Der Bauingenieur : Zeitschrift für das gesamte Bauwesen, Jg. 15, Heft 21/22

DER BAUINGENIEUR

15. Jahrgang 25. Mai 1934 Heft 21/22

D IE K R A F T W E R K E D E S SCHW EDISCHEN S T A A T E S AM G O TA ALV>.

Von P . Wittrock, Oberbaurat bęi der Konigl. Wasserfallverwaltung, Schweden.

U b e r s i c h t : Der Ausbau begann im Jahre 1906 mit dem Kraft- werk Trollhattan, dem groBten in Schweden, z. Z. mit 127 000 kW bei 30,5 m Gefalle ausgebaut, hierauf folgte das Kraftwerk Lilia Edet mit 26 000 kW bei 6,5 m Gefalle und dann das z. Z. noch nicht ganz fer­

tig gestellte Kraftwerk Vargdn mit 20 000 k\V bei 4,3 m Gefalle.

Alle drei Werke sollen weiter ausgebaut %verden, nachdem die Jahres- regulierung des Vanersees durchgefuhrt sein wird.

Um die hygienisclien Verhaltnisse fiir die an dem einen der beiden Mundungsarme des Gota A lv liegende Stadt, bei sehr kleinen Zapfungen aus dem Vanersee, nicht zu verschlechtern, ist im andern FluBarme eine Absperrvorrichtung ausgefuhrt worden, wodurch, verglichen mit na- turlichen Verhaltnissen, ein groBerer Teil der Wassermenge in den Góteborgsgren hineingezwungen werden kann.

Schweden ist ein an W asserkraften reiches Land, dagegen fehlt Ol und K ohle fast ganz, weshalb die W asserkrafte groBe B edeutung haben.

Die staatliche m eteorologisch-hydrographische A n sta lt hat berechnet, daB die vorhandenen N aturw asserkrafte, in Millionen kW ausgedriiekt, bei roo% W irkungsgrad betragen:

bei M ittelwasserfiihrung . . . . 15,6 Millionen k W ,, sechs M onate W asserm enge . 8,9 ,, „ ,, neun M onate W asserm enge . 4,5 ,, ,, ,, normalem N iederw asser . . 2,9 „ ,', Der ganze V o rrat an N aturw asserkraft ware also bei den fiir Mittelwasser angegebenen Z iffern 137 M illiarden k W h N atur- energie pro Jahr, was bei normalem W irkungsgrad rd. 100 M illiar­

den kW h entspricht.

N ach Berechnungen der Elektrifizierungskom m ission, die wahrend der Jahre 1917— 1923 die K raftversorgungsfrage in Schweden studiert hat, konnten hiervon rd. 32,5 M illiarden k W h pro Jahr w irtschaftlich erzeugt werden. D ie V erteilung der ange­

gebenen Energiem enge au f die verschiedenen G ebiete geh t aus der K artę (Abb. 1) hervor, die auch die A nteile des Staates an den W asserkraftvorraten angibt.

Die W asserkraftvorrate sind in den nórdlichen, am diinnsten bevolkerten Teilen des Landes am groBten,- und etw a ein D rittel der gesam ten W asserkraftvorrate sind im B esitze des Staates.

Weiter geht aus der A bb. hervor, daB die w ichtigsten K raftąu ellen in dem siidlichen Teile des Landes die W asserfalle sind, die am Aus- lauf des Vanersees zum Meer (G ota alv) liegen und alle dem S taate gehoren.

Die gesam te ausgenutzte Energie in Schweden ist im V erglęich zu dem berechneten ,W asserkraftvorrat noch gering. A b b . 2 zeigt die ganze elektrische Energieerzeugung in Schweden wahrend der Jahre 1912— 1932 m it besonderen Angaben fiir die staathchen Kraftwerke.

Der elektrische Strom w ird zum groBten T eil aus W asserkraft und nur zu geringem Teil aus W arm ekraft gewonnen, z. B . w ar fur das Jahr 1929 der A n teil der W arm ekraft nur 8 % . Diese W arm ekraft ist hauptsaclilich D am pfkraft, die teils ais Spitzen- kraft und R eservekraft fiir Niederwasserzeiten teils ais Gegendruck oder A n zap fkraft aus Dam pf, der fiir W arm ezw ecke erforderlich ist, erzeugt wird.

D ie fiir elektrischen Betrieb ausgebaute W asserkraftleistung

w ar Ende 1931 1 140 000 Turbinen-kW , davon kommen rd. 30%

au f die staatlichen K raftw erke. N ach A bb. 2 haben in den letzten Jahren die staatlichen K raftw erke rd. 30% der gesamten Energie­

erzeugung geliefert.

Tabelle 1. D a t e n f i i r d i c s t a a t l i c h e n K r a f t w e r k e .

Kraftwerk FluB

Ausniitz- bareGenera-

torleistung kW

Erzeug- bareEner-

gie im Mittel Mill.kWh

per Jahr

Im Jahr 1932 er- zeugte Energie in Mili. kWh

K r a f t w e r k e i m B e t r i e b

Trollh attan . . . . G ota alv 127 000 1050 812 Lilia E d e t . . . . G ota a lv 26 000 190 161 A lvkarle b y . . . . D alalven 67 000 400 264 Motałaś trom werk

(3 S t . ) ... Motałaś trom 13 600 60 48 Vasteras Dam pf-

kraftw erk rd. 80 000 — 12

D as siidliche System insges. rd. . 313 600 — 1297 N o r r fo r s ... Um e a lv 26 000 180 143 S i l l r e ... Sillrean 8 000 20 —

(im Betrieb seit 1933)

Norrfors-Sillresystem rd. . . . ₃₄ 000 200 ₁₄₃ P or j u s ... Stora Lule alv 63 000 5 00 141

W a s s e r k r a f t w e r k e i m B a u V a r g o n ... G ota alv rd.

Motałaś trom

20 000 IIO —

M a l f o r s ... rd. 20 000 90 —

1 Weitere Angaben iiber die Kraftwerke des schwedischen Staates sind in ,,State Power Plants in Sweden 1933, published by the Boyal Board of W aterfalls", Stoekholm 1933, erschienen. Dieser Yeróffent- lichung sind einige Daten und Abbiidungen fiir diesen Aufsatz ent- nommen.

In der Tab. 1 sind die D aten der staatlichen K raftw erke zu- sammengestellt. Die K raftw erke am G ota a lv reprasentieren einen bedeutenden T eil der staatlichen W asserkrafte, n&mlich beim jetzigen Ausbau der K raftw erke in Trollhattan und Lilia E det 46% der gesamten Generatorleistung der staatlichen W asserkraft- werke und spater, wenn das je tzt im Bau befindliche K raftw erk in Vargón dem Betrieb iibergeben sein wird ( i934)> 5 3%- Das K raftw erk in Malfors w ird erst spater in B etrieb genommen. A uf Grund der gleichformigen W asserfiihrung des G ota alv, die eine Folgę der natiirlichen Regulierung durch den rd. 5550 km 2 groBen Vanersee ist, und wegen der giinstigen Absatzverhaltnisse ist die Energieerzeugung in den G ótaalvsw erken im V erhaltnis noch gro­

Ber. Im Jahre 1932 wurde z. B . 62% von der gesamten staatlichen elektrischen Energieproduktion in den Gdtaalvwerken erzeugt.

Die K raftw erke am G ota a lv (vgl. K a rtę A bb. 3) sind m it den w eiter óstlich gelegenen staatlichen K raftw erken m ittels K raft- leitungen verbunden.

Der gleichformige und reichliche K raftfluB der G otaalvwerke kann daher das Niederwasser bei den ubrigen W erken bis zu einem gewissen G rad kompensieren, wahrend die Dam pfzentrale in Yasteras nur Spitzen- und R eservekraft fiir das ganze System liefert.

F ast alle groBeren privaten Kraftunternehm ungen Siid- und

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Mittelschwedens arbeiten je tz t m it den staatlichcn K raftw crken in Mittelschweden zusammen. E s besteht die Absicht, das K raft- leitungsnetz spater weiter auszubauen und alle staatlichen K raft- werkssysteme zu yereinigen, um groBere Energiemengen von dem

diinn bevolkerten Norrland nach dem m ittleren und siidlichen Schweden zu iiber- fiihren.

D ie staatliche Krafter- zeugung und K raftvertei- lung wie auch die Verwal- tung von nicht ausgebauten staatlichen W asserfallen un- terstehen dem staatlichen W asserfallam t, Statens V at- tenfallsverk, und dieses be­

steht wieder aus einer Zen- trale, der Konigl. Wasser - fallverw altung und den lo- kalen Verwaltungen. Unter derselben Ver\valtiing stehen auch die staatlichen Kanale, Trollhatte K an ał (V&ncrsec- K attegat) und Sodertalje K anał (Malarsee-Ostsee).

G e f ii 11 e u n d W a s s e r - m e n g e d e s G o t a al v.

D as gesam te Gefalle zwischen dem Vanersee und dem Meer ist bei Mittelwas- serfiihrung 44,3 m und ver- teilt sich auf die Falle bei Vargón, Trollhattan, Lilia Abb. 1. Praktisch ausnutzbare W as- E det und einige unbedeu- serkraftvorrate Schwedens nach der tende Stromschncllen. Frii- Elektrifizierungskommission. lier w ar bei Akerstrom eine

1 m hohe Schnelle vorhan-

den, die aber spater im Zusammenhang m it dem Bau des neuen Schiffahrtsweges zwischen Vanersee und K a tte g a t in den Jahren 1909— 1916 eingedammt und zu dem Gefalle bei Lilia E det ge- schlagen wurde.

Fiir den G ota a lv gelten fol- MHlkWh gende D aten:

Bruttogefalle bei 6 Mo- nate W asserfiihrung:

Bei Vargon {bei Auslauf aus dem

Yaner s ee) . . . . 4,5 m Bei Trollhattan

(10 km unterhalb

Vargón) . . . . 32,0 m B ei Lilia E d et (20 km

unterhalb T roll­

hattan) . . . . 6,5 ni Niederschlagsgebiet

beim Auslauf des

Vanersees . . . 46 750 km 2 ... ....

davon konimen auf

den Vanersee . . 5 550 km 2 Abb. 2. Jahrliche elektrische Niederwassermenge rd. 290 m3/sec Energieerzeugung in Schweden.

, ,, a) gesamte, b) staatbche.

M ittelw assem ienge. 535 m 3/sec Hochwassem ienge . rd. 840 m 3/sec

Der AbfluB des Vanersees ist bis je tz t nicht reguliert gewesen.

Der Staudamm, der zusammen m it dem K raftw erk Yargón gebaut wurde, ermoglicht aber je tz t eine Regulierung (vgl. weiter unten).

W ahrscheinlich wird die W ochenregulierung schon in diesem Jahre durchgefuhrt werden. Diese dient dazu, W asser wahrend der

N ach tc und Sonntage einzusparen, um dasselbe zu den ubrigen Zeiten reichlicher abgeben zu konnen. D ie gesam te Wasserabgabe fiir jede W oche wird doch die gleiche sein w ie bei natiirlichen Ver- hśiltnissen, so daB sich der W asserstand des V anersees also nicht m erkbar andert.

M it R iicksicht au f das um fangreiche wassergerichtliche Ver- fahren ist eine Jahresregulierung des Vanersees friihestens in einem halben Jahrzehnt durclifiilirbar. M it seiner bedeutenden GroBe g ib t der Vanersee eine hervor-

ragende Regulierungsmoglich- keit. M it der vorgeschlagenen Regulierungsliohe von 1,7 m entspricht das Staubecken ei- nem Energieinhalt von nicht w eniger ais 850 Mili. kW h, d .h . ungefahr 60% der ganzen jahr- lichen Energiemenge, die bei normaler W asserfuhrung aus dem G ota alv gewonnen wer­

den kann. Von diesem Stau- inhalt braucht nur ein T eil fiir eine regelmaBige V erteilung der W asserm enge au f die verschie- denen Monate des Jahres ver- wendet zu werden. D er t)ber- schuB kann fiir dic Melirjahres- regulierung b en u tzt werden, also um das W asser der reichen Jahre fiir die wasserar- men zu sparen. Ausgefulirte Untersuchungen haben ergeben, daB man m it H ilfe dieses groBen Stauinhaltes des Vancrsees und m it den K raftw crken des G ota a lv eine Energieerzeugung er- zielen kann, die den Wasser- mangel sam tlicher staatlichen Kraftw'erke in M ittelschweden

w ie auch der zukunftigen staat- Abb. 3. Staatliche Kraftwcrke und lichen K raftw crke am Indalsal- Kraftieitungen in Schweden.

r e n im unteren Norrland in □ Kraf f e ? ^ e u" d Stammleitun- , , gcnnachdem Stand v.Jahri933.

normalen Jahren wahrend der r - Kraftwerke und stammleitun- Niederwasscrperioden deckt, h'gen im Bau oder projektiert.

so daB bei Nicderwasser fiir — Hauptleitungen nach dem diesenR iesenkoniplexvonK raft- Stand vom Jahr 1933.

w erken nur eine geringe Menge

Rerservedam pfkraft not\vendig sein wird. E in Beispicl zeigt die GroBe des Vanersees am besten: durch A bsenkung des Stau- spiegels um 0,25 m kann man eine Energiem enge erzielen, fiir dereń Erzeugung in einem D am pfkraftw erk 100 000 Tonnen Steinkohle notwendig waren. Fiir die E rfiillung dieser A ufgabe m it den Kraft- werken am G ota a lv liegen weitere Ausbauplane. fur eine Wasser­

menge von 900 m 3/sec vor. In Z u ku n ft werden diese Kraftanlagen wahrend des W interhalbjahres ais G rundkraftw erke dienen, da die m eisten anderen ICraftwerke in dieser Zeit wasserarm sind, im Som m erhalbjahr dienen sie normalerweise wieder ais Spitzenkraft- anlagen. D ie A bsenkung des Vanersees w ird hauptsachlich in solche Jahre verlegt, w o andere K raftanlagen wenig W asser haben.

D a s K r a f t w e r k i n T r o l l h a t t a n .

D ie W asserfalle Trollhattans waren friiher durch ihre Natur- schonheiten bekannt und wurden von Besuchern viel bewundert, aber von der Schiffahrt ais groBes Hindernis empfunden. Ais die moderne W asserbauepoche im A nfang dieses Jahrhunderts ihren Aufschwung nahm, bekamen die W asserfalle einen ganz anderen W ert. M it dem groBen, auf eine ganz kurze FluBstrecke konzen- trierten Gefalle und der groBen, gleiclimaBigen Wassermenge waren diese von allen schwedischen W asserfallen am verlockend- sten fiir den Ausbau. Zu dieser Zeit lagen an den Ufern und auf

Zulaufkanal fteguliemefir fur den projekt. Ausbau ^

\ l<ana!einloB Projektiertcr Ausbau,

Yasseri iaffltm s

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einigen Inseln am oberen Ende der Falle einige industrielle A n ­ lagen, welche einen T eil der W asser k raft direkt ausnutzten, sowie ein paar kleine elektrische K raftanlagen. Diese Anlagen, die nur einen geringen T eil der W assermenge und des Gefalles ausnutzten, sind nun durch eine moderne Anlage ersetzt worden.

Mit dem B au des jetzigen K raftw erkes, des groBten in Schweden, wurde im Jahre 1906 angefangen. E s n iitzt fast das ganze Gefalle aus. Das W erk ist je tz t bei M axim albelastung der Turbinen fiir 550 m3/sec ausgebaut. . W egen der G efallsverlustc im Z ulauf­

kanal ist es aber unwirtschaftlich, mehr ais 475 m 3/sec auszu- niitzen. Das N ettogefalle b etragt hierbei 30,5 m.

Die Anlagen bestelien aus einem llegulierw ehr am Fallscheitel mit dem E inlauf etwas oberlialb davon. Langs des linken Ufers verlauft der Zulaufkanal, der sich in zw ei Arm e teilt. Diese Arnie miinden in die beiden neben einander liegenden Verteilungsbecken, die auf einem Bergplateau am Ende der G efallstrecke liegen. Das M aschinenhausmit i3groBenM aschinengruppen und drei kleinen Er- regermaschinen liegt am U fer der dort befindlichcn FluBverbreite- rung, des sog. Olidehiilan. Das W asser wird durch Rohrleitungen vom V erteilungsbauw erk den Turbinen zugefiihrt; die Saugrohre miinden direkt in den FluB.

spiegel. Sam tliche Absperrorgane werden ęlektrisch m anovriert, sind aber zur R eserve m it H andbetatigung versehen.

D as W ehr kann durch Einsetzen von Nadeln, dic sich oben gegen eine eiserne Brucke, die sich auf die Pfeiler des Regulier- wehres stutzt, und unten in einem vo r der Schwelle angeordneten F alz ruhen, troclcengelegt werden. Zum Einsetzen und Heraus- nehmen der Nadeln dient ein elektrischer K ran auf Schienen, der auch die Absperranordnungen fiir das Einlaufbauw erk bedient.

D as Regulierwehr ist au f Fels gegriindet. D ic Schwellen, Uferbefestigungen und Pfeiler sind aus B eton m it Granitverklei- dung hergestellt.

D as E i n l a u f b a u w e r k des Zulaufkanales besteht aus sechs 12 m breiten Offnungen, die durch Bctonpfeiler vonein- ander getrennt sind. D ie Schwellen der Offnungen liegen auf K o te + 33,0 oder 6,5 m unter dem jetzigen Hochwasserspiegel.

A uch auf diesen Pfeilern ist eine stahlerne Brucke aufm ontiert, die gegebenenfalls ais Stiitze fiir W ehrnadeln zum Absperren des Ein- laufes, oder wenn nótig, fiir einen Grobrechcn dienen kann. Diese Absperranordnung dient nur ais R eserve und besteht aus eisernen Standem und Fiihrungsfalzen fiir eine A nzahl kleinercr Schiitzen-

-<— ■

0₁ 100_i 200_T 1--- 1--- 11500m

Abb. 4. Trollhattań. Obersichtsplan. Abb. 6. Das Kraftwerk in Trollhattań. Quersclinitt.

tafeln. Stander und Sch utzentalel sind nebenan aufgestapelt und konnen m it H ilfe des oben genannten Kranes eingesetzt werden.

In den ersten Jahren nach der Inbetriebnahm e des K r a ft­

w erkes hat man Schwim m balken aus H o lz fiir Eisableitung vor dem E inlaufkanal ausgelegt. Diese Schwim m balken wurden in der Querrichtung durch eiserne Streben, die sich gegen die Pfeiler stiitztcn, und in der Langsrichtung durch K ettenverankerungen an den Łandseiten in der richtigen L age gehalten. Man h a t dadurch versucht, das Treibeis dem Regulierwehr zuzufiihren. Diese Schwim m balken wurden m it der Steigerung des W asserverbrauches in dem K raftw erk immer w eniger w irksam , da die W assermengen, die durch das Regulierwehr abgefiihrt wurden, abnahmen. H eute besteht der E isschutz des K raftw erkes hauptsachlich darin, daB m an versucht, eine feste E isdecke nicht nur im FluB, sondern auch bei dem A uslauf des Yanersees zu bekommen. Hierfiir sind Schwim m balken quer uber den FluB gelegt, und zwar einer ober- halb des Einlaufwerkes, einer rd. 3,5 km strom aufw arts und einer quer iiber den A uslauf des Vanersees. D ie beim E in treten des Frostesanschw im m endenEisstucke bleiben an den Schwimmbalken liegen, w o sie bald zusammenfrieren und eine feste Eisdecke bilden, die schnell strom aufwarts w achst. D ie dadurch gebildete Eisdecke verhindert nicht nur weitere Treibeisbildungen, sondern w irkt auch der B ild u n g'von schwimmendem Grundeis (Tost, Sulzeis) dadurch entgegen, daB ein weiteres Abkiihlen des W assers verhindert wird. Treibeis kom m t nur beim Einfrieren und beim Einschm elzen vor, wenn die Eisdecke zerbrochen wird. Grundeis en tsteh t nur, ehe sich eine feste Eisdecke gebildet hat.

Die Pfeiler des Einlaufbauw erkes haben dieselbe Griindung und sind auf dieselbe W eise ausgefiihrt w ie beim Regulierwehr.

A bb. 4 zeigt den U bersiclitsplan; die Fliegeraufnahm e (Abb. 5) gibt einen t)berblick ■iiber W asserfalle, Zulaufskanale und das Ma- schinenliaus im jetzigen Zustand. Abb. 6 ist ein Sch nitt durch das Krafthaus.

Abb. 5. Trollhattań. Wasserfalle, Kanale und Kraftwerk.

Fliegeraufnahme, Oscar Bladh H 648.

Das R e g u l i e r w e h r besteht aus zwei W alzenwehren mit 20 m Lichtw eite und einem 19,7 m Schiitzenwehr (bestehend aus fiinf Tafelschiitzen von 3,7 m Lichtweite) sowie einer IiisablaB- schiitze von 3,0 m Lichtw eite. Sam tliche W ehrschwellen liegen auf Hohe -(- 35,10 oder 4,4 m unter dem jetzigen Hochwasser-

214 W I T T R O C K , D I E K R A F T W E R K E D E S S C H W E D I S C H E N S T A A T E S A M GOTA A L V . DER BAUINGENIEUR HEFT 2i/22.

Fiir die Ausfuhrung der Schwelle hat man eine schmale Rinne im Felsen ausgesprengt, sie m it B eton ausgegossen und m it dem erforderlichen Anschlag fiir die Absperranordnung versehen.

Die gemeinsame Strecke der Zulaufkanale ist 350 m lang und h at bei normalem W asserstand einen Querschnitt von 250 m2. Die beiden Arm e haben eine Lange von 950 bzw. 1000 m und einen Querschnitt von 150 bzw. 100— 120 m 2. D ie Kanale sind gróBten- teils aus dem Felsen ausgesprengt. Man w ar aber au f groBe Strecken hin genótigt, die K analseiten in Mauerwerk auszufiihrcn.

Diese sind ais Gewichtsmauern ausgefuhrt, teils aus Beton, teils aus Bruchsteinm auerwerk in Zem entm ortel. In beiden Fallen ist die Wasserseite m it Granitverkleidung versehen. D ie Grundung ist immer auf Fels erfolgt. E in T eil des óstlichen, zuletzt ge- bauten Zulaufkanales besteht aus einem aus dem Fels ausge- sprengten Tunnel.

Die beiden Arm e des Zulaufkanals konnen an der V erteilungs- stelle abgesperrt w erden: der westliche Arm (der altere) durch eine groBe Stoneyschiitze von 17,4 m Lichtw eite und 9 m Hohe, der óstliclie, neuere Arm durch gleiche Anordnung w ie die Óffnungen im Einlaufbauwerk, wobei die obere Stiitzc fiir die Nadeln eine fiir diesen Zweck gebaute Eisenbetonbriicke ist.

Beim Yerteilungsbauwerk sind Uberfalle angeordnet, um bei plótzlicher E ntlastung der Turbinen Uberscliwem m ungen zu ver- hiiten, sowie besondere Schiitzen fiir die A bfiihrung von E is und Schwemmgut. Um das je tz t seltener vorkom m ende Treibeis den Eisschiitzen zuzufiihren, werden im W inter Schwimmbalken aus- gelegt. D ie Oberfalle und die Eisschiitzen werden durch ein S y ­ stem von Tunneln, die teilweise unter den Verteilungsbecken ver- laufen, m it dem FluB am Ende des Falles verbunden. Die Ver- teilungsbecken werden teils durch Felsen, die durch Betonbeklei- dung gedichtet sind, teils durch auf Felsen gegriindete Gcwichts- mauern aus B eton begrenzt. D ie Betonflachen der Wasserseite sind durch eine fette Betonschicht gedichtet und m it Glattstrich yersehen.

Die Trennungswand der Becken ist m it Óffnungen versehen, so daB der W asserstand der beiden B ecken stets der gleiche ist. Die Óffnungen konnen, falls das eine B ecken trockengelegt werden soli, m ittels Schiitzen gesclilossen werden.

Die Frontseiten der Verteilungsbecken werden durch das W as- serschloB m it den Einlaufkam m ern fur die verschiedenen Druckrohre gebildet. Die Fassaden des Wasserschlosses sind m it Granit ver- kleidet. Die Zwischenwaitide der verschiedenen Kam m ern sind aus Eisenbeton hergestellt und wie die W asserseiten der Verteilungs- becken m it G lattstrich versehen.

A is Absperrvorrichtung jeder Einlaufkam m er dient eine Schiitze m it elektrischem A ntrieb und H andbetrieb ais Reserve.

Jede Schiitze kann durch eine elektrom agnetische Bremse in jeder gewiinschten L age festgehalten werden.

Ais Reserveabsperrung sind bei den groBen Kam m ern Damm- balken aus I N P-B alken m it hólzernen Dichtungsleisten vorhanden, die in den Falzen im vorderen Teil der Kam m erpfeiler eingesetzt werden. Diese Falze sind so angeordnet, daB ihre Auflage in der- selben Ebene liegt wie die langs des Einlaufbauw’erkes gehende Schirmwand. Die Bedienung erfolgt m ittels Kranen, die an den Vorderseiten der Bauw erke entlang laufen.

Die kleinen Kam m ern werden m it von Hand bedienten Schiitzen abgesperrt. A is R eserve dienen Dam m balken aus Bohlen.

Alle Rechen sind nunmehr zur Bekam pfung der Eis- schwierigkeiten im W inter m it elektrischen W7armevorrichtungen versehen. A is man m it der elektrischen Aufw arm ung anfing, wurden W inter und Sommer dieselben Rechen angewandt, und zwar solche m it 20 mm Abstand zwischen den Rechenstaben. Dieser Abstand ist, solange keine Eisdecke au f dem W asser liegt, m it Riick- sicht auf die Fischerei der gróBtzulassige. J etzt sind fiir einen Teil der Einlaufkam m ern besondere W interrechen angeschafft worden, die einen Stababstand von 78 mm haben. Dieser Abstand ist der groBte, den man m it R iicksicht auf eventuelle Beschadigung der Turbinen durch Schwem m stiicke fiir zulassig hielt. Die Eisen-

flachen, die also je tz t zu erwarmen sind, sind dadurch wesentlich verm indert worden, so daB man den Stronw erbrauch fiir die Er- w arm ung wahrend der Z eit der Schwam m eisbildung von 500 bis 160 k W per A ggregat herabsetzen konnte. D ie Zeit, wahrend der die Rechen erwarm t werden miissen, ist wie oben beschrieben nun­

m ehr auch dadurch bedeutend verkiirzt, daB die Bildung einer festen Eisdecke durch die ausgelegten Schwim m balken begiinstigt wird.

D ie O b e r b a u t e n des Einlaufbauw erkes erstrecken sich iiber die Absperrschutzen, die Rechenanlagen und die Rohr- einlaufe. In jedem Gebaude ist ein eiektrischer K ran fiir 10 Tonnen T raglast vorhanden.

D ie D r u c k r o h r e der dreizehn groBen Turbinenaggregate haben einen Durchmesser vo n 4,25 m und eine Lange von 65 bis 95 m. D ic Druckrohre der drei Erregeraggregate haben einen Durch­

messer von 1,2 m und eine Lange von 65 m. Sie sind alle aus Eisen- blech und zum gróBten T e il in aus dem Fels ausgesprengten Tun­

neln verlegt, die groBen in eigenen Tunneln und die drei kleinen in einem gemeinsamen Tunnel. D er Zwischenraum zwischen Fels und Rohren ist ausbetoniert und gu t drainiert, um auBeren Uberdruck zu verhindem , der evtl. die Rohre eindriicken konnte. Am unteren Teil der Rohrleitungen sind Yerankerungsringe au f die Rohre auf- genietet, die so kraftig sind, daB sie den ganzen Giebeldruck der Turbinen auf das M auerwerk iiberfiihren konnen, das seinerseits durch starkę um die Rohrleitungen gelegte und tie f im Felsen ver- ankerte Biigel m it dem Feldgrund verbunden ist.

Beim Olidehalan ist durch Felssprengung P la tz fiir das M a ­ s c h i n e n h a u s geschaffen worden. D er Oberbau besteht aus drei T eilen : x. dem 146 m langen und 23 m breiten, sich iiber Turbinen und Generatoren erstreckenden Maschinensaal, 2. einem dahinter gelegenen T eil fiir Akkum ulatoren, K abelschachte, Haupt- ólschalter und einigen Yorratsraum en, 3. einer vo r dem Maschinen­

saal liegenden Gewolbebrucke iiber die Saugrohre. D er Tiefbau ist eine B etonkonstruktion au f Felsen. D ie H auptfassade, die beiden Giebelfassaden sowie dic Flachen der riickseitigen Fassade, die zusammen m it den Giebelfassaden sichtbar sind, sind m it Granit verkleidet. Die aufgehenden Mauern sind im iibrigen aus Ziegel hergestellt. Im Maschinensaal ist ein eiektrischer K ran von 60 t T ragkraft vorhanden.

Die 13 groBen horizontalen Zwil- lings-Francisturbinen sind in Blech- kesseln eingebaut. D ie urspriingliche m axim ale Leistung betrug bei 30,4 m Gefalle und 187,5 Umdr/min. 12 500 bis 13 200 P S . V on diesen Turbinen sind wahrend der letzten Jahre sieben fiir eine M axinialleistung von rd.

17000 P S um gebaut worden, wobei sich auch ein bedeutend hóherer W ir-

kungsgrad ergab (vgl. A bb. 7).

Alle Turbinen liefen anfangs m it Dreiphasengeneratoren fiir 11000 k V A , 11 k V und 25 Per/sec. J etzt sind drei Aggregate auBerdem noch m it Dreiphasengeneratoren von 50 Per/sec und n k V versehen, hiervon zwei Aggregate m it r io o o k V A - und ein

A ggregat m it 16 500 kVA -G eneratoren. B ei vier Aggregaten sind dic 25periodigen Generatoren in 50 periodige um gebaut.

Bei den Aggregaten m it um gebauter Turbinę werden, soweit kein Doppelgenerator vorhanden' ist, die Generatoren iiberlastet, wras besonders im W inter ohne weiteres moglich ist, weil die Kiihl- lu ft direkt der Atm osphare entnommen wird. Im Zusammenhang m it dem Einbau von Doppelgeneratoren und starkeren Turbinen sind auch die K iihlluftkanale erw eitert worden.

Die drei kleineren Aggregate sind Franciskesselturbinen von je 500 P S und 410 Umdr/min., die m it Gleichstromgeneratoren von 350 kW , 220— 300 V o lt direkt gekuppelt sind.

Das Schalthaus ist in der Nahe des Yerteilungsbauwerkes ver-

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5000 10000 15000 w Abb. 7. Trollhattan.

Wirkungsgrad und Effekt der Turbinę Nr. 5;

a vor dem Umbau, b nach dem Umbau.

DEK BAUINGENIEUR

25. MAI 1,934. W I T T R O C K , D I E K R A F T W E R K E D E S S C H W E D I S C H E N S T A A T E S A M GÓTA A L V . 215 legt und ganz freistehend voni Mascliinenhaus. Im Schalthaus bc-

finden sich auBer Kontrollraum , Laboratorium , W erkstatt, drei Transform atoraggregate vo n zusainmen 44 ooo k V A , 11/55 k V , 25 Per/sec, ein Dreiphasentransform ator von 22 000 k V A , 11/55 kV, 50 Per/sec und Schaltanlagen fiir 11 und 55 k V fur sowohl 25 ais auch fiir 50 Per/sec.

AuBerdem ist eine F reiluftstation m it drei Transform atoren von zusammen 8 io o o k V A , n / i3 2 k V , 50 Per/sec und Sch alt­

anlagen fiir 132 k V vorhanden, ferner eine M ontagelialle fiir Trans­

formatoren.

T ro llh atte-K raftw erk h a t GleisanschluB an das normalspurige Eisenbahnnetz.

Die H auptlieferanten waren:

fiir die Turbinen: N yd q vist & Holm A .-B ., Trollhattan und A.-B. K arlstads M ekaniska Verkstad, Verkstaden, K ristineham n;

fiir die Generatoren: A llm anna Svenska E lektriska A .-B ., Vasteras;

fiir die Transform atoren: Allm anna Svenska E lektriska A .-B ., Vasteras und L u th & Rosśns E lektriska A .-B ., Stockliolm ;

fiir die Instrum entierung: Allm anna Sveuska E lektriska A.-B., Vasteras.

D ie Bauarbeiten sind in eigener R egie von der K onigl. W asser- fallverw altung ausgefiihrt. Die besten technischen M ittel, die zu der Zeit vorhanden waren, kam en zur Anwendung, wie z. B . ver- schiedene pneumatische W erkzeuge, elektrische Hebezeuge, Decau- ville-Karren und 981 mm Gleisanlagen m it D am pf- und elektrischer Lokom otive. Die Fangedam m e waren aus Holz. B agger sind nicht angewandt worden. B etreffs Betonarbeiten ist anzufiihren, daB der Beton gewohnlich ais Stam pfbeton ausgefiihrt wurde, w as.zu jener Zeit das iiblichste w ar. D er B eton w urde in den Hauptm assen aus m ageren Mischungen hergestellt, bei groBen K onstruktionen ist m an m it dem M ischungsverhaltnis bis zu 1 : 5 : 7 herunter- gegangen und h at Sparsteine eingelegt. B ei Flachen, die w^asser- dicht werden sollten, wurde eine fettere D ichtungsschicht, im allge­

meinen 1 : 2 : 2'/2l eingelegt und die Flachę m it G lattstrich ver- sehen. D ie D au erh aftigkeit der B eton arbeiten in verschiedenen Konstruktionen h a t sich ais sehr verschieden erwiesen. D ie groBen Kanalm auern aus Beton, die m it einer w asserdichten und m it G la tt­

strich versehenen Flachę unter der Steinbekleidung ausgefiihrt waren, haben sich bei Probebohrungen ais gu t erwiesen. Dagegen muBte ein T eil der W andę in dem alteren Verteilungsbecken und im alteren T eil des Wasserschlosses in ziem lich groBem Mafie repa- riert werden und zw ar besonders solche Konstruktionsteile, die W asserdruck in verschiedenen R ichtungen erhalten.

W enn die Regulierung des Vanersees durchgefuhrt sein wird und die obengenannten weiteren Ausbauten ausgefiihrt sein w er­

den, ist beabsichtigt, d a sK rafth au s dieses Ausbaues nahe der M itte des jetzigen Zulaufkanales zu bauen. D er neue Zulaufkanal kann auf einfachste W eise geschaffen werden durch Errichtung einer Staum auer vom M ittelpfeiler des jetzigen W alzenwehrs iiber die unterhalb liegenden Inseln hinweg bis zum P la tze fiir das neue K raftw erk (s. Plan A bb. 4). Durch diese M auer wird der obere ostliche T eil der Fallrinne eingedam m t.

D er U nterw asserkanal w ird durch Y ertiefung der unteren Fallstrecke erhalten, w odurch die untere F allstufe, der sog. Hel- vetesfall, verschwinden wird. D ie Sprengarbeiten in diesem U nter­

wasserkanal kónnen ohne groBere Eindam m ungskosten ausgefiihrt werden, da m an, wenn der W asserspiegel des Vanersees nicht zu hoch ist, durch die Fallrinne kein W asser abzulassen braucht.

Das neue K ra ftw e rk wird voraussichtlich zuerst nur eine E inheit von 50 000 P S erhalten, und wenn der Sp itzenkraftb ed arf w eiter steigt, m it noch einer E inheit von 50 000 P S ausgeriistet werden.

Mit dem Bau des neuen K anals w ird vo rau ssich tlich in diesem Jahre angefangen. E r wird am unteren E n d e m it einem Durch- bruch zum alten K an ał versehen, w odurch der G efallsverlust in der Wrasserzufiihrung des bestehenden K raftw erk es soviel ver- mindert wird, daB sich die K ap italau slage fiir den neuen K a n a ł schon rentiert, ehe das neue K raftw erk gebaut werden wird.

D a s K r a f t w e r k i n L i l i a E d e t .

Nachdeni das T rollh atte-K raftw erk m it seinen 13 Einheiten so w eit ausgebaut war, daB die M ittelwassermenge des G ota a lv ausgenutzt werden konnte, w ar es nicht mehr w irtschaftlich, das T rollh atte-K raftw erk vor der Regulierung des Vanersees noch w eiter auszubauen. S ta tt dessen fing m an im Jahre 1918 an, das bedeutend kleinere Gefalle bei Lilia E d et auszubauen. B ei der Projektierung waren zuerst eine Reihe vertikaler Einrad-Turbinen von rd. 5000 P S bei 6,5 m Gefalle angenommen. SchlieBlich ge- langte man zu Projekten m it vertikalen D oppelturbinen von

10 000 P S . F iir die Ausfiihrung fiel die W ah l aber au f ganz andere Turbinentypen. N ach dem B auanfang tra t ein K onjunkturum sclilag ein, der zur Folgę hatte, daB man es fiir vorteilh aft fand, die Bau- zeit zu yerlangern.c Durch diesen Aufschub gewann man Zeit, die kraftige Turbinenentwicklung, die in diesen Jahren vo r sich ging, zu fordern und auszuniitzen. Hierdurch wurde es m oglich, tro tz des geringen Gefiilles Einradturbinen von 11 500— 14 00 P S zu er­

halten. E s wurden drei solche Turbinenaggregate aufgestellt, die bei M axim albelastung zusammen rd. 500 m 3/sec ausnutzen konnen.

D as K raftw erk wurde im Jahre 1926 in B etrieb genommen.

D ie Anlage wurde au f die ostliche Seite des Flusses verlegt, wo der notwendige P la tz durch Erw erb und Abbruch einer dort ge-

Abb. 8. Lilia Edet. Fliegeraufnahme. Aero Materiel A.-B. Nr. D 2006.

legeńen alten P ap icrfab rik geschaffen wurde. Das M ascliinenhaus wurde an einer V erbreiteru n g des Flusses rd. 100 m unterhalb des W alzenwehres, das im Zusam m enhang m it dem Um bau des W asser- weges Vanern— K a tte g a tt gebaut wurde, ve rlegt. N ur ein ganz kurzer O berw asserkanal w'urde dadurch notw endig, und die Saugrohre konnten d irekt in den FluB ausmiinden. D ie Be- grenzungsm auer-des Zulaufkanales gegen den FluB schlieBt an das W alzenw ehr (s. A b b . 8 und 9).

D as W alzenw ehr h a t zw ei W alzen m it einer Lichtw eite von je 22 m. D ie W ehrschwelle lie g t au f K o te + 3,50 , was bei hochstem Oberwasserspiegel einer W assertiefe vo n 3,8 m entspricht. In der E ck e zwischen dem W alzenw ehr und der w estlichen Seitenm auer des Z u laufkanales is t eine Schutze von 3,5 m 1. W . und m it Schwelle auf + o,oo eingebaut. A u f dieser M auer ist ein bewegliches W ehr m it sieben Schutzen von je 1,5 m B reite m it Schwelle au f K o te + 4,60 au fge setzt, w eiter zwei 11,25 m breite Dam m balkendurch- lasse m it der Schw elle auf derselben H ohe wie die S ch u tzen ; ferner finden sich zw ei G rundablaBschiitzen von zusammen 4,5 m 2 freier D urchstróm ungsflache und bei der nordw estlichen E cke des Ma- schinenhauses eine 4,0 m b re ite E isschiitze m it der Schwelle auf K o te + 5,60 . Diese Sch utze ist so angeordnet, daB sie iiber dic WTasserflache gehoben und unter dieselbe gesenkt werden kann.

AuBerdem ist in der Yerlan g eru n g der oberen Fassadenm auer a u f der ostlichen S eite des K raftw erk es ein 3,0 m breiter, m it

216 W IT T R O C K , D IE K R A F T W E R K E D E S S C H W E D IS C H E N S T A A T E S A M GOTA A L V .

Abb. 10. Lilia Edet. Maschinenhaus.

gefiihrt. Die wasserseitigen Flachen sind hier m it Guniteputz behandelt.

Das M a s c h i n e n h a u s (Abb. 10, i i und 12) ruht eben­

falls auf Fels, der aber an dieser Stelle m it wasserfiihrenden Schichten durchsetzt w ar, die durch Einpressen von Zement- m ortel gedichtet wurden. D ie Grundm auem sind aus stark armiertem Beton hergestellt, dessen magerste Partieen im Mi- schungsverhaltnis 1 : 4 : 4 ausgefiihrt wurden. Die Schalungen der W asserwege sind m it gehobelten und gespundeten Brettern ausge-

0 , 10 20/71

i “ ... _i_ — ii

Abb. 12. Das Kraftwerk in Lilia Edet. GrundriC.

wasser ist gering; um dieses fortzupum pen, braucht nur die kleinere Zentrifugalpum pe einige M inuten in der Stunde in B etrieb zu sein.

D as Leeren der E inlaufkam m er oder der Saugrohre geschieht dadurch, daB m an nach dem Abspcrren m ittels Schiitzen bzw.

Dam m balken das W asser durch R ohrleitungen in die Pumpen- grube ablaufen laBt. Dies ist auch der Grund fiir die groBe K a ­ p azitat der Pumpen.

Die 13 m breiten und rd. 13 m hohen Einlaufkam m ern sind durch zwei vertikale Zwischenwande und einen horizontalen Zwi- Dam m balken abgesperrter EisdurchlaB vorhanden. Die beiden

W alzen des Regulierwehres und dic gróBeren Schiitzen werden elektrisch b etatigt m it H andbetrieb ais Reserve.

Im W inter werden Schwim m balken iiber den kurzeń Zulauf- kanal schrag gegen den EisdurchlaB au f der rechten Seite hin aus-

fiihrt und die W andflachen sind n ich t geputzt. D er Tiefbau be­

steht hauptsachlich aus den Einlaufkam m ern, den Spiralen und den Saugrohren der drei Aggregate. AuBerdem sind einige Kellerlokale vorhanden, die tiefer ais der Unterwasserspiegel liegen. U nter den Saugrohren ist ein Inspektionsgang angelegt und am westliclien

gelegt. W ie in T rollhattan werden auch hier Schwim m balken quer iiber den FluB ausgelegt, um Treibeis abzufangen und um die.B il- dung einer Eisdecke zu fórdern. Diese Schwim m balken werden an einer Stelle rd. 1 km oberhalb des Regulierwehres, wo die Wasser- geschwindigkeit klein ist, ausgelegt. D ie Schwim m balken waren friiher nahe beim K raftw erk, wo die W assergeschwindigkeit o,6m /sec war, ausgelegt. D ie Eisstiicke haben sich dann aber untereinander geschoben, und sta tt einer groBen, diinnen Eis- flache hat sich eine tiefgehende Packeisstauung gebildet.

Das R e g u 1 i e r w e h r ist auf Fels gegriindet. D as Mauer- werk ..ist aus Stam pfbeton m it G ranitverkleidung ausgefiihrt.

Die dstliche Begrenzungswand des Zulaufkanals ist ebenfalls auf Fels gegriindet und teils ais Gewichtsmauer, teils ais Eisenbeton- pfeiler m it dazwischenliegenden diinnen Eisenbetonplatten aus-

0 10 ZOm

--- 1---- I II

Abb. 11. Das Kraftwerk in Lilia Edet. Querschnitt.

Ende des Ganges ist eine Pum pengrube ausgesprengt worden. Um diese auszupumpen, sind drei elektrisch betriebene Zentrifugal- pumpen, zw ei m it einer K a p a zita t von je 23 000 l/min und eine m it einer K a p a zita t von 2000 l/min, sowie eine elektrisch betriebene Kolbenpum pe ebenfalls fiir 2000 l/min, aufgestellt worden. Die tiefliegenden Kellerraum e liegen stets im trockenen. D as Sicker- Abb. 9. Lilia Edet.

Obcrsiclitsplan.

1. Walzenwehr.

2. Schiitzenweh r.

3. Krafthaus.

4. StraBenbriicke.

5. DieneueSchleusc (1916).

6. Die alte Schleuse (1832}-

7. Die alteste Schleuse (ićo7).

50 100 ISO ZOOm

... ... -1_____ L— --- i

DER BAUINGENIEUR W I T T R O C K , D I E K R A F T W E R K E D E S S C H W E D I S C H E N S T A A T E S A M GOTA A L V .

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schenboden u nterteilt; dadurch ist die freie Spannw eite relativ klein geworden. D ie Absperrschiitzen rollen au f den vertikalen Zwischenpfeilern und haben keine F alze in den H auptzw ischen- mauern zwischen den Aggregaten, sondern sind gegen die Seiten- wande der Kam m ern nur abgedichtet. D urch diese MaBnahme sind die Schiitzcn ziem lich leicht geworden. D ic Schtitzen sind horizon- tal in der A rt geteilt, daB die eine Schiitze von unten bis zum Zwi- schenboden und die andere vom Zwischenboden bis zur D ecke der Einlaufkam m er geht. D ie Schiitzcn werden m ittels einer clektri- schen W indę hochgehoben und zw ar so, daB zuerst die unterc T afel gehoben wird, bis sie in dic gleiche Hohe kom m t, w ie die obere und dann diese m itnim m t.

Die R e c h e n haben vertikale A ufstellung und sind in sechs Teile eingeteilt, einen vo r jeder Óffnung, die durch den Einbau der Zwischcnwande im E in lau f entstanden sind. A lle konnen leicht durch den K ran , der den Schtitzen- und Rechensaal bestreicht, ge­

hoben werden. Die Rechen sind ais Grobrechen m it 200 mm Stab- entfernung ausgefiihrt; dazwisclien konnen Feinrechenfelder m it 20 mm Stababstand eingeschoben werden. D er kleine Stababstand ist m it R iicksicht au f die Fischerei urspriinglich wahrend der Zeit, wo keine E isdecke vorhanden ist, gefordert gewesen. Im W inter brauchten doch die Feinrechen nicht benu tzt zu werden.

Versuche baben aber ergeben, daB die Fische nicht bescliadigt werden, wenn sie diese Turbinen m it kleiner Tourenzahl und den groBen W asserwegen passieren. A u f Grund dieser Erfahrungen ist die Genehmigung erteilt worden, die Feinrechen auch im Sommer wegzulassen. E s ist von groBer B edeutung, daB man Feinrechen nicht mehr anzuwenden braucht, da Schwemmsel, das sich sonst auf den Rechen gesam m elt h a tte und w eggeschafft werden miiBte, jetzt die Turbinen passiert. D ie Turbinen werden dadurch nicht beschadigt.

T rotz des groBen Lam cllenabstandes w ar es in den ersten Jahren, ehe die Rechen gew arm t wurden, schwer, Verstopfung desselben durch Eisabsetzung, zu Zeiten da sich schwimmendes Grundeis im FluB bildet, zu verhindern. Man h at dahcr fiir die unteren Rechenfelder Erwarm ungen m ittels W arm wasser an- geordnet. Dieses W arm wasser erhalt man von dem Trans- formatorenkiihlwasser, welches sich bei B cd arf au f elektrischem W ege m it H ilfe der fiir Probebelastungen der Turbinen ange- schafftcn Belastungswiderstande noch weiter aufwarm en laBt.

Das W arm wasser wird in % "-R o h re geleitet, die auf der Vor- derseite der R echenstabe festgeschweiBt sind. B ei schwerer Schwammeisbildung und vollcr B elastung verbrauchen die Rechen jedes Aggregates 300 1 W arm wasser je M inutę m it einer Einlauftem peratur von rd. 180 C und einer Auslauftem peratur von 8°, was einer W arm ezufuhr von 210 k W entspricht. Die oberen Rechen werden, sobald sich eine Eisdecke oberhalb der genannten 1 km strom aufw arts ausgelegten Schwim m balken gclegt hat, herausgenommen und brauchen nicht erwarm t zu werden.

In den S a u g r o h r e n sind keine Zwischenwande vorhanden.

Die freie Spannweite der D ecke betragt also 13,6 m. Beim Bau der Saugrohre w ollte man die M óglichkeit offen halten, zwei Aggre- gate m it K aplanturbinen auszuriisten. Diese Saugrohre wurden daher in der Lange groBer gebaut, so daB die unterwasserseitige Fassade gebrochen wurde.

Die Dam m balken fiir die Einlaufe und Saugrohrmiindungen sind eiserne Fachw erksbalken und m it H olzleistendichtung. Sie werden m ittels fiir diesen Zw eck angeschaffter K ran e bedient.

Der Oberbau des M a s c h i n e n h a u s e s besteht aus einem H auptschiff iiber den Generatoren, einem Seitenschiff, strom aufwarts des H auptschiffes fiir Schiitzcn und Rechen, und einem strom abwarts befindlichcn T eil fiir Kontrollraum , Schaltanlagen und K ontor. Der Hochbau besteht aus einem tra- genden Gerippe aus Eisenbeton; auch FuBboden und Dach sind in Eisenbeton ausgefiihrt; die Mauerflachen zwischen den tra-

genden Teilen des Hauses sind m it Ziegel ausgemauert. Die Ziegcl- wande sind auf der AuBenseite geschlam m t und auf der Innen- seite teils geschlammt, teils gla tt geputzt. D ie Betonflachen sind im allgemeinen ungeputzt geblieben.

Im H auptgebaude befinden sich zwei elektrische K ran e von je 75 t und im Recbcn- und Schiitzensaal ein K ran von 40 t Trag- kraft. D as K raftw erk hat GleisanschluB an das nonnalspurige Eisenbahnnetz.

Die drei groBen Turbinen sind: eine vertikale K a p ł a n - turbinę m it stellbaren Laufradschaufeln und zwei vertikale L a w a c z e c k t u r b i n e n m it festen Laufradschaufeln.

B ei einem Gefalle von 6,5 m leistet die erste 14 000 P S und die beiden anderen j e n 500 P S ; alle drei laufen m it 62,5 Umdr/min.

Der Laufraddurchm esser der K aplanturbine ist 5,8 m und der L aw aczeckturbine ist 6,0 m. Diese Abm essungen stellten lange Z eit W eltrekorde dar.

Jede Turbinę ist direkt m it einem Dreiphasengenerator von i o o o o k V A , n k V und 25 Perś/sec gekuppelt. D ie elektrische A usriistung besteht w eiter aus drei Transform atorenaggregaten vo n zusammen 33 000 k V A , 11/55 k V und Schaltanlagen fiir 11 und 55 k V .

AuBerdem sind vorhanden: eine vertikale Propellerturbine von 300 P S bei 375 Umdr/min und 6,5 m Gefalle, direkt gekuppelt m it einem Gleichstrom generator fiir 200 kW , 220 V und eine kleine A kkum ulatorenbatterie.

D ie H auptlieferanten waren:

Fiir die K aplanturbine: A--B. K arlstads Mek. V erkstad Verk- staden, Kristineham n.

Fiir die L aw aczecktu rb in en : A .-B . Finsh yttan, Finnshyttan.

Fiir die Generatoren und Schaltanlage: A llm anna Svenska E lektriska A .-B ., V asteras.

D ie B auarbeiten sind in eigener R egie von der K ónigl. Wasser- fallverw altung ausgefiihrt.

Beim B auanfang muBte zuerst der B au p latz zuganglich ge- m acht werden. AuBer der Beseitigung der vorhandenen Fabrik- gebaude muBten um fangreiche Fangedam m e gebaut werden.

Sam tliche Fangedam m e wurden ungefahr, wie seiner Z eit fiir das T rollhatte-K raftw erk, aus H olz gebaut. Eisen im groBeren MaBe anzuwenden, w ar nicht empfehlcnswert, da die Eisenpreise in den N achkriegsjahren 1919— 1920 im Y e rh altn is zu den Holzpreisen nicht so niedrig waren wie jetzt. D ic Fangdam m e der westlichen und siidlichen Seiten der. B augrube hatten eine Lange von 220 m und eine m axim ale T iefe von 13 m. V o r dem Bau des Fange- damm es wurden alle losen Massen, die m it dem B agger erreicht werden konnten, ausgebaggert, wobei der Fels soweit ais m oglich auch in R ichtun g der Fangdam m e bloBgelegt wurde.

H ier sind doch weitgehende Nachsauberungen m it Tauchern notwendig gewesen.

AuBer zwei groBen Schwim m baggern kam en bei den Bauaus- fiihrungen ungefahr die gleichen Baum aschinen zur Anwendung wie beim B au des K raftw erkes in Trollhattań. Eine Abweichung beim Hoch- und Tiefbau bestand darin, daB im Maschinenhaus G u B b e t o n zur Anw endung kam . Dieser wurde m it H ilfe eines Turm es durch geneigte Rinnen an O rt und Stelle transportiert.

N ach D urchfiihrung der Regulierung des Vanersees ist ein weiterer Ausbau beabsichtigt. Derselbe soli an der ostlichen Seite des K raftw erkes durch Anbau weiterer Aggregate erfolgen. Dieser Ausbau wird jedoch erst nach dem weiteren Ausbau in Trollhattań ausgefiihrt, w eil die Ausbaukosten bei den kleinen Gefallen ver- haltnism aBigteuersind. Durch den groBen Stau von rd. 3,oM ill. m ’ zwischen T rollh attań und L ilia E d e t kann man m om entan in T rollhattań eine groBere W asserm enge ais in L ilia E d e t vo ll aus- nutzen, ohne dabei W asser in L ilia E det uber das W ehr ablaufen

lassen zu miissen. (Fortsetzung folgt.)

218

W INDDRUCK A U F FACH W ER K TO R M E VON QUADRATISCH EM QUERSCHNITT.

Von Dozent Dr. Katzmayr, VDI, Wien und Dr.-Ing. II. Seitz, VDI, Stuttgart.

t) b e r s i e h t : Die Windbelastung von Eąchwerkturmen andert sich mit der Windrichtung. Die bisherigen Berechnungsweisen und ihre Auswirkung auf die Stabkrafte der Eckstiele und Fullstabe werden be- sprochen und mit den Ergebnissen von Modeliversuchen verglichen, die im Aeromechanischen Institut der Technischen Hochscliule Wien ausgefiihrt wurden.

Bei turm artigen Fąchw erkbauten sind m eist die W indkrafte fiir die Bemessung entscheidcnd. Leider laBt sich dereń GroBe viel weniger zuverlassig abschatzen, ais cs sonst bei Ingenieurbautcn der Fali ist. Beim praktisch w ichtigsten Fali, dem Turm von qua- dratischem Querschnitt, wurde bisher etw a folgendermaBen ge- rechnet: A u f Grund von behordlichen Vorschriften, Normen oder sonstigen Annalimen w ahlte man den rechnungsmaCigen W ind- druck — meist irgendwie gestaffelt nach der Hohe gegeniiber dem umliegenden Gelande — etw a zwischen 150 und 250 kg/m2, be- stim m te stoekwerkweise die Angriffsflache einer Turm wand, die man sich von w aagrecht ankommendem W ind senkrecht getroffen dachte („Belastungsfall I"), und errechnete hieraus die Knoten- JaSten. Die riickwartige Turmwand wurde teils m it derselben, teils nur m it der halben L ast der Yorderwand belastet angenommen.

Die beiden parallel zum W ind stehenden W andę blieben, sow'eit sie von den Eckstielen der Vorder\vand verdeckt sind, unberiicksich- tig t; etw a iiberstehende Teile wurden der Angriffsflache der vorde- ren und liinteren Turmwand zugerechnet.

W ind schrag, besonders diagonal zum Turm („B elastu n gs­

fall II"), blieb meist unberiicksichtigt und zw ar wohl aus folgendem G riinde: Der W inddruck, der senkrecht au f eine schrag angeblasene Flachę w irkt, wird im B aufach seit Jahrzehnten zu

(1) w a = w - s i n 2«

gerechnet, wo « den W inkel zwischen W indrichtung und getroffe- ner Flachę bedeutet. W ar die W iiullast fur i m Turm hohe an einer bestimmten Stelle fiir Belastungsfall I

(2⁾ W — F (wvom W h in ten )

(3)

ergaben (vgl. Abb. i), d. h. im B elastungsfall II betragt die W ind- last demnach nur das o.yoyfache derjenigen des Falles I. Ist an einem bestim m ten Turm ąuerschnitt in H ohe li im Fali I das Moment der ober- halb angreifenden W indkrafte = Mh, im Fali II demnach Mh4J° = 0,707 Mh, so rechnen sich dic G urtkrafte

//

W

f

' %5‘

, r 1 / * l/ i*

Abb. t.

IV

(4) im Fali I zu G = ± M., 2 • a (5) im Fali II zu G M,

45

h

43

■ T i

" 2 1

B ei G iiltigkeit von Gl. (1) waren also die G urtkrafte in beiden Belastungs- fiillen gleich groB, die K rafte in den Fiillstaben aber bei Fali II nur halb so groB w ie im Fali I, so daB Fali II unberiicksichtigt blei- ben konnte. In Abb. 2 sind ftir Gl. (1) die Gesamtwindlasten, Gurt- und Fiillstabkrafte fur verschiedene Anblasewinkel <x dargestellt.

W iirde man an Stelle von Gl. (1) m it

(6) w a = w • sin a

rechnen, was bisher in Deutschland nicht ublich ist, aber seit 1931 von der Deutschen Reichspost fiir die Berechnung von Funk-

a

. \

!x

h rn^n •sin2■1

's' \ &V,

so fand man fiir Belastungsfall II m it sin2 45° == 0,5 zwei senk- recht zucinanderstehende Lasten W^j» von lialber GroBe, dic geo- metrisch addiert eine Gesam tlast in W indrichtung von

W ł5o = 0,707 W

tiirmen vorgeschrieben wird, so ergeben sich lau t A bb. 3 ungiin- stigere Gesamtwindlasten, Gurt- und F iillstabkrafte. Entschei- dend fiir die G urtkrafte ist dabei der Belastungsfall II, er gibt um 4 1% hóhere G urtkrafte ais Fali I.

W ill man bestinim te Belastungsannahm en m it den in Wirk- lichkeit zu erwartenden W indlasten vergleichcn, so muB man folgende Fragen klaren:

1. M it welcher gróBten W indgeschw indigkeit ist an der Baustelle zu rechnen ?

2. W ie groB werden — bei gegebener W indgeschwindigkeit — die W indlasten bei ungiinstigster Anblaserichtung ? Die erste Frage wendet sich an den Meteorologen. Neuere Forsch u ngen 1 haben gezeigt, daB die bei Bóen auftretenden Spitzcngescliwindigkeiten nur au f Se-

kunden oder Bruchteile davon andauern und auch raum lich wenig ausgcdehnt sind. Man brauclit daher bei groBen Bauw erken kaum dam it zu rechnen, daB iiberall gleichzeitig solclie verein- zelt gemessene Spitzenwerte wirken.

Nacli den heute bekannten Beobach- tungen wird man im allgemeinen m it v = 30— 40 m/sec, in besonders stiir-

mischen oder bóigen Gegenden m it 2 '“Veriauf der Wind- etw a v — 35 45 m/sec zu rechnen lasten parallel und senkrecht haben. Ob oberhalb von etw a 40 m zur Windrichtung sowie der iiber dem Gelande m it weiterer Zu- Gurtkrafte G und Fiillstab- nahme von v zu rechnen ist, iSt kr^ t e , FI fiir ^ n e d e n e

. , . .. , Winkel « nach Gl. 1).

noch nicht genugend gcklart. W ohl

nim m t die durclischnittliche W indgeschwindigkeit m it der Hohe noch zu, doch scheint in hóheren Lagen die B óigkeit, d. h. das Ver- haltnis zwischen kurzdauernder Bócngeschwindigkeit und durch- schnittlicher W indgeschwindigkeit abzunehm en2.

t)ber die zw eitc Frage konnen nur Versuche im W indkanal AufschluB geben 3. Allgcm ein geht man bei der Auswertung von Versuchen von der Gleichung aus:

(7) W = | ■ e • v 2 • cw • F ,

wo W die.W indkraft in kg, n die Luftdichte in kgm—+ sec2, v die W indgeschwindigkeit in m s e c "1, cw ein dimensionsloser, von der G estalt und Oberflachenbeschaffenheit des Kórpers abhangiger

„W iderstandsbeiw ert1 ‘ und F in m 2 die Projektionsflachc des Kórpers auf eine zur W indrichtung senkrechte Ebene ist. D er W ert

(8) | e v 2 = q ,

der praktisch geniigend genau — ^ v 2 gesetzt werden kann, wird Staudruck genannt.

Ais gesichert konnen folgende Ergebnisse gelten:

1. B ei scharfkantig begrenzten Kórpern ist cw unabhangig von v und dem GróBenmaBstab des Yersuchskórpers, so daB also cw durch Modellversuclie an geometrisch ahnlichen K ó r­

pern und bei beliebiger G eschwindigkeit v bestim m t werden kann.

1 Vgl. hierzu Prof. W. S c h m id t , Wien: Die Strukturdes Windes, Sitzungsberichte Akad. d. Wissenschaften, WTien 138. Bd. — F . H u m - m e 1. Vergleichende Untersuchungen der Bóigkeit des Windes, Bei- trage z. Physik d. freien Atmosphare, X V II. Bd., Heft 4. — R. H.

S li e r 1 o c k , u. M. B. S t o u t: Picturing the structure of the wind, Civil Engineering, Juni 1932. — H. S e i t z : Zu den Baupolizeivor- schriften uber Winddruck, Bautechnik (1932), Heft 50 u. 51,

2 Die in vieler Beziehung vorbildlichen liollandischen Normen iiber Winddruck auf Bauwerke N 790, erschienen im November 1933, rechnen bei h 40 m mit gleichbleibender Windgeschwindigkeit und zwar je nach Lage zur See mit v = 40—45,5 m/sec.

3 \VertvoUe Beitrage hierzu finden sich u. a. in den „Ergebnissen der Aerodynamischen Versuchsanstalt zu Gottingen". Verlag Oldenburg,

II. Lieferung 1923, III, Lieferung 1927, IV. Lieferung 1932,

DER BAUINGENIEUR

25. MAI 1934. K A T Z M A Y R - S E 1 T Z , W I N D D R U C K A U F F A C H W E R K T O R M E . ? 1 9 2. D ie Querschnittsform des einzelnen F achw erkstabs (ob

R echteck, U- oder I-Profil) ist ohne wesentlichen E in ­ fluB auf cw.

3. D er V erlauf der Fiillsta.be innerlialb der G urtungcn (K- Systeni, gekreuzte D iagonalen usw.) bceinfluBt cw nicht nennenswert.

4. M it zunehmcndem V 6ilegrad <p des Fachw erkes (d. i. das Ver- haltnis der tatsachlichen Projektionsflachę zu der durch die Um rifllinicn begrenzten, vo ll gedachtcn Flachę) nim m t cw ab.

Im einzelnen wurde folgendes fe stge ste llt: B ei einem einzelnen ebenen Fachw erkstrager bewegt sich der W ert cw zwischen 1,8 bei <p — 0,15 und 1,5 bei <p = 0,40. Im D urchśchnitt wird man m it cw = x , 6 rechnen konnen 4. A us Gl. (8) findet man dam it fiir ebenc Fachwerke folgende E ntsprech ungen :

W inddruck 150 kg/m*. 1 ( v = 38,6 m/sec 200 „ = cw -q = 1,6 • -jlg- v 2. v = 44,6 in/sec

,, 250 ,,

J l

Bei zwei hintereinanderlicgcnden, kongruentcn Tragwerken, dereń A bstand gleich der Tragerbrełtc ist (wie im Sonderfall der Turme), ist der Beiwert cw nach F la c h s b a r t5 nur vom Vollegrad abhangig und betragt fiir den ruckw artigen Trager

(9) c | f= ( 1 — <p)a ‘ Cw

wenn die Trager auf D eckung stehen. Sind sie um eine halbe Feldbreite gegeneinander versetzt, so erhóht sich c(v um etwa ein Fiinftel.

Auch uber schrag angeblasene Fachw erkstrager liegen Ver- suche vor. Die T angentialkrafte erwiesen sich dabei meist ais sehr

k le in ; die eingangs erwahnte Praxis, den W ind auf die in der W iudrichturig liegenden W andę zu vernachlassigen, erscheint gcrechtfertigt, und es geniigt som it, Fachw erktrager im allgemeinen ais zweidimensionale Gebilde zu be- handeln. Senkrecht zur Fachw erk- ebene nehmen die W indlasten aber viel langsamer ab, ais nach Gl. (1) oder auch nach Gl. (6) anzunehmen ware. B is a = 250 ist die Abnalim e kaum m erklich, bei 45° b etragt sie • etw a 10— 20%.

B etrach tet man bei schrager An- blasung zwei hintereinander liegende Fachwande, oder gar einen Kasten- querschnitt, wie er bei Fachw erktiir- men vorliegt, so werden die V erhalt- nisse immer verw ickelter. D ie Ge- sam tw irkung laBt sich kaum mehr durch Addition der Einzelwirkungcn au f jed ed er vier W andę ableiten, denn jede W and w irkt au f die Belastung der iibrigen zuriick. A us Ver- suchen, dereń Einzelheiten noch nicht veróffen tlicht sind, gibt F lach sb art5 fiir den Bereich rp = 0,20— 0,50 eine Oberschlags- formel fiir den Gesam twinddruck au f einen schrag getroffenen ąuadratischen F ach w erk m ast:

G

K

■s.

>

W c flV‘ Sin oc

/(1° 20° ^9" 7° ¥5

Abb. 3, Yerlauf der Wind­

lasten und Stabkrafte fiir verschiedene Winkel a. nach

Gl. (6).

W = q -'F c w [[i + k ( i — y )2] • <p- - 0,20 . 1 / \ --- sin 2 a (10)

<p y

cw versteht sich hier ais B eiw ert fiir e i n e senkrecht angeblasene Fachwerkwand. Der K oeffizient K ist = 1, wenn die vier W andę kongruent sind und auf D eckung liegen, etw a gleich 1,2, wenn die riickwartige W and um eine halbe Felderteilung gegen die vordere versetzt ist. Fiir den F ali <p = 0,20 (diese untere Grenze der Giil- tigkeit der Form el entspricht wohl ani besten den Verhaltnissen

4 Die hollandische Norm N 790 sieht diesen Wert vor.

5 Abhandlungen der Internat. Vereinigung fiir Briickenbau und Hochbau. Zurich 1932, S. 167,

G

//

// ^11

X F

iua nach GL 10 fur tp=0,30

5 ?.<1‘ Hr w is Abb. 4, Verlau£ der Windlasten

und Stabkrafte nach Gl. (10) fiir a — 0,30.

von Funkturm en) fallt das letzte Glied in der Klam m er weg, die W indlast ist fiir alle Anblasewinkel gleich, und fiir die S tabkrafte gilt Abb. 3. Dem nach ware fiir einen Yollegrad um <p = 0,20 das von der Deutschen Reichspost gew ahlte Kechnutigsrerfahren nach Gl. (6) gerechtfertigt. Fiir yollere

Fachw erke m it tp — 0,30 vgl.

A bb. 4.

Zu beachten ist, daB Gl. (10) nichts' iiber die Y erteilung der W indlast auf vordere und riick- w artige W andę und iiber die nor- nialen und tangentialen Kom po- nenten der einzelnen W andę aus- sagt. Es iśt aber fiir die Berech­

nung eines Turm es auch ziemlich belanglos, wie sich die L ast im ein­

zelnen vertcilt; entscheidend ist nur, ein zutreffendes Bild dariiber zu crhalten, w ie groB bei ge- gcbenerAnsichtsflache einerTurm- w and (F und rp) und Anordnung der Tragwande gegeneinander (Q uadratquerschnitt und K ) die Gesam twindlast fiir jedes Stoclc- werk fiir einen bestimmten A n ­ blasewinkel a ist.

H ieriiber konnen im Einzelfall nur Versuche A uskunft geben.

Das P rojekt eines Holzfunkturm es fiir den W iener GroGsender auf dem Bisam berg gab AnlaB, m it einem zu anderen Zwecken ange- fertigten Modeli, das im MaBstab 1 : 30 etw a den Funktiirm en des Grofisenders M uh lacker8 entsprach, Versuche im Aeromeclianischcn In stitu t der Technischen Hochschule in W ien auszufuhren. Sie sollten iiber die GroBe des W iderstandsbeiwertes cw bei verschiede- nen Anblasewinkeln und bei den m it der Hóhenlage wechselnden Vóllegraden des Fachwerkes AufschluB geben. Um letztere Frage beantworten zu konnen, w ar es notwendig, das Turm modell, das iiber 3 m Hohe hatte, in mehrere A bschnitte einzuteilen und fiir jeden die Wrinddriicke zu messen. Es ware nun verfeh lt gewesen, das Modeli tatsachlich in mehrere Teile zu zcrschneiden und jeden fur sich durchzumessen, da hierbei dic gegenseitige Beeinflussung der benachbarten Teile ausgeschaltet worden ware. Durch ein besonders hierfur cntw ickeltes MeBverfahren gelang es, diesen Fehler auszuschalten, und fiir sieben Hóhenabsclinitte die W ind- driicke zu bestimmen. Das Verfahren ist derart, daB ein Zerteilen des Modells nicht notwendig ist. Die drei bodennahen Abschnitte maBen je 490 inni, die restlichcn vier je 400 mm.

Angeblasen wurde aus sechs um je 9° versetzte W indrichtungen, wobei die Hauptlangsschnittebene x — x (Abb. 5) — ais Bezugebene gew ahlt wurde. Zur K ontrolle wurde fallweise auch in den R ichtungen — 9 und 54° gemessen. Das Turm modell wurde bei den Versuchen um seine Hochachse gegeniiber der festen Anblaserichtung, die in der W iener Ver- suchsanlage lotrecht steht, verdreht.

W enngleich, wie schon oben erwahnt wurde, vorauszusehen war, daB die cw- W erte unabhangig von der GróBe der Anblasegeschwindigkeit sein werden, da die Stabquerschnitte scharfkantig

sind und dam it eine wohldefinierte Ablosestelle der W irbe er­

geben, wurde zur K ontrolle das Modeli bei den Staudriicken q = 5, 10, 15, 20, 25 und 30 kg/m* durchgeiliessen. Es zeigte sich, daB tatsachlich von q = 15 kg/m2 ab die K rafte unm ittelbar den W inddriicken verhiiltig sind.

Abb. 5. Anordnung und Bezeichnungs weise der

Wiener Yersuche.

* Ygl. Bauingenieur (1931), Heft 29.