Пирамида водонапорных башен, или Водопровод в небоскребах

Вспомним опыт Паскаля, в котором он доливает воду в наполненную до краев бочку через высокую трубу, конец которой находится на уровне второго этажа. Буквально после того, как ученый влил в трубу около двух литров воды, бочка лопнула. Так Паскаль визуально продемонстрировал действие закона физики, получившего его имя. Давление в бочке оказалось зависимо от высоты водяного столба в трубе.

Можно ли поставить резервуар с водой под крышу небоскреба

По закону Паскаля при подаче воды из бака, расположенного под крышей, гидростатическое давление на первом этаже высотного здания было настолько высоко, что разорвало бы стальные водопроводные трубы, как картон. Это только в глубокой артезианской скважине давление водяного столба уравновешивается за счет прямого контакта воды в обсадной трубе и в водоносном горизонте, а в небоскребе с гидростатическим давлением пришлось бы бороться при помощи специального оборудования: особых толстостенных труб и системы промежуточных редукторов, установленных на ветках, отведенных от основной магистрали.

Водопровод в небоскребе - это связка водонапорных баков

При проектировании системы водоснабжения высоких зданий перед инженерами стоит сложная задача - проще поднять воду с километровой глубины, выполнив бурение скважины, чем подать воду на сотый этаж. Ставить накопительный резервуар на самый верх, как мы уже выяснили, нельзя. Но и закачать воду снизу даже на 50-й этаж – задача невыполнимая, так как потребуется создать колоссальный напор, чтобы загнать воду в трубы. Таким образом, и в этом случае возникает риск разрыва стенок трубы.Водопровод в современных небоскребах - это комплекс отдельных водонапорных башен, представляющих собой серию отдельных накопительных резервуаров, находящихся на разных этажах. Вода насосами закачивается наверх поэтапно от бака к баку. Каждая промежуточная емкость при этом по объему меньше предыдущей. Именно таким образом реализована система подачи воды на верхние этажи в петербургском небоскребе «Лахта центр» высотой 462 метра: пять промежуточных накопителей способны ежесуточно пропустить через себя 2 млн литров воды. Это чуть меньше, чем в стоэтажном чикагском небоскребе.Но в высотке города Чикаго и система немного другая. Там для обеспечения здания водой используется один огромный накопительный резервуар объемом 114 м³, расположенный в середине между 50 и 52 этажами. Для наполнения бака используется два мощных насоса, а для отправки воды потребителям задействовано семь насосов. Это не лучшее инженерное решение: при эксплуатации подобной водопроводной системы возникают излишние шумы, трубы подвержены коррозии из-за избыточного давления.

Специальное оборудование для водопроводных систем высотных зданий

Для водопроводов в небоскребах выбираются особые трубы, изготовленные из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Инженеры-строители оценили свойства этого материала, из которого получаются надежные и долговечные трубы, пластичные и удобные в монтаже. Из чугунных труб обустроены сети водоснабжения многих городов мира, характеризующихся многочисленностью высотных строений: Гонконга, Нью-Йорка, Токио.При вводе в эксплуатацию современной системы водоснабжения высотных домов ее обязательно оснащают инновационными инженерными системами. Так, в деловом столичном комплексе «Федерация» в «Москва Сити» один из небоскребов оборудован ультразвуковым комплексом обнаружения протечек. Система автоматически прекращает подачу воды в ту часть водопровода, где возникла аварийная ситуация.