La conception et les variétés d’un château d’eau

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Qu’est-ce qu’un château d’eau et quel est son principe de fonctionnement? Quels sont les types de châteaux d’eau? Quels en sont les principaux éléments? Quelles sont les caractéristiques de conception des différents types de tours et en quoi sont-elles similaires les unes aux autres? Nous en parlerons dans notre article..

Construction d'un château d'eau

Le château d’eau est une structure hydraulique de pompage et de stockage de l’eau. C’est un réservoir installé à une certaine hauteur. Le principe de fonctionnement est basé sur l’action de la loi des vases communicants, qui est l’une des lois fondamentales de l’hydrostatique. Ce type de structure est connu depuis l’antiquité, mais aujourd’hui les châteaux d’eau n’ont pas perdu de leur pertinence, en particulier pour les zones en manque d’énergie..

Le principe de fonctionnement et les types de construction des châteaux d’eau

Comme mentionné ci-dessus, la loi de l’hydrostatique fonctionne dans la tour. Grâce à lui, le liquide dans un système ouvert a tendance à occuper le même niveau dans tous les vases communicants. Dans ce cas, les éléments du pipeline peuvent être considérés comme un navire. Pour maintenir une pression constante dans les tuyaux, une différence de hauteur constante de la colonne d’eau est nécessaire. Dans ce cas, l’eau du réservoir de la tour doit être distribuée par le pipeline aux consommateurs, ce qui signifie qu’elle doit être située au-dessus du point de soutirage le plus élevé.

La tâche de conception est simple: installer le réservoir à une certaine hauteur. Chaque ingénieur a résolu ce problème à sa manière et, par conséquent, de nombreuses variétés de châteaux d’eau (WD) sont apparus..

1. Maçonnerie (ancienne méthode). La tour et le réservoir sont entièrement maçonnés. Le dernier WB construit en utilisant cette méthode remonte à 1885.

Construction d'un château d'eau

2. Tours en béton armé avec réservoirs. Les WB en béton armé structurel ont été construits principalement à l’époque soviétique. Le volume d’un réservoir en béton armé pourrait atteindre 150 mètres cubes. m.

Construction d'un château d'eau

3. Tours sur supports hyperboloïdes. Les supports inventés par le grand ingénieur russe V.G. Shukhov, en plus de propriétés structurelles exceptionnelles, ont une valeur artistique. Au total, environ 200 d’entre eux ont été construits par l’architecte lui-même. Le principe du support hyperboloïde est aujourd’hui utilisé dans la construction des bâtiments et tours les plus hauts du monde..

Construction d'un château d'eau

4. Le réservoir est sur un cadre en acier. L’option la plus simple en termes de projet. La conception du cadre est arbitraire (rectangulaire, triangulaire, pliable, etc.).

Construction d'un château d'eau

5. Réservoir en acier de section variable (« grenade »). Il est fabriqué à l’usine en reliant deux réservoirs cylindriques de diamètres différents le long de l’axe. Le support est un récipient (tuyau) de plus petit diamètre situé au fond. C’est le type de WB le plus courant en Russie. Attrayant en raison d’une installation et d’une fabrication rapides, mais présente des difficultés de transport (surdimensionné).

Construction d'un château d'eau

6. Réservoirs individuels. Ce sont des éléments d’un château d’eau, d’une manière ou d’une autre connectés au système d’alimentation en eau d’une maison séparée.

Construction d'un château d'eau

Éléments d’un château d’eau

Toutes les tours ont à peu près le même ensemble de nœuds, ce qui peut être compliqué ou simplifié en fonction de l’année de construction, de la qualité de l’eau, du niveau de la nappe phréatique, etc. Mais il existe un «ensemble» standard de caractéristiques qui unit tous les types de ces structures uniques:

  1. Réservoir monté en hauteur. Il peut être constitué de tout matériau non soumis à une décomposition rapide (acier, béton, plastique). Le fond du réservoir doit être au-dessus du point de consommation le plus élevé.
  2. Support de réservoir. En fait, ce qui fait d’une tour une tour. C’est ici que l’imagination de l’architecte se manifeste le mieux, en particulier lorsqu’il s’agit de structures installées dans la ville et dans des lieux très fréquentés. Les ingénieurs soviétiques ont trouvé un moyen élégant (efficace) de combiner les deux fonctions en un seul élément, créant une tour en acier avec une tuyauterie de soutien. D’aspect discret, il est plus facile et plus rapide que les autres à être produit et installé, c’est donc l’acier WB qui représente 75% de tous les châteaux d’eau massivement installés.
  3. Pipeline vertical. Plus précisément, il y en a deux: l’approvisionnement et la décharge. L’alimentation est acheminée depuis les pompes sous le couvercle supérieur du réservoir principal. À travers elle, le réservoir est rempli d’eau. La sortie a un diamètre important (à partir de 200 mm) et est reliée au système d’alimentation en eau.
  4. Colonne ou trappe de ventilation. Situé dans la partie supérieure du réservoir et sert à égaliser le volume d’air et à maintenir une pression atmosphérique constante.
  5. Station de pompage. Un bâtiment indépendant, construit au-dessus d’un puits, dans lequel se trouvent des pompes de relevage d’eau. Sa tâche est de s’assurer que le réservoir est rempli au niveau requis (maximum)..
  6. Automatisation. Même un WB primitif doit être équipé d’au moins un capteur de remplissage, qui activera les pompes de pompage en cas de baisse du niveau d’eau.
  7. Système de filtration. Chaque tour offre la possibilité d’installer des filtres de n’importe quel niveau.

Construction d'un château d'eau 1 – station de pompage avec automatisation; 2 – tuyau d’alimentation; 3 – réservoir; 4 – trappe de ventilation; 5 – Canalisation d’alimentation en eau vers les consommateurs

Fonctions d’un château d’eau

La capacité du réservoir de la tour est rarement inférieure à 50 mètres cubes. m d’eau, ce qui implique une utilisation collective, ce qui entraîne une consommation volumétrique inégale. Dans la grande majorité des cas, les WB sont installés dans des zones du secteur privé où l’horticulture est développée et l’eau est constamment consommée. Dans de tels cas, la tour fait partie du système d’alimentation en eau pour des zones entières..

  1. Mise à niveau du travail de la station de pompage. L’approvisionnement en eau de la zone est effectué à l’aide d’une station de pompage qui prélève l’eau d’un puits. Lorsque la station est connectée directement au pipeline, des surcharges se produiront inévitablement au plus fort du rabattement, ce qui entraînera de fréquentes pannes de l’équipement. Le réservoir agit comme un accumulateur hydraulique qui maintient la pression dans le système due à la gravité. Grâce à cela, les pompes fonctionnent dans un mode stable et ne sont pas surchargées..
  2. Égalisation de la pression du réseau. Cette fonction découle directement de la précédente. Dans ce cas, l’énergie des pompes n’est pas dépensée pour maintenir une pression constante dans la canalisation – celle-ci est fournie par la colonne d’eau.
  3. Approvisionnement en eau d’urgence. En cas de panne ou de prévention, des travaux peuvent être effectués sans interrompre l’alimentation en eau des consommateurs.
  4. Traitement de l’eau. L’eau de puits ne répond pas toujours aux exigences de GOST et SanPiN. La tour et le réservoir ont suffisamment d’espace libre pour installer divers systèmes de nettoyage grossier qui amènent la qualité de l’eau à un niveau acceptable. Par exemple, dans la « jambe » d’une tour en acier, un filtre flottant est souvent disposé, qui capte l’oxyde de fer formé lors de l’aération de l’eau..

Construction d'un château d'eau

Les tâches fonctionnelles d’un château d’eau ne dépendent pas de sa structure, de sa hauteur, du volume du réservoir et de son emplacement. Toutes les tours exécutent les mêmes tâches que celles décrites ci-dessus.

L’idée même d’accumuler un approvisionnement en eau est tout à fait applicable aux conduites d’eau individuelles, en particulier là où elle est constamment consommée – dans les complexes agricoles et d’élevage. Les assemblages de château d’eau peuvent également être intégrés dans un bâtiment résidentiel et économiser de l’énergie pour maintenir une pression constante. Comment construire un réservoir d’eau, nous vous le dirons dans le prochain article.

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