Watertoren - waar wordt hij voor gebruikt?

 Watertoren - waar wordt hij voor gebruikt ?

Een watertoren ( Waterturm / Wasserturm ) ook wel watertoren genoemd is een bouwwerk. Het is ontworpen om de druk te regelen en de waterstroming te regelen in een hydraulisch systeem dat een klein gebied bestrijkt waarop het is opgesteld. Een watertoren is een object dat zijn werking baseert op eenvoudige natuurkundige wetten. Het heeft veel van de functionele kenmerken waarop de fundamenten van de geplande waterinfrastructuurmodule voor de industrie, de steden en de spoorwegen zijn gebaseerd.

 Watertoren - waar wordt hij voor gebruikt? / @ Mles

Watertoren - werkingsprincipe - bouw - schema - doel

De belangrijkste functie van watertorens is het verhogen van de druk van het water voor de distributie.

Werkingsprincipe van een watertoren

Het belangrijkste bij het ontwerpen van een watertoren is het vinden van een geschikte plaats voor de toekomstige funderingen van het bouwwerk. Om volledig functioneel te zijn, moet het bouwwerk op de hoogste plaatselijke hoogte worden gebouwd. Omdat het accumulerende water in het reservoir van de watertoren hoger moet worden geplaatst dan de watersystemen die zich bij de verbruikers bevinden. Het werkingsschema van het gehele hydraulische systeem, gebaseerd op de watertoren, is dat een pomp water aanzuigt uit een diep reservoir, waarbij de vloeistof omhoog wordt gepompt, rechtstreeks in het waterreservoir, dat zich boven in de watertoren bevindt. Vervolgens duwt het, onder invloed van zijn zwaartekracht en dankzij de wet van de zwaartekracht, het water uit de leidingen totdat de druk in de tank van de toren gelijk wordt aan de druk in het gehele hydraulische systeem van de pijpleiding ( Wet van Pascal ). Het hele werkingsproces van een druktoren is dus gebaseerd op het hydrostatische evenwichtsfenomeen, dat werkt volgens het principe van de vloeistofstroming in "verbonden vaten".

Doel en doelstelling van de watertoren

Naast het autonoom stabiliseren van de waterstroom heeft de watertoren nog verscheidene andere praktische functies. Toen de stoompompen werden vervangen door elektrische pompen. De rol van de watertoren was om te fungeren als waterreserve voor het hydraulische systeem. De watercirculatie begint in het pompstation en bereikt de verbruikers via filters. Tussentijds wordt het reservoir van de toren met water bijgevuld totdat het waterpeil van het reservoir op een passend niveau is gekomen. 

Op het hoogtepunt van de waterinname door de verbruikers wordt het hydraulische systeem in het gebied overbelast en kan het pompstation het debiet van het water niet aan. Een afsluitklep in het reservoir wordt geopend en water uit de toren voedt bovendien het leidingsysteem. Als de prestaties van het pompstation verbeteren, sluit de klep de watertoevoer uit het reservoir weer af en nemen de pompen hun bedrijf weer op. De bovengenoemde watercirculatie in het hydraulisch systeem is cyclisch.

Functionaliteit watertoren

Vroeger was de bouw van watertorens een zeer belangrijke gebeurtenis. Deze waterbouwkundige wonderen waren in staat om de inwoners te ontlasten van elementaire huishoudelijke taken. Stel je voor dat je emmers water naar de vierde verdieping van een gebouw moet dragen! - iets vreselijks. De watertoren was in staat de mensen te ontlasten en leverde zelf water aan de bovenste verdiepingen. Maar hoe zit het met het warme water? Veel watertorens waren verbonden met het ketelhuis en de schoorsteen. Het water werd verwarmd en aan de kranen geleverd. Het is heerlijk om warm water uit de kraan te hebben, zonder het huis te hoeven verlaten.

Geschiedenis van de watertoren

De watertoren is geen uitvinding van onze tijd. Sinds de oudheid zijn er aquaducten gebouwd om steden te voorzien van vers water uit bergbeken, gebaseerd op de principes van de zwaartekracht. De bergen zijn een goede analogie voor het watertorenschema. De hoogtijdagen van de bouw van watertorens kwamen rond de eeuwwisseling van de 19e eeuw. In deze periode werden watertorens gebruikt om water op te slaan in stedelijke en industriële gebieden, en speelden zij ook een belangrijke rol in de spoorweginfrastructuur; zij voorzagen locomotieven en eigendommen van water.

Constructieschema voor een watertoren

Een watertoren bestaat uit verschillende onderdelen: structurele en mechanische.

Plint

De structuur kan worden gemaakt van hout, rode baksteen, gewapend beton, geklonken of gelaste staalplaten. De watertoren heeft een stevig fundament, omlijnd met ronde, vierkante of andere geometrische vormen. De fundering van de toren bestaat meestal uit een stevige basis, die gemaakt is van gehouwen steen, keramische bakstenen of een blok gewapend beton.

Kern (ondersteuning)

Het volgende belangrijke element in de constructie van de watertoren is de schacht, ook steun genoemd, die verticaal tussen de basis en de kop wordt geplaatst. In het midden van het element bevinden zich de trappen die naar het reservoir leiden en het netwerk van leidingen dat verantwoordelijk is voor het oppompen en doorvoeren van het water. De hoogte van de steel verschilt architectonisch meestal niet van de rest van het bouwwerk. Het heeft meestal een smalle cilindrische vorm met een verticale schikking en is dus gemakkelijk te herkennen. De schacht van de watertoren heeft ook ramen die een goede verlichting van de binnenkant van het gebouw mogelijk maken.

Hoofd

In dit deel van de toren bevindt zich de watertank, die zijn eigen variëteiten, types, capaciteit en vorm heeft. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen de basistypes van watertanks:

• Rechthoekige tank

• Tank met afgeronde bodem

• Intze-type tank

• Intze tank met binnenste cilinder

• Intze-type tank 2

• Tank van het Barkhausen-type

• Klönne-type tank

De tanks zijn gemaakt van geklonken staal, gewapend beton of kunststof. De tankinhoud kan variëren van tientallen tot duizenden kubieke meter.

De koppen van watertorens nemen verschillende vormen aan, afhankelijk van de bouwstijl, de fantasie van de architect of de functionaliteit. Meestal hebben zij de vorm van een bol, een kubus, een paddestoel, enz. De gevel van een watertorenhoofd is een veld om de geest van het tijdperk waarin hij werd ontworpen te benadrukken, een plaats voor de combinatie van verschillende details en architectonische elementen. Het kan ook worden gebruikt om reclame te maken voor een plaatselijke zaak, die 's nachts schittert in de vorm van een neonbord, enz.

Een belangrijk element van de kop zijn de ventilatieopeningen, die de vereiste hoeveelheid lucht in de tank houden en voorkomen dat het water stagneert.

Filters

Water filtratie en zuiverings systeem

Pompstation 

Een faciliteit die zich gewoonlijk in de nabijheid van de watertoren bevindt. Het pompstation is verantwoordelijk voor het regelen, via kleppen, van de vloeistof in het gehele hydraulische systeem.

Pijpleidingen

Een stelsel van leidingen dat over het gehele hydraulische systeem is verdeeld; het begin van de leidingen is verbonden met de bron; de plaats van waaruit de pomp het water door een verticaal buizensysteem dat zich in de schacht van de toren bevindt, naar de tank zuigt.

Architectuur van de watertoren

Neo-gotische stijl - De meest voorkomende in Polen en Europa zijn watertorens van rode baksteen; verwijzend naar de neogotische stijl of in het algemeen naar de historiserende trend, zeer populair rond de eeuwwisseling van de 19e en 20e eeuw in Midden-Europa. Dit soort bouwstructuren imiteert middeleeuwse kastelen of verdedigingstorens. Naast de bovengenoemde baksteen werd veldsteen gebruikt voor de bouw van het funderingsgedeelte van de watertoren - de sokkel. Neogotische watertorens hebben puntige, slanke ramen. Decoratieve friezen zijn gemaakt van rode baksteen en gerangschikt in verschillende combinaties en gradiënten - kop, koets en voet. De meest voorkomende fries is de arcadenfries; bestaande uit kleine puntgalerijen. Het detail accentueert meestal de tussenliggende kroonlijst tussen de kop en de schacht ; het geeft het gebouw een defensief karakter in de vorm van machicoulis.

Natuurlijke watertoren

Men kan zich voorstellen dat de grootste watertorens niet door mensen, maar door de natuur zijn gebouwd. Ik denk aan bergtoppen, waar doorheen stromen zoet water volgens de wetten van de zwaartekracht naar de valleien en het laagland stromen. 

De ijskappen op de toppen van de bergen verzamelen de meeste dagen van het jaar enorme hoeveelheden water, om op warme zomerdagen onder invloed van de zon te smelten en de hele watercyclus in de natuur te voeden. De natuur is machtig, de mens leert haar wetten om later zijn kennis toe te passen in sublieme en functionele constructies. 

Bevriest het water in het reservoir van de watertoren in de winter ?

Natuurlijk wel. Het water in de tank in de toren is onderhevig aan dezelfde weersomstandigheden als buiten de constructie. In de koudere delen van de wereld worden watertorens bovendien uitgerust met verwarmingssystemen en worden de leidingen omwikkeld met isolatie en een aluminium mantel met watten. Watertorens hebben ook een verwarmingssysteem, waarbij een verwarmingselement verwarmd water of stoom in de basis van de stijgbuis brengt. In beide gevallen stijgt de warmte op in de tank om bevriezing te vertragen. 

Aan de oppervlakte van het water in de tank vormt zich ijs, in vele gevallen enkele centimeters dik. Gewoonlijk komt deze ijslaag aan de oppervlakte als het waterpeil stijgt en daalt. Vaak bevriest het ijs op het dak of de bovenwanden van de tank en blijft het daar terwijl het niveau eronder verandert tijdens het dagelijks gebruik.

In meer gematigde klimaten worden stalen ladders in de tank geïnstalleerd en hangen sondes aan het dak om de stijgbuis en het waterpeil te controleren. In koudere klimaten moeten alle interne fittingen worden weggelaten, omdat de ijslaag de neiging heeft ze uit te scheuren.