Wieża ciśnień Borek we Wrocławiu ma 63 metry wysokości, na 42 metrach znajduje się platforma widokowa, z której można zobaczyć miasto i jego okolice. W pogodny dzień można zobaczyć Górę Zobten , po polsku Ślężę , około 30 km na południowy zachód od miasta , a przy najlepszej widoczności w tym samym kierunku można również zobaczyć Karkonosze , Karkonosze , ze Śnieżką , Śnieżką , prawie 100 km.
Jak działa wieża ciśnień ?
W pejzażu miejskim najbardziej widocznym elementem wodociągu publicznego są masywne i gabarytowe zbiorniki wodne nazywane wieżami ciśnień
Dostęp do czystej wody jest podstawową potrzebą każdego człowieka. Społeczność miast zwykle czerpie wodę z systemu wodociągów komunalnych. Kontrolowanie pracy wodociągu jest procesem odpowiedzialnym oraz ma ogromny wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo mieszkańców osad miejskich. Oczyszczony zasób wody jest bardzo ważny i bezwarunkowy w dużych i małych metropoliach, gdzie skupisko ludzkie jest duże. Woda zaspokajana nie tylko z punktu widzenia biologicznego podstawowe potrzeby człowieka jak również potrzebna jest do zapewnienia higieny i zapewnienia prawidłowej, zdrowej egzystencji jednostki ludzkiej. Woda służy również do gaszenia nagłych pożarów i musi być cały czas dostępna przez 24 godziny na dobę. Aby płynnie dostarczać wodę wszystkim mieszkańcom - odbiorcą. Planiści miejscy stoją przed nie lada wyzwaniem, ponieważ infrastruktura miejska musi bezpieczna i pewna.
Wieża ciśnień Borki - historia
Wieża ciśnień została zbudowana w latach 1904-1905 według projektu architekta Karla Klimma , który jako urzędnik budowlany miasta Wrocławia (w randze urzędnika budowlanego miejskiego ) był autorem szeregu budynków miejskich, np. Wyższa Szkoła Budownictwa Lądowego i Wyższa Szkoła Mechaniczna - dzisiejszy Wydział Architektury Politechniki Wrocławskiej - oraz Most Przełęczy (Most Zwierzyniecki). Znajdująca się u zbiegu Kirschenallee i Hohenzollernstrasse (ul. Sudecka) wieża służyła do zaopatrzenia w wodę południowych dzielnic Wrocławia.
Budynek z cegły pełnej został zaprojektowany na wzór średniowiecznych zamków. W dwukondygnacyjnej bazie budynku zlokalizowano lokale usługowe. Filary wznoszące się od podstawy są ozdobione tuż nad okapem płaskorzeźbami z piaskowca autorstwa rzeźbiarzy Ignacego Taschnera i Roberta Bednorza , które przedstawiają mityczne stworzenia. Fontanna ścienna wstawiona w zewnętrzną ścianę podstawy , której rzeźba fontanny przedstawia nimfę dosiadającą traszkiprzedstawia, wypluł wodę ze źródła, które znajdowało się w podziemiach. Na fontannie widniał napis: „Nie szukaj po przyjacielsku piwa i wina, dają ci krótką przyjemność; jeśli nadal chcesz być szczęśliwy jak starzec, weź mnie do piersi”.
Architektura wieży jest eklektyczną mieszanką stylów odrodzenia romańskiego i gotyku , a rzeźbiarska dekoracja budowli wykazuje wpływy secesji .
Budynek od początku był wyposażony w elektryczną windę, którą od czerwca 1906 roku można było wwieźć 10 fenigów na platformę widokową, z której roztaczał się widok na miasto i okolicę. Dwa lata później zaczęto informować mieszkańców czerwoną flagą na czubku, czy warunki pogodowe sprawiają, że szczególnie dobrego widoku na Sudety należy się spodziewać następnego dnia.
Pomimo ciężkich walk, które toczyły się w pobliżu wieży ciśnień w czasie II wojny światowej , konstrukcja wieży pozostała nieuszkodzona. W 1945 roku podczas oblężenia Twierdzy Wrocław wieża pełniła funkcję centrum kierowania ogniem i obserwacji walk. Od końca II wojny światowej do lat 90. platforma widokowa była niedostępna dla zwiedzających, a zbiornik na wodę służył do zaopatrzenia w wodę do połowy lat 80. XX wieku.
Ostatecznie w 1995 roku przedsiębiorca Helmut Stephan kupił wieżę i zlecił jej odrestaurowanie . Mieściły się w nim nieczynna już restauracja Wieża Ciśnień, centrum konferencyjne oraz ponownie udostępniona platforma widokowa. Wieża obecnie nie jest udostępniona do zwiedzania. Podczas renowacji fontanna ścienna została przeniesiona na ścianę pod wieżą windy.
Opis funkcjonowania wieży ciśnień
Załóżmy, że jesteś właścicielem wodociągu komunalnego. Znalazłeś odpowiednie źródło aby zaspokoić swoich klientów. Woda w źródle jest czysta, więc nie stanowi zagrożenia dla zdrowia. Czas rozpocząć przesyłanie wody do odbiorców. Istnieje kilka sposobów aby przetransportować wodę z miejsca na miejsce. Można ją po prostu przenieść lub przewieść. Można do tego celu wykorzystać transport drogowy - samochód z cysterną lub środek lotniczy - samolot.
Pierwszą budowlą infraktustralną , przeznaczoną do budowy do transportu wody, był kanał otwarty. W konstrukcjach takich jak rów, kanał lub akwedukt woda jest przenoszona siłą grawitacji, czasem nawet na duże odległości. Kanały otwarte są nadal używane do nawadniania i melioracji ale mają one pewne wady. Woda narażona jest na pewne zanieczyszczenia lub zakażenia, kanały stanowią przeszkodę terenową. A woda może być dostarczana tylko do terenów położonych niżej. Ostatnią cechą jest gigantyczna wada, gdy konieczne jest dostarczanie wody w terenie pokrytym wzniesieniami lub górami.
Dlatego większość systemów wodociągowych zbudowana jest z rur. Dzięki zamknięciu kanału otwartego od góry zyskujemy możliwość wykorzystania zwiększonego ciśnienia do kierowania przepływem. Podobnie jak elektrony w przewodniku płyną w kierunku niższego napięcia tak płyn w rurze przepływa od obszaru wyższego ciśnienia do niższego. Zatem podnosząc ciśnienie z jednego końca rury możemy przesyłać wodę dokąd tylko chcemy.
W jaki sposób można podnieść ciśnienie za pomocą pompy ?
Pompa jest urządzeniem do przenoszenia płynów . W niektórych spotykanych rozwiązaniach pompy podnoszą wodę do góry ale zazwyczaj pompa przekazuje energię do płynu przez zwiększenie ciśnienia. Pompy są kosztowne, zwłaszcza te wystarczająco duże, żeby zaopatrywać w wodę całe miasto.
W jaki sposób należy wybrać rozmiar pompy , potrzebnej dla miejskiego wodociągu ?
Można zacząć od zmierzenia ilości wody, zużywanej przez miasto w ciągu jednego dnia. Aby wybrać pompę o wydajności równej średniemu natężeniu przepływu wody. Zaczynamy obserwację o północy kiedy większość konsumentów wody śpi. Wodę pobierają jedynie konsumenci przemysłowi, którzy potrzebują ją non-stop.
W rezultacie zapotrzebowanie na wodę jest minimalne i pompy radzą sobie bez problemów. Ale o 5 rano zaczynają się włączać automatyczne systemy nawadniania. Około 6 rana pierwsi mieszkańcy biorą prysznic, myją zęby, robią śniadania itd. Wszystkie te czynności wymagają użycia wody. Nie mija dużo czasu i zapotrzebowanie na wodę przekracza wydajność zainstalowanych pomp. Niemal natychmiast pompy przestają się wyrabiać, bo były wymiarowane według wartości średniej.
Zapotrzebowanie na wodę w dużych ośrodkach miejskich może się zmieniać w ciągu dnia. Szczytowe zapotrzebowanie występuje przeważnie rano lub wieczorem i może przekraczać pięć razy dzienne zapotrzebowanie. Zatem aby sprostać zapotrzebowaniu konsumentów, trzeba by użyć pięciu pomp zamiast jednej ( albo jednej gigantycznej pompy zastępującej tych pięć. Co więcej będziesz musiał włączać i wyłączać pompy, aby sprostać zmiennemu zapotrzebowaniu.
Przez to pompy będą zużywać się znacznie szybciej. I tu dochodzimy do zbiorników na wodę. Dodajmy do wodociągu wieżę ciśnień i powtórzmy eksperyment. O północy zapotrzebowanie na wodę jest niskie, ale pompa pracuje na pełnych obrotach. Ale zamiast posyłać wodę wprost do konsumentów, pompuje wodę do zbiornika. Nad ranem zapotrzebowanie na wodę wzrasta, a pompuje wodę nieprzerwalnie.
Zapotrzebowanie znów przekracza możliwości pompy, ale różnica jest uzupełniana wodą ze zbiornika. Do wszystkich konsumentów dociera cała potrzebna woda. W ciągu dnia zapotrzebowanie na wodę ponownie maleje. Ale pompa wciąż pracuje, a nadwyżka wody jest wlewana do zbiornika. Zapotrzebowanie ponownie szybuje w górę. Gdy mieszkańcy kąpią się, szykują kolację lub podlewają rośliny. Brakująca woda ponownie pobierana jest ze zbiornika, aż wreszcie ludzie kładą się spać i cykl jest ponawiany.
Całkiem dobrze widać, że wprowadzenie zbiornika zwiększa efektywność wodociągu. Dzięki temu wyrównane jest obciążenie pomp oraz pozostałych elementów infrastruktury takich jak stacja uzdatniania wody lub ujęcie wody. Bez zbiornika niezbędne są droższe, większe urządzenia, przygotowane na maksymalne zapotrzebowanie. Przy odpowiednim rozmiarze zbiornika pompy i reszta infrastruktury mogą zostać wyskalowane na przeciętną wartość zapotrzebowania. Zmniejsza to koszt oraz złożoność systemu, bo nie trzeba przewidywać wahań w poborze wody.
Wartości szczytowe można czasem przewidzieć , a czasem nie. Wystąpienie pożarów w miastach może zwiększyć zapotrzebowanie na wodę. Wśród zwartej zabudowy pożary mogą wymykać się spod kontroli jeżeli straż pożarna nie będzie zaopatrzona w wodę w odpowiednim czasie w wodę.
Przed wprowadzeniem nowoczesnych wodociągów pożary w miastach często kończyły się katastrofalnie.
Obecnie lokalne przepisy budowlane zazwyczaj określają minimalną ilość wody, jaką wodociągi muszą zapewniać na potrzeby pożarnictwa. Wcześniejsze zebranie wody w zbiorniku umożliwia błyskawiczną reakcję na sytuację kryzysową. "Zbiorniki wodne budowano już wieki temu, gdy chwilowe zużycie przekraczało wydajność źródła."
I w sumie racja. Samo zbieranie wody w wielkiej cysternie nie jest może specjalnie odkrywcze. Ale wieże ciśnień są nie tylko wielkimi zbiornikami. To wielkie zbiorniki wyniesione ponad poziom gruntu. Dzięki temu nie tylko magazynują wodę, ale także energię. Wodociągi wymagają podwyższonego ciśnienia, aby doprowadzić wodę do miejsc przeznaczenia. Jeżeli kiedykolwiek próbowałeś wziąć prysznic przy niskim ciśnieniu wody, to wiesz jak frustrujące jest to powolne kapanie z kranu.
Utrzymywanie podwyższonego ciśnienia w wodociągach jest także ważne ze względu na zdrowie publiczne. Gdyby ciśnienie było zbyt niskie, to zanieczyszczenia mogłyby przedostawać się do wnętrza wodociągu poprzez krany lub drobne przecieki. Większość wodociągów utrzymuje podwyższone ciśnienie za pomocą pomp, co zużywa znaczne ilości energii. Zatem ważna jest możliwość magazynowania nie tylko wody, ale także energii do niej dostarczonej.
W obszarach, gdzie koszty energii elektrycznej są zależne od poboru mocy, wieże ciśnień dają możliwość włączania pomp nocą, w porze niższych stawek za prąd. W ciągu dnia, gdy prąd jest droższy, pompy mogą pozostawać wyłączone, a wieża zapewnia odpowiednie ciśnienie i przepływ wody .
Taki sposób magazynowania energii jest używany na większą skalę w elektrowniach szczytowo-pompowych, dla zwiększenia niezawodności sieci energetycznych, ale to temat na oddzielny film. Inną zaletą wzniesionych zbiorników jest nieprzerwane utrzymywanie ciśnienia w wodociągu, także przy braku prądu, gdy nie działają pompy. Jak wysoko należy wznieść zbiornik, by działał skutecznie? Jak zapewne wiesz, ciśnienie w zbiorniku wodnym zależy od głębokości pomiaru.
Im głębiej jesteś, tym większe ciśnienie panuje. Ta zasada jest zachowana także w wodociągach, podobnie jak w basenach i oceanach. Tyle że jej działanie jest ograniczone do systemu rur. Wyobraź sobie, że wodociąg jest wirtualnym oceanem, w głębi które go żyjemy, a powierzchnia wody w podwyższonym zbiorniku oznacza powierzchnię naszego wirtualnego oceanu. Dzięki temu dosyć łatwo widać wyzwania, związane z dostarczaniem wody pod właściwym ciśnieniem. Gdyby nasze miasta były płaskie, to sytuacja była by zupełnie prosta.
Wszystkie budynki znajdowałyby się na tej samej głębokości pod wirtualnym oceanem. Ale w większości miejsc na Ziemi występuje jakieś ukształtowanie terenu. Dla odbiorców położonych nisko, na dnie wirtualnego oceanu, ciśnienie może być zbyt wysokie. Początkowo mogłoby się to wydawać dobrym pomysłem, ale rury i armatura zostały zaprojektowane, dla pewnych zakresów ciśnień, więc wykroczenie poza te normy może spowodować poważne uszkodzenia. Jako środek zaradczy budynki położone niżej bywają wyposażone w specjalne zawory redukujące ciśnienie. Odbiorcy położeni wysoko będą blisko powierzchni oceanu, więc dla nich ciśnienie wody będzie niskie.
Jak już wspominałem, to nie tylko frustrujące, ale także może prowadzić do skażenia wodociągu. Dlatego w wielu dużych miastach wprowadzane są rozdzielne wodociągi, zwane strefami ciśnieniowymi, każdy z oddzielną wieżą, obsługujące odbiorców na różnych wysokościach. Ale co robić, gdy trzeba obsłużyć odbiorców na różnych wysokościach w tej samej lokalizacji? Wysokie budynki, takie jak drapacze chmur, mogą mieć właściwe ciśnienie wody na niższych piętrach, podczas gdy wyższe będą blisko powierzchni wirtualnego oceanu lub nawet ponad nią.
Zatem, aby nie polegać na ciśnieniu w wodociągu miejskim, większość wysokich budynków jest wyposażona we własne pompy, doprowadzające wodę do wyższych kondygnacji. A w niektórych miastach, jak w Nowym Jorku, każdy budynek musi być wyposażony we własny zbiornik. Nie w każdym mieście używa się wieży ciśnień. Czasem cały wodociąg jest zbudowany na podwyższeniu, więc wymagane jest niższe ciśnienie. A czasem bardziej sensowne jest zasilanie wodociągu wyłącznie przy użyciu pomp.
W końcu wieże nie są tanie, zajmują całkiem sporo miejsca, a bez odpowiedniej cyrkulacji stojąca woda może stać się siedliskiem szkodliwych organizmów. Nie mniej w wodociągach publicznych najistotniejsza jest niezawodność. A że od wieków nie zdarzyło się, by grawitacja została wyłączona przez burzę, to zbiorniki wodne na podwyższeniach zdecydowanie będą nam towarzyszyć (w różnych formach).
Wieże ciśnień w Polsce :
Wieża ciśnień w Jeleniej Górze
