8.5. Водонапірні і регулювальні споруди.
Регулювальні ємкості дають можливість забезпечити відносно рівномірну роботу насосних станцій, а також зменшити діаметри, а отже і вартість водопровідної мережі.
Запасні ємкості сприяють підвищенню надійності і безперебійності роботи всієї системи водопостачання. За призначенням ємкості, що використовуються у водопостачанні, класифікують на регулювальні, запасні й запасно-регулювальні, тобто такі, які поєднують в одній споруді функції акумулювання і регулювання. За способом одержання води споруди бувають: напірні, що забезпечують напір, потрібний для безпосереднього подавання води у водорозподільну систему; безнапірні, з яких вода забирається насосами. Напірні ємкості конструктивно поділяються так:
а) водонапірні башти (напір забезпечується встановленням резервуара на підтримуючій конструкції належної висоти);
б) резервуари (напір забезпечується встановленням резервуара на відповідній підвищеній точці місцевості);
в) водонапірні колони, що займають проміжне становище між наземними резервуарами і баштами;
г)пневматичні установки (напір забезпечується тиском на поверхню води стисненого повітря в герметично зачинених резервуарах).
8.5.1. Водонапірні башти.
Основним завданням роботи водонапірної башти є компенсація не збігання режимів подавання і споживання води в окремі години доби, що досягається акумулюванням надлишку подаваної води в одні години і поповненням її нестачі в інші години доби.
Водонапірна башта становить собою водонапірний бак, розташований на підтримуючій конструкції (стволі) на потрібній за розрахунком висоті (мал. 8.25). Навколо бака для його утеплення найчастіше влаштовують шатро на консолях, випущених з опорної конструкції. Шатро має бути з легкого матеріалу, покритого теплоізоляцією і вогнетривкою фарбою. В районах теплого клімату шатра можна не робити, але тоді бак повинен мати перекриття. При достатньо швидкому обміні води в баці можна обійтися без шатра і в холодній місцевості, бо в цих умовах замерзання води в баці малоймовірне навіть при великих морозах. В одній і тій самій водонапірній башті можна на різній висоті встановлювати два і навіть три баки, що обслуговують системи водопроводів з різними напорами (на промислових підприємствах).
Водонапірні башти роблять з різних матеріалів: бетону, залізобетону, цегли, металу і дерева. Несучою конструкцією башт є циліндричні (різних форм у плані) стіни, колони і металеві ґратчасті конструкції. Резервуари залізобетонних башт здебільше круглі або багатокутні в плані зі сферичним угнутим днищем. На невеликих баштах влаштовують резервуари з плоским днищем. Залізобетонна водонапірна башта з опорним корпусом у вигляді суцільної циліндричної стінки постійного перерізу найпоширеніша у будівельній практиці.. Будувати башти такого типу можна за швидкісним методом, крім того зменшуються витрати на опалубку і помости, бо застосовується рухома опалубка.
8.25. Схема обладнання водонапірної башти трубопроводами:
1 — засувка; 2 — подавально-розвідний трубопровід; 3 — компенсатор; 4 — трубопровід роздавання води з бака; 6 — зворотний клапан; 6 — сітка; 7 — поплавцевий клапан; 8 — воронка; 9 — металеві сходи; 10 — грязьова труба; 11 — заслінка на грязьовій трубі; 12 — переливний трубопровід.
Нині більшість залізобетонних башт споруджують із збірних елементів. Приміщення в баштах використовують для потреб водопровідного господарства. Башти споруджують з баками ємкістю до 800 м3 при висоті до 40 м.
Металеві башти у нашому будівництві мало поширені з метою, заощадження металу; лиш іноді роблять стальні башти системи В.Г.Шухова. Порівняно з іншими типами башт сталеві найпридатніші для районів, що зазнають землетрусів. Металеві башти зі стволом з труби широко застосовують у сільськогосподарському водопостачанні.
Дерев'яні водонапірні башти роблять на тимчасових водопроводах і у невеликих водопроводах (у місцях, багатих на ліс). Ці башти придатні лише, коли потрібні невеликі висота і ємкість. На дерев'яних баштах встановлюють стальні баки з плоским дном.
Водонапірні башти обладнують подавальним, переливним і спускним трубопроводами. Подавальний (він же часто і розвідний) трубопровід подає воду в резервуар (при надлишковому подаванні води насосами) або в мережу. В рідкісних випадках влаштовують окремо подавальний і розвідний трубопроводи. Подавальний трубопровід бажано встановлювати на висоті верхнього рівня води в резервуарі. Тоді на кінці його роблять поплавцевий клапан, що автоматично закриває трубопровід, коли рівень води в резервуарі досягне верхньої відмітки. Переливний трубопровід служить для запобігання переповненню резервуара. Спускний (грязьовий) трубопровід у вигляді короткого відгалуження приєднаний до переливного трубопроводу і призначений для повного випорожнення резервуара. На цьому відгалуженні встановлена засувка, що відчиняється тільки при потребі видалити з резервуара осад. У башті має бути встановлений показник рівня води в резервуарі. В основному застосовуються поплавцеві пристрої. У тих випадках, коли водонапірна башта зв'язана з автоматичною системою водопостачання, у резервуарі встановлюють поплавцевий вимикач, що керує роботою насосів залежно від рівня води.
Різновидом водонапірної башти є водонапірні колони — високі металеві або залізобетонні резервуари. В нашій країні їх роблять дуже рідко. Зведення водонапірної колони доцільне тоді, коли вона призначена (головним чином) для зберігання аварійного запасу води і можливе значне зниження напору в період, коли запас води витрачений (такі умови часто зустрічаються на металургійних заводах). Наявність водонапірної колони для зберігання аварійного запасу води дає можливість в багатьох випадках обійтися без додаткового енергетичного резерву на насосних станціях. Перевагою водонапірної колони є те, що вона сприяє пом'якшенню гідравлічних ударів у мережі, бо в ній сполучається з атмосферою значна площа поверхні води. Колону доцільно розташовувати якомога ближче до основного джерела виникнення гідравлічних ударів, тобто до насосної станції.