Фонтаны — это уникальные гидротехнические сооружения, которые привлекают внимание, создавая атмосферу уюта и эстетического наслаждения. Современные фонтаны украшены подсветкой и часто сопровождаются музыкальными композициями, которые привносят динамику в городской ландшафт. Однако за красотой скрывается сложное инженерное устройство фонтана, обеспечивающее движение воды и создающее разные формы струй. В этой статье мы подробно рассмотрим принцип работы городских фонтанов с открытой чашей, из каких элементов состоит система, как устроена подача воды и какие технологии применяются для автоматизации и управления фонтанами.
Основные части фонтана
Конструкция фонтанов включает несколько основных элементов, которые совместно создают водные композиции. Устройство фонтана — это сложная инженерная система, включающая насосы, трубопроводы, насадки и резервуары для воды. Принцип работы фонтана заключается в обеспечении замкнутого цикла воды, благодаря чему она поступает к насадкам и выбрасывается вверх.
- Чаша и резервуар для воды. Вода собирается в резервуаре, который обычно расположен в основании конструкции или под землей. Чаша служит для аккумулирования воды, которую насосы подают к насадкам. Она определяет объем воды, который способен удерживать фонтан.
- Насосы. Насосы обеспечивают подачу воды и напор, который требуется для создания водного потока. Их мощность определяет высоту и интенсивность струй, что важно для масштабных фонтанов.
- Трубопроводы. Эти элементы обеспечивают передвижение воды от резервуара к насадкам, регулируя поток и давление. Трубопроводы делаются из прочных полимерных материалов или нержавеющей стали, так как они подвергаются постоянному воздействию воды, и соответственно, коррозии.
- Насадки. Насадки отвечают за формирование струй, придавая им разнообразные формы. В зависимости от типа насадок можно создать тонкие и изящные струи или мощные потоки воды, которые эффектно ниспадают каскадами вниз.
Кроме этих элементов, устройство фонтана может включать дополнительные компоненты, такие как светодиодные светильники для подсветки, датчики уровня воды и ветра, системы долива и перелива, оборудование для музыкального сопровождения и прочие компоненты.
Устройство системы подачи воды
Подача воды в фонтане осуществляется с помощью насосной системы, которая отвечает за непрерывное движение воды. Устроена система фонтанов так, чтобы вода постоянно циркулировала, обеспечивая равномерный напор и чистоту. Подача воды начинается с забора из резервуара, где насос поднимает ее и направляет через трубы к насадкам. Вода из резервуара всасывается через специальные донные сетки или предварительные фильтры, которые могут быть установлены как в самой чаше, так и перед насосом. Подача воды через систему труб может быть разделена на несколько уровней, особенно в крупных фонтанах, где требуется подача на большие высоты и большое количество разных контуров, формирующих водные картины. Интенсивность потока зависит от насоса и конструкции насадок, которые задают силу и объем струй.
Фонтаны зависят от качества воды и давления. Поэтому фильтрация — необходимая часть инженерной конструкции. Система фильтрации фонтана работает независимо от систем подачи воды на насадки. Сделано это потому, что давление и мощность потока воды в этих системах разная. Вода, подаваемая отдельным насосом через трубопроводы на фильтр, очищается на каждом этапе прохождения через него. Более подробно фильтрацию фонтана мы рассмотрим далее в этой статье.
Система управления фонтаном
Системы управления фонтаном играют ключевую роль в обеспечении надежной работы устройства. Современные автоматические системы позволяют настраивать высоту и форму струй, включая динамичные программы, которые меняют рисунок воды в зависимости от сценария. Электронное управление помогает создать синхронизацию струй с музыкой и светом, делая фонтаны уникальными арт-объектами.
Система управления отвечает не только за декоративные аспекты, но и за включение и выключение фонтана в определенное время, мониторинг уровня воды в резервуаре и подачу питания для насосов. Современные системы позволяют настроить автоматическое отключение при возникновении неисправностей, что помогает избежать поломок и продлить срок службы устройства.
Особенно эффектно такие системы работают с музыкальным и световым сопровождением: музыка и световая подсветка могут быть синхронизированы с движением воды, создавая танцующие струи, которые меняются под ритм музыки. В ночное время фонтаны, подсвеченные подводными светильниками, создают завораживающий эффект, подчеркивая силуэт и объем воды.
Система фильтрации и подготовка воды в фонтане
Чистота воды — это один из важных факторов, влияющих на долговечность фонтана. В фонтанах вода постоянно циркулирует и подвергается загрязнению, поэтому фильтры необходимы для предотвращения попадания в насосы и трубопроводы частиц грязи и мусора. Система фильтрации может включать несколько фильтров, от грубой очистки до тонкой. Первичные фильтры задерживают крупные частицы, такие как листья и ветки, а фильтры тонкой очистки удаляют мельчайшие примеси и микроорганизмы. Хорошо настроенная система фильтрации позволяет использовать тот же объем воды продолжительное время, снижая расход воды и минимизируя потребление ресурсов.
Работа фильтров зависит от условий эксплуатации фонтана. В многолюдных зонах, где вода подвергается повышенной загрязненности, фильтрация необходима постоянно, чтобы избежать засорения системы. Фильтрация поддерживает качество воды и обеспечивает бесперебойное функционирование фонтана.
При повышенном содержании кальция или железа в поступающей воде, в систему фильтрации включают предварительную водоподготовку, где поток проходит через ионообменные фильтры и удаляет ненужные взвеси.
Обеззараживание воды в фонтане происходит с помощью автоматической системы дозирования химических реагентов или полуавтоматического хлоратора, которые путём добавления специальной химии, уничтожают болезнетворную микрофлору и фауну. Иногда эффект обеззараживания усиливают с помощью ультрафиолетовых ламп.
Особенности устройства фонтанов в разных климатических условиях
Климатические условия оказывают большое влияние на конструкцию фонтанов. В регионах с холодными зимами необходимо предусматривать защиту системы от замерзания. Для этого на некоторых объектах используют системы обогрева резервуаров и трубопроводов, что предотвращает замерзание воды и продлевает срок службы устройства. Но почти всегда воду из фонтанов не только сливают, но и продувают всю систему сжатым воздухом под давлением, чтоб удалить остатки влаги, которая может замерзнуть и разрушить оборудование. В теплом климате можно использовать открытые резервуары, и не сливать воду, так как риск замерзания минимален.
В местах с ветреным климатом фонтаны проектируют таким образом, чтобы струи воды не выплескивали воду за пределы чаши, что помогает снизить потери воды и предотвращает ее разбрызгивание за пределы конструкции. На некоторых фонтанах устанавливаются анемометр, или иначе, датчик ветра, который понижает струи при порывах ветра или вовсе отключает систему, если сила ветра превышает заданные параметры.
Простейшие системы фонтанов
Простые фонтаны не требуют сложных систем управления или фильтрации и обычно состоят из одного насоса и минимального набора трубопроводов. Эти устройства подают воду под низким давлением, создавая небольшие струи или доставляя воду наверх скульптуры посреди фонтана, откуда она уже каскадами ниспадает вниз. Устройство таких фонтанов позволяет обходиться без частого обслуживания, и они нередко используются на частных участках или в садах. Работают такие фонтаны от простых насосов, поддерживающих стабильный поток.
Экономичность и устойчивость работы
Фонтаны нуждаются в регулярной проверке состояния системы и качество воды, чтобы обеспечить долговечность и избежать поломок. Для эффективной работы и экономии воды применяются циркуляционные системы, которые позволяют использовать воду повторно.
В фонтанах с подсветкой применяются фотоэлектрические датчики, которые срабатывают при наступлении сумерек и включают свет на фонтане. Но чаще всего применяются суточные таймеры, настраиваемые на включение-отключение систем подсветки и подачи воды на насадки в заданное время. Качественные системы автоматизации управления и очистки минимизируют расход воды и электричества.
Заключение
Фонтаны остаются важными элементами городской архитектуры, украшая площади и привлекая посетителей своей динамикой и красотой. Принцип работы фонтана зависит от множества факторов, включая мощность насосов, давление и качество воды. Устройство фонтана должно быть адаптировано к условиям эксплуатации, а управление фонтаном позволяет создавать уникальные шоу, гармонирующие с окружающей средой. Независимо от сложности устройства, каждый фонтан — это результат продуманного проектирования и инженерного искусства, направленного на создание эстетического удовольствия и улучшение городской среды.
