Ez a http://www.vbt.bme.hu/oktatas/melyep/Hallgatoi%20eloadasok/Femtartalyok/Fem%20tartalyok.doc címen található file HTML verziója.
A G o o g l e automatikusan elkészíti a dokumentumok HTML változatát, mialatt feltérképezi a világhálót.
Ha hivatkozni akar erre a lapra, vagy fel akarja venni a kedvencek közé, akkor a következő url-t használja: http://www.google.com/search?q=cache:i8ZulT7fwIIJ:www.vbt.bme.hu/oktatas/melyep/Hallgatoi%2520eloadasok/Femtartalyok/Fem%2520tartalyok.doc+v%C3%ADztorony&hl=hu&ie=UTF-8

A Google nem áll kapcsolatban ezen oldal szerzőivel, és semmilyen felelőséget nem vállal tartalmáért.
Kiemelt keresőkifejezések:  víztorony 
 
 

Víztornyok 
 

          A víztartályok a víz tartására szolgáló, általában (ivóvíz esetén mindig!) felülről is zárt szerkezetek. A víztartályok többféle szempont alapján oszthatók fel. 

Milyen a víztartályban tárolt vízzel szemben támasztott követelmény, illetve milyen a víz eredete:

Eszerint ivóvíz, ipari víz, mezőgazdasági (öntöző) víztartályokról lehet beszélni, utóbbiak elég ritkán fordulnak elő, mert felülről nem zártak, így víztárolónak minősülnek. 

Lehet a víztartályokat geodetikus helyzetük alapján osztályozni:

Ilyenkor beszélünk a terep magasabb részén elhelyezett, s általában földbe süllyesztett szolgálati medencéről, ill. a föld fölé a szükséges nyomásnak megfelelően kiemelt víztoronyról. 

Szerkezeti szempontok alapján igen sok osztályozási mód van:

Ilyen a teherviselési rendszer szerinti felosztás: rézsűsen kialakított vagy sziklába épített és csak vízzárást biztosító burkolattal ellátott tartályok, és a teherviselő szerkezetű tartályok. 

A medencék anyaga szerint lehetnek:

Falazott, beton, vasbeton, acéllemez tartályok. 

Az alak kiképzése szerint is lehet:

Körmedence, dobozszerkezetű (négyszög alaprajzú), spirális alakú, lencse alakú, gyűrű alakú (víztornyok) és még igen sokféle változatban készülő medence. 

A vízellátás igényei alapján való mérlegelés után először a víztartály hasznos köbtartalmát határozzuk meg:

A terület magassági viszonyaiból már adódik, hogy föld alatti medencével vagy víztoronnyal kell-e számolni. A medence alakját ezek után már erõtani, gazdaságossági és hidraulikai tényezõk szabják meg. Túl nagy vízoszlopmagasságot medencékben nem célszerû tervezni, mert a csõhálózatban a nyomásingadozást növeli. A medencéket biztonságból általában két különálló rekeszbõl szokták kialakítani, hogy a medencetisztítás továbbá szerkezeti hiba vagy a gépészeti berendezések zavara esetén a javítás idején csökkentett üzemmel a tározás funkcionálhasson. 

Kifejezetten erõtani szempontból a medencék felosztása: nem teherviselõ és teherviselõ szerkezetû tartályok:

-Nem teherviselõ tartályok, a rézsûs falú földmedrû, csak vízszivárgást gátló béléssel ellátott tartályok. Ezek fedetlenek (pl.:vízi erõmûvek tárolómedencéi, tiszítótartályok stb.) vagy könnyû szerkezetû lefedéssel készülhetnek. A könnyû szerkezet azért célszerû, mert a rézsûk helyigénye miatt csak nagyobb alapterületû medencék kialakítása gazdaságos. Földfeltöltés esetén a medencében hálózatosan kiosztott pilléreket helyeznek el.

A könnyû lefedés vasbeton héj vagy acélszerkezettel kombinált mûanyag, a nehéz födém monolit vagy elõre gyártott vasbeton lehet.

-A teherviselõ tartályok lehetnek földbe süllyesztettek, ill. földfeltöltéssel körülvettek vagy talajszint fölé kiemeltek. Az elõbbiek a szolgálati medencék, szennyvíztisztító medencék, továbbá ipari tartályok (benzin, olaj stb.), az utóbbiak a víztornyok. 

Alapozási követelmények: 

A legtöbb víztorony szabadon álló torony, amelynek törzse az alaptestbe van befogva. Léteznek kihorgonyzott víztornyok is, amelyeknél nincsen szükség az alaptest és a törzs nyomatékbíró kapcsolatára. Ezek többnyire kicsiny tárolóterű acélszerkezetű tornyok (pl. a mezőgazdasági üzemek vízellátására elterjedten használt hidroglóbuszok). A közepes és nagy tárolóterű víztornyok függőleges terhei általában sokkal nagyobbak, mint a hasonló magasságú épületeké, ezért viszonylag gyakran van szükség mélyalapozás alkalmazására. Ha a torony alátámasztásához a síkalapozás elegendő is, az alaplemez méretei olyan nagyra adódnak, hogy gyakran szükség van az alaplemez külső peremének a toronytörzshöz merevítésére csonkakúppal vagy ferde oszlopsorral. Különlegesen kedvező felszín közeli talajviszonyok estén lehetőség van közvetlenül a talajra fektetett héjalap alkalmazására is.

      A szerkezet súlypontja is szokatlanul magasan van, emiatt a víztornyok fokozottan érzékenyek az alapozás egyenetlen süllyedésére. Ez a törzs elferdülését, a függőleges terhek külpontossá válását okozza. A nagy függőleges terhek miatt a vízszintes terhek közül az alapozási követelmények szempontjából csak a torony és a tárolt víz tömegével arányos terhek, azaz a torony elferdülésének hatását képviselő „vízszintes” teher és az esetleges földrengésteher szerepe jelentős. Ezeknek a terheknek a vizsgálatakor nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a tárolt víz viselkedése eltér az azonos tömegű, de szilárdan a helyéhez kötött merev tömeg viselkedésétől. 

A víztornyok:

Olyan vízmedencék, amelyet a talajszint felett helyeznek el. Kimutatták, hogy minél nagyobb a szükséges hasznos toronymagasság, annál nagyobb tartály építése gazdaságos. Víztorony tervezésénél ezért nagy magasság esetén a medencét gazdaságos a távlatilag meghatározható legnagyobb hasznos térfogatúra felvenni. A víztorony (lásd: 1 ábra) két alapvetõ szerkezeti részbõl áll: a toronytörzs az alaptesttel és a medence. A körszimmetrikus terhelés miatt az alaptest általában kettõs kúpfelületû héjjal osztott kör vagy körgyûrû alaprajzú. A kúpfelületû alapok belsejében lehet elhelyezni a csövek zárszerkezeteit. A toronytörzsben futnak a különbözõ rendeltetésû csövek, a világító és jelzõkábelek, továbbá a medence megközelítésére szolgáló lépcsõ vagy hágcsó. A toronytörzs lehet henger alakú, körmentén kiosztott önálló pillérek rendszere (térbeli keretté kiképezve), csillagalakban elrendezett három, négy vagy több vasbeton tárcsából kialakított szerkezet. Ipari víztornyoknál elõfordul a falazott kéményre elhelyezett gyûrû alaprajzú víztartály is.

Hiányzik az ábra 

Az 1.ábrán ábrázolt víztorony toronytörzsének kihajlási hosszát az ábra jelöléseivel az alábbi módon kell kiszámítani:

A toronytörzs, az altalaj rugalmasságából és az alaptest kialakításától függő mértékben, rugalmasan befogott konzol. A vízlengés miatt a víz tömegének a súlypontját a statikus súlypont felett a metacentrumban kell felvenni. A toronytörzs kihajlási hosszát a következőképpen kell kiszámítani: 
 
 
 
 
 

Itt valamilyen szövegszerkesztési okból hiányzik a képlet. 

      Jelölések:

P2: A toronytörzs súlyának felső szélső értéke, Mp

P3: Az alaptest súlyának felső szélső értéke, Mp

si: Pi teher súlypontja az alaptest alsó súlypontja felett, m

a0, a1:  A P0, ill. P1 erők támadáspontjának távolsága az oszlop felső vége felett, m

γ0: A víz térfogatsúlya, 1 Mp/m3 

      A toronytörzs méretezésénél fel kell tételezni, hogy a törzs tengelye építési pontatlanság vagy egyenlőtlen süllyedés következtében 3-5‰-kel elferdült.

      A medence itt is két különálló rekeszre osztva készül. Célszerű egy külső gyűrű és belső körmedence, vagy kettős gyűrű alaprajzú medence elválasztást szoktak alkalmazni, hogy a függőleges terhelés az egyik medence kiürítése után is szimmetrikus maradjon. A medence lehet körhenger, kúp, kettős kúp, gömb, csepp alakú stb. Az alak kiválasztását kiviteli, szerkezeti és nem utolsó sorban esztétikai szempontok döntik el. A medence utólagos javítását (vízcsorgások), tisztítását, ellenőrzését lehetővé kell tenni. A medence erőtani váza általában hajlított héj  

    A víztornyoknak a csak mélytárolókkal rendelkező rendszerrel szemben – mint magastárolóknak – az alábbi előnyei vannak: 

      A fogyasztók vízellátása, az oltóvíz szolgáltatása villamos energia megszűnése esetén is egy meghatározott ideig megfelelő nyomással biztosított.

      Könnyen kielégíthetők azok a fogyasztók, amelyek fogyasztása időben rendkívül változó.

      Állandóan kiegyenlített a hálózati nyomás.

      Hálózat méretezésére kedvezőbbek a feltételek.

Egyenletesebb szivattyúzás biztosítható. 

A földbe süllyesztett magastároló medencével szemben a víztoronynak hátránya:

Hogy költségesebb, mint a földbe süllyesztett magastároló medence, és a víz kevésbé védett a hőmérséklet ingadozások ellen.

      A víztornyokkal nagy építési költségük miatt elsősorban csak a vízfogyasztás kiegyenlítése érdekében legszükségesebb tárolótérfogatot vagy annak egy részét és a nélkülözhetetlen oltóvíz tartalékot biztosítják. Az egyéb tárolandó vízmennyiséget az olcsóbb mélytárolóval földbe süllyesztett medencével tárolják.

      A víztorony tárolótérfogata és a tárolás szintmagasságának meghatározása egyébként azonos a magastárolású medencékével.

      A víztorony medencéinek alaprajza rendszerint kör keresztmetszetű, kis tartályok esetén néha négyzetes. A vízoszlop célszerű magassága kb. az átmérő fél mérete. A szivattyú emelési magasságának csökkentése (tehát energia megtakarítás) érdekében nem kell a vízoszlop 5-6, kivételesen 8-10 m-nél nagyobbra tervezni. 

Építési és esztétikai szempontok:

Víztorony építésére leggyakrabban felhasznált anyag a vasbeton és az acél. Újabban kísérleteket végeznek alumínium tartály alkalmazására is.

      Korábban hazánkban csak monolit vasbeton víztornyok épültek. A különféle új építéstechnológiák bevezetésével a vasbeton víztoronyépítésben nagy perspektíva nyílt. Ilyenek, pl. az előregyártás alkalmazása, a feszítés, a csúszózsaluzás felhasználása. Ezek a víztoronyépítés gyorsaságát megnövelték és a korszerű építés és minőségi munka mellett zsaluzóanyag-megtakarítást is lehetővé tettek.

      Víztorony külső megjelenése. A vízellátó berendezések nagy többsége a földbe építve nem látható. A víztorony olyan vízműlétesítmény, amely lakott területen vagy ipartelepen, rendszerint exponált helyen épül, községekben pedig a leghangsúlyozottabb építmények egyike. Éppen ezért nem közömbös a víztorony külső megjelenése. Vízellátási szempontból megjelenésével is méltóképpen kell képviselnie az egész mű jelentőségét. Időálló, szilárd anyagból készítve kifogástalan építészeti megjelenést kell adni a víztoronynak. A megjelenés azonban csak akkor lesz zavartalan, ha funkciója mellett összhangban települ a városrendezés igényeivel és helyesen illeszkedik be az adott környezetbe. Különösen sokszintes beépítéskor és toronyházak környezetében felmerülhet éppen az esztétikai szempontok miatt a víztorony helyett a medence valamely magas épület legfelső szintjén való elhelyezése is.

      Acélszerkezetű víztornyok. Az 1950-es évek óta elég gyakoriak hazánkban az acélszerkezetű víztornyok. Elsősorban kisebb űrtartalommal (50-200 m3), kezdetben főleg ideiglenes létesítményekhez, építési munkahelyeken vagy kisebb falvakban, majorokban alkalmazták. Legismertebb típusa a hidroglóbusz (2.ábra), amelynek főbb részei az acélgömb fejrész és a hengeres törzs 6 irányú kikötéssel. A víztároló tartály szigetelését üveggyapot réteg biztosítja, alumínium lemezzel burkolva.

      Jelenleg 50, 100, 200 és 500 m3-es űrtartalommal, 18, 23, 30,5 és 33 m névleges magasággal gyártják.

      A 25 m3 űrtartalmú, hengerfej kiképzésű ilyen rendszerű víztornyot hidrohengernek nevezik.15, 18, 21 m névleges magassággal készül.

      Az acél víztornyok másik típusa az aquaglóbusz (3.ábra). Abban különbözik a hidroglóbusztól, hogy az acélgömb fejrészt alátámasztó hengeres törzs kikötés nélkül épül, az alapra csavarozzák le. 25, 50, 100, 200, 500, 1000 m3 űrtartalommal, 18, 24, 30, 33, és 40 m névleges magassággal gyártják.

      Főként mezőgazdasági üzemek és települések víztornya az agroglóbusz és superstat. Mindkettő acélgömbfej kiképzésű, de a hengeres törzsben is történik víztárolás (tűzoltóvíz-tartalék), kikötés nélküli kialakításúak. Az agroglóbusz 60, 117, 216 m3 hasznos térfogattal és 18, 23 m magassággal kb. 15-34 m3 oltóvíztartalék - térfogattal gyártják.

      Újszerű kialakítású az aquatorusz, amely kikötés nélküli megoldással bordás oszlopos törzsön, acél körgyűrűs tárolófejjel rendelkezik. 500, 750 és 1000 m3 űrtartalommal akarják kifejleszteni. 

Az acél víztornyok fontosabb előnyei a vasbeton víztornyokkal szemben:

Műhelyben gyárthatók, azonos elemekből, helyszíni szerelésük gyors, a felvonulás egyszerű, alapozásuk is rendszerint könnyű. 
 

Hátrányként kell megemlíteni:

A korrózióveszélyt. Ennek következtében nagy a fenntartási igény. 

Passzív védelmi módszerek a korrózió ellen:

A passzív védelmi módszerek védőbevonatok alkalmazásával szigetelik el a fémet a korroziv közegtől.

Az alkalmazásra kerülő bevonatok lehetnek:

Az ivóvíztartályok esetében a festékbevonatok használata a legelterjedtebb védelem. Előírások szabályozzák, hogy milyen típusú festékeket lehet alkalmazni. 

Korróziót okozhat még a madarak erős foszfor tartalmú guanója is, ez ellen úgy védekezhetünk, hogy elkerüljük a szerkezeti zugok kialakítását, ahová a madarak fészket rakhatnak. A szellőző nyílásokhoz fém szúnyoghálót teszünk, a bogarak, madarak ellen, ez a higiénia előírások miatt is fontos. 
 

Illik a tanulmányhoz forrásjegyzéket is adni.