Châteaux d'eau de Roznovsky. Château d'eau du système Rozhnovsky
Les châteaux d’eau sont des structures techniques que l’humanité utilise depuis des siècles. Au Moyen Âge, l’ennemi tenta d’abord de détruire ces bâtiments. Cela a forcé l'armée locale à capituler plus rapidement, car elle s'est retrouvée sans eau. Aujourd’hui, les châteaux d’eau sont toujours d’actualité.
Un château d'eau est une structure spéciale nécessaire pour surveiller la pression et le débit de l'eau, ce qui vous permet de surveiller la façon dont les réserves se forment dans le système d'approvisionnement en eau.
Généralement, une tour se compose d'un réservoir (un réservoir de liquide) et d'un fût sur lequel le réservoir est fixé.
Histoire d'origine
Le château d'eau a été conçu par l'ingénieur A.A. Rojnovski en 1936. Jusqu’à présent, des structures similaires en brique étaient utilisées dans le pays. Rozhnovsky a proposé une solution très rentable au problème de l'accumulation et du stockage de l'eau. Dans le même temps, la structure est assemblée très rapidement - seulement 2 à 4 jours. Sa construction nécessite des coûts minimes. De plus, aucun chauffage obligatoire n’est nécessaire pour empêcher l’eau de geler.
En 1942, les AA Rozhnovsky a reçu le prix Staline pour son invention.
Mais les tours qui n'ont pas besoin de chauffage n'ont pas été développées seulement par les AA. Rozhnovsky, mais aussi P.I. Zemskov. Ce dernier est arrivé à la conclusion qu'il était possible d'économiser beaucoup d'argent lors de la construction de telles structures.
Le chemin de fer avait alors besoin de grands réservoirs pour stocker l’eau destinée aux locomotives à vapeur. Jusqu’en 1951, les châteaux d’eau étaient utilisés uniquement de cette manière. Mais après cela, ces bâtiments ont commencé à apparaître dans l’agriculture.
Objectif des châteaux d'eau
L'objectif principal de ces structures est de fournir un approvisionnement en eau constant et ininterrompu aux petites agglomérations et aux entreprises impliquées dans l'industrie légère. Les tours sont adaptées pour stocker de grandes réserves d'eau. De plus, si toutes les pompes s’arrêtent brusquement, le liquide est fourni sous basse pression. Des réserves d'eau de lutte contre l'incendie et de réserve y sont également stockées. En outre, ces structures sont nécessaires dans les endroits où l'électricité est fournie avec des interruptions fréquentes, c'est-à-dire qu'un fonctionnement stable des pompes électriques est tout simplement impossible.
Conception
La conception des châteaux d’eau est unifiée. Les spécimens individuels ne diffèrent que par la capacité du réservoir et la hauteur du tronc de support. Le volume du réservoir varie de 15 à 50 m 3 . La hauteur du château d'eau peut être de 9 à 25 mètres. Tout dépend du terrain, ainsi que de la perte de charge dans le réseau d'adduction d'eau et, bien entendu, du nombre d'étages des bâtiments desservis. Tous les calculs nécessaires sont effectués lors de la conception.
Cependant, les châteaux d’eau ne peuvent pas être construits dans les zones où se produisent des phénomènes karstiques, ainsi que dans des conditions de pergélisol. Si la température de l'air descend en dessous de -20°C, un échange d'eau doit être effectué deux fois par jour.
Apparence
La structure de la tour peut être en acier, en brique ou en béton armé. La hauteur de la structure peut atteindre plusieurs dizaines de mètres. Au sommet, il doit y avoir un réservoir d'eau. Le plus souvent ce récipient est de forme cylindrique. Le volume du réservoir utilisé dépend de la capacité du système d’alimentation en eau qui le dessert et du débit d’eau qui s’y trouve.
Par exemple, une petite entreprise ou un village aura besoin de plusieurs mètres cubes. Dans les villes, le volume peut augmenter des dizaines, voire des centaines de fois.
Le fonctionnement d’un château d’eau dépend :
- tuyaux prolongés pour l'alimentation et l'évacuation de l'eau ;
- des dispositifs de trop-plein qui arrêtent automatiquement les pompes pour éviter un remplissage excessif des conteneurs ;
- système de mesure du niveau d'eau, qui transmet des signaux au centre de contrôle.
Dans certains cas, aucun support n'est prévu pour le réservoir d'eau. Le réservoir de stockage d’eau est installé sur un terrain surélevé. Cette méthode est généralement utilisée en terrain montagneux.
Le plus souvent, les réservoirs ont une forme ronde. Des considérations technologiques et architecturales dictent les normes relatives au rapport entre la hauteur et le diamètre du réservoir. Le réservoir ne doit pas être très grand, car dans ce cas la hauteur de la montée d'eau augmente. De plus, des fluctuations de pression importantes se produisent dans le système.
L’apparence de la tour doit être esthétique et ne pas se démarquer de la composition globale de la zone. L'ensemble architectural du quartier continue d'être harmonieux. Très souvent, les entreprises industrielles (si elles disposent de deux ou plusieurs réseaux de pressions différentes) installent plusieurs réservoirs sur la tour. De plus, ils sont situés à des hauteurs différentes. La taille de l’ensemble de la structure détermine la pression de l’eau dans le château d’eau.
Pour effectuer l'entretien de la structure, un escalier extérieur avec garde-corps est installé. Si la hauteur est supérieure à douze mètres, la configuration comporte également une plate-forme supplémentaire avec des clôtures.
Comment fonctionne le château d'eau Rozhnovsky ?
La canalisation de distribution de pression assure l'approvisionnement en eau de la tour. Si le réservoir est utilisé pour le prélèvement d'eau et l'extinction d'incendie, la canalisation est équipée d'une colonne montante avec deux vannes fermées.
La station de pompage aspire les eaux souterraines dans le château d'eau. Pendant le processus d’injection, l’eau est filtrée et désinfectée. Depuis le réservoir, il est acheminé via l'approvisionnement en eau aux bâtiments résidentiels.
Il est très important de déterminer correctement la hauteur du château d’eau. Le réservoir doit être situé au-dessus du dernier étage du bâtiment. Cela favorise un débit d’eau normal.
Fonctionnement de la station de pompage
Le travail de la station de pompage reste à tout moment intensif. L'eau doit s'écouler dans le réservoir de la tour et s'y accumuler pendant que sa consommation diminue. Lorsque le besoin de plus d’eau se fait sentir, l’approvisionnement en eau accumulé commence à être utilisé.
L'eau est fournie par une pompe. Au moment où le niveau de liquide dans le réservoir atteint le niveau maximum autorisé, un capteur spécial se déclenche et la pompe est éteinte. La consommation d'eau étant continue, son niveau dans le réservoir diminue lorsqu'il atteint la limite inférieure admissible. Et là encore, un signal est envoyé à la pompe pour qu'elle s'allume. Le réservoir est rempli à nouveau. Au fur et à mesure que le fluide est consommé, la pression dans le château d’eau diminue, ce qui fait fonctionner à nouveau la pompe.
Technologie de service
L'organisme qui exploite le château d'eau doit assurer son entretien. Si un dysfonctionnement survient dans le système, la première chose à faire est de vider l’eau stockée dans le réservoir. Ce n'est qu'après cette procédure que vous pourrez commencer à éliminer le problème.
Le respect de toutes les exigences techniques nécessaires au fonctionnement affecte la durée de vie du château d'eau et la fréquence des problèmes.
Matériel d'installation
Chaque année, le nombre d'incendies augmente.
C'est pourquoi la demande de châteaux d'eau de taille non standard ou de conception inhabituelle ne cesse de croître. De telles exigences surviennent lors de la préparation des réserves d'eau qui seront nécessaires à l'extinction des incendies de forêt.
Le plus souvent, les châteaux d'eau sont équipés de :
- escalier avec garde-corps ;
- tuyau de sortie;
- tuyau d'alimentation;
- charnières pour soulever et installer la tour ;
- escalier intérieur;
- trappes d'inspection supérieure et inférieure ;
- supports de retenue de glace;
- 4 vergetures d'une épaisseur de 12 mm.
Comment les châteaux d'eau sont utilisés à basse température
Tours créées par les A.A. Rozhnovsky, sont aujourd'hui utilisés dans diverses conditions climatiques, y compris les basses températures. Mais même ces conceptions ont des limites, ce qui rend impossible leur utilisation dans les conditions suivantes :
- en hiver, la température de conception ne doit pas être inférieure à -35°C ;
- la masse acceptable de couverture de neige est de 100 kgf/m ou moins ;
- pression du vent possible - 38 kgf/m ou moins ;
- il n'y a pas d'eau souterraine ;
- l'activité sismique autorisée dans la zone peut être de 6 points ou moins ;
- les sols doivent être non soulevants, non affaissants, c'est-à-dire homogènes.
La prise en compte des températures inférieures à zéro joue un rôle décisif lors de l'installation du château d'eau Rozhnovsky. Par exemple, le processus d'installation et d'exploitation de la structure est impossible dans des conditions de pergélisol ou dans la zone de développement du processus karstique.
Dans la plupart des cas, il n’est pas nécessaire d’isoler un château d’eau avec des moyens particuliers. Habituellement, une formation naturelle d’une « enveloppe » thermique se produit.
Si l'eau est utilisée normalement, elle n'aura tout simplement pas le temps de geler. S'il est utilisé moins fréquemment, une « tente » supplémentaire en bois peut être installée sur le réservoir, ce qui ralentira le processus de congélation. Lorsqu’un château d’eau est utilisé sur le terrain, l’eau doit être évacuée avant l’hiver pour éviter qu’elle ne gèle.
Une fois le site préparé, l’installation de la structure ne prend dans la plupart des cas pas plus de trois jours. La base est une fondation monolithique en béton armé, qui comprend des pièces encastrées. Le bas du support leur est soudé. Ensuite, la partie inférieure est saupoudrée de terre dont la hauteur doit être d'au moins 2,5 mètres. Ce sol doit être renouvelé au bout de 3-4 ans. Il est nécessaire pour prévenir la corrosion, ce qui prolongera considérablement sa durée de vie.
De plus, tous les 3-4 ans, ainsi qu'en cas d'utilisation régulière, le revêtement et les surfaces internes doivent être renouvelés.
Il faut rappeler que si une entreprise décide d’installer une structure telle qu’un château d’eau, le prix dépendra principalement du volume du réservoir et de la hauteur du support.
Même aujourd'hui, alors que tous les processus sont devenus mécanisés et automatisés, la popularité d'une structure telle qu'un château d'eau n'a pas diminué, mais n'a fait qu'atteindre des positions plus élevées. Voyons d'abord ce qu'est un château d'eau et quel est son principe de fonctionnement.
Conception et fonction d'un château d'eau
Un château d'eau est en fait une structure assez grande qui remplit la fonction de réguler toutes les opérations du système d'approvisionnement en eau. À savoir, il contrôle le processus d’approvisionnement en eau, sa pression et sa consommation. De plus, la structure sous pression d’eau crée un approvisionnement en ressources en eau et régule le fonctionnement. La conception du château d'eau lui-même est une structure monumentale, qui comprend un conteneur pour collecter et accumuler l'eau, ainsi que la tour elle-même. Dans certains villages et villes, les châteaux d'eau sont même considérés comme des structures architecturales historiques, et dans chaque agglomération, le château d'eau a une apparence complètement différente.
Le principe de fonctionnement d'un château d'eau est qu'au moment où la quantité d'eau consommée est réduite au minimum, celle-ci, grâce au fonctionnement d'une pompe, s'accumule dans un réservoir conçu pour la stocker. De plus, lorsque le besoin d'utiliser un grand volume d'eau augmente, celle-ci est fournie à partir du réservoir. De cette manière, il est possible d’éviter des situations critiques qui pourraient entraîner une pénurie des ressources en eau. Même pendant les interruptions, l’eau est toujours fournie à la demande. Le château d’eau est une structure assez haute, ne dépassant toutefois pas vingt-cinq mètres de hauteur. Il existe bien sûr des exceptions, dont la longueur peut atteindre trente mètres, mais elles sont généralement considérées comme un phénomène plutôt rare.
Le réservoir a un déplacement énorme et, selon la conception, peut atteindre jusqu'à cent mètres cubes de volume. En règle générale, les structures industrielles et métropolitaines ont de telles dimensions. Le support du château d'eau est en acier particulièrement résistant, bien que les matériaux de construction utilisés pour sa fabrication puissent varier.
Applications des châteaux d'eau
Il arrive souvent que les châteaux d'eau soient en béton armé, voire en brique. L'équipement des châteaux d'eau comprend des éléments tels que des tuyaux qui fournissent et drainent l'eau. Les châteaux d'eau sont également équipés de dispositifs qui contrôlent que le réservoir ne se remplit pas trop et d'un système de mesure qui indique avec précision le niveau d'eau dans le réservoir. Ce système affiche les données sur le panneau de contrôle de la salle de contrôle et signale également un débordement s'il se produit. L'eau est pompée grâce au fonctionnement de pompes qui la pompent.
Les avantages de cette conception sont indéniables, en voici quelques-uns. L'installation d'un château d'eau est nécessaire dans les endroits et zones où se trouvent un nombre suffisamment important de consommateurs de ressources en eau. Comme les situations d'urgence telles que les pannes de courant ne sont pas rares, le château d'eau constitue le seul facteur d'économie qui fonctionne de manière totalement autonome. Comme il n'y a jamais trop d'eau, son approvisionnement est une décision judicieuse et donc, juste en cas d'événement imprévu, un approvisionnement en eau dans le château d'eau est assuré.
La pompe du château d'eau a un fonctionnement submersible, le schéma d'injection est assez simple, la pompe pompe de l'eau dans le réservoir jusqu'à ce que le dispositif du système de contrôle de trop-plein donne un signal, auquel cas le système s'éteint et attend la prochaine fois, ce qui se produit comme le réservoir est vidé. On peut dire que le château d'eau n'a pas perdu de sa popularité, et il est peu probable que cela se produise, car ses qualités positives sont indéniables.
Le plus souvent, vous pouvez trouver des châteaux d'eau du système Rozhnovsky, fabriqués selon une conception standard. Les tours Rozhnovsky d'une capacité de 15, 25, 50 m 3 assurent l'approvisionnement en eau des petites agglomérations, usines et usines, gares ferroviaires, complexes d'élevage et de volaille, MTS, etc.
La conception à succès de Rozhnovsky des années 30 du siècle dernier, qui sert encore fidèlement à ce jour, comprend un tuyau de trop-plein comme élément d'automatisation minimale qui empêche la tour de déborder. Avec un contrôle visuel du débordement, il est encore impossible d'éviter la perte d'eau artésienne et, par conséquent, l'énergie dépensée pour sa montée.
Les outils d'automatisation modernes permettent de contrôler le niveau d'eau dans la tour et d'allumer et d'éteindre les pompes en temps opportun, garantissant ainsi leur fonctionnement sûr, leurs économies d'énergie, etc. Mais souvent, aussi paradoxal que cela puisse paraître, l'utilisateur qui a équipé un château d'eau d'équipements d'automatisation modernes continue de s'appuyer sur le tuyau de trop-plein comme remède final au trop-plein. Le problème réside évidemment dans la défaillance des systèmes automatisés, principalement des dispositifs de contrôle de niveau. Les conséquences de l'inactivité du système de contrôle de niveau, y compris du tuyau de trop-plein lui-même, peuvent parfois être constatées en hiver sous la forme d'une énorme glace suspendue au château d'eau.
Disposant d'une offre de marché assez large en matière de contrôle de niveau, la question se pose du choix du bon capteur de niveau.
Offert :
- Capteurs à flotteur (coulissant le long de la tige, incliné, flottant suspendu) ;
- Capteurs capacitifs intégrés dans la paroi du réservoir ;
- Capteurs capacitifs intégrés dans le couvercle du réservoir
- Capteurs à ultrasons sans contact ;
- Capteurs conducteurs ;
- Capteurs de niveau hydrostatiques ;
- Capteurs de pression hydrostatiques.
Peut-être pouvez-vous immédiatement rejeter les capteurs installés en les insérant dans la paroi du réservoir en raison de la glace qui se forme en hiver sur les parois intérieures du support et du réservoir, dont l'épaisseur peut atteindre 30 cm et servir d'isolant thermique naturel dans celui de Rozhnovsky. tour non chauffée. Ce sont des capteurs capacitifs, deuxièmes sur la liste.
Viennent ensuite les capteurs conducteurs, cinquièmes sur la liste. À mesure que la température baisse, la conductivité de l'eau diminue considérablement, et lorsqu'un léger givrage apparaît sur la sonde métallique du capteur conducteur, sa sensibilité est réduite à zéro, car La glace est un diélectrique.
Une attention particulière doit être portée aux capteurs installés au sommet : sur le toit ou sous le toit de la tour. Pour les installer, il est nécessaire de faire passer le câble vers le haut, en prenant des mesures pour éviter les ruptures dues au givrage, aux rafales de vent, aux influences mécaniques et autres. Si toutes les conditions sont remplies, les quatrièmes jauges de niveau de liquide à ultrasons sans contact de la liste peuvent fonctionner normalement, mais uniquement celles qui garantissent la stabilité à des températures inférieures à 0 °C. Les capteurs à ultrasons, entre autres mentionnés ici, sont chers.
Capteurs capacitifs intégrés dans le toit du réservoir. Pour contrôler les niveaux supérieur et inférieur, vous aurez besoin de deux capteurs respectant les règles de pose du câble vers le haut. Les capteurs ont de longues sondes ; Pour surveiller le niveau inférieur, vous aurez besoin d’une sonde correspondant à la hauteur du réservoir. Le coût de cette solution est assez élevé, approchant voire dépassant le coût de la méthode ultrasonique.
Parmi les capteurs à flotteur, le type pop-up est fonctionnel, mais il gèle également, en particulier le capteur de niveau supérieur, lorsque le flotteur est libre à faible niveau d'eau.
Les jauges de niveau de ce type sont également utilisées pour la mesure continue de la pression moyenne. Les principales tâches résolues à l'aide de ces indicateurs de niveau : Évaluation du niveau de liquides dans de grands réservoirs de stockage fixes.
- tension d'alimentation Up = 230V AC 50/60 Hz
- tension de sortie pour les capteurs connectés (borne 4) Uo = 30 V DC, courant de charge max. 70mA
- relais de sortie NO-NC 250V AC 8A, AC1
Département technique de l'entreprise RusAutomation Date de publication de l'article : 2014-07-14 |
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Marque | Volume du réservoir, m3 | Hauteur d'appui, m | Ø du réservoir, mm | Ø support, mm | Capacité utile, m |
VBR-15U-10 | 15 | 10 | 2500 | 960 | 22 |
VBR-25U-12 | 25 | 12 | 3020 | 1120 | 36 |
VBR-25U-15 | 25 | 15 | 3020 | 1120 | 39 |
VBR-50U-18-1 | 50 | 18 | 3020 | 1750 | 94 |
Tous les 3-4 ans et pendant la période d'exploitation, il est nécessaire de renouveler le revêtement et les surfaces internes.
Installation FBG et préparation aux travaux
- Tous les travaux de montage et de réglage des tours Rozhnovsky doivent être effectués par un organisme de construction et d'installation habilité à effectuer ce type de travaux, sous réserve d'un projet de travaux (PPR).
- La structure est assemblée au sol en position horizontale. Des grues à flèche sont utilisées pour soulever la tour et l'installer en position verticale. Après l'avoir installé sur la fondation, sa verticalité est vérifiée à l'aide d'instruments géodésiques. Après s'être assuré que l'installation est correcte et que les écarts de verticalité admissibles sont respectés, le bas du support est soudé. Les travaux sont réalisés conformément à la section SNiP 3.03.01-87 « Structures porteuses et enveloppantes ».
- Une fois tous les travaux d'installation terminés, conformément à la section « Essais des structures de réservoirs et réception des travaux » du SNiP 3.03.01-87, des essais hydrauliques du château d'eau sont effectués.
- La pose de l'isolation électrique, si prévue par le projet, est réalisée par l'organisme d'installation après signature du Certificat d'Essai Hydraulique.
Entretien du château d'eau Rozhnovsky
Le contrôle de l'état technique est confié à la société exploitant la tour. Si de graves dysfonctionnements sont détectés - fuite dans les soudures ou écart de verticalité supérieur aux valeurs admissibles en raison d'un tassement inégal des fondations ou de charges importantes de vent et de neige, il est nécessaire d'arrêter le fonctionnement de la tour et de vidanger toute l'eau jusqu'à ce que les causes du dysfonctionnement sont identifiés et éliminés. La reprise de l'utilisation des FBG n'est possible qu'après inspection de la tour par des spécialistes.
Si toutes les exigences relatives au contrôle de l'état technique et du bon fonctionnement sont remplies, la durée de vie du château d'eau peut être prolongée.
Transport et stockage
Le transport des FBR peut être effectué par route, par eau ou par rail, en fonction de la faisabilité économique. Si le transport est effectué par route, les conditions et l'itinéraire doivent être convenus avec les services de police de la circulation.
Tous les éléments structurels, y compris la citerne, sont transportés horizontalement sur des véhicules équipés de longues semi-remorques ou de camions forestiers.
Les éléments FBG doivent être solidement fixés à l'aide de cales, de câbles ou de fils et d'attaches multitours. L'amarrage s'effectue uniquement à l'aide de manilles de levage. Lors des opérations de chargement et de déchargement, le cerclage doit également être effectué à l'aide de manilles de levage. Il est strictement interdit de jeter des éléments de tour au sol, de les faire rouler sur des pentes ou des descentes, car cela pourrait effondrer les murs et nuire à l'intégrité de la structure et endommager la peinture.
Tous les composants de la tour sont stockés sur des zones ouvertes et planes avec une légère pente pour l'évacuation de l'eau. Tous les éléments sont situés horizontalement sur de larges patins en bois qui les protègent du contact avec le sol. Les joints ne doivent pas être placés directement sous les soudures. Temporairement, jusqu'à une semaine, il est possible de placer des éléments de tour directement au sol.
Si des dommages au revêtement de peinture et de vernis sont détectés, il est nécessaire de procéder à un traitement anti-corrosion de ces endroits.
Si vous décidez de commander chez nous un château d'eau unifié Rozhnovsky, contactez nos spécialistes pour recevoir toutes les informations qui vous intéressent. Nous répondrons à toutes vos questions et vous aiderons à passer la bonne commande !