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.
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.
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.
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.
Планируете заказать бурение скважины на воду или обустройство скважины под ключ? Просто свяжитесь с нами!