Vattentorn - funktionsprincip - konstruktion - plan - syfte

 Ett vattentorn ( Water tower / Wasserturm ), även kallat vattentorn, är en byggnadskonstruktion. Den är utformad för att reglera trycket och kontrollera vattenflödet i ett hydrauliskt system som täcker ett litet område där den är uppförd. Ett vattentorn är ett objekt som bygger på enkla fysikaliska lagar. Den har många av de funktionella egenskaper som ligger till grund för den vatteninfrastrukturmodul som planeras för industri-, stads- och järnvägssektorn.

Vattentorn - funktionsprincip - konstruktion - plan - syfte / @ Olos88

Vattentorn - funktionsprincip - konstruktion - plan - syfte

Vattentornens främsta uppgift är att öka trycket på vattnet för distribution.

Funktionsprincipen för ett vattentorn

När man utformar ett vattentorn måste man i första hand hitta en lämplig plats för strukturens framtida fundament. För att vara fullt fungerande måste konstruktionen byggas på den högsta lokala höjden. Eftersom det ackumulerande vattnet i vattentornets tank måste placeras högre än de vattensystem som finns hos konsumenterna. Hela det hydrauliska systemet, som bygger på vattentornet, fungerar på följande sätt: en pump hämtar vatten från en djup reservoar och pumpar vätskan uppåt, direkt in i vattentanken, som är belägen högst upp i vattentornet. Sedan trycker den, under inflytande av sin tyngdkraft och tack vare gravitationslagen, ut vattnet ur rören tills trycket i torntanken blir lika stort som trycket i hela rörledningens hydraulsystem ( Pascals lag ). Så hela processen för drift av trycktorn bygger på fenomenet hydrostatisk jämvikt, som verkar på principen om vätskeflöde i "anslutna kärl".

Syftet och målet med vattentornet

Förutom att vattentornet självständigt stabiliserar vattenflödet har det flera andra praktiska funktioner. När ångpumparna ersattes av elektriska pumpar. Vattentornet skulle fungera som en vattenreserv för det hydrauliska systemet. Vattencirkulationen börjar i pumpstationen och når konsumenterna genom filter. Mellan dessa tillfällen fylls tornets reservoar på med vatten tills vattennivån i reservoaren har nått en lämplig nivå. 

När konsumenternas vattenintag är som störst är det hydrauliska systemet i området överbelastat och pumpstationen klarar inte av att hantera vattenflödet. En avstängningsventil öppnas i reservoaren och vatten från tornet matas till rörsystemet. Om pumpstationens prestanda förbättras stänger ventilen återigen vattenflödet från reservoaren och pumparna återgår till sin verksamhet. Vattencirkulationen i hydraulsystemet är cyklisk.

Funktionaliteten hos vattentornet

Förr i tiden var uppförandet av vattentorn en mycket viktig händelse. Dessa hydrauliska tekniska underverk kunde befria invånarna från grundläggande hushållssysslor. Tänk dig att bära hinkar med vatten upp till fjärde våningen i en byggnad! - något hemskt. Vattentornet kunde avlasta människorna och levererade självt vatten till de övre våningarna. Men hur är det med varmvattnet? Många vattentorn var anslutna till pannhuset och skorstenen. Vattnet värmdes upp och levererades till kranarna. Det är underbart att ha varmt vatten på kranen utan att behöva lämna huset.

Vattentornets historia

Vattentornet är inte en uppfinning från vår tid. Sedan romartiden har man byggt akvedukter för att förse städerna med färskvatten från bergsbäckar enligt gravitationsprincipen. Bergen är en utmärkt analogi för att illustrera systemet med vattentornet. Byggandet av vattentorn hade sin storhetstid vid sekelskiftet 1900. Under den här perioden användes vattentorn för att lagra vatten i stads- och industriområden och spelade även en viktig roll i järnvägsinfrastrukturen genom att förse lokomotiv och fastigheter med vatten.

Konstruktionsschema för vattentorn

Vattentornet består av flera delar, strukturella och mekaniska.

Plint

Konstruktionen kan vara gjord av trä, rött tegel, armerad betong, nitade eller svetsade stålplattor. Vattentornet har en solid grund, med cirkulära, fyrkantiga eller andra geometriska former. Tornets fundament består vanligen av en solid bas som är gjord av huggen sten, keramiska tegelstenar eller armerade betongblock.

Kärna (stöd)

Nästa viktiga element i vattentornskonstruktionen är axeln, även kallad stödet, som är placerad vertikalt mellan basen och huvudet. I mitten av elementet finns trapporna som leder till tanken och det rörnät som används för att pumpa och leda vattnet. Stammarnas höjd skiljer sig vanligtvis inte arkitektoniskt från resten av byggnaden. Den har vanligtvis en smal cylindrisk form med vertikal placering och är därför lätt att känna igen. I vattentornets schakt finns också fönster som gör det möjligt att belysa insidan av konstruktionen.

Chef

I denna del av tornet finns vattentanken, som har sina egna sorter, typer, kapacitet och former. Man skiljer mellan de grundläggande typerna av vattentankar:

• Rektangulär tank

• Cistern med rundad bas

• Tank av intze-typ

• Intze-tank med inre cylinder

• Tank av intzes-typ 2

• Tank av Barkhausen-typ

• Tank av Klönne-typ

Tankarna är tillverkade av nitad stål, armerad betong eller plast. Tankkapaciteten kan variera från tiotals till tusentals kubikmeter.

Vattentornen har olika former beroende på den arkitektoniska stilen, arkitektens fantasi eller funktionalitet. Oftast har de formen av en sfär, en kub, en svamp osv. Fasaden på ett vattentornshuvud är ett område där man kan framhäva andan i den tid då det utformades, en plats där man kan kombinera olika detaljer och arkitektoniska element. Den kan också användas för att göra reklam för ett lokalt företag, som lyser på natten i form av en neonskylt etc.

En viktig del av huvudet är ventilerna, som håller den nödvändiga luftvolymen i tanken och förhindrar att vattnet stagnerar.

Filter

System för filtrering och rening av vatten

Pumpstation 

En anläggning som vanligtvis ligger i närheten av vattentornet. Pumpstationen ansvarar för att via ventiler styra vätskan i hela hydraulsystemet.

Rörledningar

Ett system av rör som är fördelade i hela hydraulsystemet; rörens ursprung är relaterat till källan; platsen från vilken pumpen suger vattnet genom ett vertikalt rörsystem som är placerat i tornets axel till tanken.

Arkitektur av vattentornet

Nygotisk stil - De vanligaste i Polen och Europa är vattentorn av rött tegel, vilket hänvisar till den nygotiska stilen eller generellt till den historiserande trenden, som var mycket populär i Centraleuropa vid sekelskiftet 1800 och 1900. Dessa typer av byggnadsstrukturer imiterar medeltida slott eller försvarstorn. Förutom det tidigare nämnda teglet användes fältsten för att bygga vattentornets grunddel - sockeln. De nygotiska vattentornen har spetsiga, smala fönster. De dekorativa friserna är gjorda av rött tegel och arrangerade i olika kombinationer och gradienter - huvud, vagn och bas. Den vanligaste frisen är den arkadiska frisen, som består av små spetsiga gallerier. Denna detalj accentuerar vanligen den mellanliggande kornet mellan huvudet och axeln, vilket ger byggnaden en defensiv karaktär i form av machikoliner.

Naturligt vattentorn

Man kan tänka sig att de största vattentornen inte byggdes av människor utan av naturen. Jag tänker på bergstoppar, genom vilka strömmar av sötvatten flyter enligt gravitationens lagar mot dalarna och låglandet. 

Isarna på bergens toppar samlar enorma mängder vatten under de flesta dagar av året för att smälta under solens inverkan under varma sommardagar och ge näring åt hela naturens vattencykel. Naturen är mäktig, människan lär sig dess lagar för att senare tillämpa sina kunskaper i sublima och funktionella konstruktioner. 

Fryser vattnet i vattentornets tank på vintern?

Självklart gör det det. Vattnet i tanken i tornet är utsatt för samma väderförhållanden som utanför konstruktionen. I de kallare delarna av världen utrustas vattentornen dessutom med värmesystem och rören lindas in i isolering och en aluminiumjacka med bomullsull. Vattentorn har också ett värmesystem där en värmare för in uppvärmt vatten eller ånga i basen av stigaren. I båda fallen stiger värmen upp i tanken för att fördröja frysningen. 

Det bildas is på vattenytan i tanken, i många fall flera centimeter tjockt. Vanligtvis stiger detta islager upp till ytan när vattennivån stiger och sjunker. Ofta fryser isen på tankens tak eller övre väggar och stannar kvar där när nivån ändras under den dagliga användningen.

I mer tempererade klimat installeras stålstegar inuti tanken och sonder hänger från taket för att kontrollera stigarledningen och vattennivån. I kallare klimat måste alla invändiga beslag utelämnas eftersom islagret tenderar att slita ut dem.