Funktionsprinzip des Wasserturms

 Wasserturm - wozu dient er?

Ein Wasserturm ( Wasserturm / Wasserturm ), auch Wasserturm genannt, ist ein Bauwerk. Er dient der Druckregulierung und der Steuerung des Wasserdurchflusses in einem hydraulischen System, das einen kleinen Bereich abdeckt, auf dem er aufgestellt ist. Ein Wasserturm ist ein Objekt, dessen Betrieb auf einfachen physikalischen Gesetzen beruht. Es weist viele der funktionalen Merkmale auf, auf denen die Grundlagen des für die Industrie, den städtischen Bereich und den Eisenbahnsektor geplanten Wasserinfrastrukturmoduls beruhen.

Funktionsprinzip des Wasserturms / Foto t.przechlewski

Wasserturm - Funktionsprinzip - Konstruktion - Plan - Zweck

Die Hauptfunktion von Wassertürmen besteht darin, den Druck des Wassers für die Verteilung zu erhöhen.

Funktionsprinzip eines Wasserturms

Bei der Planung eines Wasserturms geht es in erster Linie darum, einen geeigneten Standort für die künftigen Fundamente des Bauwerks zu finden. Um voll funktionsfähig zu sein, muss das Bauwerk auf der höchsten örtlichen Erhebung errichtet werden. Denn das sich im Wasserturmtank ansammelnde Wasser muss höher liegen als die Wassersysteme bei den Verbrauchern. Das Funktionsschema des gesamten hydraulischen Systems, das auf dem Wasserturm basiert, besteht darin, dass eine Pumpe Wasser aus einem tiefen Reservoir ansaugt und die Flüssigkeit nach oben direkt in den Wassertank pumpt, der sich an der Spitze des Wasserturms befindet. Dann drückt er unter dem Einfluss seiner Schwerkraft und dank des Gesetzes der Schwerkraft das Wasser aus den Rohren, bis der Druck im Hochbehälter dem Druck im gesamten hydraulischen System der Rohrleitung entspricht (Pascalsches Gesetz). Der gesamte Funktionsprozess des Druckturmbetriebs basiert also auf dem Phänomen des hydrostatischen Gleichgewichts, das auf dem Prinzip der Flüssigkeitsströmung in "verbundenen Gefäßen" beruht.

Zweck und Ziel des Wasserturms

Neben der autonomen Stabilisierung des Wasserflusses verfügt der Wasserturm über mehrere weitere praktische Funktionen. Als die Dampfpumpen durch elektrische Pumpen ersetzt wurden. Die Aufgabe des Wasserturms war es, als Wasserreserve für das hydraulische System zu dienen. Der Wasserkreislauf beginnt in der Pumpstation und gelangt über Filter zu den Verbrauchern. Zwischendurch wird das Turmreservoir mit Wasser aufgefüllt, bis der Wasserstand des Reservoirs einen angemessenen Stand erreicht hat. 

Wenn die Wasserentnahme der Verbraucher ihren Höhepunkt erreicht, ist das hydraulische System in diesem Gebiet überlastet und die Pumpstation kann den Wasserdurchfluss nicht bewältigen. Im Behälter wird ein Absperrventil geöffnet, und das Wasser aus dem Turm speist zusätzlich das Rohrleitungssystem. Verbessert sich die Leistung der Pumpstation, schließt das Ventil wieder den Wasserfluss aus dem Reservoir und die Pumpen nehmen ihren Betrieb wieder auf. Der oben beschriebene Wasserkreislauf im Hydrauliksystem ist zyklisch.

Funktionalität des Wasserturms

In früheren Zeiten war die Errichtung von Wassertürmen ein sehr wichtiges Ereignis. Diese wasserbautechnischen Wunderwerke konnten den Bewohnern die grundlegenden Hausarbeiten abnehmen. Stellen Sie sich vor, Sie müssten Eimer mit Wasser in den vierten Stock eines Gebäudes tragen! - etwas Schreckliches. Der Wasserturm war in der Lage, die Menschen zu entlasten und lieferte selbständig Wasser in die oberen Stockwerke. Aber was ist mit dem heißen Wasser? Viele Wassertürme waren mit dem Kesselhaus und dem Schornstein verbunden. Das Wasser wurde erhitzt und an die Wasserhähne geliefert. Es ist wunderbar, heißes Wasser aus dem Hahn zu haben, ohne das Haus verlassen zu müssen.

Geschichte des Wasserturms

Der Wasserturm ist keine Erfindung unserer Zeit. Seit der römischen Antike werden Aquädukte gebaut, um Städte mit frischem Wasser aus Bergbächen zu versorgen, das auf dem Prinzip der Schwerkraft beruht. Die Berge sind eine großartige Analogie für das Wasserturmkonzept. Die Blütezeit des Wasserturmbaus war um die Wende zum 19. Jahrhundert. In dieser Zeit wurden Wassertürme zur Wasserspeicherung in städtischen und industriellen Gebieten verwendet und spielten auch eine wichtige Rolle bei der Eisenbahninfrastruktur, indem sie Lokomotiven und Grundstücke mit Wasser versorgten.

Konstruktionsschema für einen Wasserturm

Ein Wasserturm besteht aus mehreren Komponenten: baulichen und mechanischen.

Sockel

Die Struktur kann aus Holz, roten Ziegeln, Stahlbeton, genieteten oder geschweißten Stahlplatten bestehen. Der Wasserturm hat ein solides Fundament, das kreisförmig, quadratisch oder in einer anderen geometrischen Form umrissen ist. Das Fundament des Turms besteht in der Regel aus einem massiven Sockel, der aus behauenen Steinen, Keramikziegeln oder einem Stahlbetonblock gefertigt ist.

Schaft (Stütze)

Das nächste wichtige Element der Wasserturmkonstruktion ist der Schaft, auch Stütze genannt, der vertikal zwischen dem Sockel und dem Kopf steht. In der Mitte des Elements befinden sich die Treppe, die zum Tank führt, und das Rohrnetz, das für das Pumpen und Leiten des Wassers zuständig ist. Die Höhe des Vorbaus unterscheidet sich in der Regel architektonisch nicht vom Rest des Bauwerks. Er hat in der Regel eine schmale zylindrische Form mit einer vertikalen Anordnung und ist daher leicht zu erkennen. Der Schaft des Wasserturms ist mit Fenstern versehen, so dass das Innere des Bauwerks gut beleuchtet werden kann.

Kopf

In diesem Teil des Turms befindet sich der Wassertank, der verschiedene Arten, Typen, Fassungsvermögen und Formen hat. Es wird zwischen den Grundtypen von Wassertanks unterschieden:

• Rechteckiger Tank
• Behälter mit abgerundetem Boden
• Intze-Tank
• Intze Tank mit Innenzylinder
• Intze-Tank 2
• Barkhausen-Tank
• Klönne-Tank

Die Tanks sind aus genietetem Stahl, Stahlbeton oder Kunststoff gefertigt. Das Fassungsvermögen der Tanks kann von einigen zehn bis zu mehreren tausend Kubikmetern reichen.

Die Köpfe der Wassertürme nehmen je nach Baustil, Phantasie des Architekten oder Funktionalität unterschiedliche Formen an. Meistens haben sie die Form einer Kugel, eines Quaders, eines Pilzes usw. Die Fassade eines Wasserturmkopfes ist ein Feld für die Betonung des Geistes der Epoche, in der er entworfen wurde, ein Ort für die Kombination verschiedener Details und architektonischer Elemente. Sie kann auch zur Werbung für ein lokales Geschäft verwendet werden, das nachts in Form einer Leuchtreklame usw. leuchtet.

Ein wichtiges Element des Kopfes sind die Entlüftungsöffnungen, die das erforderliche Luftvolumen im Tank aufrechterhalten und verhindern, dass das Wasser stagniert.

Filter

Wasserfiltrations- und -reinigungssystem

Schöpfwerk 

Eine Einrichtung, die sich in der Regel in unmittelbarer Nähe des Wasserturms befindet. Die Pumpstation hat die Aufgabe, über Ventile die Flüssigkeit im gesamten Hydrauliksystem zu steuern.

Pipelines

Ein über das gesamte hydraulische System verteiltes Rohrsystem; der Ursprung der Rohre hängt mit der Quelle zusammen; der Ort, von dem aus die Pumpe das Wasser durch ein vertikales Rohrsystem, das sich im Schacht des Turms befindet, zum Tank ansaugt.

Architektur des Wasserturms

Neogotischer Stil - Die in Polen und Europa am weitesten verbreiteten Wassertürme sind aus rotem Ziegelstein; sie beziehen sich auf den neugotischen Stil oder allgemein auf den historisierenden Trend, der um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert in Mitteleuropa sehr beliebt war. Diese Art von Gebäudestrukturen imitieren mittelalterliche Burgen oder Wehrtürme. Neben dem bereits erwähnten Ziegelstein wurde für den Bau des Fundamentteils des Wasserturms - des Sockels - Feldstein verwendet. Neogotische Wassertürme haben spitze, schlanke Fenster. Die dekorativen Friese sind aus rotem Ziegelstein gefertigt und in verschiedenen Kombinationen und Abstufungen angeordnet - Kopf, Wagen und Sockel. Der häufigste Fries ist der Arkadenfries, der aus kleinen spitzen Galerien besteht. Das Detail akzentuiert in der Regel das Zwischengesims zwischen Kopf und Schaft und verleiht dem Gebäude einen defensiven Charakter in Form von Machikolationen.

Natürlicher Wasserturm

Man kann sich vorstellen, dass die größten Wassertürme nicht von Menschen gebaut wurden, sondern von der Natur. Ich denke dabei an Berggipfel, durch die Süßwasserströme nach den Gesetzen der Schwerkraft in die Täler und Niederungen fließen. 

Die Eiskappen auf den Berggipfeln sammeln an den meisten Tagen des Jahres riesige Wassermengen, die an warmen Sommertagen unter dem Einfluss der Sonne schmelzen und den gesamten Wasserkreislauf in der Natur speisen. Die Natur ist mächtig, der Mensch lernt ihre Gesetze, um später sein Wissen in erhabenen und funktionalen Konstruktionen anzuwenden. 

Friert das Wasser im Wasserturmreservoir im Winter ein?

Natürlich tut sie das. Das Wasser im Tank innerhalb des Turms ist den gleichen Witterungsbedingungen ausgesetzt wie außerhalb des Bauwerks. In den kälteren Teilen unserer Erde sind die Wassertürme zusätzlich mit Heizsystemen ausgestattet, und die Rohre sind mit einer Isolierung und einem Aluminiummantel mit Watte umhüllt. Wassertürme verfügen auch über ein Heizsystem, bei dem ein Heizer erhitztes Wasser oder Dampf in den Boden des Steigrohrs einleitet. In beiden Fällen steigt die Wärme in den Tank auf und verzögert das Einfrieren. 

Auf der Wasseroberfläche des Tanks bildet sich Eis, das in vielen Fällen mehrere Zentimeter dick ist. Normalerweise steigt diese Eisschicht an die Oberfläche, wenn der Wasserstand steigt und fällt. In vielen Fällen gefriert das Eis auf dem Dach oder an den oberen Wänden des Tanks und verbleibt dort, während sich der Füllstand darunter während des täglichen Gebrauchs ändert.

In gemäßigteren Klimazonen werden Stahlleitern im Inneren des Tanks installiert und Sonden vom Dach herabgelassen, um die Steigleitung und den Wasserstand zu kontrollieren. In kälteren Klimazonen müssen alle Innenbeschläge weggelassen werden, da die Eisschicht dazu neigt, sie herauszureißen.