Фонтан это инженерное сооружение

Фонтан. Виды и устройство. Работа и форма струи. Особенности

Фонтан – природное или искусственное явление, представляющее собой истечение жидкости струей вертикально вверх или с небольшим уклоном в сторону, что вызвано в результате оказания на нее давления. Природные фонтаны также называют гейзерами. Искусственно созданные являются, как правило, декоративными строениями, устанавливаемыми с целью украшения ландшафта или интерьера.

Как устроен и работает фонтан

Схематически строение и принцип действия фонтана можно описать как устройство с резервуаром, из которого вода подается под давлением на распыляющую ее форсунку. В результате формируется видимая струя определенной формы направленная горизонтально вверх или с уклоном. Бьющая вода после потери инерции от выталкивающих ее сил падает обратно вниз, и собирается в чаше устройства. Оттуда она снова стекает в резервуар, где повторно подается под давлением через форсунку. Это непрерывный процесс, происходящий одновременно. Часть объема воды выталкивается в струю, и сразу же возвращается обратно до того как жидкость закончится.

Это механизм круговорота воды. В качестве резервуара в ней может использовать бассейн, емкость или целый водоем. Если жидкость забирается из изолированной емкости, то в результате испарения объем в ней постепенно снижается. В конечном счете, это приведет к остановке фонтана. В связи с этим емкость нуждается в периодическом доливании жидкости.

Для обеспечения подачи воды в конструкции фонтана предусматривается насос. Он прокачивает воду из резервуара на форсунку. Насос работает за счет электроэнергии. Описанная конструкция фонтана является упрощенной. Многие устройства существенно сложнее. К примеру, их насос может иметь систему программного управления. За счет этого обеспечивается синхронизация силы бьющей струи с музыкой или яркой цветной декоративной подсветкой.

Отличия между проточными и циркуляционными фонтанами

Циркуляционный фонтан по сути является классическим. Он предусматривает перекачку воды по кругу циркуляционным насосом. Это закрытая система, обычно не оснащаемая стоком. Поскольку в ней постоянно прокачивается один и тот же объем воды, то она достаточно быстро становится грязной. Она не является питьевой. Иногда такие системы предусматривают подключение к канализации. Это обеспечивает удобное и быстрое осушение резервуара и чаши. Это необходимо при подготовке фонтана к зимовке.

За счет циркуляции одного и того же объема воды обеспечение работы циркуляционного фонтана обходится существенно дешевле. После наполнения, все затраты сводятся только к периодическому доливанию объема для компенсации испарения, а также оплате электроэнергии потребляемой насосом. Более сложные устройства также потребляет электричество на обеспечение подсветки и музыкального сопровождения.

Проточные более дорогостоящие в плане обеспечения работы. Они проталкивают через форсунку свежую воду. При этом использованная жидкость отводится в канализацию или водоем. Такое решение чаще всего используется для организации работы питьевых фонтанов. Те прокачивают чистую воду, которую можно пить. Как правило, сила струи в таких устройств небольшая. За счет этого с них можно удобно и безопасно пить, соблюдая гигиенический режим.

Проточные фонтаны могут забирать воду из подземного источника, находящегося в непосредственной близости. Это может быть естественный ключ, скважина, колодец. Чаще всего они просто подсоединяются к централизованному водопроводу.

Системы дополнительного оснащения фонтана

Внедрение в работу фонтанов современных технологий и различных физических принципов позволяет корректировать их работу. В результате зрелищность от работы фонтана многократно возрастает.

В зависимости от технического решения, примененного в конструкции, кроме обычных классических фонтанов, также существуют более сложные:

• Цветомузыкальный.
• Авангардный.
• Шутиха.
• Швейцарский.
• Без брызг.
• С генератором тумана.
• С ДУ.

Цветомузыкальный фонтан является достаточно дорогостоящим и сложным устройством. Высота и подсветка его струи корректируется автоматикой, которая управляется программным обеспечением. Перепады высоты столба воды, цвета и яркости подсветки связываются с музыкальным сопровождением. Таким способом оснащают много городских фонтанов. Однако в таком режиме они, как правило, работают в вечерние часы, так как в дневное время цветная подсветка остается невидимой.

Авангардные используют эффект зависшего потока воды. Для этого используется стекло высокой прозрачности. Широкая струя подается на него и отбившись спокойно стекает. За счет этого создается впечатление, что из фонтана бьет широкая тонкая полоса воды, которая в один момент застыла. Движение в ней выдает только легкая рябь. Это менее затратная в плане реализации конструкция, которую можно использоваться в домашних садовых фонтанах.

Шутиха – это развлекательный контактный фонтан. Струи воды в нем бьют в разные стороны, причем постоянно меняют направление в произвольном порядке. Как правило, он устанавливается на площадях и городских парках. Обычно устройство не имеет выступающей надземной чаши. За счет этого в зону разбрызгивания можно без проблем подойти. Шутиха плескает в желающих, меняет силу и направление струи. За счет этого служит развлечением в жаркие дни. Проект такого фонтана достаточно дорогостоящий в реализации.

Швейцарские фонтаны отличаются от обычных тем, что в качества их чаши и резервуара используется целый водоем. Это может быть искусственное сооружение, река, озеро и т.д. Под водную гладь устанавливается насос. Он забирает воду прямо из водоема и выталкивает ее через форсунку. В результате над водой появляется высокая струя. Поскольку оборудование спрятано, то все выглядит как природное явление. Однако в ветреную погоду при достаточно сильных волнах форсунка все же просматривается. Для удешевления системы форсунки могут изначально располагаться слегка выше уровня воды в водоеме. За счет этого возможно использовать менее мощное насосное оборудование. Насос может закрепляться к каркасу, установленному на дно водоема. Если оно слишком глубоко, то подобные фонтаны делаются плавающими.

Фонтан без брызг работает практически по такому же принципу, как и авангардный. Данное устройство не рассчитано на контакт, так как в его системе просматриваются прозрачные стеклянные нити или трубки. Подаваемая насосным оборудованием струя под небольшим давлением заворачивается и стекает обратно по стеклу. За счет этого она не разбрызгивается. Часто такие устройства проектируются так, чтобы вода подавалась по прозрачной трубке, после чего стекала вниз по ее внешним стенкам. Это создает визуальный обман. Со стороны кажется, что поток берется ниоткуда с воздуха и падает сверху вниз, а не выталкивается изначально со стороны чаши. Достаточно ярким представителем подобных фонтанов является «магический кран». В нем на вершине трубки подачи закрепляется водопроводный кран. За счет этого кажется, что вода течет из него, хотя тот не подсоединен к видимым трубам.

Фонтан с генератором тумана оснащается ультразвуковым оборудованием. Оно создает мельчайшие капли, за счет чего основная струя окутывается туманом. Это смотрится очень эффектно. Густой туман перекрывает распыляющее оборудование, полностью скрывает техническую составляющую фонтана.

Домашние садовые фонтаны могут дополнительно оснащаться пультом дистанционного управления. За счет этого их можно включить беспроводным способом, не подавая питание на насос вручную. Также такие устройства часто предусматривают возможность изменения подсветки, силы бьющей струи или автоматических режимов.

Виды фонтанов в зависимости от формы бьющего потока

Обычные фонтаны могут оснащаться разными типами распыляющих форсунок. За счет этого меняется форма струи.

В зависимости от того, какой формы поток формируется, различают следующие основные разновидности фонтанов:

• Струйный.
• Колокол.
• Тюльпан.
• Рыбий хвост.
• Тиффани.
• Полусфера.
• Кольцо.

В струйном используется сужающая трубу насадка. За счет этого поток на выходе сужается и выходит наружу под более высоким давлением. За счет этого создаются невысокие тонкие струи. Как правило, они направлены вертикально вверх или с легким уклоном в центр чаши.

Струя колокол формирует полусферу. Она спадает практически сплошным колоколом. Струя этого типа невысокая. Обычно используются в садах или как центральная фигура в больших городских фонтанах.

Тюльпан — очень похоже на колокол, но за счет немного другого наклона при распылении вода распадается на брызги, не достигнув чаши. В результате формируется подобие цветка.

Струя рыбий хвост подразумевает разделение основного потока на несколько тонких. Те создают в них купол из решеток. Форма такого фонтана практически как у полусферного, но поверхность воды не является сплошной.

Тиффани – это сложная струя, сочетающая в себе одновременно колокол и рыбий хвост. Причем на форсунке формирующей полусферу подается более высокое давление.

Фонтан со струей полусфера имеет форму созревшего одуванчика. Это достигается за счет каркаса распылителей, формирующих шар. При включенном фонтане они практически не заметны.

Кольцо предусматривает наличие распылителя в виде трубы сваренной в кольцо. По ее периметру ввариваются отдельные выходы, каждый из которых оснащается сужающим соплом. Как следствие при подаче воды формируется множество струйных потоков выставленных по кругу, и направленных в центр чаши. За счет этого создается визуальное сходство с кольцом.

Источник

О строительстве фонтанов

Фонтан – сложное сооружение как в инженерном, так и в архитектурном плане. При строительстве фонтанов приходится учитывать множество факторов, нюансов, что в совокупности делает строительство фонтанов одной из самых захватывающих, интересных, но и крайне сложных отраслей строительства.

Начальный этап строительства фонтана — проектирование

На этапе проектирования создаётся два проекта: дизайн-проект, определяющий облик будущего фонтана, водный рисунок, будет ли фонтан подсвечиваться и иметь музыкальное сопровождение, и инженерный проект, рассчитывающий все коммуникации, инженерные узлы, электрические и трубопроводные сети.

На первом предварительном этапе проектирования учитываются предположительное место строительства фонтана, особенности рельефа, нагрузки на перекрытия, в случае строительства фонтана в помещении, наличие коммуникаций в месте строительства: электричества, канализации, водопровода или водного бассейна рядом с местом строительства. Только после этого создаётся детальный инженерный проект.

Дизайн-проект

Дизайн проект – должен учитывать стилистические, ландшафтные, архитектурные особенности места, где будет находиться фонтан. В силу учёта российского климата, погодных условий, фонтан, даже при всём вашем желании, большую часть года будет находиться в неработающем состоянии. Так что крайне важно на первом этапе проектирования определиться как будет выглядеть фонтан, чтобы он радовал вас своим видом и без водных брызг в любое время года.

Важно ещё до начала строительства фонтана определить для себя две ключевых характеристики фонтана, влияющие на все остальные его параметры – мощность по расходу воды и способ водоснабжения, будет ли вода забираться из водопровода, специального резервуара, внешнего водоёма. Самые мощные фонтаны с большим расходом воды, доходящим до 150л/сек, как правило, располагают возле внешних естественных источников воды. Так же необходимо определить будет ли схема работы проточной или циркуляционной.

Кстати, если вы в дальнейшем захотите сделать небольшой декоративный комнатный настольный фонтан своими руками — читайте нашу статью о них.

Выбор оборудования

При строительстве фонтана крайне важно верно определиться с выбором необходимого оборудования. Строительство фонтана в каждом случае предъявляет свои особые требования, предполагающие глубокие знания в этой сфере.

Фонтанные насадки. Именно они будут определять водный рисунок. Существующий сегодня громадный выбор насадок позволяет создавать не ограничиваемые фантазией всевозможные водные эффекты, а сочетание различных насадок позволяет сделать водный рисунок каждого фонтана индивидуальным. Нужно учитывать, что тонкие струи узких насадок подвержены большому разносу даже слабым ветром и малозаметны в дневное и в вечернее время, даже при включенной подсветке, что ограничивает их применение в городских фонтанах.

При выборе насадок нужно учитывать такой фактор, как высокая жесткость водопроводной воды в большинстве городов России. Высокая жесткость ведёт к быстрому засорению форсунок отложениями солей, что приводит к искажению водного рисунка и повышенной нагрузке на насосы. Особенно это актуально для узких форсунок диаметром от 4 до 8мм. Это приводит к необходимости тщательного планирования системы водоподготовки при строительстве фонтана.

Вопросы водоподготовки при планировании строительства фонтана

Система водоподготовки – это комплексная система водоочистки, обеспечивающая качественные характеристики воды, очищая воду от загрязнений, микроорганизмов, водорослей, способствуя умягчению воды, удалению из воды железа, марганца. Качественная система водоочистки не позволит чаше фонтана загрязняться, «зацвести» воде водорослями, не допустит размножения в воде опасных микроорганизмов, радуя прозрачной, чистой, безопасной для здоровья водой. Так же качество воды в фонтане напрямую отражается на работе всего оборудования.

Первый шаг очистки – механическая очистка. Крупные частицы мусора задерживаются решеткой водозаборника и затем удаляются вручную при плановом обслуживании. Большая часть современных фонтанных насосов содержат встроенные фильтры. Одна или несколько фильтровальных установок отфильтруют мелкие взвешенные частицы пыли, семян и т.д. С микроорганизмами и нитевидными водорослями борются при помощи ультрафиолетового излучения проточного уф-дезинфектора и современных безопасных препаратов, дозируемых в воду хлоратором. Системы умягчения и обезжелезивания удаляют из воды соли жёсткости и соединения железа, не давая образовываться известковому налёту и ржавчине.

Насосы: типы, условия применения

Самая важная часть фонтана – это насос, от него будет зависеть удачное воплощение задуманного водного рисунка. Насосы делятся на погружные, устанавливаемые непосредственно в чашу, и на насосы сухой установки, устанавливаемы вне чаши. Некоторые модели совмещают в себе оба типа.

Внешние насосы создают большую мощность, легки в обслуживании, не требуют дополнительных мер по электробезопасности в отличие от погружных, но в то же время дороги и сложны в монтаже, не целесообразны для применения при строительстве небольших фонтанов. Для строительства большинства садовых фонтанов применяют погружные насосы, в случае, когда струя воды небольшая до 1.2метра применяют низковольтные погружные насосы мощностью 24в.

Доступность, небольшая стоимость, простота монтажа погружных насосов приводят к нередким случаям их использования и при строительстве городских фонтанов. Между тем международные стандарты не допускают применение в их чаше и в двух метрах от борта электроприборов с напряжением свыше 12вольт. Напряжение же погружных насосов 220-230вольт, что может повлечь опасное поражение током при случайном повреждении силового кабеля во время работ по чистке, обслуживанию и, конечно же, во время купания. Нередки так же случаи применения при строительстве городских фонтанов фонарей подсветки напряжением 220вольт. Известны факты получения людьми при купании в таких фонтанах смертельных ожогов электричеством из-за несоблюдения норм электробезопасности ещё на начальном этапе строительства фонтана – проектировании.

Основные этапы строительства фонтана

На первом этапе строительства фонтана подготавливают основание. В случае если фонтан не большой, в его основании вырывают котлован и засыпают его гравием, для большого фонтана необходим более надёжный фундамент, требующий заливку основания бетоном. Бетонный фундамент– сложная, многоуровневая конструкция. Строительство основания также включает подготовку траншей для трубопровода, электрокабеля и системы дренажа. В случае, когда у фонтана нет нижней пластиковой чаши, выполняют гидроизоляцию бетонного основания специальным гидроизолирующим составом. Монтируют саму чашу, склеивая её сектора специальным составом. При строительстве чаши требуется уделить особое внимание гидроизоляции. На последующем этапе в чашу устанавливают все оборудование, которое обязательно должно быть надёжно укреплено: система подвода и слива воды, фонтанные насадки, провода, питающие лампы подсветки, спрятанные каждый в свою защитную оболочку и др.

Затем чашу заливают бетоном. Предварительно делают опалубку, чтобы бетон в процессе застывания не вспучивался. В случае, когда чаша достаточно большая делают армированный металлический каркас для укрепления конструкции. Все элементы гидравлической системы, закладываемые в бетон, желательно должны быть выполнены из нержавеющей стали. Трубопровод из чёрного металла, в том числе оцинкованный быстро ржавеет. Трубы из пвх также не подходят для закладки в бетон из-за несоответствия коэффициента температурного коэффициента с коэффициентом бетона.

После окончания бетонирования, приступают к гидроизоляции. Для этого чашу покрывают специальными смесями – цементирующими или цементно-полимерными.

В заключении строительства бетонную чашу облицовывают декоративной плиткой, которая будет украшать фонтан и способствовать лучшей гидроизоляции. Как правило, для облицовки применяют гранит. Финальный аккорд – пуско-наладочные работы перед финишным запуском.

Источник