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Die Erfindung bezieht sich auf Wasserbehälter, wie sie
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in Wassergewinnungs-, Aufbereitungs- und Förderanlagen zum Ausgleich
der Unterschiede zwischen Wasserzulauf und Wasserabgabe eingesetzt werden, und betrifft
einen Rechteckbehälter mit Erdüberdeckung.
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Der Rechteckbehälter ist gegenüber dem ebenfalls üblichen Behälter
in Kreisform bautechnisch einfacher. Wenn die Wasserkammern soweit auseinander gerückt
sind, daß sich dazwischen die Rohrleitungen zum anderen Behälterende unterbringen
lassen, genügt ein Bedienungshaus, in dem alle Betriebsanlagen wie Zulauf-, Entnahme-,
Entleerungs- und Meßeinrichtungen untergebracht sind. Die Erdüberdeckung schützt
das im Behälter gespeicherte Wasser im Sommer vor zu starker Erwärmung und im Winter
vor unzulässiger AbkÜhlung und setzt die Schwitzwasserbildung herab; mitunter wird
zusätzlich eine WärmedSmmung vorgesehen.
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Aus hygienischen Gründen ist eine ständige und gleichmäßige Erneuerung
des Behälterinhalts - bei einer Verweildauer von ein bis zwei Tagen - vorgeschrieben.
Dafür ist n den Kammern eine Strömung zu erzeugen, die jeden Querschnitt so erfaßt,
daß die Verweildauern der Wasserteilchen möglichst gleich sind. In Rechteckbehältern
kann durch auf den gesamten Querschnitt wirkende Einbauten auf der Zulauf-und auf
der Entnahme seite eine Parallelströmung erzeugt werden. Diese Strömung wird jedoch
durch die Stützen erheblich gestört, die bei der herkömmlichen Bauweise zur Abstützung
der Deckenkonstruktion erforderlich sind. In der herkömmlichen Bauweise werden auf
der Behältersohle senkrechte Wände erstellt, auf denen die flache Decke aufliegt.
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Die Wände, deren Ausführung sich aus den Belastungen durch
die
schwankende Wasserfüllung, durch den Erddruck und die Deckenlast mit ihrer Erdüberdeckung
ergibt, werden im allgemeinen voll oder teilweise in Decke und Sohle des Behälters
eingespannt. Dabei wird angestrebt, daß der Beton auch bei gefülltem Behälter überwiegend
au! Druck beansprucht wird.
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Die Störungen durch die Stützen führen zu komplexen Strömungsverhältnissen,
die sich rechnerisch kaum erfassen lassen und insbesondere bei großen Behältern
bzw. Kammern Strömungsversuche erforderlich machen. Diese Versuche und die korrigierenden
Strömungseinbauten sowie deren Unterhaltung sind kostspielig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bauweise für
Rechteckbehälter mit Erdüberdeckung zu finden, die unter Abwendung von der herkömmlichen
Bauausführung die sich im Stahlbeton bietenden Möglichkeiten besser ausnützt und
auch bei großen Spannweiten in den Kammern Stützen überflüssig macht.
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Diese Aufgabe wird mit einer Behälterkonstruktion nach dem Kennzeichen
des Hauptanspruchs gelöst. Der Fassungsraum des Behälters ist durch Querwände in
Kammern unterteilt. Die Stirnflächen des Behälters stehen oberhalb des Wasserspiegels,
über der Erdanschüttung, frei und sind mit einer Wärmedämmung ausgekleidet. In den
freistehenden Stirnseiten sind die Belüftungsöffnungen für den Behälter angeordnet.
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Die Gewölbeform, d.h. die Betonschale über der Behältersohle, ist
in statischer Hinsicht für die Ableitung der Deckenlasten besonders günstig und
auch in der Herstellung kostengünstig. Die Kammern sind stützenfrei, so daß die
Horizontalströmung ungestört ist.
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Zwar sind bei kleinen Rundbehältern (Fassungsvermögen bis 500 m3)
kuppelförmige Decken bekannt, die keine Stützen benötigen, jedoch sind auch diese
Behälter mit zylindrischen Wänden ausgeführt, auf die die Kuppel aufgesetzt ist.
Bei größeren Behältern sind wieder Stützen erforderlich.
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Eine optimale Durchflutung der Kammern und Verweildauer des Speicherwassers
läßt sich bei der erfindungsgemäßen Bauausführung ohne zusätzlichen Aufwand erreichen,
wenn äe ein Zulaufrohr in den beiden Zwickeln zwischen Gewölbeschale und Sohle und
ein Entnahmerohr in einer Rinne in der Behältermitte angeordnet sind.
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Das Gewölbe läßt sich in statisch einfacher Weise durch Dauerfugen
in Abschnitte teilen, so daß Behältererweiterungen in der Längsachse ohne weiteres
möglich sind.
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Mit den an den Stirnflächen des Behälters oberhalb der Erdschüttung
angeordneten Belüftungsöffnungen ist zusätzlich zu dem von den Wasserspiegelbewegungen
erzwungenen Luftaustausch eine optimale Längsdurchlüftung des Behälters möglich,
während bei der üblichen Bauweise wegen der allseitigen Erdüberdeckung eine Be-
und Entlüftung nur über besondere Luftschächte im Bedienungshaus möglich und wenig
wirksam ist.
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Wenn sich bei besonderen Witterungsverhaltnissen Schwitzwasser an
der Behälterdecke bildet, so tropft es nicht in die Kammern ab, sondern fließt an
der Gewölbedecke sofort ab und kann ggf. in Höhe des bereich in Rinnen aufgefangen
und abgeleitet werden.
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Durch Anordnung einer Mittellängswand entsteht gegenüber einer Unterteilung
nur durch Querwände die doppelte Kammeranzahl, so daß auch bei Behältern mit großem
Fassungsvermögen die völlige Entleerung eines Kammerinhalts nach ein bis zwei Tagen
sicherzustellen ist. Die Entnahmerinnen und -rohre sind dann längs der Mittelwand
angeordnet.
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Bei günstigen Bodenverhältnissen und vertretbarer Wassertiefe läßt
sich mit einem geringen Mehraufwand der Speicherraum dadurch wesentlich vergrößern,
daß die Behältersohle gegenüber dem Horizont der Kämpfer, auf denen die Gewölbe
schale aufliegt, tiefer liegt und trogförmig ausgebildet ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rechteckbehälter
mit Erdüberdeckung und vier Kammern; Fig. 2 eine Seitenansicht des Behälters; Fig.
3 einen Grundriß des Behälters (ohne Darstellung des Gewölbes) und in gegenüber
Fig. 1 bis 3 vergrößertem Maßstab Fig. 4 einen Querschnitt durch den Behälter und
Fig. 5 eine Stirnansicht des Behälters.
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Der Behälter 1 hat die Form einer Zylinderschale bzw. eines Zylinderabschnitts.
über der Sohle 2, unter der in der Längsachse des Behälters ein Versorgungskanal
3 für die
Zulaufleitung 4, die Entnahmeleitung 5 und die Entleerungsleitung
6 eingebaut ist, ist ein Gewölbe 7 aus Stahlbeton gespannt, dessen Last an den Längsseiten
des Behälters in Kämpfer 8 eingeleitet ist. über dem Gewölbe ist eine Erdschüttung
9 als überdeckung aufgebracht, deren Stärke vom Scheitel bis zum Erdboden so gewählt
ist, daß in dem Stahlbeton auch unter dem Wasserdruck überwiegend Druckspannungen
auftreten.
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Die Stirnflächen 11 des Behälters 1 sind senkrechte Wände in Form
von Kreissegmenten. Die Erdschüttung reicht hier bis zur Höhe des Wasserspiegels
in den Kammern 12. In den darüber verbleibenden Abschnitten 11.1 sind die Wände
mit einer Wärmedämmung versehen.
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An einer Stirnseite steht das Betriebsgebäude 13, dessen Ausrüstung
bekannt ist und hier nicht mehr beschrieben wird.
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Der Innenraum des Behälters ist durch Querwände 14 in Kammern 12 unterteilt.
In Fig. 1 sind die Rohrinstallationen 4,5 und 6 in benachbarten Kammern aus Gründen
der besseren Übersichtlichkeit nach Funktionen getrennt dargestellt. Aus den Fig.
1,3 und 4 ist die Anordnung der Speiserohre 20 in den Zwickeln an den Kämpfern 8
und des Entnahmerohres 21 in der Rinne 19 ersichtlich. Man erkennt, daß in den einzelnen
Kammern 12 eine ungestörte Parallelströmung auStritt, da keine Stützen vorhanden
sind.
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Die Köpfe der Querwände 14 tragen Desichtigungsgänge 15, die durch
einen über die Kammern 12 gespannten Längsgang 16 miteinander und mit dem Bedienungshaus
13 verbunden sind.
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Längs des Längsganges 16 zieht sich eine Überlaufrinne 17, die mit
einem Fallrohr 18 an die Entleerungsleitung 6 angeschlossen ist.
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Die Be- und Entlüftung des Gewölberaumes über den Kammern 12 erfolgt
durch schmale, schlitzförmige Belüftungsöffnungen 25, die sich in ausreichendem
Abstand vom Wasserspiegel bogenförmig unter dem Gewölbe 7 erstrecken, so daß eine
gleichmäßige Längsbelüftung erzielt wird. In die Lüftungsöffnungen sind Luftfilter
eingesetzt.
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Die Ausführung des Speicherbehälters kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel
in Einzelheiten noch ergänzt bzw. abgewandelt werden.
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So zeigt Fig. 4 in gestrichelter Darstellung wie bei günstigen Bodenverhältnissen
und vertretbaren Wasserspiegelschwankungen der Speicherinhalt durch Tieferlegen
der Sohle und Ausführung als Trog 2' vergrößert werden kann. Die Möglichkeit, die
Speicherkammern 12 durch eine in der Be-22 hältermitte gezogene Längswand,zu unterteilen,
ist bereits erwähnt worden. - Die Erdüberdeckung kann im Gewölbescheitel auch durch
einen mit einer Wärmedämmung versehenen Gewölbeabschnitt unterbrochen sein. - Schließlich
können die Belüftungsöffnungen in den Stirnflächen des Behälters in anderer Weise
als in Fig. 4 und 5 dargestellt ausgebildet sein.
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