Vodárenská věž - Water tower

Tento článek je o struktuře přetlakování. Informace o železničním zařízení viz vodní jeřáb. K písni viz Tři (Charlotte Church EP). Pro další použití viz vodní sloup.
Vodárenská věž v Mondeville, Calvados, Francie

A vodárenská věž je vyvýšená konstrukce nesoucí a nádrž na vodu konstruovány ve výšce dostatečné pro natlakování a rozvod vody pro distribuci pitná voda, a zajistit nouzové skladování pro požární ochranu.[1] Vodárenské věže často fungují ve spojení s podzemím nebo povrchem servisní nádrže, které skladují upravenou vodu blízko místa, kde bude použita.[2] Jiné typy vodárenských věží mohou skladovat pouze surovou (nepitnou) vodu pro požární ochranu nebo pro průmyslové účely a nemusí být nutně připojeny k veřejnému vodovodu.

Vodárenské věže jsou schopné dodávat vodu i během výpadky proudu, protože se spoléhají na hydrostatický tlak produkovaný zvýšením vody (kvůli gravitace ) tlačit vodu do domácích a průmyslových rozvodů vody; nemohou však dlouho dodávat vodu bez napájení, protože k doplnění věže je obvykle nutné čerpadlo. Vodárenská věž slouží také jako nádrž na pomoc s potřebami vody v době špičky. Hladina vody ve věži obvykle klesá během špičkových denních provozních hodin a poté ji čerpadlo v noci naplní zpět. Tento proces také udržuje vodu před zamrzáním v chladném počasí, protože věž je neustále vypouštěna a doplňována.[Citace je zapotřebí ]

Dějiny

Viz také: Historie zásobování vodou a kanalizace
Železniční vodní nádrž Beaumont St. Louis a San Francisco (1875, obnoveno 2012), Beaumont, Kansas, USA
Nepoužívaná železniční vodárenská věž ve tvaru koule Trevír, Německo

Ačkoli použití zásobníků zvýšené vody existuje již od starověku v různých formách, moderní využití vodních věží pro tlakové veřejné vodní systémy se vyvinulo v polovině 19. století, protože čerpání páry se stalo běžnějším a lepším potrubí které dokázaly zvládnout vyšší tlaky. Ve Spojeném království se rozdělovače skládaly z vysokých, odkrytých trubek ve tvaru písmene N, které se používaly k odlehčení tlaku ak zajištění pevné výšky pro parní čerpací motory, které měly tendenci vytvářet pulzující tok, zatímco systém distribuce tlakové vody vyžadoval konstantní tlak . Standpipe také poskytovaly vhodné pevné místo pro měření průtoků. Návrháři obvykle uzavírali stoupací trubky do dekorativního zdiva nebo dřevěných konstrukcí. Na konci 19. století se stoupací trubky rozrostly o zásobní nádrže, aby splňovaly stále rostoucí požadavky rostoucích měst.[1]

Mnoho raných vodárenských věží je nyní považováno za historicky významné a byly zahrnuty do různých výpisy dědictví okolo světa. Některé jsou převedeny na byty nebo exkluzivní přístřešky.[3] V určitých oblastech, jako např New York City ve Spojených státech jsou pro jednotlivé budovy postaveny menší vodárenské věže. v Kalifornie a některé další státy, domácí vodárenské věže uzavřené vlečkou (tankovny ) byly kdysi postaveny (50. – 30. léta 20. století) za účelem zásobování jednotlivých domů; větrné mlýny čerpal vodu z ručně vykopaných studní do nádrže v New Yorku.

K zásobování byly použity vodní věže voda se zastaví pro parní lokomotivy na železničních tratích.[Citace je zapotřebí ] Brzy parní lokomotivy vyžadovaly zastavení vody každých 7 až 10 mil (11 až 16 km).

Design a konstrukce

Střelecký kopec vodárenská věž je místní orientační bod v Londýn, Spojené království. Vodní věže jsou běžné na předměstí Londýna.

Pro konstrukci typické vodárenské věže lze použít různé materiály; ocel a vyztužený nebo předpjatý beton se nejčastěji používají (se dřevem, laminát, nebo také cihla), zahrnující vnitřní nátěr, který chrání vodu před jakýmikoli vlivy obkladového materiálu. Nádrž ve věži může být sférický, válcovitý, nebo elipsoid, s minimální výškou přibližně 6 metrů (20 ft) a minimálně 4 m (13 ft) v průměru.[Citace je zapotřebí ] Standardní vodárenská věž má obvykle výšku přibližně 40 m (130 stop).

Vodárenská věž Ross Barnett Reservoir v Mississippi

K natlakování dochází prostřednictvím hydrostatický tlak výšky vody; na každých 10,20 centimetrů (4,016 palce) nadmořské výšky produkuje 1 kilopascal (0.145 psi ) tlaku. 30 m (98,43 ft) nadmořské výšky produkuje zhruba 300 kPa (43,511 psi), což je dostatečný tlak pro provoz a zajištění většiny požadavků na tlak a rozvod vody v domácnosti.

Výška věže zajišťuje tlak pro systém zásobování vodou a může být doplněna a čerpadlo. Objem nádrž a průměr potrubí zajišťují a udržují průtok. Spoléhat se na to, že čerpadlo poskytne tlak, je však drahé; aby udržel krok s měnící se poptávkou, muselo by být čerpadlo dimenzováno tak, aby splňovalo špičkové požadavky. Během období nízké poptávky žokejové pumpy se používají ke splnění těchto požadavků na nižší průtok vody. Vodárenská věž snižuje potřebu elektrické spotřeby cyklických čerpadel, a tedy potřebu nákladného řídicího systému čerpadla, protože tento systém by musel být dimenzován dostatečně, aby poskytoval stejný tlak při vysokých rychlostech průtoku.

Při hašení požárů jsou zapotřebí velmi vysoké objemy a průtoky. Je-li k dispozici vodárenská věž, lze čerpadla dimenzovat na průměrnou poptávku, nikoli špičkovou; vodárenská věž může zajišťovat tlak vody během dne a čerpadla doplňují vodárenskou věž, když jsou nižší požadavky.

Použitím bezdrátové senzorové sítě monitorování hladin vody uvnitř věže umožňuje obcím automaticky monitorovat a řídit čerpadla bez instalace a údržby drahých datových kabelů.[4]

Architektura

Věž s místním středoškolským maskotem, tygrem (Centreville, Texas)

Vodárenské věže mohou být obklopeny ozdobnými kryty včetně fantazie zdivo, velký břečťan -kryté mřížoví nebo je lze jednoduše namalovat. Některé městské vodárenské věže mají název města malovaný velkými písmeny na střeše, jako navigační pomoc piloti a motoristé. Někdy může být dekorace vtipná. Příkladem toho jsou vodárenské věže postavené vedle sebe, označené HORKÝ a STUDENÝ. Mezi města ve Spojených státech, která mají vedle sebe vodárenské věže označené HORKÉ a STUDENÉ, patří Granger, Iowo; Canton, Kansas; Pratt, Kansas, a St. Clair, Missouri; Eveleth, Minnesota najednou měl dvě takové věže, ale už je nemá.[5] Mnoho malých měst ve Spojených státech využívá své vodní věže k propagaci místního cestovního ruchu, místních středoškolských sportovních týmů nebo jiných místně významných faktů.[6] V roce byla postavena „houbová“ vodárenská věž Örebro, Švédsko a drží téměř dva miliony galonů vody.[7]

Celosvětově

Střešní vodní věže na bytových domech na východní 57. ulici v New Yorku

Obrázek vlevo ukazuje tři architektonické přístupy k začlenění těchto nádrží do návrhu budovy. Zleva doprava, plně uzavřená a ozdobně zdobená cihlová konstrukce, jednoduchá nezdobená cihlová konstrukce bez střechy, která skrývá většinu nádrže, ale odhaluje horní část nádrže, a jednoduchá utilitární struktura, která se nepokouší skrýt nádrže nebo je jinak začlenit Tato technologie se datuje přinejmenším do 19. století a New York po dlouhou dobu vyžadoval, aby všechny budovy vyšší než šest podlaží byly vybaveny střešní vodárenskou věží.[8] Dvě společnosti v New Yorku staví vodárenské věže, obě jsou rodinné podniky v provozu od 19. století.[8]

Původní stavitelé vodárenské věže byli výrobci sudů, kteří rozšiřovali své řemeslo tak, aby vyhovovaly moderní potřebě, protože budovy ve městě rostly výškově. I dnes se k zadržování vody nepoužívá žádný těsnicí materiál. Dřevěné stěny vodárenské věže jsou drženy pohromadě ocelovými lany nebo popruhy, ale při prvním naplnění uniká voda mezerami. Jak voda nasycuje dřevo, bobtná, mezery se uzavírají a stávají se nepropustnými.[9] Ve střešních vodárenských věžích je uloženo 25 000 až 50 000 litrů vody (5 500 až 11 000 imp gal; 6 600 až 13 200 US gal), dokud není potřeba v níže uvedené budově. Horní část vody je odsávána z horní části pro každodenní použití, zatímco voda ve spodní části věže je držena v záloze pro hašení požáru. Když voda klesne pod určitou hladinu, aktivuje tlakový spínač, hladinový spínač nebo plovákový ventil čerpadlo nebo otevře veřejné vodovodní potrubí k doplnění vodárenské věže.[9]

Houbová betonová vodárenská věž z Roihuvuori v Helsinki, Finsko bylo postaveno v 70. letech. Je vysoká 52 metrů (171 stop) a pojme asi 12 000 metrů krychlových (420 000 krychlových stop) vody.

Architekti a stavitelé zvolili různé přístupy k začlenění vodních věží do designu svých budov. Na mnoha velkých komerčních budovách jsou vodárenské věže zcela skryté za prodloužením fasády budovy. Z kosmetických důvodů bytové domy často uzavírají své nádrže do střešních konstrukcí, buď do jednoduchých nezdobených střešních boxů, nebo do ozdobně zdobených konstrukcí určených ke zvýšení vizuální přitažlivosti budovy. Mnoho budov však nechává své vodárenské věže v prostém pohledu na vrcholu užitkových rámových struktur.[Citace je zapotřebí ]

Vodárenské věže jsou běžné Indie, kde je dodávka elektřiny na většině míst nestálá.[Citace je zapotřebí ]

Pokud dojde k poruše čerpadel (například při výpadku proudu), dojde ke ztrátě tlaku vody, což může způsobit obavy o veřejné zdraví. Mnoho států USA vyžadujeporadenství vroucí vody "bude vydáno, pokud tlak vody klesne pod 20 liber na čtvereční palec (140 kPa)."[Citace je zapotřebí ] Toto doporučení předpokládá, že nižší tlak může umožnit patogenům vstoupit do systému.[Citace je zapotřebí ]

Vodárenské věže jsou často považovány za památky stavební inženýrství.[Citace je zapotřebí ] Některé byly přestavěny tak, aby sloužily moderním účelům, například Wieża Ciśnień (Vratislavská vodárenská věž ) v Vratislav, Polsko, které je dnes restauračním komplexem. Jiné byly převedeny na domácí použití.[10]

Historicky železnice, které používaly parní lokomotivy vyžadoval prostředky k doplnění nabídek lokomotivy. Podél železnice byly běžné vodní věže. Nabídky byly obvykle doplňovány vodní jeřáby, které byly napájeny vodárenskou věží.[Citace je zapotřebí ]

Některé vodárenské věže se také používají jako rozhledny a některé restaurace, například Goldbergturm v Sindelfingen, Německo nebo druhý ze tří Kuvajtské věže ve státě Kuvajt. Je také běžné používat vodárenské věže jako místo přenos mechanismy v UHF dosah s malým výkonem, například pro uzavřenou službu venkovského vysílání, amatérské rádio nebo mobilní telefon servis.[Citace je zapotřebí ]

V kopcovitých oblastech může být místní topografie nahrazena strukturami pro zvedání nádrží. Tyto nádrže často nejsou nic jiného než beton cisterny řadové do stran místních kopců nebo hor, ale fungují stejně jako tradiční vodárenská věž. Vrcholy těchto nádrží lze podle potřeby upravit nebo použít jako parkovací prostor.[Citace je zapotřebí ]

Koule a sféroidy

Bobber Water Tower od Paula Bunyana v Pequot Lakes, Minnesota

The Chicago Bridge and Iron Company vybudovala mnoho vodních koulí a sféroidů nalezených ve Spojených státech.[11] Webová stránka Nejvyšší vodní koule na světě popisuje rozdíl mezi vodní koulí a vodou sféroid tím pádem:

Vodní koule je typ vodárenské věže, která má v horní části sloupku velkou kouli. Koule vypadá jako golfový míček sedící na odpališti nebo kulatý lízátko. Průřez koule v libovolném směru (východ-západ, sever-jih nebo shora dolů) je dokonalý kruh. Vodní sféroid vypadá jako vodní koule, ale vrchol je širší než vysoký. Sféroid vypadá jako kulatý polštář, který je poněkud zploštělý. Průřez sféroidu ve dvou směrech (východ-západ nebo sever-jih) je elipsa, ale pouze v jednom směru (shora dolů) je to dokonalý kruh. Sféry i sféroidy jsou speciální elipsoidy: koule mají symetrii ve 3 směrech, sféroidy mají symetrii ve 2 směrech. Scalenové elipsoidy mají 3 osy nerovné délky a tři nerovné průřezy.[12]

East Bay Township Vodárenská věž poblíž Traverse City, Michigan

The Union Watersphere je vodárenská věž zakončená ve tvaru koule nádrž na vodu v Union, New Jersey[13] a charakterizován jako Nejvyšší vodní koule na světěČlánek s hvězdnou knihou[14] navrhl vodárenskou věž Erwin, Severní Karolína dokončeno počátkem roku 2012 219,75 ft (66,98 m) vysoký a drží 500 000 amerických galonů (1900 m)3),[15] se stala nejvyšší vodní sférou světa. Fotografie vodárenské věže Erwin však odhalily, že nová věž je vodní sféroid.[16] Vodárenská věž v Braman, Oklahoma, postavený Kaw Nation a dokončena v roce 2010, je vysoká 67,2 m (220,6 stop) a pojme 1300 m (350 000 amerických galonů)3).[17] Je o něco vyšší než unijní vodní plocha, ale také sféroid.[18] Další věž v Oklahomě, postavená v roce 1986 a označována jako "největší vodárenská věž v zemi", je 218 stop (66 m) vysoký, může pojmout 500 000 amerických galonů (1900 m)3) a nachází se v Edmond.[19][20]

The Earthoid, dokonale sférická nádrž umístěná v Germantown, Maryland je vysoký 30 stop a drží 2 600 000 amerických galonů (7 600 m)3) z vody. Název je převzat z toho, že je malován tak, aby připomínal světovou kouli.[21][22][23][24]Nádrž na vodní věž ve tvaru golfového míčku u Gonzales, Kalifornie je podepřena třemi trubkovými nohami a dosahuje výšky asi 38 metrů.[25][26][27]

Eindhovenské vodní věže

The Watertoren (nebo vodní věže) v Eindhoven Nizozemsko obsahuje tři kulové nádrže, každý o průměru 10 m (33 ft) a schopný pojmout 500 kubických metrů vody, na třech věžích 43,45 m (142,6 ft) byly dokončeny v roce 1970.[28][29]

Nejvyšší

Tento seznam je neúplný; můžete pomoci přidání chybějících položek s spolehlivé zdroje.
Vodárenská věž Mechelen-Zuid, jeden z nejvyšších na světě[30]
VěžRokZeměMěstoVýška PinnaclePoznámky
Swisscom-Sendeturm St. Chrischona1984  ŠvýcarskoSt. Chrischona250 m (820 ft)
Kuvajtské věže, Věž A1979 Kuvajtměsto Kuwait187 m (613 stop)
Kuvajtské věže, Věž B1979 Kuvajtměsto Kuwait146 m (479 stop)
Waldenburgská televizní věž1959 NěmeckoWaldenburg145 m (475 stop)částečně kotvící věž složená z vodárenské věže a anténního stožáru kotveného k zemi jako vrchol, anténní stožár byl demontován v roce 2008
Vodárenská věž Mechelen-Zuid1978 BelgieMechelen143 m (469 stop)kombinovaná vodní a telekomunikační věž
Vodní věž Ginosa1915 ItálieGinosa130 m (426,5 ft)[31]

Alternativy

Alternativou k vodárenským věžím jsou jednoduchá čerpadla namontovaná na vodních potrubích ke zvýšení tlaku vody.[32] Tento nový přístup je přímější, ale také více podléhá potenciálním rizikům pro veřejné zdraví; pokud dojde k poruše čerpadel, může ztráta tlaku vody vést ke vstupu nečistot do vodního systému.[33] Většina velkých vodárenských společností tento přístup nepoužívá, vzhledem k potenciálním rizikům.[pochybný – diskutovat][Citace je zapotřebí ]

Pozoruhodný

Austrálie

Přehrada Bankstown byla postavena na železobeton mola, který je jedním z nejstarších tohoto typu v oblasti Sydney.

Rakousko

Belgie

Brazílie

Kanada

Chorvatsko

Dánsko

Německo

Friedrichsplatz's Water Tower, Mannheim

Itálie

Holandsko

Neogotická vodárenská věž v Malbork, Polsko, od roku 1905

Polsko

Slovinsko

Švédsko

The Dům v oblacích v Thorpeness fungovala jako městská vodárenská věž od roku 1923 do roku 1977.

Spojené království

Spojené státy

Stoupací trubka

Louisville Water Tower, jedna z mála zbývajících stoupacích vodních věží ve Spojených státech. To bylo dokončeno v roce 1860.

Ve Spojených státech původně existovalo více než 400 vodovodních věží, ale dnes jich jen velmi málo, včetně:[36][37]

Galerie

  • Vodárenská věž v Rybnik, Polsko

  • Vodárenská věž v Viljandi, Estonsko

Viz také

Reference

  1. ^ A b „New England Water Supplies - A Brief History, Marcis Kempe, MWRA, NEWWA Journal, září 2006, strany 96-99“ (PDF). Citováno 14. března 2018.
  2. ^ Burton, William Kinnimond (14 března 1894). Zásobování měst vodou a výstavba vodáren: Praktické pojednání pro použití inženýry a studenty strojírenství. Lockwood. p.127. Citováno 14. března 2018 - prostřednictvím internetového archivu. Návrh a umístění vodárenské věže vodárny.
  3. ^ „10 průmyslových vodáren přeměněno na úžasné moderní domy“. 17. srpna 2012. Citováno 14. března 2018.
  4. ^ Banner Engineering (listopad 2009), Poznámky k aplikaci
  5. ^ "Teplá a studená vodárenská věž". Ohiobarns.com. Citováno 14. června 2013.
  6. ^ „Slogany vodárenské věže“. Comcast. Citováno 14. března 2018.
  7. ^ "Houbová vodárenská věž". Nový vědec. Sv. 11 č. 244. Reed obchodní informace. 20. července 1961. str. 162. ISSN  0262-4079. Citováno 14. března 2018 - prostřednictvím Knih Google.
  8. ^ A b Elliott, Debbie (2. prosince 2006). „Zajímalo by mě o vodárenské věže“. Konec konců. Národní veřejné rádio.
  9. ^ A b Charles, Jacoba (3. června 2007). "Dlouhodobé emblémy městských střech, stále silné". The New York Times.
  10. ^ Amies, Nick (10. srpna 2011). „Vodárenská věž poblíž Bruselu“. Citováno 14. března 2018 - přes NYTimes.com.
  11. ^ "Waterspheroid" (PDF). CBI. Citováno 24. února 2012.
  12. ^ „Water Sphere versus Water Spheroid“. Nejvyšší vodní koule na světě. Nejvyšší vodní koule na světě. Červen 2009. Citováno 22. února 2012.
  13. ^ Westerggaard, Barbara (srpen 2005), New Jersey Průvodce státem, Rutgers University Press, ISBN  0-8135-3685-5
  14. ^ Rose, Lisa (22. února 2012), „Navzdory výzvě zůstává vodárenská věž Union Township mezníkem v Jersey“, Hvězdná kniha, vyvoláno 21. února 2012
  15. ^ Philliops, Gregor (11. května 2011). „Nová vodárenská věž Erwin bude mezi nejvyššími na východním pobřeží“. Fayetteville Observer. Citováno 25. února 2012.
  16. ^ „Prozatím nejvyšší název světové sféry vody v bezpečí“. Nejvyšší vodní koule na světě. Citováno 20. srpna 2012.
  17. ^ „Water Tower - Braman, Oklahoma“. Waymarking.com. Citováno 22. února 2012.
  18. ^ „Nejvyšší vodní koule světa?“. Nejvyšší vodní koule na světě. 22. prosince 2010. Citováno 22. února 2012.
  19. ^ „Edmond Huskies“. Waymarking.com. Citováno 22. února 2012.
  20. ^ "Největší vodárenská věž". Centrum pro interpretaci využití půdy. Citováno 22. února 2012.
  21. ^ Gaines, Danielle (2. března 2011). „Vodní věž Earthoid společnosti Germantown by mohla být připravena na proměnu WSSC, aby si příští měsíc vybrala nový lakovaný design nádrže“. Úřední list. Síť. Citováno 3. března 2012.
  22. ^ ""Earthoid "Zásobník na vodu - Germantown MD". Waymarking.com. 7. září 2009. Citováno 3. března 2012.
  23. ^ „Makeover The Earthoid gets a refresh“. Patch Germantown. Citováno 3. března 2012.
  24. ^ „Zcela nový svět s aktualizací úpravy vodní nádrže Earthoid“. Patch Germantown. Citováno 3. března 2012.
  25. ^ „Gonzales Round Municipal Tank“. Waymarking.com. 22.dubna 2009. Citováno 25. února 2012.
  26. ^ „Vodárenská věž Gonzales“. Waymarking.com. Citováno 25. února 2012.
  27. ^ „Vodárenská věž Gonzales“. Wikimapia. Citováno 25. února 2012.
  28. ^ "Water Tower Eindhoven". Citováno 24. února 2012.
  29. ^ "Vodárenská věž". Citováno 24. února 2012.
  30. ^ plantaardignieuwsbrief12010.pdf
  31. ^ „Il fantastico mondo dell'acqua con gli occhi di chi sa guardare“. la Voce dell'Acqua (v italštině).
  32. ^ „Čerpadla dešťové vody nebo tlakové nádoby“. www.harvesth2o.com. Citováno 14. března 2018.
  33. ^ „Tlak v distribučním systému“. water.me.vccs.edu. Citováno 14. března 2018.
  34. ^ "Vodní věž Ginosa". Emporis. Citováno 19. června 2017.
  35. ^ „Nejfalkovější budova na světě“. Skříň.
  36. ^ Harris, NiNi (1986). "Ceněné věže". V Hannon, Robert E. (ed.). St. Louis: Jeho sousedství a sousedé, památky a milníky. St. Louis, MO: Buxton & Skinner Printing Co.
  37. ^ "Watertowers". builtstlouis.net. Citováno 19. srpna 2011.

externí odkazy