1

Castele de apa

1.Definitie.Rol.

Castelul de apa este o constructie inginereasca formata dintr-un rezervor de apa

asezat la inaltime fata de teren si dintr-o constructie de rezistenta care sustine

acest rezervor (turnul castelului).O serie de lucrari anexe, necesare exploatarii

complecteaza constructia unui castel de apa.

Castelul de apa este o parte componenta- partea de inmagazinare si compensatie

a unei retele de alimentare cu apa, pentru nevoi industriale sau pentru

alimentarea cu apa potabila a unei localitati.Prin asezarea rezervorului de apa la

inaltime, el are si rolul de a mentine o presiune ridicata in reteaua de distributie

de apa.

Castelele de apa se aseaza pe cate posibil cat mai aproape de centrul de greutate

al consumului de apa, realizand pe aceasta cale, cu cheltuieli reduse, presiunea

necesara in retelele de apa fara a recurge la instalatii costisitoare de pompare a

apei.

Castelele de apa se intrebuinteaza in mod frecvent pentru alimentarea

industriilor, statiilor, si depourilor de cale ferata etc, in care caz castelul se

executa chiar pe locul de utilizare.

Castelele de apa nu au capatat pana in prezent o solutie arhitectonica suficient de

satisfacatoare.

Avantajele castelelor de apa fata de rezervoarele ingropate,sau de suprafata

costul statiei de pompare a castelului este mult mai redus decat acel al

unei statii de pompare cu debit variabil, care sa mentina presiunea

constanta a apei dintr-o retea deservita

alimentarea cu apa este asigurata si in cazul unei intreruperi temporare a

curentului electric ce alimenteaza statia de pompare

poate fi asigurata alimentarea in bune conditii a unei industrii cu

necesitatii foarte variate de debit in cursul aceleasi zile

2

spatiul necesar pentru castele este redus si se pot amplasa in incinta unei

industrii;uneori castelele pot face corp comun cu cladirile industriei,

ajungandu-se astfel la importante economii de materiale si spatiu

Dezavantajele castelelor de apa in fata rezervoarelor ingropate,sau de

suprafata

sunt mai costisitoare si putin indicate pentru volume mari

sunt mai putin bine izolate decat rezervoarele ingropate care se izoleaza

cu un strat de pamant

efectul contractiei si temperaturii este mai sensibil decat la rezervoarele

ingropate

sunt constructii foarte sensibile la cutremure avand o masa foarte

mare,ridicata la inaltime mare

2.Criterii de clasificare

I.Din punct de vedere al materialului folosit avem:

- din lemn,cu rezervor captusit cu tabla sau metalic;

- metalice

- din beton armat -monolit

-prefabricat si parte monolit

-beton precomprimat,prefabricate

- mixte – infrastructura din zidarie,beton armat monolit sau metal;

rezervoare de beton armat monolit sau metal

3

Castel de apa din lemn

Castel de apa din zidarie

4

Castel de apa din beton armat monolit

Castel de apa metalic

5

II.Din punct de vedere al exploatarii , se deosebesc castele de apa:

- cu innoire continua de apa,care necesita o izolare termica redusa (castele

de apa din gari)

- cu regim de functionare cu intermitente mari si o izolare termica puternica

pentru a le feri de inghet (castele de apa folosite la lucrari agricole)

III.Din punct de vedere al scopului, se deosebesc castele de apa pentru :

- alimentarea cu apa potabila- castele de apa in Kuweit folosite pentru

alimentarea cu apa potabila

- alimentarea cu apa industriala

6

- alimentarea cu apa de incendiu-Foisorul de Foc folosit de pompieri 1935

- toate scopurile

IV.Din punct de vedere al capacitatii de inmagazinare, se deosebesc

capacitati:

- mici, pana la 100 m³

- mijlocii de 100-500 m³

- mai mari de 500 m³

7

3.Elemente componente ale castelului de apa

Fundaţia

- tip izolată, elastică;

- tip „pahar”;

- tip „inel”;

Turnul

- sistem „cadre spaţiale”, in variantele stâlpi şi grinzi sau stâlpi şi

planşee intermediare;

- sistem „pereţi continui” (cu sau fără nervuri verticale exterioare, de

tip „pilaştri”);

Rezervorul (cuva)

- secţiune circulară (troncon interior+troncon exterior);

- secţiune dreptunghiulară;

Pâlniile rezervorului

- pâlnia interioară;

- pâlnia exterioară;

Termoizolatia rezervorului (cuvei)

- vata de sticla, vata minerala sau polistiren expandat cu grosimea de

50 mm;

- bariera de vapori – carton sau panza bitumata;

- stratul exterior de protectie al termoizolatiei – tencuiala cu mortar

de ciment-var sau beton sustinute de o plasa din otel beton,

ancorata in peretii rezervorului cu agrafe metalice, iar in cazul

tencuielii si o plasa de rabit;

8

Elemente anexă

- scară de acces;

- instalaţia de vizitare a staţiei de pompare (amplasată sub rezervor,

in interiorul turnului);

- instalatiile necesare circulatie apei, de pompare a apei, de

alimentare cu energie electrica, de iluminat, paratrasnet etc.

Elemente componente ale unui castel de apa

9

Rezervorul de apa

Rezervorul de apa sustine la inaltime prin turnuri si constructii de orice natura,

trebuie in primul rand sa indeplineasca toate condiile de alcatuire si rezistenta.,

prevazut, pentru a putea inmagazina si pastra apa, astfel cum s-a arata la

rezervoarele subterane.In plus condiile specifice acestor constructii sunt altele si

anume :

- izolarea lor termica este mai slaba fata de exterior ca la rezervoarele

subterane unde pamantul de acoperire realizeaza o foarte buna izolare

- temperaturile mai mari din timpul verii si cele scazute din timpul iernii au

o actiune mai puternica ca la rezervoarele subterane

- in unele cazuri se admite pentru nivelul apei o inaltime mare in vederea

realizarii unei constructii economice a turnului si uneori pentru a se

realiza anumite efecte arhitectonice

- este necesara o impermeabilitate absoluta, mai riguroasa decat la

rezervoarele subterane unde in general o pierdere mica de apa nu are

consecinte atat de daunatoare ca la castelele de apa

Ca forma in plan rezervoarele castelelor de apa pana la 50 m³ se fac circulare,

sau mai rar dreptunghiulare; cele cu capacitate mai mare se fac mai intotdeauna

circulare.Problemele de spatiu disponibil pot face ca si rezervoarelor mari sa li

se dea o forma poligonala acoperita ce poate face corp comun cu turnul

castelului.

Rezervorul cel mai simplu este cel cu fundul plan acesta formand in intregime

partea de sprijin a rezervorului.Este o constructie dezavantajoasa din punct de

vedere static, in fundul si peretii rezervorului aparand momente incovoietoare

importante.De aceea, acesta solutie se va adopta numai pentru rezervoare de

mica capacitate.

La rezervoare ce reazema pe mai multe serii de stalpi sau la cele rezemate pe

ziduri concentrice, fundul poate fi realizat dintr-un planseu chiar la dimensiuni

mari ale rezervorului, deoarece se pot realiza plansee cu grinzi continui si

descarcari pe console,deosebit de favorabile din punctul de vedere al

comportarii statice.

10

În general se adoptă rezervoare cu secţiuni circulare

rezervor cilindric cu baza în cupolă rezervor tronconic cu baza in cupolă

rezervoare cilindrice cu evazare superioară

Cand rezervoarele sunt legate monolit de constructia de sustinere, se iau masuri

necesare ca deformatiile rezervorului datorita diferitelor solicitari, sa nu dea

nastere la eforturi suplimentare importante.

Rezervoarele castelelor de apa trebuie prevazute cu o serie de goluri pentru

trecerea conductelor de alimentare, iesire, golure si preaplin.Aceste goluri

trebuie lasate inca de la turnarea betonului, strapungerea ulterioara a peretelui

rezervorului dand nastere la fisuri si pierderi de apa.De asemenea trebuie

asigurata libera dilatatie a conductelor pentru a nu produce fisurarea betonului

din cauza variatiilor de lungime.

Pentru marirea stabilitatii castelelor de apa, se va cauta intotdeauna sa se

coboare, pe cat posibil, centrul de greutate al intregului ansamblu, prin reducerea

greutatii proprii a elementelor din partile superioare ale castelului.

11

Rezervoare prefabricate si precomprimate

Elementele prefabricate fara precomprimare, nu pot fi utilizate la rezervoarele

din castele de apa, decat pentru acoperis sau elemente de izolare.

Precomprimarea aduce solutii noi si importante imbunatatiri in constructia

rezervoarelor din castelele de apa.

Prin precomprimarea rezervoarelor monolite,se realizeaza pereti de beton armat

cere au numai compresiune.Pe acesta cale dispare pericolul fisurarii betonului,

iar betonul ramane mereu cu compresiuni ce-i imbunatatesc impermeabilitatea.

Se pot realiza deseamenea rezervoare din elemente prefabricate, asamblate prin

postcomprimare.Daca executia este ingrijita, au aceeasi avantaje ca cele

monolite precomprimate si in plus se executa mai usor.Utilizarea unor elemente

curbe ce au numai compresiuni este foarte indicata fig (VII 13)

Datorita postcomprimarii se pot realiza fara greutate rezervoare usoare cu pereti

de 10-15 cm si care dau rezultate deosebit de bune la inaltimi mari de

apa,depasind la inaltimi mari de apa,depasind 10 m.

12

Acest sistem de precomprimare este mai dificil ca la poziţionarea inelară, dar are

câteva avantaje importante:

- elimină petrecerile din nervurile de ancorare, mustăţile pentru

pretensionare şi reduce numărul de ancoraje;

- pierderile de tensiune sunt diminuate;

- accesul tehnicienilor în zonele de realizare a operaţiunilor de

precomprimare este mult mai uşor, acestea efectuându-se la marginea

superioară a rezervorului.

La construcţia rezervoarelor realizate din beton prefabricat se utilizează

elemente de beton armat prefabricate, de tip “placă”. Pentru asamblarea acestor

elemente prefabricate între ele, se utilizează una din următoarele procedee:

asamblarea pe verticală, prin intermediul realizării unor stâlpisori din beton

armat monolit;

asamblarea pe orizontală, prin precomprimare (armătura postcomprimată),

utilizând fascicule poziţionate în şanţuri orizontale, blocate in nervuri

verticale exterioare.

Rezervorul se asamblează la sol şi apoi se liftează la poziţie, cu ajutorul

cablurilor montate pe scripeţi fixaţi la partea superioară a turnului.

Constructii de sustinere a turnului

Constructia de sustinere a rezervorului de apa are caracteristica de a fi altfel

alcatuita incat sa suporte o sarcina mare asezata la inaltime mare.S-au executat

asemenea lucrari la care inaltimea de presiune a apei ajunge la 50 m, iar sarcina

verticala provenita din greutatea apei si rezervorului se ridica la mai multe mii

de tone.

Inaltimea turnului este astfel determinata, incat sa realizeze in reteaua de

distributie a apei presiunea de serviciu necesara.In mod normal presiunea in

conducte nu trebuie sa fie mai mare de 6 at, deoarece peste acesta presiune,

costul retelei si a lucrarilor de etansare a imbinarilor, devine oneros, iar in retea

se produc accidente dese.

13

Formele pe care poate sa le aiba turnul unui castel de apa, difera cu materialul

intrebuintat, metodele de executie, probleme de rezesitenta si stabilitate etc.In

toate cazurile, putem intalni turnuri inalte ce sustin rezervoare mici, turnuri joase

ce sustin rezervoare mari si toate situatiile intermediare posibile.

Cerintele arhitectonice indica adesea a se merge catre rezervoare inalte cu

diametre mici, chiar atunci cand pe aceasta cale se ajunge la o oarecare scumpire

a constructiei.

Turnurile pentru castele de apa se fac cu:

- pereti plini si in acest caz peretii pot fi realizati din zidarie de

caramida,zidarie de caramida cu ranforti, clavouri de beton armat si

stalpisori turnati monolit, peretei plini de beton armat, executati cu cofraj

lunecatoare

- stalpi independenti de beton armat,legati cu centuri de rigidizare sau prin

plansee,spatiul dintre stalpi ramanand liber sau fiind inchis cu zidarie de

caramida sau prefabricate de beton

Castel de apa realizat din pereti plini de zidarie

Castel de apa realizat cu stalpi de beton independenti

14

- turnuri executate din clavouri prefabricate de beton (clavourile pot fi

drepte sau curbe

- turnuri din beton armat monolit turnat in cofraje alunecatoare

15

Turn din beton armat monolit turnat in cofraje alunecatoare

16

Tehnologia lucrărilor de realizare a unui castel de apă 300 mc si

H=15,20,25,30.35 m in cofraj glisant

1.Descrierea lucrarii-date generale

Prezenta fisa trateaza tehnologia de executie a unui castel de apa de 300 m³,

capacitate de H=15÷35 m si diametrul turnului 3.70 m.

Castelul de apa este o constructie din beton armat cu turnut executat in cofraje

glisante si rezervorul monolit avand cofrajul exterior si armatura, montate la sol

si liftate la cota.

Peretele turnului are grosimea de 18 sau 23 cm si la interior 3-5 plansee de beton

armat pe care reazema conducte tehnologice si scara de acces.

Peretii rezervorului montat au grosimi variabile de la 10-22 cm.

Acoperisul rezervorului este prezentat in 2 variante :cu acoperis monolit de tip

cupola si acoperis din elemente prefabricate de tip T.

2.Descrierea executiei lucrarii

Lucrarea se executa cu cofraj glisant de inventar pentru construtii cilindrice

pentru realizarea turnului si un echipament unic de liftare la cota a rezervorului

montat la sol.

3.Descrierea tehnologiei de executie

Daca lucrarea se executa in comun acord cu subantrepriza este necesara

organizarea unei conduceri unice si stabilirea responsabilitatilor pe tot timpul

executiei.

3.1Trasarea fundatiilor

Fundatia pentru castelul de apa ce urmeaza a se executa in cofraj glisant se

traseaza cu deosebita precizie respectandu-se abatarile admisible stabilite in

plansa de executie.Pentru aceasta trasarea se va face in raport cu reperii betonati

fixati in afara constructiei, astfel ca ei sa nu fie influentati de executarea

lucrarilor.

17

3.2.Turnarea fundatiilor

Fundatiile pentru castelul de apa de 300 m³ capacitate ce urmeaza a se executa in

cofraj glisant, se traseaza cat mai exact in raport cu reperii fixati conform

punctului anterior.

Terenul de fundare pe care urmeaza sa se toarne betonul, se verifica daca

corespunde ca natura prevederilor din proiect.De asemenea, se verifica

dimensiunile in plan si cotele de nivel ale sapaturilor, in comparatie cu cele

prevazute in proiect.

Se procedeaza apoi la nivelarea, curatirea si pregatirea terenului conform

proiectului.

Pentru fundatii, inainte de turnarea betonului in cofraje se va verifica :

- corespondenta cotelor cofrajelor atat in plan cat si ca nivel,cu cele din

proiect

- orizontalitatea si planeitatea cofrajelor

- fixarea cofrajelor de elemente de sustinere si de contravantuiri

Armatura se monteaza in pozitia prevazuta in proiect,avandu-se grija ca acesta

sa isi mentina pozitia in timpul turnarii betonului.

Inainte de a incepe betonarea, cofrajul si armaturile se vor curata de eventualele

corpuri straine, morat ramas de la turnarea precedenta.

La turnarea radierului se vor utiliza agregate avand D max. cat mai mare posibil

folosindu-se o compozitie de beton care sa asigure o consistenta

vartoasa.Betonarea se va face in straturi de 30-50 cm grosime in functie de raza

de actiune a mijloacelor de compactare (vibrator).

Se va urmari cu atentie inglobarea completa in beton a armaturilor respectandu-

se grosimea stratului de acoperire, in conformitate cu normle in vigoare.

Tratarea betonului dupa turnare se va realiza prin stropire periodica cu apa sau

acoperire cu materiale de protectie pentru a se asigura conditii favorabile de

intarire si a redce deformatiile din constructie.

18

3.3 Glisare turn

Pe suprafata superioara a betonului turnat, de unde incepe glisarea cofrajului se

va executa un nivelment general, determinandu-se diferentele de cota.Cercetarea

denivelarilor fata de planul orizontal, care trece prin punctul cel mai ridicat al

suprafetei betonului, se face turnandu-se un strat de beton de egalizare.

Stratul de beton de egalizare trebuie sa fie mai lat decat grosimea peretelui

pentru a permite rezemarea panourilor de cofraj.

Inainte de inceperea montarii cofrajului, se traseaza conturul peretilor pe

suprafata betonului de la care se porneste glisarea.

Conturul peretilor se va materializa cu vopsea pe suprafata betonului de pe care

se va porni glisarea.

Dupa trasarea peretilor, se marcheaza pe conturul lor pozitia jugurilor.

La executarea elementului de constructie de la care structura urmeaza sa se

realizeze in cofraj glisant se vor lua masuri ca mustatile care intra in peretii ce se

executa prin glisare sa se monteze cu ingrijire, mentinandu-se pozitia lor corecta

in tot timpul turnarii betoanelor respective, pentru a se evita eventualele devieri

care ar putea impiedica montarea cofrajului glisant.

Cofrajele glisante de inventar pentru constructii cilindrice sunt cele care vor fi

folosite pentru acesta lucrare.

Montarea cofrajului glisant se executa in urmatoare ordine :

- panourile de cofraj;

- jugurile;

- rigidizarile intre panouri si tiranti

- platformele superioare de lucru

- elemente de sustinere a platformei la interior

- cadrele de lemn, deasupra jugurilor, care sustin armtura si instalatiile

- reteaua de nivel si firele de plumb

- instalatia dispozitivelor de ridicare

- instalatia de alimentare cu apa,sanitara,semnalizare

- sprijinirile provizorii

- scarile de acces

19

3.4 Liftare rezervor montat la sol

Cofrajul se compune din elemente de rezistenta formate din generatoare si inele,

fiind simplu rezemat pe o serie de suporti in dreptul generatoarelor la cota.

Panourile de cofraj sunt metalice de 8 tipuri care acopera toata suprafata

inferioara a rezervorulul.

Elementele de rezistenta sunt montate la sol pe un sistem de scaune sunt liftate

la cota cu ajutorul la 24 verine.

Verinele sunt dispuse pe o platforma solidara cu generatoarele cofrajului, putand

fi manevrate prin intermediul unei pompe centrale amplasata pe aceeasi

platforma.

Montarea echipamentului incepe prin montarea la partea superioara a turnului a

inelului central, concomitent cu montarea celor 24 de console care la randul lor

sunt prinse de inelul central.

Liftarea se face in conditii de verificare permanenta si corectare a orizontalitatii

esafodajului care are de asemenea un sistem de glisare in dreptul esafodajului cu

peretele cilindrului.

3.5. Turnarea betonului la cuva

Ordinea de executie a elementelor de cuva:

- se toarna grinda de la baza cuvei

- se toarna fundul cuvei si tubul central

3.6.Turnarea betonului in grinda circulara

Dupa verificarea armaturii avand cofrajul metalic, la cota, se toarna cu ajutorul

pompei de beton, grinda circulara de la baza cuvei.

3.7 Turnarea betonului in cofrajul fundului cuvei si in tubul central

La 10-12 ore de la turnarea grinzii circularea se va incepe ridicarea schelei

metalice care va constitui suportul pentru podina de lucru de pe care se va turna

fundul rezervorului si peretele tubului central.

20

3.8 Turnarea betonului in cuva

Se iau toate masurile de curatare a rostului de turnare din grinda de baza a cuvei

pentru a asigura infratirea dintre betonul vechi din grinda si betonul proaspat din

peretele cuvei.

Astfel dupa verificarea armaturii si eventual complecarea armaturii se spala

suprafata de contact a betonui,se indeparteaza eventualele reziduri provenite din

spalare sau resturi de beton care nu au intrat in grinda.

Se uda rostul de turnare mentinandu-se umiditatea pana ce rostul a fost tratat cu

lapte de ciment pe o lungime de 2-3 m., dupa care se monteaza panourile de

cofraj incepandu-se turnarea betonului.

Pe masura ce turnarea betonului in panoul inel inainteaza, se asigura inainte

curatarea, udarea, tratarea cu lapte de ciment, cofrarea iar din urma complectarea

cofrajului.

3.9.Executarea tencuielilor interioare

3.10.Treceri de conducte

4.1 Masuri de securitate si sanatate in munca

21

Castel de apa cu cu alta utilitate decat constructie hidroedilitara

Un castel de apa transformat in locuinta de lux, langa Bruxelles

22