Водяная башня - Water tower

Эта статья о конструкции наддува. Для устройства железной дороги см. водяной кран. Для песни см. Три (Шарлотта Черч EP). Для использования в других целях см. столб воды.
Водонапорная башня в Mondeville, кальвадос, Франция

А водяная башня это возвышенное сооружение, поддерживающее водный танк построены на высоте, достаточной для создания давления в система распределения воды для распределения Питьевая вода, и обеспечить аварийное хранилище для противопожарной защиты.[1] Водонапорные башни часто работают совместно с подземными или наземными резервуары для обслуживания, которые хранят очищенную воду рядом с местом, где она будет использоваться.[2] Водонапорные башни других типов могут хранить только сырую (непитьевую) воду для противопожарных или промышленных целей и не обязательно могут быть подключены к коммунальному водопроводу.

Водонапорные башни способны подавать воду даже во время Перебои питания, потому что они полагаются на гидростатическое давление возникает из-за подъема воды (из-за сила тяжести ) закачивать воду в бытовые и промышленные системы водоснабжения; однако они не могут подавать воду в течение длительного времени без электроэнергии, потому что для пополнения башни обычно требуется насос. Водонапорная башня также служит резервуаром для удовлетворения потребностей в воде в часы пик. Уровень воды в градирне обычно падает в часы пиковой нагрузки дня, а затем насос снова наполняет его ночью. Этот процесс также предотвращает замерзание воды в холодную погоду, поскольку градирню постоянно сливают и наполняют заново.[нужна цитата ]

История

Смотрите также: История водоснабжения и водоотведения
Бомонт Сент-Луис и железнодорожный резервуар для воды Сан-Франциско (1875 г., восстановлен в 2012 г.), Бомонт, Канзас, США
Заброшенная сферическая железнодорожная водонапорная башня в г. Трир, Германия

Хотя использование приподнятых резервуаров для хранения воды существовало с древних времен в различных формах, современное использование водонапорных башен для систем водоснабжения, находящихся под давлением, появилось в середине XIX века, когда перекачивание пара стало более распространенным и улучшенным. трубы которые могли выдерживать более высокое давление. В Соединенном Королевстве стояки состояли из высоких открытых труб n-образной формы, используемых для сброса давления и обеспечения фиксированной отметки для паровых насосных двигателей, которые, как правило, создавали пульсирующий поток, в то время как для системы распределения воды под давлением требовалось постоянное давление. . Стояночные трубы также обеспечивают удобное фиксированное место для измерения расхода. Конструкторы обычно заключали стояки в декоративную кладку или деревянные конструкции. К концу 19-го века стояки выросли и стали включать резервуары для хранения, чтобы удовлетворить постоянно растущие потребности растущих городов.[1]

Многие ранние водонапорные башни теперь считаются исторически значимыми и были включены в различные списки наследия во всем мире. Некоторые преобразованы в апартаменты или эксклюзивные пентхаусы.[3] В определенных областях, таких как Нью-Йорк в Соединенных Штатах меньшие водонапорные башни строятся для индивидуальных зданий. В Калифорния и некоторых других государствах, бытовые водонапорные башни обнесены сайдингом (резервуары ) когда-то были построены (1850–1930-е гг.) для снабжения индивидуальных домов; ветряные мельницы закачивал воду из вырытых вручную колодцев в резервуар в Нью-Йорке.

Водонапорные башни использовались для снабжения вода останавливается для паровозы на железнодорожных линиях.[нужна цитата ] Ранние паровозы требовали остановки с водой каждые 7-10 миль (11-16 км).

Дизайн и конструкция

Shooter's Hill водонапорная башня - местная достопримечательность Лондон, объединенное Королевство. Водонапорные башни - обычное дело в окрестностях Лондона.

Различные материалы могут быть использованы для построения типичной водонапорной башни; сталь и усиленный или предварительно напряженный бетон чаще всего используются (с деревом, стекловолокно, или кирпич также используется), включая внутреннее покрытие для защиты воды от любых воздействий материала облицовки. Резервуар в башне может быть сферический, цилиндрический, или эллипсоид, с минимальной высотой около 6 метров (20 футов) и диаметром не менее 4 м (13 футов).[нужна цитата ] Стандартная водонапорная башня обычно имеет высоту примерно 40 м (130 футов).

Водонапорная башня Росс Барнетт в Миссисипи

Повышение давления происходит через гидростатическое давление высоты воды; на каждые 10,20 см (4,016 дюйма) высоты получается 1 килопаскаль (0.145 psi ) давления. 30 м (98,43 фута) над уровнем моря создают примерно 300 кПа (43,511 фунт / кв. Дюйм), что является достаточным давлением для работы и обеспечивает большинство требований к давлению воды в домашних условиях и требованиям распределительной системы.

Высота башни обеспечивает давление в водопроводной сети, и ее можно дополнить насос. Объем резервуар и диаметр трубопровода обеспечивают и поддерживают расход. Однако использование насоса для создания давления обходится дорого; Чтобы удовлетворить меняющийся спрос, насос должен быть рассчитан на пиковые нагрузки. В периоды низкого спроса жокей-туфли используются для удовлетворения этих требований к более низкому расходу воды. Водонапорная башня снижает потребность в электроэнергии циклических насосов и, следовательно, потребность в дорогостоящей системе управления насосом, поскольку эта система должна иметь достаточные размеры, чтобы обеспечивать такое же давление при высоких скоростях потока.

При тушении пожаров требуются очень большие объемы и расход. С водонапорной башней настоящего времени, насосы могут быть рассчитаны на средний спрос, а не пиковый спрос; водонапорная башня может обеспечивать напор воды в течение дня, а насосы будут наполнять водонапорную башню, когда потребности будут ниже.

С помощью беспроводные сенсорные сети Контроль уровня воды внутри башни позволяет муниципалитетам автоматически контролировать и контролировать насосы без установки и обслуживания дорогостоящих кабелей передачи данных.[4]

Архитектура

Башня с талисманом местной средней школы, тигром (Сентервиль, штат Техас)

Водонапорные башни могут быть окружены декоративными покрытиями, в том числе причудливыми. кирпичная кладка, большой плющ покрытый решетка или их можно просто раскрасить. Некоторые городские водонапорные башни имеют название города, написанное большими буквами на крыше, как навигационный помощь авиаторы и автомобилисты. Иногда украшение бывает юмористическим. Примером этого являются водонапорные башни, построенные бок о бок, с маркировкой ГОРЯЧЕЙ и ХОЛОДНЫЙ. Города в Соединенных Штатах, имеющие расположенные рядом водонапорные башни, обозначенные как HOT и COLD, включают: Грейнджер, Айова; Кантон, Канзас; Пратт, Канзас, и Сент-Клер, штат Миссури; Эвелет, Миннесота в свое время было две таких башни, но теперь их нет.[5] Многие небольшие города в Соединенных Штатах используют свои водонапорные башни для рекламы местного туризма, местных спортивных команд средней школы или других интересных фактов.[6] В городе построили «грибную» водонапорную башню. Эребру, Швеция и вмещает почти два миллиона галлонов воды.[7]

по всему миру

Водонапорные башни на крыше на многоквартирных домах на 57-й Ист-Стрит в Нью-Йорке

На изображении слева показаны три архитектурных подхода к включению этих резервуаров в дизайн здания. Слева направо: полностью закрытая и богато украшенная кирпичная структура, простая неукрашенная кирпичная структура без крыши, скрывающая большую часть резервуара, но открывающая верх резервуара, и простая утилитарная структура, которая не делает никаких усилий, чтобы скрыть резервуары или иным образом их объединить. в конструкцию даты технологии building.The по крайней мере 19-го века, и в течение длительного времени Нью-Йорк требует, чтобы все здания выше, чем шесть историй быть оборудованы водонапорной башней на крышу.[8] Две компании в Нью-Йорке строят водонапорные башни, обе из которых семейный бизнес в эксплуатации с 19 века.[8]

Первоначально строители водонапорных башен были производителями бочек, которые расширили свое ремесло, чтобы удовлетворить современные потребности, поскольку здания в городе становились все выше в высоту. Даже сегодня, не герметик не используется для удержания воды в. Деревянные стены водонапорной башни скрепляются стальными тросами или ремнями, но утечки воды через зазоры, когда первый заполнен. По мере того как вода пропитывает древесину, она набухает, зазоры закрываются и становятся непроницаемыми.[9] Водонапорные башни на крыше хранят от 25 000 до 50 000 литров (от 5 500 до 11 000 имп галлонов; от 6 600 до 13 200 галлонов США) воды до тех пор, пока она не понадобится в здании ниже. Верхняя часть воды снимается сверху для повседневного использования, а вода в нижней части башни остается в резерве для борьбы с огнем. Когда вода опускается ниже определенного уровня, реле давления, реле уровня или поплавковый клапан будет активировать насос или открыть линию общественной воды для пополнения воды башни.[9]

Грибовидная бетонная водонапорная башня г. Ройхувуори в Хельсинки, Финляндия была построена в 1970-х годах. Его высота составляет 52 метра (171 фут), и он может вмещать около 12 000 кубических метров (420 000 кубических футов) воды.

Архитекторы и строители использовали разные подходы к включению водонапорных башен в дизайн своих зданий. На многих крупных коммерческих зданиях водонапорные башни полностью скрыты за пристройкой фасада здания. По косметическим причинам многоквартирные дома часто заключают свои резервуары в конструкции на крышах, либо простые неукрашенные коробки на крыше, либо богато украшенные конструкции, предназначенные для повышения визуальной привлекательности здания. Однако многие здания оставляют свои водонапорные башни на виду на утилитарных каркасных конструкциях.[нужна цитата ]

Водонапорные башни распространены в Индия, где электроснабжение в большинстве мест нестабильно.[нужна цитата ]

Если насосы выйдут из строя (например, при отключении электроэнергии), давление воды будет потеряно, что может вызвать проблемы со здоровьем. Многие штаты США требуют наличия "рекомендация по кипячению воды «выдается, если давление воды упадет ниже 20 фунтов на квадратный дюйм (140 кПа).[нужна цитата ] Этот совет предполагает, что более низкое давление может позволить патогенам проникнуть в систему.[нужна цитата ]

Водонапорные башни часто считаются памятниками гражданское строительство.[нужна цитата ] Некоторые из них были переоборудованы для использования в современных целях, как, например, Wiea Ciśnień (Вроцлавская водонапорная башня ) в Вроцлав, Польша, которая сегодня представляет собой ресторанный комплекс. Остальные были переоборудованы в жилое помещение.[10]

Исторически сложилось так, что железные дороги, которые использовали паровозы требовалось средство пополнения тендерных предложений локомотива. Водонапорные башни были обычным явлением вдоль железной дороги. Тендеры обычно пополнялись водяные краны, Которые питаются водонапорной башней.[нужна цитата ]

Некоторые водонапорные башни также используются как смотровые башни, а некоторые рестораны, такие как Goldbergturm в Зиндельфинген, Германия, или вторая из трех Kuwait Towers, в штате Кувейт. Также принято использовать водонапорные башни в качестве места расположения коробка передач механизмы в УВЧ диапазон с малой мощностью, например, для закрытого сельского вещания, любительское радио, или сотовый телефон оказание услуг.[нужна цитата ]

В холмистых регионах местная топография может быть заменена конструкциями для поднятия резервуаров. Эти резервуары часто не более чем бетонные цистерны террасами в стороны местных холмов или гор, но функционируют идентично традиционной водонапорной башни. Крышки этих резервуаров при желании можно оформить ландшафтным дизайном или использовать как парковые места.[нужна цитата ]

Сферы и сфероиды

Водонапорная башня Боббера Пола Баньяна в Pequot Lakes, Миннесота

В Чикагский мост и железная компания построил множество водных сфер и сфероидов, найденных в Соединенных Штатах.[11] Веб-сайт Самая высокая водная сфера в мире описывает различие между водной сферой и водой сфероид таким образом:

Водная сфера - это водонапорная башня с большой сферой на вершине столба. Сфера похожа на мяч для гольфа, сидящий на футболке, или на круглый леденец. Поперечное сечение сферы в любом направлении (восток-запад, север-юг или верх-низ) представляет собой идеальный круг. Водный сфероид выглядит как водный шар, но его вершина шире, чем высота. Сфероид похож на круглую подушку, которая несколько приплюснута. Поперечное сечение сфероида в двух направлениях (восток-запад или север-юг) представляет собой эллипс, но только в одном направлении (верх-низ) это идеальный круг. И сферы, и сфероиды являются эллипсоидами особого случая: сферы имеют симметрию в 3 направлениях, сфероиды имеют симметрию в 2 направлениях. Эллипсоиды скален имеют 3 оси неравной длины и три неравных сечения.[12]

East Bay Township Водонапорная башня рядом Траверс-Сити, Мичиган

В Union Watersphere водонапорная башня, увенчанная сферический водный танк в Юнион, Нью-Джерси[13] и характеризуется как Самая высокая водная сфера в миреСтатья в Star Ledger[14] предложил водонапорную башню в Эрвин, Северная Каролина завершено в начале 2012 г. 219,75 футов (66,98 м) в высоту и вместимостью 500 000 галлонов США (1900 м).3),[15] стал самой высокой водной сферой в мире. Однако фотографии водонапорной башни Эрвина показали новую башню, чтобы быть водой сфероид.[16] Водонапорная башня в Браман, Оклахома, построенный Kaw Nation и завершен в 2010 году, имеет высоту 220,6 футов (67,2 м) и вмещает 350 000 галлонов США (1300 м).3).[17] Немного выше, чем Водосфера Союза, это тоже сфероид.[18] Еще одна башня в Оклахоме, построенная в 1986 году и объявленная «самая большая водонапорная башня в стране», 218 футов (66 м) в высоту, вмещает 500 000 галлонов США (1900 м3), и находится в Эдмонд.[19][20]

В Земляничный, идеально сферический резервуар, расположенный в Джермантаун, Мэриленд имеет высоту 100 футов (30 м) и вмещает 2 000 000 галлонов США (7600 м3) воды. Название взято из-за того, что он нарисован так, чтобы он напоминал земной шар.[21][22][23][24]Гольфы шарообразного бак водонапорной башни в Гонсалес, Калифорния поддерживается тремя трубчатыми опорами и достигает высоты около 125 футов (38 м).[25][26][27]

Водонапорные башни Эйндховена

В Watertoren (или водонапорные башни) в Эйндховен, Нидерланды содержат три сферических резервуара, каждый диаметром 10 м (33 фута) и способных вмещать 500 кубических метров (130 000 галлонов США) воды, на трех шпилях 43,45 м (142,6 фута) были построены в 1970 году.[28][29]

Самый высокий

Этот список неполный; вы можете помочь добавление недостающих предметов с участием надежные источники.
Водонапорная башня Мехелен-Зюйд, один из самых высоких в мире[30]
БашняГодСтранаГородокВысота вершиныЗамечания
Swisscom-Sendeturm St. Chrischona1984  ШвейцарияСанкт-Кристона250 м (820 футов)
Kuwait Towers, Башня А1979 КувейтКувейт187 м (613 футов)
Kuwait Towers, Башня B1979 КувейтКувейт146 м (479 футов)
Вальденбургская телебашня1959 ГерманияВальденбург145 м (475 футов)частично вантовый башню, состоящую из водонапорной башни и антенной мачты вантовой на землю, как вершина, мачта антенны была демонтирована в 2008 году
Водонапорная башня Мехелен-Зюйд1978 БельгияМехелен143 м (469 футов)комбинированная башня водоснабжения и связи
Водонапорная башня Джиноза1915 ИталияДжиноза130 м (426,5 футов)[31]

Альтернативы

Альтернативой водонапорным башням являются простые насосы, устанавливаемые наверху водопроводных труб для увеличения давления воды.[32] Этот новый подход более прост, но в большей степени подвержен потенциальным рискам для здоровья населения; если насосы выходят из строя, потеря давления воды может привести к попаданию загрязняющих веществ в водную систему.[33] Большинство крупных предприятий водоснабжения не используют этот подход из-за потенциальных рисков.[сомнительный – обсудить][нужна цитата ]

Примечательный

Австралия

Водохранилище Бэнкстаун было построено на железобетон пирсы, который является одним из старейших в регионе Сиднея.

Австрия

Бельгия

Бразилия

Канада

Хорватия

Дания

Германия

Водонапорная башня Фридрихсплац, Мангейм

Италия

Нидерланды

Неоготическая водонапорная башня в Мальборк, Польша, с 1905 г.

Польша

Словения

Швеция

В Дом в облаках в Thorpeness функционировал в качестве водонапорной башни города с 1923 до 1977 года.

объединенное Королевство

Соединенные Штаты

Стояк

Луисвилл водонапорная башня, одна из немногих сохранившихся водонапорных башен в США. Он был завершен в 1860 году.

Первоначально в Соединенных Штатах было более 400 водонапорных башен, но сегодня их осталось очень мало, в том числе:[36][37]

Галерея

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б «Водоснабжение Новой Англии - Краткая история, Марсис Кемпе, MWRA, журнал NEWWA, сентябрь 2006 г., страницы 96-99» (PDF). Получено 14 марта 2018.
  2. ^ Бертон, Уильям Киннимонд (14 марта 1894 г.). Водоснабжение городов и строительство гидротехнических сооружений: практическое пособие для инженеров и студентов инженерных специальностей. Локвуд. п.127. Получено 14 марта 2018 - через Интернет-архив. WaterWorks дизайн воды башни и местоположение.
  3. ^ «10 промышленных водонапорных башен, превращенных в великолепные современные дома». 17 августа 2012 г.. Получено 14 марта 2018.
  4. ^ Banner Engineering (ноябрь 2009 г.), Примечания по применению
  5. ^ «Башня горячей и холодной воды». Ohiobarns.com. Получено 14 июн 2013.
  6. ^ «Водонапорная башня лозунги». Comcast. Получено 14 марта 2018.
  7. ^ «Грибная водонапорная башня». Новый ученый. Vol. 11 нет. 244. Деловая информация компании Reed. 20 июля 1961 г. с. 162. ISSN  0262-4079. Получено 14 марта 2018 - через Google Книги.
  8. ^ а б Эллиотт, Дебби (2 декабря 2006 г.). "Интересно насчет водонапорных башен". Все учтено. Национальное общественное радио.
  9. ^ а б Чарльз, Якоба (3 июня 2007 г.). «Давние эмблемы городских крыш, не теряющие своей прочности». Нью-Йорк Таймс.
  10. ^ Эмис, Ник (10 августа 2011 г.). «Водонапорная башня недалеко от Брюсселя». Получено 14 марта 2018 - через NYTimes.com.
  11. ^ «Водяной сфероид» (PDF). CBI. Получено 24 февраля 2012.
  12. ^ "Водный шар против водяного сфероида". Самая высокая водная сфера в мире. Самая высокая водная сфера в мире. Июнь 2009 г.. Получено 22 февраля 2012.
  13. ^ Вестерггаард, Барбара (август 2005 г.), Нью-Джерси Путеводитель по штату, Издательство Университета Рутгерса, ISBN  0-8135-3685-5
  14. ^ Роза, Лиза (22 февраля 2012 г.), «Несмотря на трудности, водонапорная башня Union Township остается достопримечательностью Джерси», Стар-Леджер, получено 21 февраля 2012
  15. ^ Филлиопс, Грегор (11 мая 2011 г.). «Новая водонапорная башня Эрвина будет одной из самых высоких на Восточном побережье». The Fayetteville Observer. Получено 25 февраля 2012.
  16. ^ "Самая высокая водная сфера в мире сейчас безопасна". Самая высокая водная сфера в мире. Получено 20 августа 2012.
  17. ^ «Водонапорная башня - Браман, Оклахома». Waymarking.com. Получено 22 февраля 2012.
  18. ^ "Самая высокая водная сфера в мире?". Самая высокая водная сфера в мире. 22 декабря 2010 г.. Получено 22 февраля 2012.
  19. ^ "Эдмонд Хаски". Waymarking.com. Получено 22 февраля 2012.
  20. ^ «Самая большая водонапорная башня». Центр интерпретации землепользования. Получено 22 февраля 2012.
  21. ^ Гейнс, Даниэль (2 марта 2011 г.). «Земляная водонапорная башня Germantown может быть переделана, WSSC выберет новый окрашенный дизайн для резервуара в следующем месяце». Вестник. Сеть. Получено 3 марта 2012.
  22. ^ ""Земляной "Резервуар для хранения воды - Germantown MD". Waymarking.com. 7 сентября 2009 г.. Получено 3 марта 2012.
  23. ^ "Makeover The Earthoid освежается". Нашивка Germantown. Получено 3 марта 2012.
  24. ^ «Совершенно новый мир обновления бака для воды Earthoid». Нашивка Germantown. Получено 3 марта 2012.
  25. ^ "Круглый муниципальный резервуар Гонзалеса". Waymarking.com. 22 апреля 2009 г.. Получено 25 февраля 2012.
  26. ^ «Водонапорная башня Гонсалеса». Waymarking.com. Получено 25 февраля 2012.
  27. ^ «Водонапорная башня Гонсалеса». Викимапия. Получено 25 февраля 2012.
  28. ^ «Водонапорная башня Эйндховена». Получено 24 февраля 2012.
  29. ^ "Водяная башня". Получено 24 февраля 2012.
  30. ^ plantaardignieuwsbrief12010.pdf
  31. ^ "Фантастический мондо делль'аква кон gli occhi di chi sa guardare". la Voce dell'Acqua (на итальянском).
  32. ^ «Насосы для дождевой воды или напорные резервуары». www.harvesth2o.com. Получено 14 марта 2018.
  33. ^ «Давление в системе распределения». water.me.vccs.edu. Получено 14 марта 2018.
  34. ^ «Водонапорная башня Джиноза». Emporis. Получено 19 июн 2017.
  35. ^ «Самое фаллическое здание в мире». Кабинет.
  36. ^ Харрис, НиНи (1986). «Заветные башни». В Hannon, Роберт Э. (ред.). Сент-Луис: его окрестности и соседи, достопримечательности и вехи. Сент-Луис, Миссури: Buxton & Skinner Printing Co.
  37. ^ "Водонапорные башни". builtstlouis.net. Получено 19 августа 2011.

внешние ссылки