Згадаймо досвід Паскаля, в якому він доливає воду в наповнену по вінця бочку через високу трубу, кінець якої знаходиться на рівні другого поверху. Буквально після того, як учений влив в трубу близько двох літрів води, бочка лопнула. Так Паскаль візуально продемонстрував дію закону фізики, який отримав його ім'я. Тиск в бочці виявилося залежно від висоти водяного стовпа в трубі.
Чи можна поставити резервуар з водою під дах хмарочоса
Згідно із законом Паскаля при подачі води з бака, розташованого під дахом, гідростатичний тиск на першому поверсі висотного будинку було настільки високо, що розірвало б сталеві водопровідні труби, як картон. Це тільки в глибокій артезіанської свердловини тиск водяного стовпа врівноважується за рахунок прямого контакту води в обсадної трубі і в водоносному горизонті, а в хмарочосі з гідростатичним тиском довелося б боротися за допомогою спеціального обладнання: особливих товстостінних труб і системи проміжних редукторів, встановлених на гілках, відведених від основної магістралі.
Водопровід в хмарочосі - це зв'язка водонапірних баків
При проектуванні системи водопостачання високих будівель перед інженерами стоїть складне завдання - простіше підняти воду з кілометрової глибини, виконавши буріння свердловини. ніж подати воду на сотий поверх. Ставити накопичувальний резервуар на самий верх, як ми вже з'ясували, не можна. Але і закачати воду знизу навіть на 50-й поверх - завдання нездійсненне, оскільки буде потрібно створити колосальний натиск, щоб загнати воду в труби. Таким чином, і в цьому випадку виникає ризик розриву стінок труби.
Водопровід в сучасних хмарочосах - це комплекс окремих водонапірних веж, що представляють собою серію окремих накопичувальних резервуарів, що знаходяться на різних поверхах. Вода насосами закачується наверх поетапно від бака до баку. Кожна проміжна ємність при цьому за обсягом менше попередньої. Саме таким чином реалізована система подачі води на верхні поверхи в петербурзькому хмарочосі «Лахта центр» висотою 462 метри: п'ять проміжних накопичувачів здатні щодоби пропустити через себе 2 млн літрів води. Це трохи менше, ніж в стоповерховий чиказькому хмарочосі.
Але у висотці міста Чикаго і система трохи інша. Там для забезпечення будівлі водою використовується один величезний накопичувальний резервуар об'ємом 114 м 3. розташований в середині між 50 і 52 поверхами. Для наповнення бака використовується два потужних насоса, а для відправки води споживачам задіяно сім насосів. Це не найкращий інженерне рішення: при експлуатації подібної водопровідної системи виникають зайві шуми, труби піддаються корозії через надлишкового тиску.
Спеціальне обладнання для водопровідних систем висотних будівель
Для водопроводів в хмарочосах вибираються особливі труби, виготовлені з високоміцного чавуну з кулястим графітом. Інженери-будівельники оцінили властивості цього матеріалу, з якого виходять надійні і довговічні труби, пластичні і зручні в монтажі. З чавунних труб облаштовані мережі водопостачання багатьох міст світу, що характеризуються численністю висотних будівель: Гонконгу, Нью-Йорка, Токіо.
При введенні в експлуатацію сучасної системи водопостачання висотних будинків її обов'язково оснащують інноваційними інженерними системами. Так, в діловому столичному комплексі «Федерація» в «Москва-Сіті» один з хмарочосів обладнаний ультразвуковим комплексом виявлення протікання. Система автоматично припиняє подачу води в ту частину водопроводу, де виникла аварійна ситуація.