Построить водонапорную башню своими руками

Строительство и расчет водонапорной башни для хозяйственных нужд

Насколько целесообразно устанавливать индивидуальный накопительный бак? Как построить водонапорную башню на собственном участке? Какие формулы следует применять для расчёта диаметра трубы и расхода воды? Какой выбрать фундамент? Обо всем этом расскажет наша статья.

В предыдущей статье мы рассказали о конструкциях, типах и функциях водонапорных башен (ВБ). Когда речь идёт о водоснабжении целого района или посёлка, установка такого серьёзного сооружения безусловно оправдана. Но будет ли она полезна частнику?

В каких случаях целесообразна установка собственной водонапорной башни

1. При подключении к городскому водопроводу. Частный сектор с садами и огородами — стабильный и мощный потребитель воды, поэтому в пик сезона часто наблюдается падение давления в трубах.
2. При наличии значительных площадей, подлежащих поливу. Запас воды позволит обеспечить своевременный полив и выдержать технологию выращивания растений.
3. При занятии животноводством. Этот вид деятельности требует постоянного расхода чистой воды. В резервуаре вода будет отстаиваться и подогреваться естественным образом.
4. При нестабильном водо- и электроснабжении. Вы сможете наполнять собственную башню во время наилучшего давления (напряжения), например, ночью.

Простой анализ показывает, что своя водонапорная башня не странная прихоть, а во многих случаях — насущная необходимость. Уменьшенная в десятки раз, она станет залогом надёжной работы насосов и постоянного бесперебойного водоснабжения отдельно взятого хозяйства или дома.

Как рассчитать водонапорную башню

Речь пойдёт скорее не о полноценной водонапорной башне, а о гравитационной гидравлической системе на её основе. Известное нам правило — «дно резервуара должно располагаться выше самой высокой точки потребления» — говорит о том, что достаточно установить резервуар на определённом уровне, который нетрудно вычислить.

Примечание. Исходным условием является наличие источника — собственной скважины с установленной насосной станцией или подключения к городскому водопроводу.

Допустим, имеется два потребителя — огород и коровник. Первый находится в 35, а второй в 25 м от источника. При этом поилки в коровнике установлены на уровне 1метр. Полив огорода осуществляется с уровня земли. Ветки трубопровода имеют минимальный общий участок магистрали (т. е. расходятся близко к резервуару).

Выясняем потребление воды

От этого показателя напрямую зависит объём резервуара. Здесь имеют место скорее не расчёты, а наблюдения. Необходимо установить счётчик воды на насосную станцию (источник) и опытным путём установить ежедневный расход. Допустим, средний расход составил 5 куб. м/сутки. Объём резервуара должен быть на 20% больше, принимаем 6 куб. м.

Рассчитываем высоту установки резервуара

Для выдержки давления значение имеет не только перепад высот, но и отдалённость потребителя от источника. 1 м перемещения воды по вертикали равен 15 м по горизонтали. То есть, для того, чтобы эффективно переместить «самотёком» воду на 15 м по горизонтали, необходим перепад в 1 м. В этом случае по совокупности вычисляется не длина, а сечение трубы. За расчётную берётся максимальная длина одной ветки трубопровода.

Расчётная высота столба для первой ветки (Н_ст1) будет равна:

Вторая ветка (коровник) имеет перепад уровня на повышение (поилки) и это необходимо учесть.

Расчётная высота столба для второй ветки (Н_ст2) будет равна:

Несмотря на то что второй потребитель располагается ближе, ему требуется более высокий столб из-за перепада уровней. Общее расчётное значение — наибольший показатель, т. е. 2,66 м. Добавляем 15% запаса и принимаем Н_ст = 3 м.

Расчёт показывает, что при данных условиях дно резервуара должно находиться на уровне 3 м, при этом начальное давление в системе (на дне бака) будет равно:

• Р=рхgхh, где
• р — плотность воды (1000 кг/куб. м)
• g — ускорение (9,8 м/ с 2 )
• h — высота водяного столба
• Р = 1000 х 9,8 х 3 = 29400 Па = 0,294 Мпа = 0,3 бар

Рассчитываем диаметр трубы

Здесь всё немного сложнее. Необходимый диаметр вычисляется через скорость потока и расход воды. По закону Торичелли:

• V 2 = 2gh, где V — скорость потока, и h — высота столба получаем:
• V 2 = 2 х 9,8 х 3 = 58,8
• V = квадр. корень из 58,8 = 7,66 м/сек

Вычисляем сечение трубы 50 мм по формуле S = Пr 2 :

Вычисляем расход воды (R) по формуле R = SV:

• R = 0,0019625 х 7,66 = 0,015 куб. м/сек = 15 л/сек = 900 л/мин

Если расход воды в час известен заранее, то диаметр трубы можно рассчитать по формуле:

• D = 2 квадр.корень из S/П, где S = R/квадр.корень из 2gh

В нашем случае расход воды 900 л/мин вполне приемлем — весь запас можно сбросить за 6–10 мин. При этом диаметр трубы 50 мм не должен уменьшаться.

Внимание! Каждое колено 900 даёт потерю давления 5–7%. Конструируйте систему с минимальным количеством углов.

Подбираем насос для резервуаров

Как правило, насосные станции устанавливают в кессоне скважины. Водонапорную башню разумно построить прямо над кессоном. Это позволит совместить все узлы в одном месте, что в свою очередь упростит ремонт и обслуживание. О том, как подобрать скважинный насос, мы рассказали в одной из предыдущих статей. Объём подачи воды средней насосной станции колеблется от 4 до 9 куб. м/мин, что полностью удовлетворяет потребностям условного хозяйства. Стоимость оборудования (насос, фильтры, фитинги) будет составлять примерно 15 000 руб.

Подбираем резервуары

Ёмкости для воды могут быть любыми, но должны соответствовать требованиям герметичности и быть пригодными для питьевой воды:

1. Лучшее решение — кубические резервуары объёмом 1 куб. м в металлическом каркасе. Их называют «еврокуб». В них, как правило, предусмотрены переливные, донные и боковые отверстия для объединения нескольких цистерн в одну систему. Благодаря кубической форме они устойчивы и занимают минимум площади. Каркас позволяет устанавливать их друг на друга, что даст увеличение столба. Стоимость одного нового еврокуба составляет 8000 руб., б/у — 4500 руб. Таких кубов понадобится 6 шт. — 48 000 и 27 000 руб. соответственно.
2. Сплошной самодельный резервуар. Его можно изготовить на месте из листов металла с рёбрами жёсткости. Такой вариант может оказаться неприемлем из-за ухудшения свойств воды при окислении металла. Либо нужно использовать сталь более высоких марок.
3. Сопряжённые бочки. Обычные металлические бочки 200–240 л могут стать выходом в условиях скромного бюджета. Они также позволяют многоэтажную компоновку и стоят недорого — 500 руб./шт. (новая). На 6 т понадобится 12 шт. общей стоимостью 6000 руб.

Подбираем систему опор для резервуаров

В любом из вышеописанных случаев подбора резервуара нам понадобится площадка 2х2 м на высоте 3 м. Расчётная масса воды при максимальной загрузке составляет 6 т. Для удержания такой массы необходима фундаментная конструкция и здесь есть два приемлемых варианта.

Стальная рама

Создаётся из металлических труб. Состоит из фундамента, стоек, диагональных тяг, материала плоскости площадки и по возможности козырька. Стойки из труб диаметром не менее 75 мм бетонируются с шагом 500 мм по всей плоскости площадки. Диагональными тягам (труба 1 дюйм, полоса, арматура и т. д.) создаётся пространственная жёсткость. Площадка должна быть сварена из металлического уголка 45х45 мм и более. От края площадки до стенки резервуара оставьте запас 250–400 мм для возможного утепления.

Стены (коробка)

Вокруг кессона устраивается ленточный фундамент примерно 2,5х2,5 м, в который по углам забетонированы трубы 75 мм. Затем выкладываются стены из шлакоблока или кирпича (толщиной в 1 кирпич). На углах выкладываются каменные столбы. В качестве балок перекрытия используйте швеллер 85–100 мм с шагом 500–600 мм. Впоследствии конструкцию можно оборудовать для подсобных нужд.

Трубы

Как видно из условий задачи, общая длина основной магистрали составляет 25 + 35 = 60 м. 20% на расходы, итого принимаем 75 м. Цена полиэтиленовой трубы составляет примерно 60 руб./кв. м. Итого 4500 руб. за трубу + 500 руб. за фитинги = 5000 руб.

Обустраивая водонапорную башню для круглогодичного использования, помните об утеплении. Даже если зимой она будет пустовать, некоторый слой утеплителя убережёт резервуары (если только они не стальные) от температурных деформаций.

В следующей статье мы расскажем, как обустроить гидравлическую систему дома и как создать комбинированную водонапорную башню для дома и хозяйства.

Источник

Строительство водонапорной башни для личного пользования

Есть ли смысл в накопительном баке и как лучше строить водонапорную башню, следует ли четко следовать формулам при строительстве или можно отойти от некоторых значений, нужен ли фундамент и как рассчитать необходимый объем бака – все это мы разберем подробнее.

Целесообразность установки водонапорной башни

Не всегда установка такой башни нужны и выгодна. Но есть случаи, когда без нее просто не обойтись. Башня целесообразна, если вы подключаете ее к водопроводу в условиях частного сектора с большими запросами на потребление воды в летний период. Башня необходима в случаях, когда требуется поливать большие площади. Животноводство также требует немалого расхода воды, а значит, водонапорная башня будет весьма кстати.

Если в вашем районе случаются перебои с подачей воды или электроэнергии, вы сможете также выйти из затруднительного положения, наполняя бак водою. Ну, и самое главное – если на участке имеется собственная скважина, то водонапорная башня придется к месту и времени. Вы сможете экономить не только электричество, но и собственное время. Возможно, в некоторых случаях водонапорная башня и будет нездоровой прихотью, на чаще всего – это жизненная необходимость.

Расчет водонапорной башни

Это не совсем водонапорная башня, это скорее – гравитационная гидравлическая система, за основу которой была взята как раз водонапорная башня. Сам резервуар должен быть расположен исходя из принципа сообщающихся сосудов.

Но все это абсолютно бесполезно, если у вас нет собственной скважины с подключенной насосной станцией или водопроводом.

Принцип установки сводится к несложным действиям. Допустим, нам необходимо полить огород и наполнить поилки в конюшни. Высота поилок не меньше метра, а чтобы полить огород нужно взять шланг в руки. При этом трубопровод разделен на ветки, которые имеют минимум общего участка.

Объем резервуара будет полностью зависеть от этой величины, а значит, вам необходимо не только правильно рассчитать, но и по возможность взять с запасом в 20 процентов. Это можно сделать, установив временно счетчик на сам источник и вычислить таким образом суточный расход воды.

Расчет высоты, необходимой для установки резервуара

Перепад высоты и удаленность от источника имеют непосредственное отношение к вдержке давления. Есть некоторая пропорциональность. 15 метров горизонтали равны 1 метру по вертикали. Что нам это дает? Перепад высоты в 1 метр дает эффективное перемещение воды на расстояние 15 метров. Сечение трубы также имеет значение.

Так вот, в нашем примере мы имеем перепад как раз на высоту 1 метра. И если для коровника расчетная высота столба будет равна 2,66м, то для полива нам необходима высота в 2,3м. если брать во внимание запасные несколько сантиметров, то можно смело устанавливать емкость так, чтобы дно находилось на высоте трех метров.

Диаметр трубы в данном случае при потреблении порядка 1000 литров в минуту должен составлять не менее 50мм. И не забывайте, что наличие хотя бы одного колена снизит давление на 5-7%.

Резервуары для водонапорной башни

Если насосная станция расположена в кессоне, то благоразумно будет установить башню непосредственно над кессоном. В таком случае вы сможете получать в среднем до 10 кубических метров в минуту.

Как таковых, жестких требований к резервуарам нет, но все же необходимо ставить емкости, в которых можно держать питьевую воду без боязни протечек. Существует несколько вариантов решения проблемы:

• Еврокуб. Это емкость объемом в 1 кубический метр, имеющий металлический каркас и донные, переливные и боковые отверстия. Это делается для удобства соединения таких кубов в единую систему. Металлический каркас способен выдержать установку таких кубов друг на друга, но при этом происходит увеличение столба.
• Самодельный резервуар. Вам потребуются листы металла с ребрами жесткости. Но такие резервуары чаще выходят из строя, ибо окисляются и имеют меньший эксплуатационный срок.
• Сопряженные бочки. Вполне сгодятся для построения друг на друга, имеют достаточно низкую цену и повышенный спрос для бытовой эксплуатации.

Система опор для резервуара водонапорной башни

Расчетная масса воды на высоте в три метра составляет 6 тонн и требует максимально фундаментальную конструкцию. Вариантов здесь два – либо ставить стальную раму, либо коробку.

Стальная рама имеет фундамент, создается из обычных металлических труб, имеет стойки, диагональные стяги и площадку. Для диагональных стягов используется труба не менее 1 дюйма в диаметре. Для сварки опорной площадки – уголки 45х45. По периметру на площадке следует оставлять как минимум 25см, чтобы быть уверенным в том, в устойчивости резервуара.

Вариант с воздвижением коробки подразумевает ленточный фундамент, с забетонированными в углах трубами. Стены коробки должны быть выполнены из кирпича или шлакоблока толщиной в кирпич. Балками перекрытия служит швеллер с шагом не менее 500мм.

Водонапорная башни в доме – видео

Источник

Полив на даче. Водонапорная башня своими руками

Было время — мы были подключены к водопроводу дачного полива. Это нечто: во время пика водоразбора (все соседи пришли с работы и поливают) вода еле капала, нормальный напор надо «ловить» или рано утром или поздним вечером

Когда это мероприятие надоело — было принято решение сделать водонапорную башню: каркас «из того, что было» (старые железные водопроводные трубы), несколько бочек 200 литров соединены шлангами между собой, из одной бочки через кран — полив огорода с высоты водяного столба 3.5 м

Поначалу воду набирали насосом из колодца, но вскоре «отсутствие автоматики» надоело и по ночам бочки сами наполнялись водой от давления в водопроводе:

В лучшие времена по даче к каждой грядке был подведен отвод от трубы ПНД 32 мм и мама поливала их, не занимаясь перетаскиванием шланга: рассекатели с кранами нынче не дефицит.

Чуть позже под бочками мы сделали душ и тут выяснилось, что вода для полива имеет мало отношения к слову «помыться», да и в бочках постоянно образовывались водоросли и отложения ила (Иртыш в переводе с тюркского «землерой»)
На тот момент в дом на 2 этаже уже был проведена автоматическая подача воды из колодца, так что бочки продолжили наполняться уже колодезной водой самотеком, для чего от дома до душа 7 лет назад на 2 штыка была прикопана труба

А от централизованной подачи воды мы отказались: зачем платить за то, чем не пользуешься?

К сожалению для мамы и нашего «сельского хозяйства» во мне так и не проснулся ген земледельца: огород нынче в заброшенном состоянии, но об этом лучше рассказать отдельно.

Источник