Tháp nước

Một tháp nước là một cấu trúc trên cao chứa một bồn nước lớn, được xây dựng ở độ cao đủ lớn để tạo áp lực cho các hệ thống cấp nước phân phối nước uống, cũng như cung cấp lượng nước dự trữ khẩn cấp cho việc phòng cháy chữa cháy. Ở một số nơi, từ "ống nước dạng đứng (standpipe)" được sử dụng để thay thế cho từ "tháp nước". Tháp nước thường hoạt động kết hợp với dịch vụ hồ chứa dưới lòng đất hoặc trên mặt đất, nơi dự trữ nước đã xử lý gần nơi mà nước sẽ được sử dụng. Các loại tháp nước chỉ có thể lưu trữ nước thô (không uống được) sử dụng trong phòng cháy chữa cháy hoặc trong các mục đích công nghiệp, và có thể không nhất thiết phải được kết nối với một nguồn cung cấp nước công cộng.
Tháp nước có thể cung cấp nước ngay cả khi mất điện, vì chúng dựa vào áp suất thủy tĩnh do do trọng lực tạo ra để đẩy nước vào hệ thống phân phối nước sinh hoạt và công nghiệp, tuy nhiên, chúng không thể hoạt động được lâu vì phụ thuộc vào các máy bơm để bơm nước vào bồn chứa. Một tháp nước cũng phục vụ như một hồ chứa để giúp đỡ với nhu cầu sử dụng nước trong thời gian sử dụng cao điểm. Mực nước trong tháp thường xuống thấp vào các giờ cao điểm trong ngày, và sau đó các máy bơm sẽ bơm đầy nó lại lên trong đêm. Quá trình này cũng giữ cho nước không bị đóng băng trong điều kiện thời tiết lạnh.

Lịch sử

Mặc dù việc sử dụng các bể chứa nước trên cao đã tồn tại từ thời cổ đại trong nhiều hình thức khác nhau, việc sử dụng hiện đại của tháp nước cho các hệ thống nước công cộng được bắt đầu phát triển vào thế kỷ 19, vì việc bơm hơi trở nên phổ biến hơn, và người ta cũng đã phát triển được ống dẫn có thể xử lý áp suất cao hơn. Tại Anh, standpipes là một ống cao dạng chữ n, được sử dụng để giảm áp lực và để cung cấp một độ cao cố định cho hơi nước theo hướng động cơ bơm để tạo ra dòng chảy mạnh, trong khi hệ thống phân phối yêu cầu một mức áp suất cố định. Các Standpipes cũng được thiết kế một thành phần cố định thuận tiện cho việc đo lưu lượng dòng chảy. Vào cuối thế kỷ 19, các standpipe được thiết kế lớn hơn để tích hợp các thùng chứa để đáp ứng nhu cầu nước ngày càng tăng của những thành phố phát triển.
Hiện tại, nhiều tháp nước có ý nghĩa lịch sử, và đã được đưa vào danh sách di sản khác nhau trên thế giới. Một số được chuyển đổi thành căn hộ hoặc căn hộ penthouse độc ​​quyền. Trong một số lĩnh vực, chẳng hạn như thành phố New York ở Hoa Kỳ, các tháp nước nhỏ được xây dựng cho các tòa nhà riêng lẻ. Ở California và một số bang khác, các tháp nước địa phương được thi công kèm với những tankhouses đã từng được xây dựng (năm 1850-năm 1930) để cung cấp cho nhà riêng. Người ta dùng cối xay gió để bơm nước từ giếng lên vào bể.

Thiết kế và xây dựng

Một loạt các vật liệu có thể được sử dụng để xây dựng một tháp nước điển hình, thép và bê tông cốt thép | gia cố hay bê tông dự ứng lực thường được dùng bằng gỗ, sợi thủy tinh, hoặc gạch cũng được sử dụng, kết hợp một lớp phủ bên trong để bảo vệ nước từ hiệu ứng phụ (nếu có) của các vật liệu lót. Hồ chứa trong tháp có thể có dạng hình cầu, hình xi lanh, hình trụ, hoặc ellipsoid, với chiều cao tối thiểu là khoảng 6 m (20 ft) và đường kính tối thiểu 4 m (13 ft). Một tháp nước chuẩn thường có chiều cao khoảng 40 m (130 ft). Và chứa trung bình 1,2 triệu lít nước.
Việc điều áp được thực hiện thông qua các áp lực thủy tĩnh của độ cao nước, vì mỗi độ cao của tháp nước sẽ tạo áp suất khác nhau. Cứ mỗi một mét chiều cao thì tháp nước tạo được áp suất khoảng 1.4 PSI (1 PSI = 0.07 kg/cm2).Thông thường áp suất của mạng lưới thuỷ cục là khoảng 20-50 PSI, đủ áp lực để hoạt động và cung cấp cho hầu hết các nước áp lực nước và yêu cầu hệ thống phân phối.
Chiều cao của tháp tạo áp lực cho hệ thống cấp nước, và áp lực này có thể được tăng lên bằng bơm. Khối lượng hồ chứa và đường kính của đường ống cung cấp và duy trì tốc độ dòng chảy. Tuy nhiên, chỉ sử dụng một máy bơm để tăng áp lực nước là rất tốn kém; để theo kịp với nhu cầu khác nhau, máy bơm sẽ phải có kích thước phù hợp để đáp ứng nhu cầu trong những giờ cao điểm. Trong những khoảng thời gian có nhu cầu thấp, các máy bơm jockey được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu về dòng nước thấp này.
Khi xảy ra hỏa hoạn, cần có khối lượng và lưu lượng rất cao để dập lửa. Với một tháp nước hiện nay, máy bơm chỉ được thiết kế cho nhu cầu trung bình, không thể sử dụng vào giờ cao điểm. Tháp nước cung cấp áp suất nước trong ngày và máy bơm sẽ bơm lại tháp nước khi nhu cầu thấp hơn.

Hoạt động

Chiều cao của tháp cung cấp áp lực cho hệ thống cấp nước, và nó có thể được bổ sung với một bơm. Khối lượng của hồ chứa (nước) | hồ và đường kính của hệ thống đường ống cung cấp và duy trì tốc độ dòng chảy. Tuy nhiên, dựa vào một máy bơm để cung cấp áp lực là đắt tiền, để theo kịp với nhu cầu khác nhau, các máy bơm sẽ phải được kích thước để đáp ứng nhu cầu cao điểm. Trong thời kỳ nhu cầu thấp, DJ bơm s được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu lưu lượng nước thấp hơn. Tháp nước làm giảm nhu cầu tiêu thụ điện của máy bơm xe đạp và vì vậy cần có một hệ thống điều khiển bơm đắt tiền, như hệ thống này sẽ phải được kích thước đầy đủ để cung cấp cho cùng một áp lực ở lưu lượng cao.
Khối lượng rất cao và lưu lượng là cần thiết khi chữa cháy. Với một hiện tại tháp nước, máy bơm có thể được kích thước cho nhu cầu trung bình, không nhu cầu cao điểm; tháp nước có thể cung cấp áp lực nước vào ban ngày và máy bơm sẽ nạp tháp nước khi nhu cầu thấp hơn.
Sử dụng không dây cảm biến mạng để theo dõi mức nước trong tháp cho phép thành phố để tự động theo dõi và kiểm soát máy bơm mà không cần cài đặt và duy trì cáp dữ liệu đắt tiền.

Trang trí

Tháp nước có thể được bao quanh bởi các tấm phủ trang trí công phu bao gồm ưa thích gạch, một lớn ivy bao phủ Trellis | lưới mắt cáo hoặc có thể chỉ đơn giản là vẽ. Một số tháp nước của thành phố có tên của thành phố sơn chữ lớn trên mái nhà, như một chuyển hướng quan sát cho phi công và lái xe. Đôi khi trang trí có thể là hài hước. Một ví dụ này là tháp nước được xây dựng cạnh nhau, dán nhãn NÓNG và LẠNH. Các thành phố ở Mỹ sở hữu nước side-by-side tháp dán nhãn nóng và lạnh bao gồm Granger, Iowa, Canton, Kansas và Thánh James, Missouri Eveleth, Minnesota cùng một lúc có hai tháp như vậy, nhưng không còn hoạt động.Khi một tháp nước thứ ba được xây dựng bên cạnh bộ tháp Hot and Cold Okemah, Oklahoma, thị trấn một thời gian ngắn xem xét đặt tên nó là "Running", nhưng cuối cùng quyết định sử dụng tên "Ngôi nhà của Woody Guthrie". Tháp nước có tên Nhà trên mây The House in the Clouds in Thorpeness, nằm ở hạt Suffolk nước Anh, được xây dựng để trông giống như một ngôi nhà, trong khi các tầng thấp hơn là sử dụng cho chỗ ở. Khi thị trấn được kết nối với nguồn cung cấp nước đường ống, tháp nước đã bị tháo dỡ và chuyển đổi thành không gian sống thêm.) Tháp nước dạng cây "nấm" Svampen trong tiếng Thụy Điển - được xây dựng trong Örebro tại Thụy Điển vào đầu những năm 1950 và sau đó là các bản sao được xây dựng trên toàn thế giới bao gồm Ả-rập Xê-út và Kuwait, New Scientist ngày 20 tháng 7 năm 1961].
Nhiều thị trấn nhỏ ở Hoa Kỳ sử dụng nước của tháp để quảng bá du lịch địa phương, các đội thể thao trường trung học địa phương của họ, hoặc những sự kiện đáng chú ý khác tại địa phương.Kể từ khi tháp nước là đôi khi điểm cao nhất trong thị trấn, ăng ten, hệ thống địa chỉ công cộng, máy ảnh và còi báo động cảnh báo lốc xoáy đôi khi được đặt trên họ là tốt. Nhiều tháp nước phục vụ sản xuất và cơ sở thương mại khác. Các tháp nước này thường được trang trí với tên của công ty đó tháp nước phục vụ.