Строительство городского фонтана

Глава 4 Строительство фонтана

Фонтан (от лат. fons) это устройство, в котором вода изливается вверх или вбок из источника.

Вода обладает удивительной притягательной силой. Людей, гуляющих в парке, водопады, фонтаны и водоемы привлекают гораздо больше, чем клумбы и бордюры. Более того, в первых парках, созданных человеком, вода была единственным элементом украшения.

Трудно себе представить современный город, в котором не было бы фонтанов. Это и пристанище в знойное лето, и возможность испытать на себе успокаивающее воздействие воды, и эстетический элемент, полностью преображающий облик сада или городского парка. Фонтан - это сложное инженерное и гидротехническое сооружение, представляющее собой значимое архитектурное составляющее в общей концепции дизайна.

Начальный этап строительства фонтана - проектирование

Во время проектирования создается два проекта. Во-первых, это дизайн-проект, который определяет, каким именно будет будущий фонтан. Во-вторых, это инженерный проект, который рассчитывает все коммуникации, разные инженерные узлы и трубопроводные сети.

              Обычно дизайн-проект учитывает все стилистические, ландшафтные, архитектурные особенности того места, где будет строиться фонтан. Так как климат в России не ахти, фонтан большую часть времени в году будет стоять нерабочим. Именно поэтому важно первым делом определиться, какой внешний вид будет у фонтана. Он должен радовать нас своими брызгами в любую погоду и время года.

Виды фонтанов

Существует множество форм фонтанов, которые могут различаться по мощности и высоте струй, по оформлению, скульптурному и архитектурному, и по технической сложности. Из них можно выделить наиболее распространенные, на основе которых создаются более сложные фонтаны (рис. 1).

Рис. 1. Виды 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

              Итак, для строительства фонтана мы выбираем фонтан с одной чашей, так как этот вариант является наиболее гармоничным для нашей площади.

              До начала строительства важно определить для себя некоторые основные характеристики фонтана. Именно они будут влиять на всё остальное в фонтане. Это способ по водоснабжению и мощность по расходу воды. Способ водоснабжения описывает, как именно будет проходить процесс забора воды. При этом самые мощные фонтаны, с расходов до 150 литров в секунду, располагаются вблизи с естественными источниками воды. Помимо этого надо определиться со схемой работы фонтана – будет ли она проточной или циркуляционной. В нашем фонтане будет использована циркуляционная схема работы.

Выбор оборудования

Важным шагом при строительстве фонтана является выбор фонтанных насадок. Они будут напрямую влиять на рисунок фонтана.

              Используя различные виды насадок, можно создать разнообразный рисунок движения воды. У всех насадок 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 насадок: 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. Также можно поместить под воду водяные светильники — достигнуть цветовых эффектов.

              Для нашего фонтана выбираем фонтанную насадку Bouquet KB-030. Она образует двухъярусный фонтан, похожий на цветок, который особо очаровывает, когда освещается ночью (рис. 5). Конструкция из латуни. Идеален для средних фонтанов. Головные части насадок легко снимаются и чистятся (рис. 6). Насадка не зависит от уровня воды.
Подключение 1" НР. Количество сопел 13.

рис. 5              Двухъярусный фонтан                                                        рис. 6 Головные части насадок

Насосы для фонтанов

              Насосы для фонтанов – это универсальное гидравлическое оборудование, применяющееся для обеспечения циркуляции и подачи воды. Они занимают первое место в списке механизмов, необходимых для работы фонтана.

              Фонтанные насосы предназначены не для забора, а для выброса воды, поэтому они имеют большую напорную мощность и высокую производительность. В фонтанных насосах энергия двигателя преобразовывается в энергию потока жидкости.

              Насосы для фонтанов изготавливаются из нержавеющей стали или полимерных материалов. Чем выше требования к надежности и мощности агрегата, тем больше в нём металлических деталей. В профессиональных насосах все детали изготовлены из нержавейки.

              Фонтанные насосы работают в воде, которая, является отличным проводником электричества. Некачественное оборудование или поломка, связанная с изоляцией корпуса, является потенциальной угрозой поражения электрическим током. Вся изоляция должна содержать водоотталкивающие вещества, а проводка - обладать устойчивостью к процессам гниения и разложения. Поэтому, выбирая насос для фонтана, не стоит гоняться за низкой ценой, лучше приобрести насос известной марки у надёжного поставщика. Кроме того, мощность насоса должна соответствовать требованиям, предъявляемым к конкретному фонтану. Ёмкость фонтанной чаши, в свою очередь, должна быть достаточной для нормального функционирования выбранного насоса. Поэтому насос для фонтана подбирается еще на стадии проектирования.

              Для различных фонтанов рекомендуются разные типы насосов, например:

- для небольших фонтанов, при ожидаемой высоте струй до 1м20см. – подойдёт низковольтный погружной насос;

- для средних фонтанов, при ожидаемой высоте струй до 2-х метров потребуется погружной насос, работающий от сети;

- а для крупных фонтанов, с высотой водной картины из нескольких композиций больше 2-х метров – нужен надводный насос, работающий от сети.

              Погружной насос – самый распространённый и удобный тип насоса для фонтана. Как следует из названия, он предназначен для работы в воде. Такой насос легко устанавливается. Его погружают на дно искусственного водоёма (ставят на каменный цоколь, чтобы не затягивал ил, опускают на дно в ведре из пластмассы, помещают в специальные керамические кожухи, стилизованные под природный камень или монтируют на дне фонтанной чаши) и включают в розетку, защищенную от воды.

              Погружные насосы отличаются бесшумностью работы, экономичностью и возможностью, перекачивая воду, пропускать крупные частички ила, не засоряясь.

              При установке фонтанного оборудования необходимо уделить особое внимание возможностям контроля его работы. Возможно, не лишней будет установка защиты в виде автоматического прерывателя при утечке тока.

Металлические насосы на зимний период вынимают из воды и очищают от засоров. Насосы из полимерных материалов способны «перезимовать» в водоеме. Просто перед эксплуатацией фонтана в следующем сезоне стоит проверить электропроводку и красивая водная композиция снова будет украшать ваш участок до следующих холодов.

              Для нашего фонтана применяем насос погружной SPA 35-23, 3 x 400V/50Hz, 2,2kW (рис. 7).

Технические характеристики:

Мощность: 2.2 кВт

Напряжение: 380 В

Подсоединение: 3"

Материал: нержавеющая сталь

Габариты: 898x225x229 мм

Ток: 6 А

Вес: 28 кг

Описание:

              Многоступенчатый насос погружного типа SPA предназначен для поднятия воды на большую высоту. Он снабжает водой, как фонтанные композиции, так и отдельные фонтаны, подавая большие объемы воды с требуемым напором на значительную высоту. Насос SPA применяют там, где одноступенчатый насос не справляется с поставленными задачами.

Особенности:

› Выносливый погружной электродвигатель с защищенным статором

› Все части выполнены из высококачественной стали

› Удобная для монтажа и компактная конструкция

› Для подъема воды на большую высоту

› Развитый фильтрующий кожух

› Стабильная работа

              рис. 7. Погружной насос

Уход за водой в фонтанах

              Уход за водой в фонтане (как и уход за самим фонтаном) – это поддержание чистоты воды и декоративных качеств гидротехнического сооружения в целом, на постоянно высоком уровне с помощью средств механической и химической очистки.

              Рассмотрим технические и химические средства по уходу за водой в фонтанах: препараты для фонтанов и дозирующая станция.

              Периодическая очистка нужна любым водоёмам. Бесперебойная работа фонтана во многом облегчает эту задачу, так как благодаря постоянной циркуляции, вода в фонтане богата кислородом, что препятствует размножению нитевидных водорослей.

              Если фонтан небольшой, то с «цветением» воды можно бороться, заменяя её. Однако, самое «простое» решение не всегда самое правильное.

              Ещё более успешно с водорослями, известковым налётом и слизью на бортиках справляется препарат по уходу за фонтаном. Также предотвращает появление слизи на бортах и обладает продолжительным действием средство для подготовки воды в фонтанах. Ну а специальный очиститель для насосов эффективно удаляет известь с поверхности насосов, светильников и арматуры. Все эти химические реагенты можно добавлять в фонтан вручную и «на глаз», а можно установить дозирующую станцию, которая справится с задачей гораздо точнее.

              Станция дозированной подачей реагентов состоит из специальных устройств, добавляющих препараты, которые исключают «цветение» воды, развитие в ней микроорганизмов и водорослей. Также это устройство смягчает воду.

Механическими средствами очистки воды и фонтанов являются: очистной фильтр, скиммер и подводный пылесос.

Очистной фильтр обычно устанавливается вместе с основным оборудованием и предназначается для защиты насосов, форсунок и очистки циркулирующей воды. Скимер удаляет из воды случайно попавший мусор (листву и насекомых), а подводный пылесос эффективно чистит дно и стенки фонтана.

              Уход за водой в фонтане не является ежедневным мероприятием. Многие препараты рассчитаны на продолжительное действие. Профилактическую очистку водоема желательно проводить один раз в год.

              Для нашего фонтана не применяем фильтр, так как он предусмотрен вместе с насосом.

рис. 8 Принципиальная схема размещения оборудования для фонтана с использованием погружного насоса

1.    Фонтанная чаша
3.    Фонтанная насадка 
4.    Погружной насос
5.    Защитный фильтр насоса
8.    Регулирующая задвижка потока воды
10.  Распределитель потоков воды
11.  Арматура донного слива/перелива
14.  Труба долива с датчиком уровня
15.  Трубопровод перелива/слива воды
18.  Трубопровод подачи чистой воды (долив) 
20.  Герметичный кабельный ввод
21.  Трубопровод для прокладки кабеля
22.  Герметичная распаечная коробка 
24.  Подводный светильник 
26.  Антивандальная декоративная решётка 

Этапы строительства фонтана

Строительство чаши фонтана начинается с планировки территории, в соответствии с проектом определяется место для устройства котлована и участки прокладки коммуникаций всех инженерных систем фонтана.

Устройство основания фонтана

На первом этапе работ, производят подготовку основания.  При строительстве эти работы включают устройство котлована, укладку бетонной подготовки (толщина около 100 мм). При подготовке основания необходимо сразу позаботиться о траншеях для трубопровода, кабеля и системы дренажа. Для бетонирования чаш фонтанов,  используют тяжелые бетоны высоких марок с гидрофобными добавками, пластификаторами. Бетон должен быть прочным, водонепроницаемым и пластичным. Далее приступаем к арматурным работам. 

Армирование чаши фонтана

Для армирования используется арматура периодического профиля. Для вертикального и горизонтального армирования применяются стержни диаметром 8–10 мм. Шаг горизонтальных стержней составляет 300–600 мм, вертикальных - 150–300 мм.  Арматурные стержни связывают с помощью стальной проволоки, оставляя окна под монтаж закладных деталей, сварные каркасы не используют. Арматура обязательно должна быть обработана специальными антикоррозийными составами, обеспечивающими устойчивость к коррозии и долговечность всей конструкции. Арматуру прокладываем в 2 слоя, высота - 0,25 м.

Бетонирование фонтана

Борта фонтана возводят в той же последовательности. Для установки бортов фонтана применяем опалубку. Для нашего фонтана применяем одноразовую (деревянную) опалубку Установка опалубки – очень ответственная операция. Необходимо обеспечить требуемую геометрию чаши фонтана, заданную точность размеров и прочность элементов опалубки во избежание выпучивания бетонных масс под воздействием гидростатического давления.

Перед бетонированием чаши необходимо установить и закрепить закладные элементы: донный слив, форсунки, закладные для форсунок, скиммеры, встраиваемые светильники и т.д.; обвязать все это оборудование трубами ПВХ, кабелями. Затем все перечисленные элементы заливаются бетоном.  При заливке бетонной чаши происходят усадочные деформации, которые могут привести к сдвигам и разворотам закладных элементов. Это нежелательно, так как точность формы отлитой чаши и расположение закладных элементов исправить будет уже невозможно. Для предотвращения подвижек закладных элементов при укладке бетона необходимо обеспечить жесткость их крепления. Обычно крепление осуществляется непосредственно к элементам опалубки и арматуре при помощи болтовых соединений и вязальной проволоки.

Внимание!!! Чаша отлитого фонтана не должна подвергаться никаким механическим воздействиям, иначе в образовавшиеся трещины, пустоты обязательно будет уходить вода. Герметизировать любую трещину значительно сложнее и дороже, чем сразу все выполнить правильно.

              Традиционная технология сооружения железобетонной чаши фонтана предполагает поэтапное бетонирование днища и стен чаши, причем качество строительства должно быть очень высоким. Борта должны быть практически идеально ровными, уклоны плиты основания - обеспечивать полный слив воды. 

Чашу отливаем из тяжелого бетона класса В20 (прочность) и марки W4 (водонепроницаемость). Марка по морозостойкости для бетонной смеси - F100, тогда конструкция выдержит не менее 100–150 циклов попеременного замораживания и оттаивания.  Долговечность сооружения тем больше, чем меньшие воздействия оказываются на антикоррозийные и гидроизоляционные покрытия арматуры. Поэтому чем плотнее бетон, тем большее сопротивление он оказывает воде. Высокую плотность бетона обеспечивает в том числе и строго дозированное количество воды, которая применяется для затворения цемента, и его качественное уплотнение. 
              Существуют две основные технологии бетонирования чаши фонтана: непрерывная заливка и отливка в два приема. В первом случае чаша получается монолитной и изготавливается за один прием. К сожалению, эта технология применяется реже остальных по техническим и финансовым причинам.

В таком случае применяем технологию «в два приема». Она подразумевает использование саморасширяющегося шнура, так называемой «шпонки», которая обеспечивает герметичность чаши в месте соединения нового и уже затвердевшего бетона («холодный стык»). При этом сначала бетонируется дно, затем борта. В местах стыков застывшего и не застывшего бетона предварительно укладывается саморасширяющийся шнур сечением 25x35 мм (EXPAN BENTONITICO). Затем производится бетонирование. Герметичность стыков обеспечивается благодаря физическим свойствам шнура. При погружении в воду его объем увеличивается как минимум в 6 раз. Шнур перекрывает все возможные зазоры и не пропускает воду.  Независимо от технологии, монолитные работы проводят при определенной температуре (не ниже +5°С). Кроме того, свежеуложенный бетон защищают от прямых солнечных лучей, а при низкой влажности увлажняют. 

Гидроизоляция чаши фонтана

              Как только бетонирование фонтана закончено, можно приступать к гидроизоляции. Чашу покрываем специальными средствами, которые не пропускают воду внутрь. Конструкцию герметизируем при помощи цементно-полимерных материалов. Для нашего фонтана применяем Mapelastic (Mapei).

              Рекомендуется наносить два слоя двухкомпонентной эластичной гидроизоляции толщиной от 2,5 до 4 мм. Слишком тонкий слой не является водонепроницаемым и при нагрузках от воды может отслаиваться от поверхности.

После завершения гидроизоляционных мероприятий чашу подвергают гидротехническим испытаниям. В нее наливают воду и наблюдают за состоянием конструкции на протяжении трех дней. Если герметичность подтверждена и протечек нет, чашу фонтана осушают, выполняют обратную засыпку и приступают к отделке конструкции.

Облицовка фонтана

              На заключительном этапе строительства бетонная чаша декорируется облицовочной плиткой, которая должна украшать фонтан и уберегать его от попадания лишнего количество влаги. Для нашего фонтана применяем гранит. Работы по облицовке производим из гранитной плиты (слебов). Технологическое решение по способу облицовки, принимается на стадии проектирования фонтана.

              рис. 9 Гранитная облицовка фонтана

Глава 5 Смета затрат на благоустройство территории и строительство фонтана

Таблица 5.1

Стоимость необходимого материала

Таблица 5.2

Стоимость работ по благоустройству территории

На непредвиденные расходы потребуется 10000 руб.

Итого на благоустройство территории и строительство фонтана нам потребуется 2022870 руб.

Заключение

В данной контрольной работе были озеленена территория Дербышинской площади, площадью 3105 м2 и построен фонтан.

При проектировании были учтены и соблюдены нормы проектирования, рельеф и климат территории. Ассортимент деревьев и кустарников подбирался по климатическим характеристикам. Рассмотрены вопросы электроосвещения и дорожного покрытия. Составлена смета затрат на все работы и требуемый материал.

Вся информация была взята из интернета и учебно-методического пособия.

26