В коттеджных посёлках и на дачах, где на участок подведена вода, вечной проблемой является сохранение трубопровода целым в зимний период. С наступлением морозов вода замерзает и может разорвать трубу (или кран), если она не утеплена и не закопана глубже уровня промерзания почвы. Но если с трубопроводом всё более или менее понятно: слей воду и продуй, чтобы там не оставалось воды, то с кранами сложнее. Иногда, их рвёт даже если в них осталось всего пара капель воды. Но почему тогда в водонапорных башнях и уличных водоразборных колонках, которые никто не утепляет и никак не защищает от мороза, вода не замерзает, а трубы и краны не лопаются?
Наверное, все, у кого есть свой дом, задавали себе этот вопрос и даже благополучно находили решение с незамерзающим краном. Суть проста: сейчас продаются краны с длинным штоком, который проходит через стену в тёплое помещение, а запорная арматура находится не там, где вентиль (на улице), а на противоположной стороне штока (в теплом помещении). Такие краны довольно дорогие (цена растёт с длиной), но проблему замерзания крана решает.
По сути таким же образом устроены незамерзающие гидранты (они же водоразборные колонки), присоединённые к расположенной глубоко под землёй магистрали. В них клапан для подачи воды (запорная арматура) установлен ниже уровня промерзания грунта. Когда кран закрыт, остатки воды остаются на уровне дренажа. Непосредственно в стояке вода в это время отсутствует, а потому он не промерзает даже во время сильных морозов.
Примечательно, что гидрант может использоваться и для бытовых нужд, и с целью пожаротушения. Если установка водоразборной колонки выполнена правильно, то особого обслуживания она не требует долгие годы. Однако это не единственная конструкция, способная обеспечить подачу воды зимой.
Когда-то в качестве водонапорных башен использовались конструкции, почти целиком изготовленные из кирпича. Например, первое водонапорное сооружение московского Кремля, созданное в XVII веке, подразумевало забор воды из Москвы-реки при помощи механизма, приводимого в движение лошадьми. Вода под напором подавалась в расположенный наверху башни бак, после чего поступала в здание по трубам.
В 1936 году инженер Антон Рожновский представил уникальное изобретение, которым многие предприятия успешно пользуются до сих пор. Водонапорная башня, за которую изобретатель в 1942 году получил Сталинскую премию, была более совершенной, чем её кирпичные предшественницы.
Башня Рожновского изготавливалась из сваренных между собой металлических листов и устанавливалась на железобетонный фундамент. Одним из преимуществ конструкции являлся быстрый монтаж (в пределах двух-четырёх дней против шести месяцев для кирпичной постройки), другим ― отсутствие необходимости подогрева (ранее подогрев осуществлялся при помощи дизельного топлива, а оно было в дефиците, особенно перед войной), третьим ― дешевизна (примерно в четыре раза).
Первоначально башни Рожновского стали применять на железной дороге. Последней в начале XX века требовались огромные объёмы воды, которую использовали в паровозах. Для сельскохозяйственных же целей водонапорные башни Рожновского стали строить лишь с 1951 года, предварительно пробурив вблизи артезианскую скважину.
Детали для башен изготавливали на заводах, после чего доставляли в нужное место и соединяли путём сварки. Стандартная башня такого типа вмещала 15―50 кубометров воды.
Почему вода в башне не замерзает?
Когда водой из водонапорной башни активно пользуются, она не замерзает из-за постоянного движения. Это значит, что люди берут воду из башни, а насос, по мере расходования воды, докачивает нужное её количество из скважины, поднимая водную массу на высоту до 20 метров. Примечательно, что вода в башне практически не замерзает даже при температуре воздуха до минус 30―40 градусов. Но это днём, когда есть постоянный ток воды. Ночью же и морозы могут быть сильней и водой никто не пользуется. Но вода всё равно не замерзает. Почему же?
На самом деле вода, температура которой редко превышает +6 - +10 градусов, частично замерзает. Обледенение наблюдается непосредственно на стенках резервуара, однако когда «свежая» вода (вместо израсходованной) начинает поступать в него, лёд тает. А вот в самые сильные морозы насос включают, чтобы вода поступала в объёме больше необходимого, и вытекала из трубы аварийного перелива, образуя лёд уже снаружи. Новые водонапорные башни осуществляют подкачку воды автоматически, чтобы она постоянно циркулировала внутри конструкции и не замерзала.
В современных водонапорных башнях умещается в среднем 12 тонн воды. Специальная автоматика следит, чтобы уровень воды не падал ниже необходимого. Когда уровень понижается, насосы тут же начинают подкачивать воду. Для минимизации вероятности замерзания воды, башни, расположенные в особенно холодных регионах, утепляют при помощи полиуретанового напыления.
Сегодня в водонапорных башнях (если, конечно, они сами по себе не текут) практически исключён перерасход воды из-за утечек через трубу перелива. Ранее, в советский период, из таких башен вода могла течь чуть ли не круглогодично, образуя целые болота неподалёку от себя.
Многие, кстати, называют водонапорную башню Рожновского первооткрывателем уникального изобретения. На самом же деле Рожновский лишь доработал разработку 1906 года авторства другого инженера, Павла Земскова, который первым задумался об экономии строительных материалов для утепления гидротехнических сооружений.
Что интересно, аналоги башни Рожновского существуют и в странах, не относящихся к бывшему СССР. Например, в Великобритании и США строят водонапорные конструкции по форме напоминающие наши, но их оформление более яркое.
Если было интересно, ставьте лайк и подписывайтесь на мой Телеграм. А ниже ещё несколько интересных статей: