Основные схемы водоснабжения фонтана

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет имени

Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

Кафедра архитектуры

Реферат на тему: «Городские фонтаны»

Выполнил: ст. гр. АРХ-112

Соколова Е.Ш.

Проверил: Архипов.А.П.

Владимир 2015

Содержание

1. Введение……………………………………………………………3

2. Виды фонтанов…………………………………………………….4

3. Компоненты фонтанов…………………………………………….8

4. Способы водоснабжения………………………………………….10

5. Основные схемы водоснабжения фонтана………………………16

6. Освещение фонтана……………………………………………….19

7. Основные правила устройства фонтанов………………………..22

8. Заключение………………………………………………………...24

9. Источники………………………………………………………….25

Введение

Города мира славятся своими фонтанами и фонтанными группами. Барселона, Лас-Вегас, Рим, Дубаи, Санкт-Петербург и многие другие. В этих городах фонтаны стали не только излюбленным местом отдыха горожан, но и популярной достопримечательностью для туристов, местом прогулок и встреч днем и в вечернее время. Фонтаны и фонтанные группы служат украшением городской среды, они способствуют повышению престижа города , и даже поднимают настроение людей!

Помимо эстетической функции, городские фонтаны имеют и другие, не менее важные назначения. Они формируют благоприятный микроклимат, насыщают воздух приятной прохладой, увлажняют его.

Виды фонтанов

Как и любые другие сложные инженерные системы, фонтаны имеют четкое деление на несколько основных видов. Это сложилось в процессе развития технологий, превративших обычный резервуар с циркулирующей в нем водой в необычайно красивую водную феерию со светодиодной подсветкой и музыкальным сопровождением.

По внешнему виду фонтаны подразделяются на:

Наземный фонтан (фонтан с чашей) – гидротехническое сооружение, состоящее из основного резервуара, заполненного отфильтрованной водой, а также системы водонесущих труб, насосов, форсунок, фильтров и другого оборудования, задействованного в создании водных форм. При необходимости наземный фонтан может быть укомплектован подсветкой и системой музыкального сопровождения.

Это самый распространенный, классический вид фонтана. Одно из первых гидротехнических сооружений человечества. Будучи хорошо известными уже в Древней Греции наземные фонтаны использовались в качестве резервуаров для хранения воды, и только во вторую очередь с целью украшения общественных мест.

Подземный (сухой, плоскостной, пешеходный) фонтан – наиболее современный вид городских фонтанов, особенностью которого является отсутствие привычного резервуара для хранения воды. Впрочем, это не означает, что так называемая чаша отсутствует вовсе. Она попросту скрыта от глаз и находится ниже уровня земли. Чаша плоскостного фонтана устроена совсем не так, как резервуар наземного фонтана. Она состоит из серии сообщающихся каналов различной глубины, диаметра и протяженности. Инженерные коммуникации закрыты декоративным решетчатым настилом, создающим неповторимый общий вид фонтанного комплекса. Возможен также вариант, при котором подземная чаша фонтана может быть перекрыта гранитными плитами, опирающимися на металлические или бетонные опоры. Специальные встраиваемые фонтанные насадки монтируются в гранитную плиту, максимально перекрывая технологическое отверстие в ней.

В отличие от традиционного классического вида фонтанов, подземный (сухой, плоскостной, пешеходный) фонтан обладает целым рядом преимуществ, сделавших его наиболее популярным за последние пять лет, а именно:

- фонтан не требует серьезной консервации на зиму, при которой оборудование демонтируется или закрывается щитами;

плоскостной фонтан является антивандальным благодаря своей конструкции. В таких фонтанах подводные све­тильники, водные форсунки, и быстроходные клапаны закрыты декоративным решетчатым настилом;

- осадки не скапливаются в чаше плоскостного фонтана, а стекают по системе дренажных каналов и откачиваются.

Как и его предшественник наземный фонтан, плоскостной может быть статическим, динамическим, светомузыкальным или светодинамическим.

По разновидности динамики водной картины фонтаны условно можно разделить на следующие категории:

· статические фонтаны – водные формы не меняются, и воссоздается одна и та же водная картина;

· динамические фонтаны – последовательная смена водных картин из заранее запрограммированного набора;

· светодинамические (цветодинамические) фонтаны – водные формы и цветовое разнообразие подсветки меняются по разработанной программе в определенной последовательности;

· светомузыкальные (поющие, танцующие) фонтаны – водные формы и цветовое разнообразие подсветки меняются в такт музыкальному сопровождению из запрограммированного набора мелодий.

Существует множество форм фонтанов, которые могут различаться по мощности и высоте струй, по оформлению, скульптурному и архитектурному, и по технической сложности.

Рис. 1. Типы фонтанов: а — с галькой; б — с жерновым камнем; в — фонтан-родник; г — из одной водной струи; д — многоструйный; е — с одной чашей; ж — из нескольких чаш с переливом воды; з — с использованием скульптур: и — с разбрызгивателем

Из них можно выделить наиболее распространенные, на основе которых создаются более сложные фонтаны (рис. 1).

Фонтан состоит из разбрызгивателя, головки, регулятора потока и погруженного насоса. Используя различные виды форсунок, можно создать разнообразный рисунок движения воды. У всех форсунок различные назначения. Струя их плавная или прерывистая, высокая или низкая. Есть фонтаны, которые вертятся вокруг своей оси, другие образуют пузырьки, поднимающиеся из-под воды на поверхность.

Именно для достижения многообразия в рисунке движения воды используют распылители различных видов (рис. 2):

— одиночный — мелкие вертикальные струи с выбросом воды на определенную высоту;

— ярусный — мелкие вертикальные струи с выбросом воды на разную высоту и формирующие при это несколько ярусов;

— «вертушка» — несколько спиралевидных потоков, образующихся при вращении струей воды;

— «водяная струя» — выброс воды, производящийся горизонтально из отверстия в декорированной стене на определенном расстоянии от поверхности земли (водоема, пола);

— «рыбий хвост» — несколько вертикальных струй, расходящихся веером и образующих почти сплошную ниспадающую стену;

— «гейзер» — струя воды с большим количество воздушных пузырьков;

— «тюльпан» — поток воды, поднимающийся по напором, формирующий воронку, расширяющуюся сверху, и ниспадающий по кругу, при этом образуете тонкий водяной купол;

— «кольцо» — вертикальный выброс воды из отверстий, расположенных по окружности, на одинаковую высоту;

Рис. 2. Типы форсунок: а — одиночный распылитель; б — ярусный распылитель; в — распылитель «вертушка»; г — распылитель «водяная струя»; д — распылитель «рыбий хвост»; е — распылитель «гейзер»; ж — распылитель «тюльпан»; з — распылитель «кольцо»; и — распылитель «полушарие»; к — распылитель «колокол»; л — распылитель «Тиффани»

— «полушарие» — струйки воды, выбрасываемые из большого количества трубочек форсунки-шарика и образующие полушарие;

— «колокол» — тонкий водяной купол, образующийся из ниспадающей воды, вытекающей из верхней части форсунки, имеющей форму диска;

— «Тиффани» — колокол, из-под купола которого выбрасываются струи воды одинаковой высоты, создавая изящный рисунок, так как под куполом распылитель имеет несколько отверстий.

Комбинируя различные типы фонтанов и виды распылителей, можно создать удивительное их сочетание по внешнему виду. Наиболее часто используются простые классические формы, в то время как современные дизайнеры отдают предпочтение оригинальным разработкам. Например, если к обыкновенному насосу присоединить конструкции для создания водяного колокола, в результате можно получить водяные купола, диаметр которых составляет примерно 0,5-1 м.

Кроме того, диаметр можно увеличивать, а если поместить под воду водяные светильники — достигнуть цветовых эффектов.

Компоненты фонтана

1. Бассейн

(Чаша фонтана), являются источником воды для работы фонтана. Размер и форма водоема могут быть определены эффектами фонтана или эффект фонтана может быть разработан к имеющемуся водоему. Дно и стены ванны должны иметь герметичные проходы для всасывающих и подающих труб, электрических кабелей.

2. Насадки

Насадки формируют внешнее восприятие фонтана, его водную композицию (Насадки). Требуется особое внимание к материалу изготовления, качеству исполнения и к эксплуатационным характеристикам насадок. Параметры насадок по давлению и расходу воды, должны быть приняты во внимание при планировании трубопроводов и выборе насоса.

3. Насосы

Насос фонтана - движущая сила и сердце любого фонтана. Тип насоса должен соответствовать способу установки, фонтанах могут применяться как погружные, так и поверхностные насосы. Производительность насоса следует подбирать в соответствии с насадками и с учетом всех возможных потерь напора в гидросистеме.

4. Водозабор

Монтируется на всасывающей магистрали, защитная решетка или сетка, предотвращают повреждение насоса и засорение насадок.

5. Фильтр

Поддерживает чистоту воды в бассейне, препятствует проникновению грязи в насос и далее в систему подачи. Для малых фонтанов применяется механическая очистка с помощью сетки на водозаборе. Для больших фонтанов целесообразно применение фильтровальных установок.

6. Подводное освещение

Позволяет наблюдать работу фонтана в ночное время. Хорошо продуманное освещение фонтана, только добавляет зрелищности водным эффектам.

7. Распределительные коробки

Водонепроницаемость кабельных соединений, непременное условие работы фонтана.

8. Перелив

Удаляет избыток воды, возникающий из-за дождей или других причин.

9. Закладные патрубки и проходные гильзы

Для обеспечения герметичности ванны, в местах прохода труб и кабелей, устанавливаются закладные патрубки или проходные гильзы.

10. Автодолив

Служит для наполнения фонтана при понижении уровня вследствие испарения, уноса воды ветром.

11. Контроль уровня – совмещение в одном устройстве перелива и автодолива.

12. Датчик ветра

В комплекте с системой управления, изменяет высоту струй в зависимости от силы ветра или полностью выключает фонтан.

13.Электроклапаны

Основная составляющая системы управления гидравлической части фонтана.

14.Пульт управления

В зависимости от сложности фонтана и решаемых задач, служит для запуска насоса, включения освещения, поддержания уровня воды и т.д. Может включать в себя механические, электромеханические и электронные элементы управления фонтаном.

Способы водоснабжения

Одной из важнейших характеристик, определяющих место размещения фонтана относительно искусственных или естественных источников воды, является его мощность по расходу воды. Возле природных источников, как правило, располагают фонтаны с большим расходом воды – до 150 л/с. Для небольших фонтанов характерна минимальная мощность 1–2 л/с. Чтобы фонтаны, расположенные в парках и скверах, не вызывали изменения влажности, грозящего привести к гибели зеленых насаждений, расход воды фонтана не должен превышать 50–60 л/с.

Способы водоснабжения бывают различными (рис. 2):

– от городского водопровода со сбросом воды в сеть водостока;

– из различных источников с помощью насоса со сбросом в водосточную систему;

– с помощью насоса из резервуара для воды или другого источника со сбросом в эту же емкость (рециркуляция воды);

– с помощью насоса из водоема, в котором расположен фонтан, со сбросом воды в него же;

– из местного источника, расположенного выше форсунки, с прямым сбросом в водоем.

При использовании способа с рециркуляцией воды в емкость дополнительно добавляют некоторое количество воды с расчетом на радиус разбрызгивания, средний расход в сутки которого составляет 0,5–2%, а испаряется – 0,5–1%. При скорости ветра более 2 м/с происходит разнос капель диаметром до 0,5 мм, при скорости 7 м/с – диаметром до 3 мм. Чтобы снизить разнос капель и, следовательно, расход воды, нужно проектировать чашу фонтана таким образом, чтобы разбрызгивание происходило в ее пределах.

Рис. 2 Способы водоснабжения:

а – от городского водопровода со сбросом воды в лоток; б – от городского водопровода со сбросом воды в сеть водостока; в – из различных источников с помощью насоса со сбросом в водосточную систему; г – с помощью насоса из специальной емкости для воды или другого источника со сбросом в этот же резервуар (рециркуляция воды); д – с помощью насоса из водоема, в котором расположен фонтан со сбросом воды в него же; е – из местного источника, расположенного выше форсунки, с прямым сбросом в водоем.

Конструирование фонтана на приусадебном участке не представляет особой сложности, особенно если воспользоваться наиболее простым и доступным способом – приобрести в магазине готовый набор для фонтана, в который должны входить распылитель, тройник со встроенным регулятором потока и погружной насос (рис.3).

Рис. 3 Составляющие простейшего фонтана:

1 – водонепроницаемый соединитель; 2 – погружной насос; 3 – труба с форсункой; 4 – плавающие растения; 5 – кувшинки

Собранное устройство подключается к электросети или получает питание через понижающий трансформатор с помощью водонепроницаемых соединений. При установке фонтана трубу с распылителем располагают вертикально и закрепляют. Погружной насос используют в том случае, когда фонтан находится в пруду.

Его следует обязательно установить на бетонный блок, кирпич или другую прочную подставку над уровнем донных отложений таким образом, чтобы он не соприкасался с дном водоема. Не следует забывать периодически очищать фильтр насоса.

После включения конструкции нужно отрегулировать напор воды таким образом, чтобы высота струи не превышала радиус круглого водоема или половину ширины прямоугольного.

Декоративная облицовка, которая может заменять обычную трубу с распылителем, станет украшением любого фонтана.

Для ее изготовления чаще всего используют такие морозостойкие материалы, как бронза, свинец, керамика, камень, стекловолокно, искусственный камень.

Распылитель прикрепляют к латунному соединителю в верхней части декоративной облицовки и при необходимости устанавливают на подставку.

После этого следует выбрать насос для фонтана, что является достаточно ответственной процедурой. Различают две его разновидности: погружной и поверхностный.

Погружной насос (рис. 4) используют в случае, когда фонтан расположен в водоеме, а насос установлен на дне и вне воды не применяется.

Рис. 4 Устройство насоса:

1– мотор; 2 – корпус мотора; 3 – крыльчатка насоса; 4 – сетка; 5 – выходная труба; 6 – тройник; 7 – кран для подключения водопада; 8 – регулятор производительности; 9 – форсунка

Такой насос имеет несколько преимуществ: он абсолютно бесшумен, не требует предварительного заполнения и сложной установки.

К тому же существуют недорогие модели с небольшой и средней производительностью, а также низковольтные модели, наиболее часто используемые для маленьких фонтанов и водопадов. Некоторые погружные насосы можно переконструировать для размещения вне воды. Погружной насос располагают таким образом, чтобы весь его корпус находился под водой. Его работа осуществляется так: вода из источника через фильтр поступает в насос и выбрасывается непосредственно над насосом или идет по шлангу к форсунке, расположенной в другом месте.

Приобретая насос, необходимо купить тройник. Он пригодится для устройства водопада и откачивания воды из пруда при его очистке и установке дополнительного фильтра.

На зимний сезон насос следует отключить, поднять из воды, очистить и перенести в помещение. Если же насос невозможно убрать на зиму, можно включать его 1 раз в 2 недели на некоторое время.

Поверхностный насос устанавливают на суше. Доступность в обслуживании является его основным преимуществом. С таким насосом без труда может справиться любой человек, даже без специальной подготовки.

Кроме того, его удобно использовать при конструировании водных сооружений высокой мощности с расходом воды от 4,5 т/ч, например нескольких фонтанов или крупных водопадов. Когда требуется непрерывное обслуживание, поверхностный насос с асинхронным электромотором незаменим. Поверхностный насос располагают недалеко от водоема, поместив в ящик. Соединительные трубы не должны быть слишком длинными.

При расположении насоса выше уровня воды нужно установить обратный клапан на конце заборной трубы и заполнить систему водой перед пуском мотора. Следует помнить, что при использовании насоса, перекачивающего 800 л/ч, можно получить струю воды высотой 1,2 м в фонтане.

Наиболее часто применяют насосы с производительностью 1500–3000 л/ч, которые позволяют получить струю высотой до 1,5 м.

Необходимо учитывать, что тип форсунки, высота водопада, диаметр и длина труб, наличие в них изгибов и другие показатели также влияют на производительность насоса.

Чтобы приобрести подходящий насос, нужно хорошо обдумать и определить особенности водного сооружения, а затем проконсультироваться с продавцом, предоставив ему следующую информацию:

– размеры водоема;

– предназначение насоса (для работы фонтана, водопада или/и работы фильтра);

– намерение использовать насос непрерывно или время от времени;

– модель форсунки, высота и характер выпускаемой ею водяной струи;

– ширина порожка водопада;

– высота верхнего резервуара водопада над уровнем воды в водоеме.

Нужно знать, что для фонтана с невысокой струей воды подойдет насос мощностью 24 Вт, а для сооружений с большим расходом воды следует приобретать насос, работающий от сети.

При установке к первому насосу подключают полудюймовые шланги или трубы, а ко второму нужны трубы с внутренним диаметром 0,75–1 дюйм.

Основные схемы водоснабжения фонтана

Тем не менее, при всей, казалось бы, схожести работы фонтанов, существует несколько схем водоснабжения фонтана, кардинально отличающихся друг от друга. Правильный выбор схемы водоснабжения обеспечивает бесперебойную работу фонтана, гарантирует соответствие водной картины проекту и снижает стоимость эксплуатационных затрат. Ниже мы рассмотрим, какие схемы водоснабжения существует и что надо учитывать при их выборе.

Прямоточное водоснабжение фонтанов осуществляется в ряде случаев:

1. При наличии двух водоемов (водотоков) имеющих значительную геодезическую разность высот и связанных между собой водотоком, образующих единую экосистему. В данном случае вода из верхнего водоема, прежде чем попасть в нижний, осуществляет питание фонтана (Рис.5).

Рис.5

2. При расходе фонтана 2-5 л/сек допустимо применение прямоточного водоснабжения от городского водопровода со спуском использованной воды в водосточную сеть (Рис.6).

Рис.6

3. При значительной стоимости электроэнергии и небольшой стоимости воды, допустимо использование прямоточного водоснабжения фонтана из городской сети при расходах более 5 л/сек. В случаях, когда давления в водопроводной сети не достаточно для формирования определенной водной картины, рекомендуется использовать насосы подкачки (Рис.7).

Рис.7

Оборотное водоснабжение фонтанов заключается в повторном использовании отработанной воды, путем ее рециркуляции насосным оборудованием. На сегодняшний день строительство новых фонтанов и реконструкция старых основывается на принципах оборотного водоснабжения.

Насосы для подачи воды в системах оборотного водоснабжения фонтана могут быть расположены в насосной станции (Рис.8), в подвале ближайшего здания, в резервуаре под фонтанной чашей (Рис.9) или непосредственно в фонтанной чаше.

Рис.8

Рис. 9

Освещение фонтана

Фонтаны всегда были украшениями парков и площадей. Их внешний вид привлекает внимание, а журчание воды успокаивает. Фонтаны увлажняют воздух, поэтому рядом с ними дышится легко.

Современный фонтан – это соединение высококачественных материалов и передовых технологий. Конструкция такого сооружения – не просто изливающаяся под напором струя воды, а сложно программируемая феерия замысловатых водных струй и света. Подчеркнуть красоту фонтана можно с помощью освещения. Подсветка позволяет чрезвычайно выигрышно выделить фонтан, чудесным образом изменить его и придать необычайную красоту в темное время суток.

Использование прожекторов и светильников различной мощности и окраски для водного освещения создает сказочный вид. А подсветка дополнительных элементов - вазонов и скульптур - оживляет композицию, позволяет увидеть ее в новом ракурсе.

Прежде всего, следует учитывать, что освещение бывает направленным узким пучком и прожекторным. Принципиальная разница между ними заключается в том, что прожекторное освещает большую часть поверхности, в то время как направленное фокусирует свет с помощью соответствующего типа плафона или лампы, сужающего луч света до 10-30°.

Цвет ламп можно выбрать по своему вкусу или используя рекомендации профессионального дизайнера. Применяя зеленый цвет, вы создадите более спокойную обстановку, синий придаст композиции драматический оттенок, оранжевый и красный создадут атмосферу праздника. Наиболее нейтральными являются белый и желтый цвета.

Традиционные светильники работают на галогенных лампах и лампах накаливания. Они недорогие и для многих привычные. Однако у них есть ряд недостатков: большие размеры, частая замены лампы из-за постоянного перегрева, высокие затраты электроэнергии, использование дорогостоящих мощных трансформаторов, эксплуатационные проблемы и небольшой срок службы.

Сейчас световое декорирование фонтанов в России выходит на новый уровень. Светильники на основе светодиодов открыли перед профессионалами в области художественного освещения возможности, о которых раньше приходилось только мечтать.

Светодиоды

Светодиод, или LED (Light Emitting Diode), – полупроводниковый элемент, преобразующий энергию электрического тока в световую. При создании светильников эти крошечные светящиеся точки собирают в световые блоки. Благодаря этой конструктивной особенности приборы на основе светодиодов могут иметь самые разные формы: от узкой прямой линейки и традиционного круга до самых причудливых композиций.

Преимуществом светодиодного оборудования является также гибкость и простота монтажа. На участках фонтана, которые трудно высветить с помощью обыкновенных ламп, это свойство придется как нельзя кстати: компактные LED светильники можно прикрепить где угодно. Кстати, они совсем не боятся воды – модели для подводного освещения оснащают герметичным корпусом.

При этом благодаря высокому КПД и отсутствию инфракрасного излучения, светильники во время работы практически не нагреваются. Прямое следствие эффективности – низкое энергопотребление. Один светодиодный светильник потребляет 12-15 Вт (напряжение, безопасное для человека).

Качество цветного света – непревзойденное достижение светодиодных технологий. LED лампам светофильтры не нужны. Каждый светодиод имеет свой цвет – красный, синий или зеленый. LED светильники состоят из десятков, а иногда и сотен светодиодов. А смешение в них зеленых, синих и красных элементов в определенных пропорциях при соответствующей технической поддержке обеспечивает плавную смену цветов. И здесь цветовые возможности становятся поистине безграничными: оборудование, работающее по цветовой модели RGB, позволяет получить количество оттенков большее, чем способен воспринять человеческий глаз, – до 16 миллионов! Для управления цветом, а также динамическими эффектами света, используются контроллеры или пульты на базе протокола DMX 512. С их помощью человек может задавать самые различные сценарии ежедневной, релаксирующей, праздничной и других видов подсветки. Или в онлайн режиме управляя каналами пульта, может осуществить прямую зависимость включения каналов от датчиков звука и привязать динамику света к музыкальному сопровождению.

Монохроматизм светодиодов означает также полное отсутствие у них губительного ультрафиолетового излучения.

Принципиальным отличием светодиодных источников света от всех остальных является их беспрецедентно большой срок службы. Среднее время работы LED элемента с гарантией неизменности светового потока составляет 50 тыс. часов. Если источник эксплуатировать 8 часов в сутки, его ресурса может хватить примерно на 17 лет! Установив один раз светодиодный модуль, в дальнейшем не нужно будет беспокоиться о его обслуживании. Срок службы блоков питания, применяемых для подключения подводных светодиодных светильников, гораздо больше, чем у обычных трансформаторов.

Применение фокусирующих линз (вторичной оптики) дает возможность смены угла светового потока, тем самым мы расширяем сферу применения и имеем возможность подсвечивать как высокие струи фонтанов, так и низкие композиции, требующие рассеивающего света.

Светильники в фонтанах следует размещать максимально близко к поверхности воды в связи с тем, что толща воды преломляет световой поток, что отражается на производительности светильника.

В заключение нужно отметить, что относительно высокая стоимость светодиодных светильников компенсируется экономией электроэнергии и средств на ремонт техники. Нельзя забывать и о неприхотливости установок на базе LED: срок эксплуатации таких технологий на порядок выше. Но решение вечной проблемы выбора – заплатить сейчас или потом, – как всегда, остается за потребителем.

Поиск по сайту: