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8. Concrete Student Trophy

cst 13 logoWasserkraftanlage als Niederdruck-Laufkraftwerk

Ein Konsortium bestehend aus der HABAU Hoch- und Tiefbaugesellschaft m.b.H., der PORR GesmbH und der STRABAG AG, der iC consulenten Ziviltechniker GesmbH, der EVN AG, der Doka GmbH, dem Verband Österreichischer Beton- und Fertigteilwerke (VÖB), dem Güteverband Transportbeton (GVTB) und der Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ), unter der fachlichen Begleitung der EVN Naturkraft Erzeugungsgesellschaft m.b.H., der TU Wien, der TU Graz und der Universität für Bodenkultur vergibt 2013 zum achten Mal die Concrete Student Trophy. Der Preis wird für herausragende Projekte und Seminararbeiten vergeben, die interdisziplinär entwickelt wurden und bei deren Gestaltung und Konstruktion dem Werkstoff Beton eine wesentliche Rolle zukommt.

Wettbewerbsaufgabe

Allgemeines:

Als Niederdruckkraftwerke werden Wasserkraftanlagen bezeichnet, bei denen die Fallhöhe höchstens 15 m beträgt. Als Fallhöhe wird der Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel oberhalb der Turbine, das sogenannte Oberwasser, und dem Wasserspiegel hinter der Turbine, dem sogenannten Unterwasser, bezeichnet. Laufkraftwerk bedeutet, dass die Stromproduktion vom augenblicklich vorhandenen Wasserdargebot des Flusses gesteuert wird und keine Wasserspeicherung erfolgt. Die Anzahl und Größe der eingebauten Maschinensätze wird nach Durchfluss, Abflusscharakteristik, und Beaufschlagungsbereich der Turbinensätze bestimmt. Neben der Erzeugung elektrischer Energie können als Nutzungsziele beispielsweise eine Verbesserung des Hochwasserschutzes oder eine Eindämmung einer vorhandenen Sohlerosion sein.

Aufgabe:

Entwicklung eines Nutzungskonzeptes und einer wirtschaftlichen Kraftwerkslösung mit einem architektonischen, tragwerksplanerischen und wasserbaulichen Entwurf am Ort einer bestehenden alten Wehranlage mit angeschlossenem Kraftwerk. Für das Projekt "Brandstatt" im Raum Scheibbs an der Erlauf soll das vorhandene Energiepotential unter Berücksichtigung aller relevanten Rahmenbedingungen bestmöglich genutzt werden, Bestandselemente können in die Planung mit aufgenommen werden. Neben der Erzeugung elektrischer Energie soll beim Kraftwerk über der Erlauf für die Bewohner und Besucher der Stadt Scheibbs auch ein architektonischer Blickfang mit multifunktionalen Nutzungsmöglichkeiten entwickelt werden; beispielsweise ein Schaukraftwerk für Schulkinder oder Sekundärkonstruktionen wie eine Brücke bzw. Aussichtsterrasse über der Erlauf.

Zu berücksichtigen sind folgende Punkte:

Architektur:

  • Ausarbeiten eines Vorentwurfes mit Darstellung der städtebaulichen, architektonischen und innenräumlichen, funktionellen und konstruktiven Lösungen
  • Umsetzung des Raum- und Funktionsprogramms
  • Angaben über Wirtschaftlichkeit der Errichtung und Nutzung in Absprache mit tragwerksplanerischen und wasserbaulichen Aspekten
  • Angaben über das energetische und ökologische Konzept

Tragwerksplanung:

  • Entwerfen eines tragwerksplanerischen Konzeptes in Absprache mit architektonischen und wasserbaulichen Aspekten und Ansprüchen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die vorteilhafte und innovative Verwendung des Werkstoffes Beton sowie auf die Ausführung der Schaltzentrale und deren Einbindung in den Kraftwerkskomplex und dessen Umgebung gelegt.

Wasserbau:

  • Wirtschaftliche Optimierung der Kraftwerksauslegung hinsichtlich Ausbaudurchfluss, Fallhöhe, hydraulische und betriebliche Funktionalität, Maschinenanzahl und Stromerzeugung: Ermittlung der zukünftigen Stromerzeugung und Durchführung einer Kosten-Nutzen-Analyse
  • Gewässerökologische Verträglichkeit (z.B. Fischaufstiegshilfe, Restwasser, etc.)
  • Nachweis Hochwasserabfuhr, Geschiebetransport und Einhaltung der ökologischen Forderungen durch die Wasserrahmenrichtlinie und den Nationalen Gewässerbewirtschaftungsplan (NGP)
  • Ablauf der Bauarbeiten (Bauzeitplan) in Bezug auf Hochwässer, Laichzeit und Beeinträchtigung der fischereilichen Belange bzw. Anrainer
  • Überlegung zur Nutzung bestehender Strukturen, Gründungen oder Teilen davon und Integration der neuen Anlage im Bestand
  • Erstellung des Herstellungskonzeptes für die Abfuhr von Hochwasser in der Bauzeit (Bauphasenplan)
  • Anlagenteile als Mindestanforderung einplanen: Wehranlage mit Wehrklappe, Einlaufbauwerk mit Einlaufschütze – notschlussfähig, Grobrechen, Feinrechen und horizontale Rechenreinigungsmaschine, Grundablass, Spülschutz, Krafthaus mit Turbine, Generator, ev. Getriebe (Turbinenauslegung je nach Wasserdargebot 1 oder 2, einfache Ausbaubarkeit der Turbine und Generatoren durch Autokran, etc.), Regel-, Schalt- und Messeinrichtungen.

Abgabe | 11. Oktober 2013, 12.00 Uhr, Zement + Beton Handels- und Werbeges.m.b.H., A-1030 Wien, Reisnerstraße 53, Tel: +43 (1) 714 66 85-33

Preisverleihung | 19. November 2013, 17.00 Uhr, Boecklsaal, 1.OG der TU-Wien, Karlsplatz 13, 1040 Wien

Alle eingereichten Projekte werden in unserer Zeitschrift Zement und Beton, Ausgabe 06/13, veröffentlicht und über die Literaturdatenbank zu finden sein.