Chatel, Франция.
Уникальная водонапорная башня в форме бутылки из-под кетчупа, Collinsville, Illinois (Это также самая большая в мире бутылка из-под кетчупа).
Старая водонапорная башня в Мариуполь, Украина. Построена в 1910 г.
Старая водонапорная башня в Кольмар, Франция.
Водонапорная башня 1960-х в форме конуса, Tonwell, Хартфордшир
Водонапорная башня Peachoid в Gaffney, South Carolina, построена в 1981
Водонапорная башня, Кувейт (город), построена в 1979
Водонапорная башня, Кишинев, Молдавия построена в конце XIX века
Старая и новая водонапорные башни в Nicollet, Minnesota
Водонапорная башня в Melbourne, Florida
Водонапорная башня в Blaine, Minnesota
Типовая водонапорная башня, Средний запад, Salina, Kansas
Башня в Auburn, Алабама (штат)
Водонапорная башня, Дарвин (город), Австралия
Большая водонапорная башня, Дарвин (город), Австралия
Старая водонапорная башня, Дарвин (город), Австралия.
Построенная в 1860, Louisville Water Tower — первая в мире водонапорная башня современного типа.
Типовая водонапорная башня в пригороде Лондона.
Бывшая водонапорная башня «Дом в облаках» в Thorpeness (Саффолк, Англия), построенная в 1923 году.
Водонапорная башня рядом с небоскрёбами, в Нью-Йорке.
Водонапорная башня-кукуруза в Rochester, Minnesota
"Белая башня", Екатеринбург, 1931 год.
Заброшенная водонапорная башня на Батыевой горе в Киеве
Камера-обскура, оборудованная в старой водонапорной башне в г. Мюльхайм-на-Руре (Северный Рейн-Вестфалия)
Музей воды Aquarius в г. Мюльхайм-на-Руре (Северный Рейн-Вестфалия), 1893 год.
Башня Фринтроп в г. Эссен (Северный Рейн-Вестфалия), 1895 год.
Категории: Башни, Гидравлика, Гидротехника, Водоснабжение.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.wreferat.baza-referat.ru
ВОДОНАПОРНЫЕ БАШНИ.
Водонапорные башни — сооружения в системах водоснабжения, предназначенные для регулирования расхода и напора воды в водопроводной сети, создания ее запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Их используют в системах производственного, хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения промышленных объектов, сельскохозяйственных комплексов и населенных мест. Запас воды определяется вместимостью бака, интенсивность напора — высотой башни (расстоянием по вертикали от уровня поверхности земли до низа бака или его цилиндрической части). Указанные два параметра и положены в основу габаритных схем водонапорных башен; СНиП 2.09-03-85 предусмотрены следующие параметры водонапорных башен;
вместимость баков — 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 500 и 800 м3;
высота до низа баков кратна 3 и 6 м для баков вместимостью соответственно до 50, 100 м3 и более.
Башни с баками вместимостью до 25 м3 включительно применяют в основном в сельскохозяйственном строительстве; 50...300 м3 — в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном; 500 и 800 м3 в массовом строительстве не используют, так как типовые проекты их не разработаны.
При описании типовых проектов водонапорных башен приведена область применения башен в зависимости от климатических условий района строительства и характеристик источников водоснабжения.
Водонапорные башни оборудуют:
центральным подводяще-разводящим стояком диаметром 300...400 мм, используемым для наполнения и опорожнения бака;
переливным стояком диаметром 150...200 мм, предназначенным для предотвращения переполнения бака;
запорной арматурой (ручные или электрифицированные задвижки, тип которых определяется в зависимости от назначения башни и местных условий), устанавливаемой в утепленной подземной камере или в специальном колодце;
датчиками уровня воды в баке, передающими информацию на диспетчерский пункт. В качестве молниеприемника используют стальной бак, соответствующим образом заземленный.
Водонапорные башни, будучи высотными сооружениями, играют важную роль в создании архитектурного облика промышленного предприятия, промышленного узла или населенного пункта. При удачном решении башня может быть архитектурным акцентом, улучшающим облик всей окружающей застройки. Кроме того, иногда требуется возведение башни с двумя или тремя баками различной вместимости, располагаемыми на разных отметках по высоте, например, в текстильной промышленности, где наличие нескольких баков обусловлено технологией. Индивидуальные проекты разрабатывают также в тех случаях, когда параметры башни превосходят параметры башен по типовым проектам, и замена одной башни двумя или тремя экономически нецелесообразна или невозможна по требованиям технологии или решению генерального плана.
Конструктивные решения
Основные конструктивные элементы водонапорных башен — бак, ствол и фундамент. До недавнего времени башни проектировали с шатрами — надстройкой, внутри которой размещали бак. Практика эксплуатации водонапорных башен показала, что устройство шатра необязательно: при наличии обмена воды в баке она не промерзает; если начинает замерзать, то на внутренней поверхности бака образуется слой льда, служащий теплоизоляцией и препятствующий дальнейшему замерзанию ее. В последние годы водонапорные башни проектируют бесшатровыми. При водоснабжении из открытых источников, а также в сложных климатических условиях (в северных районах) башни можно применять с утепленными с наружной стороны баками.
Наиболее опасные для промерзания места — центральный подводяще-разводящий стояк и узел его соединения с баком. Вследствие этого стояк проектируют утепленным, а в узле присоединения стояка к баку при сложных климатических условиях предусматривают электроподогрев.
Теплоизоляцию стояков выполняют из минераловатных плит.
Баки применяют стальные сварные, для башен массового строительства при малой вместимости баков — цилиндрические с плоским днищем, в остальных случаях — с коническим. Баки с плоским днищем устанавливают на сплошное основание с уклоном днища не менее 5 % к отводящей или сливной трубе. При необходимости создания улучшенного архитектурного решения баки могут быть сферические, конические, каплевидные и др.
В составе проекта баков предусматривают: наружную лестницу (с ограждением из дуг) для подъема на покрытие бака, люк и стремянку для спуска в бак, перильное ограждение по периметру покрытия бака; в баках — трубы для вентиляции.
Наружную и внутреннюю поверхность бака защищают от коррозии. В баках, предназначенных для хранения питьевой воды, внутреннюю поверхность покрывают противокоррозионными составами.
Баки изготовляют из стали марок ВСтЗпс2 по ГОСТ 380—71* и ВСтЗпсб-1 по ТУ 14-1-3023-80*, принимая для них листовую сталь толщиной 4... 10 мм (в зависимости от расчета).
Стволы. Их выполняют из кирпича, стали, монолитного или сборного железобетона. Традиционная форма ствола — вертикальная цилиндрическая оболочка. Типовые проекты в основном предусматривают устройство кирпичных стволов, надежных в эксплуатации, не требующих для возведения специальных монтажных механизмов и относительно недорогих.
Вместе с тем они обладают существенными недостатками , основной из них — трудоемкость возведения — обусловливает удлинение сроков строительства. Кроме того, для кладки кирпичных стволов водонапорных башен требуются каменщики высокой квалификации. Большая масса кирпичных стволов предопределяет большие транспортные и энергетические расходы.
Стальные стволы водонапорных башен применяют для башен с баками небольшой вместимости. Они представляют собой сварную цилиндрическую оболочку, которая также заполняется водой и служит дополнительной емкостью (башни системы Рожновского). Основной недостаток — большая металлоемкость и дефицит листовой стали. Кроме того, при использовании ствола в качестве дополнительной емкости, напор в сети при опорожнении башни будет уменьшаться до нуля, вследствие чего необходима дополнительная насосная станция.
Башни с монолитным железобетонным стволом представляют собой вертикальную цилиндрическую оболочку, возводимую в подвижной или переставной опалубке. Из-за отсутствия необходимого оборудования и приспособлений их почти не применяют.
Наиболее прогрессивны и экономичны по всем показателям башни со стволами из сборного железобетона. Несмотря на широкое распространение водонапорных башен в целом по стране, количество водонапорных башен строящихся в каждом отдельном районе невелико. Поэтому создание номенклатуры сборных железобетонных элементов для водонапорных башен нецелесообразно и для сборных железобетонных стволов желательно использовать элементы, применяемые для других сооружений или зданий, либо соответствующие им по опалубочным размерам.
Фундаменты. Их выполняют из монолитного бетона или железобетона, состоят они из полой цилиндрической части, в объеме которой размещается камера для запорной арматуры и круглой или кольцевой (для малых башен) фундаментной плиты. Для башен с баками небольшой вместимости камеру для запорной арматуры в отдельных случаях располагают в специальном колодце рядом с башней.
Подземная камера не отапливается, но перекрытие над ней проектируют утепленным. В камере предусматривают две трубы для вентиляции — приточной и вытяжной, с заслонками, закрываемыми в зимнее время.
Расчет башен производится на следующие нагрузки:
постоянную, включающую в себя вес конструкции бака, ствола, фундамента и грунтовой засыпки над консольной частью фундаментной плиты;
длительную от воздействия воды, заполняющей бак;
кратковременные от воздействия ветра и снега.
Типовой проект башни с кирпичным стволом.
Высота 6 и 9м, бак вместимостью 15, 25 и 50 м3. 1 – стальной бак. 2 – переливная труба.
3 – стальные лестницы. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – кирпичный ствол. 6 – железобетонный фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8 – сливная труба.
Типовой проект башни со стальным стволом системы Рожновского.
1 – опора. 2 – бак. 3 – лестница. 4 – колодец диаметром 1500мм. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – сливная труба. 8 – напорная труба. 9 – воздушная труба.
Общий вид башни с монолитным железобетонным стволом высотой 21, 24, 30, 36 и 42м с баком вместимостью 300м3.
1 – напорно-разводящий стояк. 2 – железобетонный ствол. 3 – стальной бак. 4 – стальные лестницы. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8, 9 – переливная и сливная труба соответственно.
Башня со стволом из сборных железобетонных колец и стальным баком.
1 – ствол из сборных железобетонных колец. 2 – стальной бак. 3 – переливной трубопровод. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – монолитный фундамент. 6- переливная спускная труба. 7 – сливная труба. 8 – наопрно-разводящий трубопровод.
Башни с рамным стволом.
а – высота ствола 12м; бак вместимостью 50м3.
б – высота ствола 18 м; бак вместимостью 100м3.
1 – подающе-отводящий трубопровод. 2 – переливной трубопровод. 3 , 4 – параллельная задвижка соответственно с электроприводом и ручная.
Общий вид экспериментальной башни с баком шаровой формы вместимостью 300м3.
1 – стойка рамного ствола. 2 – лестница на площадки. 3 – лестница на бак. 4 – бак шаровой формы. 5- перильное ограждение площадок – ригели пространственной рамы ствола.
Рис. 1. Водонапорная башня:1 – вертикальный резервуар (бак), 2 – покрытие бака, 3 – обшивка из профилированного листа, 4 – балочная диафрагма, 5 – связи между колоннами, 6 – колонна, 7 – сферическое днище бака, 8 – опорное кольцо, 9 – лестница
1 - грязевая труба 2 - труба наполнения башни 3 - закладные детали 4 - фундамент 5 - земляная насыпь 6 - ствол 7- наружная лестница 8 - внутренняя лестница 9 - световой люк 10 - сапун 11 - крыша бака 12 – лёдоудержатели 13 - бак
Существует две схемы заполнения водой ВБР. При подключении по первой схеме – водонапорная башня заполнятся водой – сверху. С точки зрения потребления электроэнергии – это самый неэкономичный способ, НО в этой схеме, при включении глубинного насоса, исключаются гидроудары11 в магистрали. Вторая схема подключения, когда насос подает воду непосредственно в трубопровод, а башня Рожновского выступает в роли «потребителя-накопителя» - в этом случае вода поступает снизу. Такой способ подключения более экономичный, НО в этой схеме возникает наличие гидроударов в системе, что может привести к ее порывам.
1 Гидравли́ческий уда́р (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени. Может возникать вследствие резкого закрытия или открытия задвижки. В первом случае гидроудар называют положительным, во втором - отрицательным. Опасен положительный гидроудар. При положительном гидроударе несжимаемую жидкость следует рассматривать как сжимаемую. Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу, или повреждению других элементовтрубопровода. Также гидроудары чрезвычайно опасны и для другого оборудования, такого как теплообменники, насосы и сосуды, работающие под давлением.
14 Уникальных водонапорных башен со всего мира
Водонапорная башня является возвышенной конструкцией, поддерживающей резервуар для воды, установленный на достаточной высоте, чтобы создавать давление на систему водоснабжения для распределения питьевой воды. Многие водонапорные башни были построены в ходе промышленной революции, а некоторые в настоящее время считаются архитектурными достопримечательностями и памятниками, и не могут быть снесены. Некоторые из них преобразованы в квартиры или эксклюзивные пентхаусы. 1. «Дом в Облаках» (House in the Clouds), Великобритания Дом в Облаках является водонапорной башней в деревне Торпенесс (Thorpeness), в графстве Саффолк (Suffolk) в Великобритании. Она была построена в 1923 году для приема воды, перекачиваемой из мельницы Торпенесса, и была разработана для того, чтобы улучшить внешний вид водонапорной башни. Дизайн башни прячет резервуар для воды, маскируя его под наветренный борт здания, чтобы соответствовать зданиям Торпенесса, построенным в шутливом стиле эпохи Тюдоров и Якобинцев. Вся разница в том, что наветренный борт как бы бежит не по волнам, а по верхушкам деревьев. В 1977 году в деревне провели водопроводную систему, и башня утратила своё значение, поэтому её переделали в жилое пространство. В 1979-ом главный резервуар для воды сняли, чтобы полностью переделать башню в жилой дом. В этом здании на данный момент находится пять спален и три ванные комнаты, а количество ступеней насчитывает 68 штук. Высота самой лестницы достигает 21 метра. 2. Водонапорная башня Мидранд (Midrand), Южная Африка Обладая вместимостью в 65000 кубических метров воды, эта водонапорная башня является самой большой во всём южном полушарии. Она построена вокруг столба, выполненного из железобетона диаметром 4 метра, основание которого сделано из 10 кубических метров бетона. Конус соединён с основанием на уровне запруда, что придаёт плавающий эффект огромной бетонной форме этой башни. Винтовая лестница установлена посреди конуса, как соломинка в стакане. В последнее время на вершине башни планируется построить вращающийся ресторан. 3. Старая водонапорная башня в городе Ландскруна (Landskrona), Швеция Старая водонапорная башня расположена в самой высокой точке города и является местной достопримечательностью. Красивое здание из красного кирпича было спроектировано архитектором Фредриком Сундбэргом (Fredrik Sundbärg). Строительство этой водонапорной башни было завершено в 1903 году. А к 1904 году башня работала в полную силу, позволяя Ландскруне иметь собственную систему водоснабжения первый раз за всю его историю. 4. Водонапорная башня города Цеханув (Ciechanow), Польша Водонапорная башня города Цеханув в Польше является строением в форме гиперболоида. Геометрия гиперболоида позволяет добиться максимальной структурной стабильности с применением минимального количества материалов. Цеханувская водонапорная башня была построена в 1972 году архитектором Ежи Михал Богуславским (Jerzy Michal Boguslawski). На данный момент обсуждаются планы об открытии ресторана и площадки для наблюдения наверху башни, однако по назначению она не используется. 5. Водонапорная башня города Палик (Palić), Сербия Эта прекрасная водонапорная башня находится в городе Палик, вблизи одноимённого озера. Если говорить более точно, то башня находится в «Великом Парке», между озером и городом – в месте, представляющем собой гармоничное сочетание природных богатств и архитектурного наследия. На данный момент эта водонапорная башня является символом Палика, но она была построена в начале 20-го века как многофункциональное здание, включающее водонапорную башню, ворота курорта и трамвайную станцию. Это здание было спроектировано в венгерском стиле модерн. 6. Водонапорная башня города Хантингтон-Бич (Huntington Beach), США Эта калифорнийская водонапорная башня была построена в 19 веке для проведения воды к паровым двигателям. Она работала вплоть до 1974 года, а к 1980 году она была переделана в дом. Резервуар для воды был снят, переделан на первом этаже и поставлен на место. Временами эта башня служила домом для семей с тех пор, однако больше всего она использовалась в качестве роскошного дома, арендуемого в отпуск. Для того чтобы достичь жилой площади, располагающейся на трёх этажах, нужно проехаться вверх на четыре этажа на лифте. Из башни открывается беспрецедентный вид на несколько пляжей, горы Сан-Бернардино (San Bernadino) и окружающие города. Высота башни составляет 27 метров, диаметр 9 метров. Она стоит на 21-метровом деревянном столбе, укреплённом металлом в соединениях. 7. Водонапорная башня города Хаукилахти (Haukilahti), Финляндия Водонапорная башня города Хаукилахти расположена в южной части Эспоо (Espoo), Финляндия. Башня была построена в 1968 году и была во владении водопроводной станции Эспоо. Диаметр башни - 45,3 м, а её объем составляет 4000 куб. метров. Высота башни составляет 45,3 м, а высота над уровнем моря - 76,3 м. В верхней части водонапорной башни находится ресторан под названием «Гнездо Аиста» (Haikaranpesä). Этот ресторан является одним из самых популярных в городе, и многие туристы и бизнесмены заходят туда, чтобы перекусить. 8. Водонапорная башня «Северная Точка» (North Point), США Водонапорная башня «Северная Точка» находится в городе Милуоки (Milwaukee), штат Висконсин. Эта башня была зачислена в Национальный реестр исторических мест в 1973 году. Это 53-метровое здание, выполненное в стиле викторианской готики, было спроектировано Чарльзом Гомбертом (Charles A. Gombert) и построено из Ниагарского известняка, добытого в Вауватосе (Wauwatosa). В этой водонапорной башне находится круговой стояк из кованого железа, занимающий 37 метров в высоту и 1,2 метра в диаметре. 9. Водонапорная башня города Росток (Rostock), Германия Эта водонапорная башня стоит тут с 1903 года. Она сделана из кирпичей, выложенных по шаблону, в ней также есть семиступенчатые фронтоны и узкие оконца. Башня покоится на мощном гранитном основании. Это 60-метровое здание диаметром 18 метров в основании. Башня не работает с 1959 года. После восстановительных работ башня считается историческим зданием. Она служит складом для городского музея, а на первом этаже тут также собираются дети и инвалиды. 10. Водонапорная башня в парке Комптон Хил (Compton Hill), США Водонапорная башня парка Комптон Хил находится в городе Сент-Луис. 55-метровая башня была построена для того, чтобы спрятать внутри 40-метровую напорную трубу диаметром 1,8 метра. Иногда смотровая площадка на вершине водонапорной башни открыта для публики, что позволяет посетителям увидеть 360-градусный панорамный вид на город. Водонапорная башня в парке Комптон Хил была объявлена городской достопримечательностью в 1966 году и внесена в Национальный реестр исторических мест в 1972 году. 11. Водонапорная башня города Гархинг (Garching), Германия Водонапорная башня, находящаяся в городе Гархинг, что около Мюнхена, обладает квадратичным основанием площадью в 5,4 метра, сделанным из железобетона. Высота здания составляет 26 метров. Архитектор неизвестен, однако известно, что проект башни был готов в 1909 году, а строительство закончилось в декабре 1911 года. Водонапорная башня не работает с 1961 года. Однако здание охраняется как промышленное наследие с 1961 года. Оно было реставрировано в 1988 году. 12. Водонапорная башня города Сванеке (Svaneke), Дания Водонапорная башня маленького городка Сванеке на датском острове Борнхольм (Bornholm) была разработана заслуженным архитектором Йорн Утцоном (Jørn Utzon) и закончена в 1952 году. Это был первый успешный проект архитектора, который позже спроектировал Сиднейский оперный театр. Удивительная форма башни была навеяна старыми морскими знаками, которые использовались для помощи в навигации кораблей в море. Пирамидальный резервуар для воды опирается на три стройные железобетонные ноги, которые соединяются в верхней части башни. Бетонные ступени, расположенные в центре башни, элегантно вьются от земли. Эта водонапорная башня перестала использоваться в 1988 году, когда в системе водоснабжения появились новшества. С 1990 года это здание внесено в список Агентства по Наследию Дании. 13. Водонапорная башня города Вроцлав (Wrocław), Польша Историческая водонапорная башня находится в районе Криков (Krzyki), на юге города Вроцлав, Польша. Башня была разработана Карлом Климом (Karl Klimm), известным местным архитектором. Её высота составляет 63 метра. С самого начала она была оборудована электрическим лифтом. С июня 1906 года лифт позволяет людям достичь смотровой площадки, расположенной на высоте 42 метров. Оттуда можно было полюбоваться видом на Вроцлав и его окрестности. В 1995 году башня была выкуплена у города инвестиционной компанией «Stephan Elektronik». Здание было отремонтировано и начало новую жизнь в качестве стильного ресторанного комплекса. 14. Водонапорная башня Кизуминами (Kizuminami), Япония 47-метровая водонапорная башня, построенная в 1999 году в Кизу, к югу от Киото, содержит достаточно воды, чтобы обеспечить ею 16.000 человек. Цилиндрический дизайн башни был навеян бамбуком, обильно произрастающим в этой области
student.zoomru.ru
Контрольная работа
Содержание
Основы автоматизации систем водоснабжения зданий
Водонапорные башни
Библиографический список
Основы автоматизации систем водоснабжения зданий
Автоматизация современных систем водоснабжения требует совместных усилий как специалистов в области автоматизации, так и инженерно-технических работников проектирующих технологические процессы и эксплуатирующих сооружения. Знание основ автоматизации и её современного уровня на водопроводных схемах зданий и сооружений способствуют рациональному их проектированию, строительству в оптимальные сроки и эффективной эксплуатации действующих сооружений.
Под автоматизацией производственных процессов понимается совокупность технических средств и методов, освобождающих человека в определенной степени или полностью от непосредственного выполнения функций контроля за этими процессами и управления ими.
Автоматическим регулированием называется поддержание постоянной некоторой заданной величины, характеризующей процесс, или изменение ее по заданному закону, осуществляемое с помощью измерения состояния объекта или действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.
В зависимости от Характера действия различных элементов, входящих в систему регулирования, различают Системы непрерывного и дискретного действия.
Непрерывная система автоматического регулирования состоит только из звеньев непрерывного действия, т. е. таких звеньев, выходная величина которых изменяется плавно при плавном изменении входной величины.
Дискретная система содержит хотя бы одно звено дискретного действия, выходная величина которого изменяется скачками (дискретами) при плавном изменении входной величины. Примерами дискретных систем могут служить системы, содержащие реле (релейные системы) или импульсный Элемент (импульсные системы).
Для работы водонапорных установок в автоматическом режиме, а также для автоматизации работы водоочистных систем существуют ряд устройств, реагирующих на изменение давления, уровня или скорости течения воды.
Автоматическое включение или выключение электродвигателей насосов и компрессоров в системах водоснабжения зданий возможно при изменении уровня воды в водонапорном баке, либо давления в трубопроводах сети (или пневматическом баке) или скорости движения воды в трубопроводе.
При изменении указанных параметров приводятся в действие датчики, связанные с исполнительными механизмами включения или выключения магнитного пускателя, соединяющего или размыкающего линию электропитания двигателя насоса.
Для контроля уровня применяют различные реле уровня воды: механические, электронные, датчики давления и ультразвуковые датчики. В механических (поплавковых) реле уровня {рис. 1) чувствительным элементом является поплавок, поступательное движение которого различными способами передается на контакты реле. В зависимости от верхнего или нижнего положения уровня воды в баке реле уровня включает или выключает контакты электроцепи двигателя.
Принцип действия электронного датчика основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродами датчика в релейный сигнал. При погружении электродов датчика в воду, по ним начинает идти микроток, который регистрирует датчик.
Для измерения уровня также используют чувствительные электронные датчики давления, которые могут определить даже небольшое изменение давления водяного столба и, соответственно, уровня воды в резервуаре. Эти датчики устанавливают в нижней части бака.
Рис. 1. Устройство поплавковых реле уровня.
1 – стенка резервуара. 2 – поплавок. 3 – контакты. 4 – провода. 6 – трубка с герконом.
Для контроля давления применяют механические реле давления, электроконтактные манометры, электронные датчики давления.
Механические реле давления мембранного или диафрагмового типа и электроконтактные манометры широко используются для включения и выключения электродвигателей насосов и компрессоров в системах без водонапорных баков или с пневматическими баками. При изменении давления мембрана (диафрагма) изгибается и через рычаг реле замыкает или размыкает контакты цепи управления магнитного пускателя электродвигателя.
Для контроля наличия или отсутствия потока жидкости используют струйные реле. С помощью струйного реле включаются пожарные насосы. Принцип действия струйного реле основан на воздействии энергии струи воды, отклоняющем пластинку, которая замыкает контактное устройство. Струйное реле устанавливают у основания пожарных стояков либо у водонапорного бака (при раздельной системе водоснабжения). Рисунок 2.
Рис. 2. Схема реле давления (а), контактного манометра (б) и струйного реле (в):
1 – мембрана;
2 – контакты;
3 – трубка датчика;
4 – ось стрелки;
5 – стрелка;
6 – чувствительная пластинка.
Водонапорные башни
Водонапорные башни — сооружения в системах водоснабжения, предназначенные для регулирования расхода и напора воды в водопроводной сети, создания ее запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Их используют в системах производственного, хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения промышленных объектов, сельскохозяйственных комплексов и населенных мест. Запас воды определяется вместимостью бака, интенсивность напора — высотой башни (расстоянием по вертикали от уровня поверхности земли до низа бака или его цилиндрической части). Указанные два параметра и положены в основу габаритных схем водонапорных башен; СНиП 2.09-03-85 предусмотрены следующие параметры водонапорных башен;
вместимость баков — 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 500 и 800 м3 ;
высота до низа баков кратна 3 и 6 м для баков вместимостью соответственно до 50, 100 м3 и более.
Башни с баками вместимостью до 25 м3 включительно применяют в основном в сельскохозяйственном строительстве; 50...300 м3 — в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном; 500 и 800 м3 в массовом строительстве не используют, так как типовые проекты их не разработаны.
При описании типовых проектов водонапорных башен приведена область применения башен в зависимости от климатических условий района строительства и характеристик источников водоснабжения.
Водонапорные башни оборудуют:
центральным подводяще-разводящим стояком диаметром 300...400 мм, используемым для наполнения и опорожнения бака;
переливным стояком диаметром 150...200 мм, предназначенным для предотвращения переполнения бака;
запорной арматурой (ручные или электрифицированные задвижки, тип которых определяется в зависимости от назначения башни и местных условий), устанавливаемой в утепленной подземной камере или в специальном колодце;
датчиками уровня воды в баке, передающими информацию на диспетчерский пункт. В качестве молниеприемника используют стальной бак, соответствующим образом заземленный.
Водонапорные башни, будучи высотными сооружениями, играют важную роль в создании архитектурного облика промышленного предприятия, промышленного узла или населенного пункта. При удачном решении башня может быть архитектурным акцентом, улучшающим облик всей окружающей застройки. Кроме того, иногда требуется возведение башни с двумя или тремя баками различной вместимости, располагаемыми на разных отметках по высоте, например, в текстильной промышленности, где наличие нескольких баков обусловлено технологией. Индивидуальные проекты разрабатывают также в тех случаях, когда параметры башни превосходят параметры башен по типовым проектам, и замена одной башни двумя или тремя экономически нецелесообразна или невозможна по требованиям технологии или решению генерального плана.
Конструктивные решения
Основные конструктивные элементы водонапорных башен — бак, ствол и фундамент. До недавнего времени башни проектировали с шатрами — надстройкой, внутри которой размещали бак. Практика эксплуатации водонапорных башен показала, что устройство шатра необязательно: при наличии обмена воды в баке она не промерзает; если начинает замерзать, то на внутренней поверхности бака образуется слой льда, служащий теплоизоляцией и препятствующий дальнейшему замерзанию ее. В последние годы водонапорные башни проектируют бесшатровыми. При водоснабжении из открытых источников, а также в сложных климатических условиях (в северных районах) башни можно применять с утепленными с наружной стороны баками.
Наиболее опасные для промерзания места — центральный подводяще-разводящий стояк и узел его соединения с баком. Вследствие этого стояк проектируют утепленным, а в узле присоединения стояка к баку при сложных климатических условиях предусматривают электроподогрев.
Теплоизоляцию стояков выполняют из минераловатных плит.
Баки применяют стальные сварные, для башен массового строительства при малой вместимости баков — цилиндрические с плоским днищем, в остальных случаях — с коническим. Баки с плоским днищем устанавливают на сплошное основание с уклоном днища не менее 5 % к отводящей или сливной трубе. При необходимости создания улучшенного архитектурного решения баки могут быть сферические, конические, каплевидные и др.
В составе проекта баков предусматривают: наружную лестницу (с ограждением из дуг) для подъема на покрытие бака, люк и стремянку для спуска в бак, перильное ограждение по периметру покрытия бака; в баках — трубы для вентиляции.
Наружную и внутреннюю поверхность бака защищают от коррозии. В баках, предназначенных для хранения питьевой воды, внутреннюю поверхность покрывают противокоррозионными составами.
Баки изготовляют из стали марок ВСтЗпс2 по ГОСТ 380—71* и ВСтЗпсб-1 по ТУ 14-1-3023-80*, принимая для них листовую сталь толщиной 4… 10 мм (в зависимости от расчета).
Стволы. Их выполняют из кирпича, стали, монолитного или сборного железобетона. Традиционная форма ствола — вертикальная цилиндрическая оболочка. Типовые проекты в основном предусматривают устройство кирпичных стволов, надежных в эксплуатации, не требующих для возведения специальных монтажных механизмов и относительно недорогих.
Вместе с тем они обладают существенными недостатками, основной из них — трудоемкость возведения — обусловливает удлинение сроков строительства. Кроме того, для кладки кирпичных стволов водонапорных башен требуются каменщики высокой квалификации. Большая масса кирпичных стволов предопределяет большие транспортные и энергетические расходы.
Стальные стволы водонапорных башен применяют для башен с баками небольшой вместимости. Они представляют собой сварную цилиндрическую оболочку, которая также заполняется водой и служит дополнительной емкостью (башни системы Рожновского). Основной недостаток — большая металлоемкость и дефицит листовой стали. Кроме того, при использовании ствола в качестве дополнительной емкости, напор в сети при опорожнении башни будет уменьшаться до нуля, вследствие чего необходима дополнительная насосная станция.
Башни с монолитным железобетонным стволом представляют собой вертикальную цилиндрическую оболочку, возводимую в подвижной или переставной опалубке. Из-за отсутствия необходимого оборудования и приспособлений их почти не применяют.
Наиболее прогрессивны и экономичны по всем показателям башни со стволами из сборного железобетона. Несмотря на широкое распространение водонапорных башен в целом по стране, количество водонапорных башен строящихся в каждом отдельном районе невелико. Поэтому создание номенклатуры сборных железобетонных элементов для водонапорных башен нецелесообразно и для сборных железобетонных стволов желательно использовать элементы, применяемые для других сооружений или зданий, либо соответствующие им по опалубочным размерам.
Фундаменты. Их выполняют из монолитного бетона или железобетона, состоят они из полой цилиндрической части, в объеме которой размещается камера для запорной арматуры и круглой или кольцевой (для малых башен) фундаментной плиты. Для башен с баками небольшой вместимости камеру для запорной арматуры в отдельных случаях располагают в специальном колодце рядом с башней.
Подземная камера не отапливается, но перекрытие над ней проектируют утепленным. В камере предусматривают две трубы для вентиляции — приточной и вытяжной, с заслонками, закрываемыми в зимнее время.
Расчет башен производится на следующие нагрузки:
постоянную, включающую в себя вес конструкции бака, ствола, фундамента и грунтовой засыпки над консольной частью фундаментной плиты;
длительную от воздействия воды, заполняющей бак;
кратковременные от воздействия ветра и снега.
Типовой проект башни с кирпичным стволом.
Высота 6 и 9м, бак вместимостью 15, 25 и 50 м3. 1 – стальной бак. 2 – переливная труба.
3 – стальные лестницы. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – кирпичный ствол. 6 – железобетонный фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8 – сливная труба.
Типовой проект башни со стальным стволом системы Рожновского.
1 – опора. 2 – бак. 3 – лестница. 4 – колодец диаметром 1500мм. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – сливная труба. 8 – напорная труба. 9 – воздушная труба.
Общий вид башни с монолитным железобетонным стволом высотой 21, 24, 30, 36 и 42м с баком вместимостью 300м3 .
1 – напорно-разводящий стояк. 2 – железобетонный ствол. 3 – стальной бак. 4 – стальные лестницы. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8, 9 – переливная и сливная труба соответственно.
Башня со стволом из сборных железобетонных колец и стальным баком.
1 – ствол из сборных железобетонных колец. 2 – стальной бак. 3 – переливной трубопровод. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – монолитный фундамент. 6- переливная спускная труба. 7 – сливная труба. 8 – наопрно-разводящий трубопровод.
Башни с рамным стволом.
а – высота ствола 12м; бак вместимостью 50м3 .
б – высота ствола 18 м; бак вместимостью 100м3 .
1 – подающе-отводящий трубопровод. 2 – переливной трубопровод. 3, 4 – параллельная задвижка соответственно с электроприводом и ручная.
Общий вид экспериментальной башни с баком шаровой формы вместимостью 300м3 .
1 – стойка рамного ствола. 2 – лестница на площадки. 3 – лестница на бак. 4 – бак шаровой формы. 5- перильное ограждение площадок – ригели пространственной рамы ствола.
Библиографический список
1. Попкович Г.С., Гордеев М.А. – Автоматическая система водоснабжения и водоотведения: Учеб. для вузов. – М.: Высш. Шк., 1986. – 392с., ил.
2. Абрамов Н.Н. — Водоснабжение, М., 1967
3. Интернет ресурс: ws-54.ru/page/vodosnabzhenie/
www.ronl.ru
Контрольная работа
Содержание
Основы автоматизации систем водоснабжения зданий
Водонапорные башни
Библиографический список
Основы автоматизации систем водоснабжения зданий
Автоматизация современных систем водоснабжения требует совместных усилий как специалистов в области автоматизации, так и инженерно-технических работников проектирующих технологические процессы и эксплуатирующих сооружения. Знание основ автоматизации и её современного уровня на водопроводных схемах зданий и сооружений способствуют рациональному их проектированию, строительству в оптимальные сроки и эффективной эксплуатации действующих сооружений.
Под автоматизацией производственных процессов понимается совокупность технических средств и методов, освобождающих человека в определенной степени или полностью от непосредственного выполнения функций контроля за этими процессами и управления ими.
Автоматическим регулированием называется поддержание постоянной некоторой заданной величины, характеризующей процесс, или изменение ее по заданному закону, осуществляемое с помощью измерения состояния объекта или действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.
В зависимости от Характера действия различных элементов, входящих в систему регулирования, различают Системы непрерывного и дискретного действия.
Непрерывная система автоматического регулирования состоит только из звеньев непрерывного действия, т. е. таких звеньев, выходная величина которых изменяется плавно при плавном изменении входной величины.
Дискретная система содержит хотя бы одно звено дискретного действия, выходная величина которого изменяется скачками (дискретами) при плавном изменении входной величины. Примерами дискретных систем могут служить системы, содержащие реле (релейные системы) или импульсный Элемент (импульсные системы).
Для работы водонапорных установок в автоматическом режиме, а также для автоматизации работы водоочистных систем существуют ряд устройств, реагирующих на изменение давления, уровня или скорости течения воды.
Автоматическое включение или выключение электродвигателей насосов и компрессоров в системах водоснабжения зданий возможно при изменении уровня воды в водонапорном баке, либо давления в трубопроводах сети (или пневматическом баке) или скорости движения воды в трубопроводе.
При изменении указанных параметров приводятся в действие датчики, связанные с исполнительными механизмами включения или выключения магнитного пускателя, соединяющего или размыкающего линию электропитания двигателя насоса.
Для контроля уровня применяют различные реле уровня воды: механические, электронные, датчики давления и ультразвуковые датчики. В механических (поплавковых) реле уровня {рис. 1) чувствительным элементом является поплавок, поступательное движение которого различными способами передается на контакты реле. В зависимости от верхнего или нижнего положения уровня воды в баке реле уровня включает или выключает контакты электроцепи двигателя.
Принцип действия электронного датчика основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродами датчика в релейный сигнал. При погружении электродов датчика в воду, по ним начинает идти микроток, который регистрирует датчик.
Для измерения уровня также используют чувствительные электронные датчики давления, которые могут определить даже небольшое изменение давления водяного столба и, соответственно, уровня воды в резервуаре. Эти датчики устанавливают в нижней части бака.
Рис. 1. Устройство поплавковых реле уровня.
1 – стенка резервуара. 2 – поплавок. 3 – контакты. 4 – провода. 6 – трубка с герконом.
Для контроля давления применяют механические реле давления, электроконтактные манометры, электронные датчики давления.
Механические реле давления мембранного или диафрагмового типа и электроконтактные манометры широко используются для включения и выключения электродвигателей насосов и компрессоров в системах без водонапорных баков или с пневматическими баками. При изменении давления мембрана (диафрагма) изгибается и через рычаг реле замыкает или размыкает контакты цепи управления магнитного пускателя электродвигателя.
Для контроля наличия или отсутствия потока жидкости используют струйные реле. С помощью струйного реле включаются пожарные насосы. Принцип действия струйного реле основан на воздействии энергии струи воды, отклоняющем пластинку, которая замыкает контактное устройство. Струйное реле устанавливают у основания пожарных стояков либо у водонапорного бака (при раздельной системе водоснабжения). Рисунок 2.
Рис. 2. Схема реле давления (а), контактного манометра (б) и струйного реле (в):
1 – мембрана;
2 – контакты;
3 – трубка датчика;
4 – ось стрелки;
5 – стрелка;
6 – чувствительная пластинка.
Водонапорные башни
Водонапорные башни — сооружения в системах водоснабжения, предназначенные для регулирования расхода и напора воды в водопроводной сети, создания ее запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Их используют в системах производственного, хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения промышленных объектов, сельскохозяйственных комплексов и населенных мест. Запас воды определяется вместимостью бака, интенсивность напора — высотой башни (расстоянием по вертикали от уровня поверхности земли до низа бака или его цилиндрической части). Указанные два параметра и положены в основу габаритных схем водонапорных башен; СНиП 2.09-03-85 предусмотрены следующие параметры водонапорных башен;
вместимость баков — 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 500 и 800 м3 ;
высота до низа баков кратна 3 и 6 м для баков вместимостью соответственно до 50, 100 м3 и более.
Башни с баками вместимостью до 25 м3 включительно применяют в основном в сельскохозяйственном строительстве; 50...300 м3 — в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном; 500 и 800 м3 в массовом строительстве не используют, так как типовые проекты их не разработаны.
При описании типовых проектов водонапорных башен приведена область применения башен в зависимости от климатических условий района строительства и характеристик источников водоснабжения.
Водонапорные башни оборудуют:
центральным подводяще-разводящим стояком диаметром 300...400 мм, используемым для наполнения и опорожнения бака;
переливным стояком диаметром 150...200 мм, предназначенным для предотвращения переполнения бака;
запорной арматурой (ручные или электрифицированные задвижки, тип которых определяется в зависимости от назначения башни и местных условий), устанавливаемой в утепленной подземной камере или в специальном колодце;
датчиками уровня воды в баке, передающими информацию на диспетчерский пункт. В качестве молниеприемника используют стальной бак, соответствующим образом заземленный.
Водонапорные башни, будучи высотными сооружениями, играют важную роль в создании архитектурного облика промышленного предприятия, промышленного узла или населенного пункта. При удачном решении башня может быть архитектурным акцентом, улучшающим облик всей окружающей застройки. Кроме того, иногда требуется возведение башни с двумя или тремя баками различной вместимости, располагаемыми на разных отметках по высоте, например, в текстильной промышленности, где наличие нескольких баков обусловлено технологией. Индивидуальные проекты разрабатывают также в тех случаях, когда параметры башни превосходят параметры башен по типовым проектам, и замена одной башни двумя или тремя экономически нецелесообразна или невозможна по требованиям технологии или решению генерального плана.
Конструктивные решения
Основные конструктивные элементы водонапорных башен — бак, ствол и фундамент. До недавнего времени башни проектировали с шатрами — надстройкой, внутри которой размещали бак. Практика эксплуатации водонапорных башен показала, что устройство шатра необязательно: при наличии обмена воды в баке она не промерзает; если начинает замерзать, то на внутренней поверхности бака образуется слой льда, служащий теплоизоляцией и препятствующий дальнейшему замерзанию ее. В последние годы водонапорные башни проектируют бесшатровыми. При водоснабжении из открытых источников, а также в сложных климатических условиях (в северных районах) башни можно применять с утепленными с наружной стороны баками.
Наиболее опасные для промерзания места — центральный подводяще-разводящий стояк и узел его соединения с баком. Вследствие этого стояк проектируют утепленным, а в узле присоединения стояка к баку при сложных климатических условиях предусматривают электроподогрев.
Теплоизоляцию стояков выполняют из минераловатных плит.
Баки применяют стальные сварные, для башен массового строительства при малой вместимости баков — цилиндрические с плоским днищем, в остальных случаях — с коническим. Баки с плоским днищем устанавливают на сплошное основание с уклоном днища не менее 5 % к отводящей или сливной трубе. При необходимости создания улучшенного архитектурного решения баки могут быть сферические, конические, каплевидные и др.
В составе проекта баков предусматривают: наружную лестницу (с ограждением из дуг) для подъема на покрытие бака, люк и стремянку для спуска в бак, перильное ограждение по периметру покрытия бака; в баках — трубы для вентиляции.
Наружную и внутреннюю поверхность бака защищают от коррозии. В баках, предназначенных для хранения питьевой воды, внутреннюю поверхность покрывают противокоррозионными составами.
Баки изготовляют из стали марок ВСтЗпс2 по ГОСТ 380—71* и ВСтЗпсб-1 по ТУ 14-1-3023-80*, принимая для них листовую сталь толщиной 4… 10 мм (в зависимости от расчета).
Стволы. Их выполняют из кирпича, стали, монолитного или сборного железобетона. Традиционная форма ствола — вертикальная цилиндрическая оболочка. Типовые проекты в основном предусматривают устройство кирпичных стволов, надежных в эксплуатации, не требующих для возведения специальных монтажных механизмов и относительно недорогих.
Вместе с тем они обладают существенными недостатками, основной из них — трудоемкость возведения — обусловливает удлинение сроков строительства. Кроме того, для кладки кирпичных стволов водонапорных башен требуются каменщики высокой квалификации. Большая масса кирпичных стволов предопределяет большие транспортные и энергетические расходы.
Стальные стволы водонапорных башен применяют для башен с баками небольшой вместимости. Они представляют собой сварную цилиндрическую оболочку, которая также заполняется водой и служит дополнительной емкостью (башни системы Рожновского). Основной недостаток — большая металлоемкость и дефицит листовой стали. Кроме того, при использовании ствола в качестве дополнительной емкости, напор в сети при опорожнении башни будет уменьшаться до нуля, вследствие чего необходима дополнительная насосная станция.
Башни с монолитным железобетонным стволом представляют собой вертикальную цилиндрическую оболочку, возводимую в подвижной или переставной опалубке. Из-за отсутствия необходимого оборудования и приспособлений их почти не применяют.
Наиболее прогрессивны и экономичны по всем показателям башни со стволами из сборного железобетона. Несмотря на широкое распространение водонапорных башен в целом по стране, количество водонапорных башен строящихся в каждом отдельном районе невелико. Поэтому создание номенклатуры сборных железобетонных элементов для водонапорных башен нецелесообразно и для сборных железобетонных стволов желательно использовать элементы, применяемые для других сооружений или зданий, либо соответствующие им по опалубочным размерам.
Фундаменты. Их выполняют из монолитного бетона или железобетона, состоят они из полой цилиндрической части, в объеме которой размещается камера для запорной арматуры и круглой или кольцевой (для малых башен) фундаментной плиты. Для башен с баками небольшой вместимости камеру для запорной арматуры в отдельных случаях располагают в специальном колодце рядом с башней.
Подземная камера не отапливается, но перекрытие над ней проектируют утепленным. В камере предусматривают две трубы для вентиляции — приточной и вытяжной, с заслонками, закрываемыми в зимнее время.
Расчет башен производится на следующие нагрузки:
постоянную, включающую в себя вес конструкции бака, ствола, фундамента и грунтовой засыпки над консольной частью фундаментной плиты;
длительную от воздействия воды, заполняющей бак;
кратковременные от воздействия ветра и снега.
Типовой проект башни с кирпичным стволом.
Высота 6 и 9м, бак вместимостью 15, 25 и 50 м3. 1 – стальной бак. 2 – переливная труба.
3 – стальные лестницы. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – кирпичный ствол. 6 – железобетонный фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8 – сливная труба.
Типовой проект башни со стальным стволом системы Рожновского.
1 – опора. 2 – бак. 3 – лестница. 4 – колодец диаметром 1500мм. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – сливная труба. 8 – напорная труба. 9 – воздушная труба.
Общий вид башни с монолитным железобетонным стволом высотой 21, 24, 30, 36 и 42м с баком вместимостью 300м3 .
1 – напорно-разводящий стояк. 2 – железобетонный ствол. 3 – стальной бак. 4 – стальные лестницы. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8, 9 – переливная и сливная труба соответственно.
Башня со стволом из сборных железобетонных колец и стальным баком.
1 – ствол из сборных железобетонных колец. 2 – стальной бак. 3 – переливной трубопровод. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – монолитный фундамент. 6- переливная спускная труба. 7 – сливная труба. 8 – наопрно-разводящий трубопровод.
Башни с рамным стволом.
а – высота ствола 12м; бак вместимостью 50м3 .
б – высота ствола 18 м; бак вместимостью 100м3 .
1 – подающе-отводящий трубопровод. 2 – переливной трубопровод. 3, 4 – параллельная задвижка соответственно с электроприводом и ручная.
Общий вид экспериментальной башни с баком шаровой формы вместимостью 300м3 .
1 – стойка рамного ствола. 2 – лестница на площадки. 3 – лестница на бак. 4 – бак шаровой формы. 5- перильное ограждение площадок – ригели пространственной рамы ствола.
Библиографический список
1. Попкович Г.С., Гордеев М.А. – Автоматическая система водоснабжения и водоотведения: Учеб. для вузов. – М.: Высш. Шк., 1986. – 392с., ил.
2. Абрамов Н.Н. — Водоснабжение, М., 1967
3. Интернет ресурс: ws-54.ru/page/vodosnabzhenie/
www.ronl.ru
Количество просмотров публикации Водонапорные башни. - 289
Основной задачей работы водонапорной башни является компенсация не совпадения режимов подачи и потребления воды в отдельные часы суток, которые достигаются аккумулированием излишка подаваемой воды в одни часы и пополнением ее недостатка в другие часы суток.
Водонапорная башня представляет собой водонапорный бак, расположенный на поддерживаемой конструкции (стволе) на расчетной высоте (рис. 8.25). Вокруг бака для его утепления чаще всего устраивают шатер на консолях, выпущенных из опорной конструкции. Шатер должен быть из легкого материала, покрытого теплоизоляцией и огнеупорной краской. В районах теплого климата шатра можно не делать, но тогда бак должен иметь перекрытия. При достаточно быстром обмене воды в баке можно обойтись без шатра и в холодной местности, так как при этих условиях замерзание воды в баке маловероятно даже при больших морозах. В одной и той же водонапорной башне можно на разной высоте устанавливать два и даже три бака, которые обслуживают системы водопроводов с разными напорами (на промышленных предприятиях).
Водонапорные башни делают из разных материалов: бетона, железобетона, кирпича, металла и дерева. Несущей конструкцией башен есть цилиндрические (разных форм в плане) стены, колоны и металлические решетчатые конструкции. Резервуары железобетонных башен преимущественно круглые или многоугольные в плане со сферическим вогнутым днищем. На небольших башнях устраивают резервуары с плоским днищем. Железобетонная водонапорная башня с опорным корпусом в виде сплошной цилиндрической стенки постоянного диаметра наиболее распространенна в строительной практике.Строить башни такого типа можно по скоростному методу, кроме того уменьшаются затраты на опалубку и леса, так как применяется подвижная опалубка.
8.25. Схема оборудования водонапорной башни трубопроводами:
и - задвижка; 2 - подающе-разводной трубопровод; 3 - компенсатор; 4 - трубопровод подачи воды из бака; 6 - обратный клапан; 6 - сетка; 7 - поплавковый клапан; 8 - воронка; 9 - металлические ступеньки; 10 - грязевая труба; 11 - заслонка на грязевой трубе; 12 - переливной трубопровод.
Большинство железобетонных башен сооружают из сборных элементов. Помещение в башнях используют для нужд водопроводного хозяйства. Башни сооружают с баками емкостью до 800 м3при высоте до 40 м.
Металлические башни в нашем строительстве мало распространены с целью, сбережение металла; лишь иногда делают стальные башни системы В.Г.Шухова. Сравнительно с другими типами башен стальные более используемые для сейсмических районов. Металлические башни со стволом из трубы широко применяют в сельскохозяйственном водоснабжении.
Деревянные водонапорные башни делают на временных водопроводах и для небольших водопроводов колхозов или совхозов (в местах, богатых лесами). Эти башни выгодны лишь тогда, когда нужны небольшие высота и емкость. На деревянных башнях устанавливают стальные баки с плоским дном. Иногда (при емкости не более чем 100 м3) роб-баки из клепок, стянутих стальными обручами.
Водонапорные башни оборудуют подающим, переливным и спускным трубопроводами. Подающий (он же часто и разводной) трубопровод подает воду в резервуар (при избыточной подаче воды насосами) или в сеть. В редких случаях устраивают отдельно подающий и разводной трубопроводы. Подающий трубопровод желательно устанавливать на высоте верхнего уровня воды в резервуаре. Тогда на конце его делают поплавковый клапан, который автоматически закрывает трубопровод, когда уровень воды в резервуаре достигает верхней отметки. Переливной трубопровод служит для предотвращения переполнения резервуара. Спускной (грязевой) трубопровод в виде короткого ответвления присоединен к переливному трубопроводу и предназначен для полного опорожнения резервуара. На этом ответвлении установлена задвижка, которая открывается только при крайне важно сти удалить из резервуара осадок. В башне должен быть установлен показатель уровня воды в резервуаре. В основном применяются поплавковые устройства. В тех случаях, когда водонапорная башня связана с автоматической системой водоснабжения, в резервуаре устанавливают поплавковый выключатель, который руководит работой насосов исходя из уровня воды. Разновидностью водонапорной башни - водонапорные колоны, высокие металлические или железобетонные резервуары. В нашей стране их делают очень редко.
Строительство водонапорной колонны целесообразно тогда, когда она предназначена (главным образом) для хранения аварийного запаса воды и значительное снижение напора в период, когда запас воды израсходован (такие условия часто встречаются на металлургических заводах). Наличие водонапорной колонны для хранения аварийного запаса воды дает возможность во многих случаях обойтись без дополнительного энергетического резерва на насосных станциях. Преимуществом водонапорной колонны является то, что она оказывает содействие смягчению гидравлических ударов в сети, так как в ней соприкасается с атмосферой значительная площадь поверхности воды. Колонну целесообразно располагать по возможности ближе к основному источнику возникновения гидравлических ударов, ᴛ.ᴇ. к насосной станции.
Водонапорные сооружения предназначены для создания дополнительного напора в водопроводной сети и хранения запаса воды. К водонапорным сооружениям относятся: водонапорные башни, резервуары чистой воды и др. Водонапорная башня.Водонапорные башни необходимы для... [читать подробнее].
Полного соответствия водопотребления и подачи воды насосной станцией II подъема добиться невозможно. Для регулирования подачи и потребления служат водонапорные башни. Водонапорная башня состоит из следующих основных элементов: водонапорного бака, поддерживающей... [читать подробнее].
Водонапорные башни служат для достижения соответствия водопотребления и подачи воды насосной станцией, для подъема воды и регулирования подачи и потребления. Регулирующий объем бака водонапорной башни можно определять по совмещенным ступенчатым или интегральным... [читать подробнее].
Водонапорные башни предназначены для хранения регулирующих и противопожарных запасов воды, а также для создания и поддержания в сети необходимых напоров. Водонапорная башня состоит из строительных и монтажных конструктивных элементов (рисунок 2.4.2). Рисунок 2.4.2 –... [читать подробнее].
В систему водоснабжения составной частью входят напорно-регулирующие сооружения – водонапорные башни или ранее рассмотренные водовоздушные котлы. Они предназначены для обеспечения вводопроводной сети необходимого напора, регу лирования подачи в нее воды, а также для... [читать подробнее].
referatwork.ru
Реферат на тему:
Эйфелева башня
Троицкая башня— самая высокая башня Кремля
Башня (от тюрк. баш — голова) — высокое инженерное сооружение. Основные отличия башен от других высоких строений — отсутствие оттяжек (консольная конструкция, закреплённая только в основании) и крайне небольшой внутренний объём, иногда весь объём башни бывает занят одной только лестницей. Как инженерное сооружение башня относится к антенно-мачтовым сооружениям.
Башни, не имеющие внутреннего объёма вообще (ферменные конструкции) также называют вышками.
Наиболее часто вышки используются для расположения на них антенно-фидерного оборудования. Например, операторы сотовой связи размещают на башнях радиорелейные и панельные антенны. При высоте антенно-мачтового сооружения (АМС), более 45 метров требуется установка системы светоограждения. Это требование РЭГА для обеспечения безопасности полётов.
Пожарная каланча в Костроме
Шуховская башня в Москве
Вайнахский башенный комплекс Вовнушки
Водонапорная башня
По мнению Ласковского[1] слово «башня» впервые встречается в XVI в., в сказаниях князя Курбского; до тех пор употребляли в смысле башни слова — «вежа», «столп», «костерь» и «стрельница». Башни строились из глины, дерева, камня и железа и имели самую разнообразную форму: простейшие бывали круглые, многоугольные и четырёхугольные и заканчивались наверху остроконечной крышей или площадкой, обнесённой зубцами.
Башни применялись в гражданской, военной и церковной архитектуре и имели самые различные назначения, начиная с самых полезнейших целей и кончая простым удовлетворением эстетического чувства. В крепостях и замках они служили для обороны и наблюдения за неприятелем, в церквах — для подвешивания колоколов, в системах водоснабжения — для помещения водяных резервуаров, в обсерваториях — для астрономических наблюдений, в ратушах, думах, вокзалах и тому подобных общественных сооружениях — для помещения часов; в полицейских частях — для вывешивания разных сигналов, например, флагов, шаров, фонарей и наблюдения за городом в пожарном отношении; в оптическом телеграфе — для помещения сигнальных аппаратов, и наконец в морском деле — для зажигания ночью вестовых огней и помещения паровых ревунов и свистков, для предупреждения кораблей во время тумана. Все это назначения полезные. Но очень часто башни строились также или для красоты или, чтобы с высоты их любоваться окрестными видами и наконец просто во имя требования симметрии.
Время появления башен в архитектуре определить, конечно, невозможно, но нет никакого сомнения, что башня была одною из первых форм жилища, появившихся вслед за шалашом или первобытной хижиной; возведение подобных жилищ-башен обусловливалось для первобытного человека необходимостью спасать себя и семью от диких зверей и от не менее страшного врага — дикого человека. Справедливость этого предположения подтверждается существованием и в нынешние время таких жилищ-башен, там где долго царило право сильного, как, например, в горах Кавказа[2].
Вавилонская башня
Глубочайшая же древность построек башенной формы доказывается во 1-х существованием башен во многих древнейших архитектурах, во 2-х тою видною ролью, которую башни играют в самых древних преданиях и сказаниях народных и в 3-х тем, что на первых же страницах книги Бытия повествуется о построении знаменитой и колоссальной «Вавилонской башни», на что люди, конечно, не отважились бы, если бы эта форма сооружений не была им знакома.
Донжон в Lillebonne, Франция
Очевидно, что привыкнув с незапамятных времён смотреть на башню, как на надёжную защиту, люди тотчас же применили её с оборонительными целями, как только стали селиться в «городах», то есть в селениях, «огороженных» стенами. Отсюда та громадная роль, которую башни играли почти до XIX в. в военной архитектуре всех народов. Древнейшими образчиками их следует считать, конечно, башни египетских и вавилоно-ассирийских крепостей, которые дошли до нас в многочисленных изображениях. Те и другие были прямоугольной формы и увенчивались сверху зубцами. Некоторые из них достигали весьма значительных размеров. Греки и римляне точно также усиливали оборону своих крепостей большими зубчатыми четырёхугольными башнями. У римлян, кроме того употреблялись при осадах подвижные деревянные башни, которые строились из дерева, имели обыкновенно несколько этажей и покрывались сырыми кожами, для защиты от поджога. Внизу помещался «баран», которым осаждающие старались разбить низ стены, а вверху находились солдаты, которые поражали защитников крепости, и иногда сами перекидывались на крепостную стену для рукопашного боя. Но наиболее существенную роль в Европе башни играли в Средние века: укреплённые города и замки буквально облеплены башнями. Назначение их состояло главным образом в усилении обороны стены: выступая из за плоскости её своими боками, они давали возможность стрелять со своих боковых частей вдоль стены по нападающему неприятелю, которого таким образом можно было поражать не только с лица, но и с боков. Для этого башни обыкновенно помещались на углах; а если длина стены между углами превышала дальность полёта стелы (около 150 щитов), то и в промежутке между ними, то есть в средине стены, также возводились башни. Они обыкновенно значительно превышали городскую стену и состояли из нескольких этажей, с открытою обороною наверху. Средние этажи также иногда приспособлялись к обороне, для чего в них пробивались «стрельницы» или «бойницы», то есть узкие отверстия для стрельбы. Кроме обороны городов, башни служили также для обороны замков и для разных иных целей, как, например, для содержания наблюдательных отрядов в завоёванной стране, для передачи известий посредством условных знаков и пр. С введением огнестрельного оружия и усовершенствованием артиллерии башни заменены были бастионами.
Часовая башня вестминстерского дворца
Башня Олдехове— недостроенная колокольня в средневековом центре голландского города Леуварден.
Круглые башни Ирландии— каменные башни эпохи раннего Средневековья, строились в период между IX и XII вв.
Впоследствии опять были попытки усиления укреплённых пунктов башнями, устроенными согласно требованиям современной военной науки. Так, в конце XVI века Альбрехт Дюрер предлагал различные системы башен, приспособленных к огнестрельной обороне; потом вопросом этим занимались Паган, Монталамбер, а позже — австрийский эрцгерцог Максимилиан.
Усовершенствование и распространение нарезных орудий породило в XIX веке устройство башен на совершенно новых основаниях. Орудийные башни металлические, броненосные и вращающиеся, устраивались на особенно важных пунктах, где при обыкновенной системе укреплений, по тесноте места, нельзя доставить орудиям желаемый обстрел. Первая мысль устройства железных вращающихся башен принадлежит капитану Кользу (1854). Затем предложено было много разных систем подобных башен, как для сухопутной обороны, так и для флота. Из них в конце XIX века была наиболее употребительной система Грюзона. Его башня, цилиндрической фирмы, имела в диаметре до 20 футов и назначалась для 1 — 2 орудий; верхняя часть её имела форму купола. Башня вращалась по рельсам (система зубчатых колёс и шестерня) 4-мя людьми, помещаемыми в особой подбашенной части постройки. Башня окружалась земляным валом, над которым ей давали до 5,5 футов превышения.
Кроме башен, замков и крепостей в Европе находится не мало башен, которые известны своею красотою, положением или какими либо историческими воспоминаниями. Таковы, например, Мышиная башня на средине Рейна, у Бингена, где с проходящих судов собиралась насильственная дань, башня собора св. Стефана в Вене, башня Хиральда в Севилье, башня св. Маржа в Венеции, с которой открывается удивительный вид на весь город, наклонная башня в Пизе и наклонные башни в Болонь — Азинелла и Гаризенда и, наконец, самая знаменитая — железная Эйфелева башня в Париже.
Пизанская башня
В России башни также строились с незапамятных времён и упоминаются на первых же страницах наших летописей. Первоначально они были несомненно деревянные, так как все наши крепости были тоже деревянные. Форма их была четырёхугольная, шестигранная и восьмигранная. Даже в такую сравнительно позднюю эпоху как XVI в. каменных и кирпичных стен, а следовательно и башен было чрезвычайно мало, за исключением, впрочем, монастырей, которые чаще обносились каменными стенами. Котошихин свидетельствует, что при царе Алексее Михайловиче было всего только двадцать городов, которые имели каменные стены. Прочие имели укрепления деревянные или земляные; а некоторые, как например, Ярославль, имели деревянные стены и кирпичные башни. Количество башен в городах было весьма различно и зависело от длины стены; так например, в Астрахани было десять башен, в Воронеже — семнадцать, в Архангельске — девять, в Тотьме — семь и так далее. Вышина, форма и размеры их были весьма различны даже в одном и том же городе, как это ярко свидетельствуют башни московского Кремля и многие летописные данные. Иногда они имели очень высокие кровли; бывали даже примеры, что кровля бывала выше самой башни, примером чего может служить одна башня в Олонце, которая имела пять сажень высоты, а кровля её шесть саж.
В плане башни редко бывали квадратные, а большие прямоугольные, например, четыре сажени длины и две с половиною ширины; наиболее обычная мера была около трёх саженей в длину и двух в ширину. Башни внутри по высоте обыкновенно разделялись полами на ярусы или этажи; полы эти назывались «мостами». Ярусов бывало обыкновенно три: нижний или «подошвенный», средний и верхний. В каждом ярусе устраивался свой «бой» — в нижнем стреляли из пушек и потому он назывался «пушечным», в верхних двух — из пищалей и мушкетов, а потому они назывались «пищальными» и «мушкетными». Иногда, впрочем, бои делались или в одном только среднем, или верхнем ярусе, а прочие были глухие. Ходы в башнях были или снаружи или внутри. Названия башен были весьма различны и находились в зависимости от их места, назначения, урочища, надвратного образа и других факторов. Так например, башни, стоявшие по углам, назывались «наугольными», посредине стены — «средними»; башни с воротами — «проезжими», «воротными» и «на воротах»; без ворот — «глухими». «Тайничными» башнями назывались такие, которые ставились над водяным «тайником» близ реки; под ними устраивался колодец, имевший скрытое сообщение с рекой, или же из под них шли подземные ходы со срубами на реку длиною иногда более 10 саж. «Водяными» назывались те, где был выезд к реке; в московском Кремле была «водовзводная» башня, в которой подымали воду из Москвы реки в царский дворец. В монастырских оградах башни нередко назывались по название служб в них помещавшихся, каковы, например, «квасо-варенная», «пивоваренная» и другие.
Кроме этих общих названий у башен были ещё имена собственные, которые происходили от урочищ, каковы, например, «Боровицкая», «Новинская», или от праздников, образов и церквей, например, Троицкая, Спасская, Никольская, Константино-Еленинская и прочие. Иногда на кровле башен устраивались чердаки, клетки или караулки для дозора, которые назывались «вышками», отчего и самые башни этого вида назывались «вышками». Число проезжих башен зависело от величины города; в больших — было по нескольку, в московском Кремле напр. — пять, а в маленьких — не меньшие двух; это делалось очевидно с тою целью, чтобы гарнизон мог спастись в одни ворота, когда в другие врывается сильнейший неприятель; в противном случае он был бы перебит в тех самых стенах, которые ему служили защитой.
Ворота, разумеется, были самою слабою частью крепости и потому особенно сильно укреплялись башнями; так напр. башни ставились по бокам ворот, мы это видим, например, в Кремле Ростова или в ограде Борисоглебского монастыря Ярославской области, или же перед воротной башней устраивался особый, обнесённый зубчатой стеной дворик, на который вели первые ворота: с этого дворика под башнею в крепость вели вторые ворота; выгода такого устройства заключалась в том, что прорвавшегося через первые ворота неприятеля можно было перебить на переднем дворике с высоты его стань прежде, чем он успеет прорваться через вторые ворота; примерами такого устройства являются Спасская, Никольская и Троицкая башни московского Кремля. Иногда перед воротной башней с внешней стороны крепостного рва ставилась отдельная башня, которая составляла предмостное укрепление и защищала мост, ведший к крепостным воротам. Образцом подобных башен может служить башня называемая «Кутафьею», стоящая против Троицких ворот московского Кремля. Ворота в башнях были обыкновенно очень толсты и широки, отчего и самые воротные башни были гораздо большие других, напр. имели около семи саж. длины и ширины. Ворота эти делались из дуба, обивались иногда железом и запирались огромными замками и засовами. В мирное время ворота не затворялись, а только на ночь опускалась сверху решётка; эти опускные решетчатые ворота помещались внутри, наверху ворот в особых гнёздах и делались с тою целью, чтобы их можно было опустить в решительную минуту и представить неожиданную преграду нападающему неприятелю.
Слева вверху — дата «1701», ниже — звёздный глобус, справа вверху — Сухарева башня, ниже — морская карта, циркуль, угольник, внизу — книга и компас на ней, вверху по окружности на ленте — надпись: «НАВИГАЦКАЯ ШКОЛА».
Снаружи башни, под воротами, помещался обыкновенно образ святого или праздника, который давал название башне, иногда же в крепостных башнях над воротами устраивались маленькие церкви, а в монастырских оградах мы видим это почти постоянно. Кроме того, на проезжих башнях помещали боевые часы и вестовой колокол, который назывался иногда «всполошным», потому что в него били «всполох» или набирали и сзывали народ к сбору. Вместе с вестовым колоколом ставилась также «вистовал» пушка, которая служила для разных сигналов. На других башнях также привешивались иногда колокола; в них звонили во время вылазки для возбуждения отваги или во время отбоя неприятеля. В тёмные ночи на башнях зажигались над воротами свечи в слюдяных фонарях.
Старая Башня, Мариуполь
В старых русских городах и монастырях сохранилось, к счастью, много башен, из которых многие отличаются в высшей степени изящными и художественными формами. Первое место между ними, конечно, занимают по красоте башни московского Кремля; — затем следует указать на башни Великого Новгорода, Ростова, Ярославля, Нижнего Новгорода, Коломны, Тулы, Зарайска, Смоленска, Пскова и Астрахани; к числу монастырских оград с наиболее красивыми и наилучше сохранившимися башнями можно отнести ограды монастырей — Новодевичьего, Донского и Симонова в Москве, Троице-Сергиевой лавры в Московской области, Ипатьевского — Костромской области, Спасо-Евеимиева — в Суздале, Борисоглебского — в Ярославской области, Прилуцкого в Вологде, Кирилло-Белозерского в Новгородской области и Соловецкого — на Белом море. Кроме башен разных кремлей и монастырей есть не мало башен отдельно стоящих и пользующихся громкою известностью, таковы, например, Сухарева башня в Москве, известная в народе под названием «невесты Ивана Великого», Меншикова башня — там же, Евеимиева башня в Новгороде, Сумбекина башня в Казани, Белавинская и Столпьенская башня в Польше близ Хелма, и Каменец-Литовская башня в Белоруссии в Гродненской области [3]
Оборонительная башня, Фрайберг
Вышка — высоковольтная мачта
Башня порта Кобе
Наблюдательная башня
Си-Эн Тауэр в Торонто, Онтарио, Канада
Сирс-Тауэр в Чикаго
Телевизионная башня Žižkov, Прага
Эль-Фаро Тауэрс, Буэнос-Айрес, Аргентина
Монумент идей Чучхе — один из самых известных монументов в Пхеньяне
Монетная башня в Амстердаме
Стандартная российская телебашня (Пенза)
wreferat.baza-referat.ru
Контрольная работа
Содержание
Основы автоматизации систем водоснабжения зданий
Водонапорные башни
Библиографический список
Основы автоматизации систем водоснабжения зданий
Автоматизация современных систем водоснабжения требует совместных усилий как специалистов в области автоматизации, так и инженерно-технических работников проектирующих технологические процессы и эксплуатирующих сооружения. Знание основ автоматизации и её современного уровня на водопроводных схемах зданий и сооружений способствуют рациональному их проектированию, строительству в оптимальные сроки и эффективной эксплуатации действующих сооружений.
Под автоматизацией производственных процессов понимается совокупность технических средств и методов, освобождающих человека в определенной степени или полностью от непосредственного выполнения функций контроля за этими процессами и управления ими.
Автоматическим регулированием называется поддержание постоянной некоторой заданной величины, характеризующей процесс, или изменение ее по заданному закону, осуществляемое с помощью измерения состояния объекта или действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.
В зависимости от Характера действия различных элементов, входящих в систему регулирования, различают Системы непрерывного и дискретного действия.
Непрерывная система автоматического регулирования состоит только из звеньев непрерывного действия, т. е. таких звеньев, выходная величина которых изменяется плавно при плавном изменении входной величины.
Дискретная система содержит хотя бы одно звено дискретного действия, выходная величина которого изменяется скачками (дискретами) при плавном изменении входной величины. Примерами дискретных систем могут служить системы, содержащие реле (релейные системы) или импульсный Элемент (импульсные системы).
Для работы водонапорных установок в автоматическом режиме, а также для автоматизации работы водоочистных систем существуют ряд устройств, реагирующих на изменение давления, уровня или скорости течения воды.
Автоматическое включение или выключение электродвигателей насосов и компрессоров в системах водоснабжения зданий возможно при изменении уровня воды в водонапорном баке, либо давления в трубопроводах сети (или пневматическом баке) или скорости движения воды в трубопроводе.
При изменении указанных параметров приводятся в действие датчики, связанные с исполнительными механизмами включения или выключения магнитного пускателя, соединяющего или размыкающего линию электропитания двигателя насоса.
Для контроля уровня применяют различные реле уровня воды: механические, электронные, датчики давления и ультразвуковые датчики. В механических (поплавковых) реле уровня {рис. 1) чувствительным элементом является поплавок, поступательное движение которого различными способами передается на контакты реле. В зависимости от верхнего или нижнего положения уровня воды в баке реле уровня включает или выключает контакты электроцепи двигателя.
Принцип действия электронного датчика основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродами датчика в релейный сигнал. При погружении электродов датчика в воду, по ним начинает идти микроток, который регистрирует датчик.
Для измерения уровня также используют чувствительные электронные датчики давления, которые могут определить даже небольшое изменение давления водяного столба и, соответственно, уровня воды в резервуаре. Эти датчики устанавливают в нижней части бака.
Рис. 1. Устройство поплавковых реле уровня.
1 – стенка резервуара. 2 – поплавок. 3 – контакты. 4 – провода. 6 – трубка с герконом.
Для контроля давления применяют механические реле давления, электроконтактные манометры, электронные датчики давления.
Механические реле давления мембранного или диафрагмового типа и электроконтактные манометры широко используются для включения и выключения электродвигателей насосов и компрессоров в системах без водонапорных баков или с пневматическими баками. При изменении давления мембрана (диафрагма) изгибается и через рычаг реле замыкает или размыкает контакты цепи управления магнитного пускателя электродвигателя.
Для контроля наличия или отсутствия потока жидкости используют струйные реле. С помощью струйного реле включаются пожарные насосы. Принцип действия струйного реле основан на воздействии энергии струи воды, отклоняющем пластинку, которая замыкает контактное устройство. Струйное реле устанавливают у основания пожарных стояков либо у водонапорного бака (при раздельной системе водоснабжения). Рисунок 2.
Рис. 2. Схема реле давления (а), контактного манометра (б) и струйного реле (в):
1 – мембрана;
2 – контакты;
3 – трубка датчика;
4 – ось стрелки;
5 – стрелка;
6 – чувствительная пластинка.
Водонапорные башни
Водонапорные башни — сооружения в системах водоснабжения, предназначенные для регулирования расхода и напора воды в водопроводной сети, создания ее запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Их используют в системах производственного, хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения промышленных объектов, сельскохозяйственных комплексов и населенных мест. Запас воды определяется вместимостью бака, интенсивность напора — высотой башни (расстоянием по вертикали от уровня поверхности земли до низа бака или его цилиндрической части). Указанные два параметра и положены в основу габаритных схем водонапорных башен; СНиП 2.09-03-85 предусмотрены следующие параметры водонапорных башен;
вместимость баков — 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 500 и 800 м3;
высота до низа баков кратна 3 и 6 м для баков вместимостью соответственно до 50, 100 м3 и более.
Башни с баками вместимостью до 25 м3 включительно применяют в основном в сельскохозяйственном строительстве; 50...300 м3 — в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном; 500 и 800 м3 в массовом строительстве не используют, так как типовые проекты их не разработаны.
При описании типовых проектов водонапорных башен приведена область применения башен в зависимости от климатических условий района строительства и характеристик источников водоснабжения.
Водонапорные башни оборудуют:
центральным подводяще-разводящим стояком диаметром 300...400 мм, используемым для наполнения и опорожнения бака;
переливным стояком диаметром 150...200 мм, предназначенным для предотвращения переполнения бака;
запорной арматурой (ручные или электрифицированные задвижки, тип которых определяется в зависимости от назначения башни и местных условий), устанавливаемой в утепленной подземной камере или в специальном колодце;
датчиками уровня воды в баке, передающими информацию на диспетчерский пункт. В качестве молниеприемника используют стальной бак, соответствующим образом заземленный.
Водонапорные башни, будучи высотными сооружениями, играют важную роль в создании архитектурного облика промышленного предприятия, промышленного узла или населенного пункта. При удачном решении башня может быть архитектурным акцентом, улучшающим облик всей окружающей застройки. Кроме того, иногда требуется возведение башни с двумя или тремя баками различной вместимости, располагаемыми на разных отметках по высоте, например, в текстильной промышленности, где наличие нескольких баков обусловлено технологией. Индивидуальные проекты разрабатывают также в тех случаях, когда параметры башни превосходят параметры башен по типовым проектам, и замена одной башни двумя или тремя экономически нецелесообразна или невозможна по требованиям технологии или решению генерального плана.
Конструктивные решения
Основные конструктивные элементы водонапорных башен — бак, ствол и фундамент. До недавнего времени башни проектировали с шатрами — надстройкой, внутри которой размещали бак. Практика эксплуатации водонапорных башен показала, что устройство шатра необязательно: при наличии обмена воды в баке она не промерзает; если начинает замерзать, то на внутренней поверхности бака образуется слой льда, служащий теплоизоляцией и препятствующий дальнейшему замерзанию ее. В последние годы водонапорные башни проектируют бесшатровыми. При водоснабжении из открытых источников, а также в сложных климатических условиях (в северных районах) башни можно применять с утепленными с наружной стороны баками.
Наиболее опасные для промерзания места — центральный подводяще-разводящий стояк и узел его соединения с баком. Вследствие этого стояк проектируют утепленным, а в узле присоединения стояка к баку при сложных климатических условиях предусматривают электроподогрев.
Теплоизоляцию стояков выполняют из минераловатных плит.
Баки применяют стальные сварные, для башен массового строительства при малой вместимости баков — цилиндрические с плоским днищем, в остальных случаях — с коническим. Баки с плоским днищем устанавливают на сплошное основание с уклоном днища не менее 5 % к отводящей или сливной трубе. При необходимости создания улучшенного архитектурного решения баки могут быть сферические, конические, каплевидные и др.
В составе проекта баков предусматривают: наружную лестницу (с ограждением из дуг) для подъема на покрытие бака, люк и стремянку для спуска в бак, перильное ограждение по периметру покрытия бака; в баках — трубы для вентиляции.
Наружную и внутреннюю поверхность бака защищают от коррозии. В баках, предназначенных для хранения питьевой воды, внутреннюю поверхность покрывают противокоррозионными составами.
Баки изготовляют из стали марок ВСтЗпс2 по ГОСТ 380—71* и ВСтЗпсб-1 по ТУ 14-1-3023-80*, принимая для них листовую сталь толщиной 4... 10 мм (в зависимости от расчета).
Стволы. Их выполняют из кирпича, стали, монолитного или сборного железобетона. Традиционная форма ствола — вертикальная цилиндрическая оболочка. Типовые проекты в основном предусматривают устройство кирпичных стволов, надежных в эксплуатации, не требующих для возведения специальных монтажных механизмов и относительно недорогих.
Вместе с тем они обладают существенными недостатками , основной из них — трудоемкость возведения — обусловливает удлинение сроков строительства. Кроме того, для кладки кирпичных стволов водонапорных башен требуются каменщики высокой квалификации. Большая масса кирпичных стволов предопределяет большие транспортные и энергетические расходы.
Стальные стволы водонапорных башен применяют для башен с баками небольшой вместимости. Они представляют собой сварную цилиндрическую оболочку, которая также заполняется водой и служит дополнительной емкостью (башни системы Рожновского). Основной недостаток — большая металлоемкость и дефицит листовой стали. Кроме того, при использовании ствола в качестве дополнительной емкости, напор в сети при опорожнении башни будет уменьшаться до нуля, вследствие чего необходима дополнительная насосная станция.
Башни с монолитным железобетонным стволом представляют собой вертикальную цилиндрическую оболочку, возводимую в подвижной или переставной опалубке. Из-за отсутствия необходимого оборудования и приспособлений их почти не применяют.
Наиболее прогрессивны и экономичны по всем показателям башни со стволами из сборного железобетона. Несмотря на широкое распространение водонапорных башен в целом по стране, количество водонапорных башен строящихся в каждом отдельном районе невелико. Поэтому создание номенклатуры сборных железобетонных элементов для водонапорных башен нецелесообразно и для сборных железобетонных стволов желательно использовать элементы, применяемые для других сооружений или зданий, либо соответствующие им по опалубочным размерам.
Фундаменты. Их выполняют из монолитного бетона или железобетона, состоят они из полой цилиндрической части, в объеме которой размещается камера для запорной арматуры и круглой или кольцевой (для малых башен) фундаментной плиты. Для башен с баками небольшой вместимости камеру для запорной арматуры в отдельных случаях располагают в специальном колодце рядом с башней.
Подземная камера не отапливается, но перекрытие над ней проектируют утепленным. В камере предусматривают две трубы для вентиляции — приточной и вытяжной, с заслонками, закрываемыми в зимнее время.
Расчет башен производится на следующие нагрузки:
постоянную, включающую в себя вес конструкции бака, ствола, фундамента и грунтовой засыпки над консольной частью фундаментной плиты;
длительную от воздействия воды, заполняющей бак;
кратковременные от воздействия ветра и снега.
Типовой проект башни с кирпичным стволом.
Высота 6 и 9м, бак вместимостью 15, 25 и 50 м3. 1 – стальной бак. 2 – переливная труба.
3 – стальные лестницы. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – кирпичный ствол. 6 – железобетонный фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8 – сливная труба.
Типовой проект башни со стальным стволом системы Рожновского.
1 – опора. 2 – бак. 3 – лестница. 4 – колодец диаметром 1500мм. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – сливная труба. 8 – напорная труба. 9 – воздушная труба.
Общий вид башни с монолитным железобетонным стволом высотой 21, 24, 30, 36 и 42м с баком вместимостью 300м3.
1 – напорно-разводящий стояк. 2 – железобетонный ствол. 3 – стальной бак. 4 – стальные лестницы. 5 – переливная труба. 6 – фундамент. 7 – напорный трубопровод. 8, 9 – переливная и сливная труба соответственно.
Башня со стволом из сборных железобетонных колец и стальным баком.
1 – ствол из сборных железобетонных колец. 2 – стальной бак. 3 – переливной трубопровод. 4 – напорно-разводящий стояк. 5 – монолитный фундамент. 6- переливная спускная труба. 7 – сливная труба. 8 – наопрно-разводящий трубопровод.
Башни с рамным стволом.
а – высота ствола 12м; бак вместимостью 50м3.
б – высота ствола 18 м; бак вместимостью 100м3.
1 – подающе-отводящий трубопровод. 2 – переливной трубопровод. 3 , 4 – параллельная задвижка соответственно с электроприводом и ручная.
Общий вид экспериментальной башни с баком шаровой формы вместимостью 300м3.
1 – стойка рамного ствола. 2 – лестница на площадки. 3 – лестница на бак. 4 – бак шаровой формы. 5- перильное ограждение площадок – ригели пространственной рамы ствола.
Библиографический список
1. Попкович Г.С., Гордеев М.А. – Автоматическая система водоснабжения и водоотведения: Учеб. для вузов. – М.: Высш. Шк., 1986. – 392с., ил.
2. Абрамов Н.Н. - Водоснабжение, М., 1967
3. Интернет ресурс: http://ws-54.ru/page/vodosnabzhenie/
www.neuch.ru
