Водонапорная башня — когда-то жизнь городов была просто немыслима без этой постройки: от её наличия зависело, будет ли население обеспечено водой, то есть будет ли вообще жизнь в городе. А как иначе, если работа водопровода, заводов и фабрик, труд пожарных, возведение новых районов и даже функционирование железнодорожных станций — всё это упиралось в наличие в населённом пункте этого промышленного архитектурного объекта? Мы расскажем вам историю городской водонапорной башни, и уверены, что вы останетесь под впечатлением от того, как развивалась инженерия в желании сделать воду доступной для каждого жителя.

Принцип работы водонапорной башни

Что представляет собой типичная водонапорная башня? Она состоит из опорной части — ствола, из резервуара, трубопроводов, естественно, насоса и оборудования для контроля уровня воды. Резервуары делали разной формы — иногда круглой, иногда прямоугольной. В XX же веке, когда города ещё повсеместно нуждались в этих строениях, а инженерная мысль уже позволяла возводить сооружения из железобетона, резервуары изготавливали и из других, самых сложных и замысловатых форм. Внутри башни монтировали всё то, что помогало персоналу обслуживать конструкцию и поддерживать её работу: разнообразные лестницы, площадки, приборы, которыми можно было замерить уровень жидкости в резервуаре. Кстати, изначально уровень воды проверялся вручную, чуть позже появились устройства по принципу поплавка. Сегодня же насосы работают на автоматическом управлении, а данные об уровне воды снимаются дистанционно.

Работа водонапорной башни осуществляется следующим образом: резервуар посредством насоса наполняется водой, которая берётся из рек, озёр, скважин. Кстати, наблюдение за уровнем воды — важнейшее дело: нельзя допустить того, чтобы бак переполнился. Следом создаётся давление: бак расположен высоко, что позволяет жидкости подаваться в систему за счёт силы тяжести.

Высота бака имеет практический смысл: подъём всего на 10 метров создаёт в трубах давление около одной атмосферы, а запас воды в резервуаре сглаживает утренний и вечерний пик потребления и переживает кратковременные перебои в работе насоса, оставляя при этом резерв на случай пожара. Из башни вода поступает в сети городского водоснабжения, откуда расходится по промышленным предприятиям, по сельхозугодьям, по жилым домам. Кроме того, воду из водонапорных башен используют и пожарные — в резервуарах всегда есть запас жидкости на случаи пожаров.

От акведуков до паровой машины

Водонапорные башни, а вернее их аналоги, существовали много веков назад. Конечно, это были не буквально те башни, которые мы знаем, а их прототипы. Разнообразные каналы, по которым вода поступала в городские резервуары, знаменитые римские акведуки — все они точно так же обеспечивали города и их окрестности водой. Принцип везде один: вода накапливалась на высоте и под естественным давлением самотёком шла в фонтаны, термы, на поля и к водопою скота.

Когда появились знакомые нам городские постройки, люди применяли механизм, который выполнял роль примитивного насоса. Точнее, механизм сам по себе не работал и потому, чтобы запустить его активность, нужно было привести его в действие либо при помощи тяговых лошадей, либо собственными руками. Позднее на помощь человеку пришло замечательное изобретение — паровая машина. А ещё позже, в технологичный XX век, работать насос заставила уже автоматика.

XIX век: бум городов

В XVIII и особенно в XIX веках города Старого и Нового света переживали бум роста. Строились дома, возводились заводы и фабрики, и потому требовалось разработать единую систему подачи воды. Более того, было необходимо, чтобы она могла выдерживать резкие перепады суточного потребления. Да, в городах существовали насосные станции, но давление в них менялось в зависимости от мощности самого насоса. Без накопительного бака давление в сети напрямую зависело от насоса: в часы пикового разбора воды или при поломке оно падало, и подача воды прекращалась.

И дело даже не в бытовых неудобствах — пожар, вот что не могло подождать в случае аварийной ситуации. Чтобы вы понимали, насколько город не мог существовать без стабильного водоснабжения, скажем, что большая часть населённых пунктов того времени была с плотной деревянной застройкой, и просто представьте, сколько бед бы наделал один воспламенившийся дом или даже просто сарай.

Инженеры не изобретали ничего нового, а вернулись к римскому принципу: подавать воду из резервуара, поднятого на высоту. Первые объекты успешно прошли тестирование, и вот уже градоначальники крупных городов Америки, Европы и Российской империи принялись устанавливать башни на вверенной им территории. Где-то резервуар помещали в кирпичную или каменную шахту-башню — вы и сегодня можете их видеть в своих городах. Какие-то ставили просто на громадном металлическом каркасе и опорах, но это больше опыт стран западной части света.

Со временем водонапорные башни стали частью каждого городского пейзажа. Строение декорировали окнами в форме арок, замысловатой кирпичной кладкой, разнообразными карнизами, крышами в форме конусов. Ну чем не украшение территории железнодорожной станции и даже жилого района?

Впрочем, не красотой единой — не она была главной целью, а прочность сооружения. Сильный порыв ветра, вибрация от работы насоса, перепады температуры — всё это могло сказаться на устойчивости конструкции, и потому одна ошибка в инженерном расчёте могла привести к тому, что кирпичная башня просто рухнет.

«Если столько сложностей, не проще ли было ставить резервуары просто на опорах, как на Западе?» — спросите вы. Не проще, потому что всё решал климат. В городах, где бывали холодные месяцы, необходимо было думать о защите резервуара от морозов, иначе жидкость в баке просто замёрзнет. Дело не в самом кирпиче как утеплителе, а в толщине кладки и воздушной прослойке между стеной шахты и баком — так вода защищена от промерзания. Вот и причина того, что специалисты встраивали резервуары в шахты из кирпича или наоборот — обносили установленный бак кладкой.

Башни на частной территории

Нередко водонапорные башни ставили и на частной территории. Ставили её промышленники для нужд собственного бизнеса. Например, фабриканты активно использовали сооружение для того, чтобы охлаждать оборудование или промывать сырьё, а владельцы металлургических предприятий ставили башню рядом с котельными. И те и другие возводили постройки и в посёлках, где проживали рабочие с их фабрик, чтобы от них подавать воду в рабочие бараки, в столовую, к медпунктам.

Интересно, что промышленники подходили к установке башни не просто как к необходимому объекту и не ставили её по принципу «работает и ладно». Нет, эта конструкция не была случайной, так как служила и своего рода репутацией фирмы собственника: шахту с внутренним резервуаром нередко проектировали с оглядкой на архитектурный стиль предприятия, чтобы в едином ансамбле с рабочими цехами вырисовывался общий посыл технической мощи компании.

XX век и наши дни

В XX веке, точнее говоря в его второй половине, в высотках и густонаселённых районах крупных городов мира стали строить насосные станции, которые поддерживали в трубах давление. На смену бакам, поднятым высоко над землёй, пришли подземные резервуары и насосные станции, поддерживающие давление в трубах. Башня перестала быть обязательным элементом каждого города, но как тип сооружения не исчезла.

И в наши дни они по-прежнему нужны там, где нужно создать запас воды. Сельские поселения, промышленные зоны, небольшие городки, какие-либо строительные объекты, в целом локации, где возводить сложную в экономическом плане конструкцию нецелесообразно — во всех этих местах и по сей день устанавливают водонапорные башни. Разумеется, сегодня они, а точнее их «начинка», представляют собой образец высоких технологий: водонапорная башня нашего века оснащена современными датчиками, контролирующими уровень воды, удалённым контролем, прочей электроникой.

Проследив историю башни, можно в очередной раз восхититься тем, какой громадный шаг совершила инженерная мысль: от вращения механизмов силой тяговых лошадей в качестве насоса до удалённого контроля водонапорной башни при помощи оборудования, которое защитит резервуар от переливов, проконтролирует давление и своевременно сообщит оператору о неисправности.