Схема водонапірної вежі складається з резервуару або бака і підтримувальної конструкції - ствола, застосовуються у складі устаткування для водопостачання зі свердловини артезіанської.
Водонапірні башні системи Рожновського місткістю 160 куб. м (50 куб. м бак і 110 куб. м резервного запасу) знаходить застосування в заміських системах автономного водопостачання, сільського водопостачання, водопостачання великих підприємств, сільських селищ, котеджных городків.
Типові водонапірні башти проектують з баками місткістю 15, 25, 50, 160 м3. Висоту опір (від землі до верху опори бака) для веж об'ємом від 15 до 50 м3 встановлюють кратною 3 м, з баками місткістю 100 м3 і більше - кратною 6 м.
Об'єм бака і висота підтримувальної конструкції (вимірювана від поверхні землі до низу бака) визначаються в процесі проведення основних розрахунків системи водопостачання і приймаються як задані при проектуванні вежі. Далі з типових вибирається найближча більша.
Схема водонапірної башти
1 - труба для зливу бруду
2 - труба наповнення
3 - закладні деталі
4 - фундамент
5 - земляний насип
6 - ствол
7 - зовнішня драбина
8 - внутрішня драбина
9 - світовий люк
10 - сапун
11 - дах баку
12 - льодотримачі
13 - бак
У практиці будівництва водонапірних башт розміри бака і ствола міняються в широких межах. Місткість бака коливається від декількох десятків кубічних метрів в малих водопроводах до декількох тисяч кубічних метрів у великих міських і промислових водопроводах. Висота вежі (точніше, висота підтримувальної конструкції) зазвичай лежить в межах 15-30 м (і в окремих випадках перевершує 30 м).
Баки у більшості випадків влаштовують круглої форми в плані. Співвідношення висоти і діаметру бака диктується як технологічними, так і архітектурно-будівельними міркуваннями. Велика висота бака небажана, оскільки викликає збільшення висоти підйому води, а також значні коливання натисків в системі. Водонапірна вежа, особливо в міських водопроводах, повинна задовольняти естетичним вимогам, які пред'являються до усіх архітектурних споруд.
Негарно виконана вежа може порушити гармонійність усього архітектурного ансамблю того району, де вона розташована.
В деяких випадках (наприклад, на промислових підприємствах за наявності двох або декількох мереж різного натиску) влаштовують башти з двома і більше баками, розташованими на різній висоті, але водонапірна башта має бути вищою за всі будинки до яких подається вода з цієї башти.
Історія суцільнометалевих водонапірних веж, що не обігріваються, почалася в 1925 році.
У 1936 році інженер Рожновський А.А. запропонував конструкцію водонапірної башти, метод швидкісного монтажу і схему встановлення і в 1942 році за їх створення і впровадження був удостоєний звання Лауреата Сталінської премії. Вони отримали найменування "башні системи Рожновского", або БР.
Відтоді водонапірні башти Рожновського отримали своє широке поширення в системі водопостачання села за рахунок водонепроникності баків, малої ваги і заводського виготовлення деталей, що забезпечують відносно швидкий монтаж веж на місці будівництва.
Також типові вежі системи Рожновського підвищують міру надійності системи водопостачання за рахунок наявності аварійного і протипожежного запасу води
Призначення і сфера застосування башти Рожновського.
1. Уніфіковані (типові) водонапірні башні системи Рожновського застосовуються в схемах сільського, господарського водопостачання, а також водопроводів великих підприємств і населених пунктів.
2. Призначення водонапірної башти полягає в регулювання нерівномірного водоспоживання, зберігання обмеженого резервного і протипожежного запасів води,
3. Вибір об'єму бака і висоти ствола обгрунтовується розрахунком водонапірної вежі при проектуванні систем водопроводу.
4. Типові конструкції розраховані для будівництва в районах про наступними характеристиками:
- розрахункова зимова температура зовнішнього повітря не нижче мінус 40°З;
- вага снігового покриву до 100 кг/м2;
- швидкісний натиск вітру до 45 кг/м;
- сейсмічність - не вище 6 балів;
Не допускається застосування БР в районах з особливими умовами будівництва (вічна мерзлота, карстові явища, висока сейсмічність і т. д.).
5. Типові водонапірні башні системи Рожновського призначені для експлуатації при температурі води, що поступає, не менше 6° З переважно з бурових свердловин. Для експлуатації в районах з розрахунковою зимовою температурою нижче мінус 20° З необхідно забезпечувати, як мінімум, двократний водообмін в добу.
Башня ВБР заповнюється водою двома способами.
Перший - водонапірна вежа заповняться водою, яка поступає згори. Це самий неекономічний спосіб з точки зору споживання електроенергії, проте, при цьому виключаються гідроудари в магістралі при включенні глибинного насоса. Другий спосіб - насос подає воду безпосередньо в магістраль, а бак з водою виходить в ролі "споживача-накопичувача" і вода поступає знизу. Такий метод економічніший, проте, наявність гідроударів в системі може привести до її поривів.
Схема трубопроводів водонапірної вежі
За 1-ою схемою влаштовують одну загальну трубу, що подающе-отводящую, розраховану на подання (у бак або з бака) води в кількості, рівній різниці кількості води, що подається насосами і витрачається споживачами. Кінець її розташовують у низу бака на висоті, що запобігає засмоктуванню мулу, який може періодично скупчуватися в найнижчих точках бака. Ця схема може бути застосована при розташуванні вежі у будь-якій точці мережі.
При такій схемі виходить найменша вартість трубопроводів, якими обладналася вежа системи Рожновского, і досягається деяке скорочення витрати енергії на підйом води, оскільки зниження рівня води у баку обумовлює відповідне зниження робочого натиску насосів.
За 2-ою схемою башта системи Рожновского обладнається двома трубами: що подає і відводить, між якими може бути влаштоване (у підвалі) аварійне перемикання. Така схема може бути застосована тільки при розташуванні вежі на початку мережі. Тут уся вода, що подається насосами, проходить через бак, і насоси завжди працюють з натиском, що відповідає найвищому положенню води у баку, що викликає збільшення натиску насосів і витрати енергії на подання води.
За цією схемою у нас здійснено устаткування ряду раніше побудованих веж, але для нових споруд вона не може бути рекомендована.
Можливе деяке компромісне рішення, що передбачає облаштування єдиної труби з розділенням її у баку на ту, що подає і відводить. На останній встановлений зворотний клапан, що перешкоджає вступу по ній води у бак. Ця 3-тя схема дозволяє здійснювати постійне перемішування води у баку; перемішування води сприяє збереженню її свіжості і перешкоджає її замерзанню взимку.
Різновидом цієї схеми є схема підключення водонапірної вежі (прийнята в типових проектах "Союзводоканалпроекта"), при якій подаючий трубопровід не доводиться до верху бака. Це дає можливість дещо скоротити перевитрату енергії на подання води (що має місце при 1-ій схемі ) і здійснити часткове перемішування води у баку.
