U D K — U D C 05:624 YU ISSN 0017-2774 J O l f f l l CRADBEIVI V E S im il LETNIK 30, ŠT. 9, STR. 189—216 LJUBLJANA, SEPTEMBER 1981 g SGP PIONIR • HOTEL »EVA» NA RABU GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJEGRADBEN I VESTNIH ST. 9 — LETNIK 30 — 1981 YU ISSN 0017-2774 V S E B I N A - C O I U T E I U T S Članki, študije razprave dr. M itja Rism al Articles, studies, proceedings a ERA CIJSKI VODNI CUREK V ClSCENJU ODPADNIH VODA 190 THE WATER JE T AERATION IN WASTE WATER TREATMENT dr. M arjan Rejic in V ojka Viler VODA ENKRAT D R U G A Č E ............................................................................196 WATER — ANOTHER VIEW dr. Janez Žmavc PRISPEVEK K VREDNOTENJU TORNE SPOSOBNOSTI VOZ­ NIH P O V R Š IN ..........................................................................................................202 D arja S lokan Dušič IND U STRIJSK I NAČIN GRADNJE IN SVOBODA PRO JEK TIRA ­ N JA ............................................................................................................................. 206 FREEDOM IN DESIGN OF INDUSTRIALISED BUILDINGS Iz naših kolektivov SGP KONSTRUKTOR, M a r i b o r ........................................................................ 212 From our enterprices j^M HIDROMONTAZA, M a r ib o r .........................................................................213 a v c :$$ t i v ■"p jü IZ RAZISKOVALNE SKUPNOSTI S L O V E N IJE ........................................ 214 Informacije Zavoda za raziskavo NOVI KARLOVŠKI MOST V LJU B LJA N I — GEOLOŠKA ZGRAD- materiala in konstrukcij Ljubljana BA PODLAGE IN TEŽAVE PR I TEM ELJENJU II. D E L .................... 215 Procedings of Institute for material . . and structures research Ljubljana mon ular G la v n i in o d g o v o rn i u r e d n ik : S E R G E J B U B N O V L e k to r : A L E N K A R A IČ T e h n ič n i u r e d n ik : D U Š A N L A JO V IC U re d n iš k i o d h o r : N E G O V A N B O Ž IC , V L A D IM IR C A D E Z , JO Ž E E R Ž E N , IV A N J E C E L J , A N D R E J K O M E L , D R . M IL O Š M A R IN Č E K , S T A N E P A V L IN , R O M A N S T E P A N Č IČ R e v i jo iz d a ja Z v e z a d r u š te v g r a d b e n ih in ž e n i r je v in t e h n ik o v S lo v e n ije , L ju b l ja n a , E r ja v č e v a 15, te le f o n 23 158. T e k . r a č u n p r i S D K L ju b l ja n a 50101-678-47602. T is k a t i s k a r n a T o n e T o m š ič v L ju b l ja n i . R e v i ja i z h a ja m e se č n o . L e tn a n a r o č n in a s k u ­ p a j s č la n a r in o z n a š a 180 d in , z a š tu d e n te 90 d in , z a p o d je t j a , z a v o d e in u s ta n o v e 1500 d in . R e v i ja i z h a ja o b f in a n č n i p o d ­ p o r i R a z is k o v a ln e s k u p n o s t i S lo v e n ije . Aeracijski vodni curek v čiščenju odpadnih voda Izvleček iz raziskovalne naloge št. K-467/2891-76 Raziskovalne skupnosti Slovenije UDK 628.35 MITJA RISMAL 1. U vod P ri čiščenju odpadnih voda ima pomembno vlogo učinkovitost in ekonomičnost ozračevalcev, s katerim i ozračujemo onesnaženo vodo v čistilnih napravah. Z ozračevanjem dovajamo vodi kisik, ki je potreben za biokemično oksidacijo ali za aerobno presnovo organskih snovi v onesnaženi vodi. Učinkovitost ozračevalca izražamo v kilogra­ mih kisika, ki ga z ozračevanjem razstopimo v vodi, pri porabi 1 kW ure energije, v standardizi­ ranih razm erah, tj. pri tem peratu ri vode T = 10° C in pri m aksim alnem deficitu kisika v vodi, ko je zasičenost vode s kisikom enaka nič. Ekonomičnost ozračevalca pa je podana s ceno 1 kg O2, ki smo ga razstopili v vodi. Ekono­ mičnost ozračevalca je torej poleg njegove učinko­ vitosti odvisna še od njegove nabavne cene in od vzdrževalnih stroškov. Medtem ko je cena aeratorja enkratni strošek, so stroški vzdrževanja stalni. Učinkovitost ozrače­ valca je stalna lastnost, ki znižuje ceno proizvede­ nega Ož. P ri presoji ekonomičnosti ozračevalca je veči­ noma pomembnejša njegova učinkovitost in nizki vzdrževalni stroški kot njegova nabavna cena. Zaradi nepretrganega obratovanja ozračevalca v čistilni napravi se višja cena ozračevalca na račun večje učinkovitosti le-tega h itro povrne. Na tržišču je mogoče nabaviti mnogo vrst ozračevalcev z reklam iranim i visokimi stopnjami učinkovitosti. Zato je za pravilno izbiro ozračeval­ ca koristna samostojna presoja, ki je mogoča le na podlagi praktičnega preizkusa. Nekritično prevzem anje reklam iranih učin­ kovitosti ozračevalcev privede pogosto do neza- željenih posledic v pogonu čistilnih naprav. Veri­ fikacija reklam iranih podatkov o učinkovitosti oz­ račevalcev je toliko bolj potrebna, kolikor večje so čistilne naprave. 2. K ratek opis problem ov, k i se pojavijo pri m erjenju učin kovitosti ozračevalcev V praksi sta poznani v principu dve metodi ugotavljanja učinkovitosti ozračevalcev. P rva me- A vtor: dr. M itja Rismal, dipl. inž. M aribor, Ko­ sarjeva 20 toda je kemična metoda. Druga metoda pa sloni na osnovah biokemije oziroma m erjenja respiracije biološkega blata, nahajajočega se v aeracijskem bazenu čistilne naprave. V večini prim erov ugotavljajo proizvajalci oz­ račevalcev njihovo učinkovitost po kemični metodi. Ta postopek ugotavljanja učinkovitosti ozra­ čevalca ima več pom anjkljivosti: Preizkus poteka v čisti vodi, ki ni pomešana z biološkim blatom, kot je to v aeraeijskih bazenih čistilnih naprav. Zaradi slabših fizikalno-kemičnih lastnosti z biološkim blatom pomešane vode v aera­ cijskem bazenu je učinkovitost ozračevanja vode m anjša kot pri čisti vodi. Velike aeracijske bazene čistilnih naprav iz praktičnih razlogov večinoma ni mogoče napolniti s čisto vodo. Zato potekajo poizkusi proizvedenih ozračevalcev v m anjših bazenih, kot so tisti, v katerih bodo ozračevalci kasneje delovali. Učinko­ vitost ozračevalca je odvisna tudi od velikosti ae- racijskega bazena oziroma od tega, kolikšna moč ozračevalca — izražena v W — odpade na 1 m3 aeracijskega bazena. To razm erje se giblje p ri či­ stilnih napravah običajno v m ejah med 0,005 do 0,08 kW/m3. Razen pri ozračevalnih ščetkah (ma­ m utski rotorji) se učinkovitost ozračevalca z m anj­ šimi vrednostmi kW/m3 manjša. Iz navedenih razlogov poteka večina preizku­ sov o učinkovitosti ozračevalcev v ugodnejših raz­ merah, kot so v čistilni napravi, v kateri bo ozra- čevalec v resnici deloval. Od tod večinoma tud i nižje učinkovitosti ozračevalcev v pogonu od tistih, ki smo jih pričakovali. Navedena dejstva zm anjšujejo uporabnost ke­ mične metode m erjenja učinkovitosti ozračevalcev vode za čiščenje odpadnih voda. Učinkovitost oz­ račevalcev je namreč težko m eriti na principih modelne podobnosti, ker veljajo za procese vnosa kisika v vodo drugačni zakoni modelne podobnosti kot za hidravlično podobnost, ki jo moramo pri tem prav tako upoštevati. Poleg navedenih težav, ki izvirajo iz nesklad­ je med zakonitostmi hidravlične modelne podob­ nosti in možnostjo m odeliranja kemično-fizikalnih procesov razstapljanja in difuzije kisika v vodi, povzroča dovolj problemov že sama razlika v kakovosti čiste in odpadne vode. Če je aeracijska kapaciteta OC (Oxigenation capacity) izražena v kg O-2/h v čisti vodi, potem je dejanska učinkovitost ozračevalca v onesnaženi vodi aeracijskega bazena nižja in jo je mogoče iz­ raziti z enačbo, ki upošteva poleg onesnaženosti tudi vpliv tem perature na topnost kisika v vodi: 0 2 = « - f (Cs-C t) ] A ^ kg 0 2/h če je: OC oksidacij ska kapaciteta v kg 0 2/h pri tem peraturi 10° C in pri popolnem defi­ citu kisika v vodi Cs zasičenost kisika v mg/1 v čisti vodi pri tem peraturi vode 10° C Ct koncentracija kisika v vodi aeracijske­ ga bazena med delovanjem čistilne na­ prave (običajno 1—2 mg 0 2/l) a < 1 običajno med 0,9—0,6 je faktor, ki upo­ števa vpliv onesnaženosti vode na učin­ kovitost aeracijskega sredstva K 10 faktor, ki upošteva vpliv tem perature vode na vnos kisika. iS-t Kljub poznani OC vrednosti ozračevalca za čisto vodo ostaja nepoznana njegova dejanska vrednost OC za onesnaženo vodo, saj n iha faktor a, kot rečeno, v m ejah od 0,9 do 0,6, odvisno od stopnje in od vrste onesnaženosti vode. V nasprotju s kemično metodo je mogoče op­ rav lja ti biokemične m eritve učinkovitosti ozrače­ valca vode v aeracijskih bazenih čistilnih naprav med obratovanjem čistilne naprave in v vodi, ki je pomešana z biološkim blatom, torej v pogojih, ki v celoti ustrezajo razmeram, v katerih bo ozra- čevalec trajno deloval. Namen naše raziskave je bil, da preizkusimo uporabnost biokemičnih metod določanja vredno­ sti OC in da preverimo učinkovitost tako imeno­ vanega vodnega curka p ri čiščenju odpadnih voda. Učinkovitost slednjega smo želeli preveriti pred­ vsem zato, ker je vodni curek ena od najpogostej­ ših oblik ozračevanja vode v naravi, kot so slapo­ vi, m anjše kaskade in podobno. Razlog, da smo se odločili za to raziskavo, je bil tudi v tem, ker so v lite ra tu ri o učinkovitosti vodnega curka dokaj različni podatki, ki so, kot je pregled literature pokazal, posledica neenotnega izražanja učinkovitosti aeracije vode in izvršenih m eritev v različnih pogojih, zaradi česar rezultati večinoma niso bili prim erljivi. 3. Način in rezultati izvedenih m eritev M eritve OC ozračevalca smo opravljali na iz­ grajenih čistilnih napravah v Crni na Koroškem in na čistilni napravi v Moravcih. V obeh napra­ vah se voda ozračuje z vodnim curkom. Voda iz aeracijskega bazena se dviga v žleb s polžasto črpalko. Prek odprtin v dnu žleba izteka voda v obliki curka pod naklonom ca. 60° do gladilne vode v aeracijskem bazenu, k jer se voda zaradi ustvarjene turbulence ozračuje. Višina dviganja vode znaša ca. 1,5 m. M eritve OC smo vršili po 3 metodah. Najprej smo preizkusili metodo ugotavljanja OC ob pogo­ jih nemotenega delovanja čistilne naprave po znani enačbi: dC V = KLa(Cs- C t ) V - r .V dt V volumen aeracijskega bazena v m3 Ct koncentracija 0 2 v mg/1 v času t Cs saturacija 0 2 v mg/1 pri dani tem peraturi vode r respiracija biološkega blata v mg 0 2/l Ki.a koeficient aeracije v h -1 t čas v urah Iz zgornje enačbe izračunani Kl& omogoči iz­ račun OC po enačbi: — K La.C8.V o c = 1000~_ k g ° 2/h V drugem preizkusu smo uporabili Eckenfel- derjevo metodo ugotavljanja OC vrednosti ozi­ roma koeficienta Kl3. Prednost Eckenfelderjeve metode v prim erjavi s prejšnjo metodo je v tem, da ni potrebno m eriti respiracije biološkega blata. S preoblikovanjem gornje enačbe: dC — = [KLa.Cs- r ] - K La.Ct in z grafično interpretacijo te enačbe je mogo­ če izmeriti koeficient Kl?., ki je naklonski kot pre­ mice, ki jo predstav lja zgornja enačba. Vrednost v oklepaju zgornje enačbe je konstantna. S časom se sprem inja le koncentracija kisika v vodi, ki jo merimo. P ri tre tji metodi smo izvedli preizkus v sta­ cionarnem režim u delovanja čistilne naprave, ko je koncentracija kisika v vodi aeracijskega bazena konstantna: dC r I T - » K u ( C , - C , ) - r K u — Večinoma čistilne naprave zaradi neenakom er­ nega dotoka odplak čez dan ne delujejo v stacio­ narnem režimu. P ri tej metodi pa je potrebno tudi m eriti respiracijo biološkega blata, kar je zamudno in zm anjšuje natančnost rezultatov. Rezultate izvedenih m eritev OC in učinkovi­ tosti vodnega curka podajamo v spodnjih d iagra­ mih. 8 0 0 700 6 0 0 500 400 300 200 10 0 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 VERJETNOST IZM ERJEN IH ÖC IkgöC/kW h 2kgÖ C /kW h 3 kg ÖC/kWh 4 kg ÖC/kWh kg ÖC/kWh V / . : NORM ALNA: H ISTOGRAM 93 0 2 V . 8837 V. 8140 V . 6977 V. 5814V. 3953V . 3256 V . 18 60 V. Slika 1. Rezultati m eritev OC aeracijskega curka v pogojih nemotenega obratovanja Statistična analiza dobljenih rezultatov po prvi metodi kaže precejšen raztros izm erjenih vredno­ sti OC, k a r je pom anjkljivost te metode, ki izvira predvsem iz težav pri ugotavljanju respiracije bio­ loškega m ulja. Po izvršeni analizi je učinkovitost vodnega curka z 81,4 °/o verjetnostjo enaka ali več­ ja od 2 kg CL/l kWh in z 58,14 °/o verjetnostjo večja ali enaka 3 kg O2/I kWh. Rezultati OC, dobljeni po Eckenfelderjevi me­ todi, so enotnejši in se gibljejo v m ejah med 2,786 kg O2/I kWh do 3,084 kg O2/I kWh. Rezultati OC po tre tji metodi se zelo dobro ujemajo z re­ zultati Eckenfelderjeve metode. Izm erjeni rezultati učinkovitosti vodnega cur­ ka kažejo, da je vodni curek učinkovit način ozra- čevanja vode in da je metoda ugotavljanja OC z m erjenjem respiracije biološkega blata prim erna in uporabna za ugotavljanje učinkovitosti ozračeval- cev vode v samih čistilnih napravah. 4. N ek ateri v id ik i, k i vp livajo na učinkovitost ozračevanja vode Prizadevanja za izboljšanje učinkov aeracije vode in OC vrednosti ozračevalcev vode zahtevajo tudi teoretično in ne le empirično obravnavanje problematike. Iz dosedanjih izvedenih raziskav različnih oz­ račevalcev, kot so na prim er različne vrste turbin, krtač itd., je razvidno, da je učinek ozračevalcev odvisen tudi od porabe energije ozračevalca na 1 m 3 aeracijskega bazena (specifična poraba ener­ gije). V večini prim erov se specifična poraba ener­ gije, kot že rečeno, giblje v m ejah od 0,005 do 0,080 KW/m3. P ri aeracijskih tu rb inah raste učinek z naraščanjem specifične energije, pri aeracijskih k rtačah pa pada, verjetno zaradi drugačnih h i­ dravličnih lastnosti aeracijskega bazena, kjer se preveč energije potroši za večje hitrosti gibajoče se vode v bazenu kot za ozračevanje vode. Zato je uporaba turbinskih ozračevalcev prim ernejša pri višje obremenjenih čistilnih napravah in aera­ cijskih krtač p ri nizko obremenjenih napravah, k je r sta specifična poraba energije na 1 m3 aera­ cijskega bazena in hitrost gibanja vode nižja. Raziskave, ki so jih izvedli številni avtorji, so tudi pokazale, da učinek ozračevanja vode raste, če povečamo tra jan je kontakta med zračnimi m e­ hurčki in vodo v aeracijskem bazenu. Poleg čim ugodnejšega ozračevalnega učinka m ora vsak ozračevalec vode zagotoviti tolikšno gibanje in turbulenco vode, da je zagotovljena čim bolj enakom erna razporeditev biološkega blata in substrata v aeracijskem bazenu. Zato je mogoče ločiti porabo energije aeratorja na del energije, ki je potrebna za zagotovitev za­ htevanega gibanja vode in drugi del za zagotovitev aeracije vode. S pravilnim hidravličnim oblikovanjem aera­ cijskega bazena je mogoče zm anjšati porabo tiste­ ga dela energije, ki se troši za zagotovitev gibanja vode in na ta način povečati preostali del raz­ položljive energije ozračevalca, ki se porabi za ozračevanje vode. Sledeč zgoraj navedeni delitvi energije za gi­ banje in za aeracijo vode, lahko sklenemo, da je v aeracijskem bazenu prim erno vzdrževati le tolik­ šno h itrost in turbulenco vode, kot je potrebna za enakomerno razporeditev mase biološkega blata in substrata (ca. 30—50 cm/sek) v aeracijskem ba­ zenu. Večje hitrosti vode v aeracijskem bazenu povzročajo, da se troši večji del energije, kot je potrebno za zagotovitev enakomerne koncentra­ cije substrata in biološkega blata v areacijskem bazenu. Navedena delitev energije velja lahko le toliko časa, dokler turbulenca vode nima sekun­ darn ih učinkov kot burkan je površine in po­ tap ljan je zračnih m ehurčkov v globino aeracijske­ ga bazena. V nadaljnjem bomo skušali teoretično opre­ deliti vpliv hitrosti gibajoče se vode na učinkovi­ tost ozračevalca. 5. Teoretična analiza u čin kovitosti ozračevanja z vodnim curkom Za analizo vpliva h itrosti gibajoče se vode v aeracijskem bazenu na ozračevalni učinek, smo izbrali bazen krožne oblike, v katerem se voda ozračuje z vodnim curkom. Žleb, iz katerega izteka snop vodnih curkov, je nameščen prečno na sm er vodnega toka v aeracijskem bazenu. Vodni curek poganja in ozračuje gibajočo se vodo v aeracijskem bazenu. Na podlagi sledeče sheme je mogoče prim er­ ja ti ozračevanje vode v krožnem aeracijskem ba­ zenu z ozračevanjem vode na kaskadah. Interval časa, v katerem je ista vodna masa, krožeča v aeracijskem bazenu, ponovno deležna aeracije aeracijskega curka, je V K A S K A D E : pri čemer je V volumen aeracijskega bazena. Vnos kisika v vodo na eni kaskadni stopnji definiramo z znano enačbo: Q A E R A C I J S K I B A Z E N : -OO dt dC dC K (C s-C t) K ------------ = — .d t Cs- C t V Če zgornjo enačbo integriramo, dobimo: Ct, K In (Ca — Ct) (ti • to) Ct, Če označimo izraz K (ti — to) — — ß Cs - Ctn = ~ ß Iz zgornje enačbe izračunamo Ct koncentra­ cija kisika v vodnem pretoku Q na območju ka­ skade 1: Slika 2. Ctl = Cs - (C8 - Ct0) • e ~ ß Kaskade za aeracijo in uporabo vodnega cur­ ka v aeracijskem bazenu. 1 — dolžina aeracijskega bazena V — volumen aeracijskega bazena v — hitrost vode v aeracijskem bazenu Q — pretok vode v aeracijskem bazenu F — prečni prerez aeracijskega bazena Če prim erjam o proces aeracije vode v kaskadi in v aeracijskem bazenu, vidimo, da sta oba p re­ reza močno podobna. V določenem času se prek kaskad prelivajoči se vodni tok Q n-k rat ozrači. Vodni tok v aeracijskem bazenu, ki n -k ra t ob­ kroži aeracijski bazen, je bil prav tako n -k ra t deležen ozračen j a z aeracijskim curkom kot vodni tok, ki je prešel n kasad. Če označimo hitrost vodnega toka v aeracij­ skem bazenu z v in površino prečnega preseka aeracijskega bazena z F, znaša pretok vode v aeracijskem bazenu Q = v . F Upoštevaje zgornjo enačbo, lahko napišemo za koncentracijo kisika v vodnem toku Q, ko je prešel n kaskad: Ctn= Cs - (Cs - Ct0) • e~nß Ct — koncentracija kisika v O2/I v vod­ nem toku ko je prešel n kaskad Ct0 — koncentracija kisika v O2/I v vod­ nem toku pred kaskadam i V — volum en aerirane vode K — aeracijska konstanta R . K m odificirana aeracijska P ( 1 °) ~ y konstanta C3 — saturacijska konstanta kisika Enako lahko napišemo analogno enačbo za koncentracijo kisika v vodni masi aeracijskega ba­ zena, potem ko je n -k rat prešla aeracijski curek. Razlika je edino v aeracijski konstanti ß, ki bo imela zaradi drugačne vrste aeracije drugačno vrednost, tj. ß \ C tn = C8 - (Cs - Ct0 ) • e - nA Iz zgornjih enačb za Ctnvidimo, da je v obeh prim erih učinek aeracije oziroma zasičenost vode s kisikom odvisna pri danih konstantah ß in /n od števila kaskad n, oziroma od tega, kolikokrat v ča­ sovni enoti bo krožeča vodna m asa v aeracijskem bazenu prešla aeracijski vodni curek. P ri n-kratnem prehodu aeracijskega curka ali pri pretoku n kaskad v času t se bo vodna masa V obogatila s kisikom za (Ctn - C t 0) V k jer je Q = ^ P ri večkratnem obkroženju vode v aeracij­ skem bazenu v istem časovnem intervalu dobimo vrednost za Ct n : K Ctn = Cs - (C8 - Ct0) e - “ -/» = Cs - ;Cs- C t 0) e - n - Q in v enoti časa za: t če označimo čas pretoka vode mase Q prek 1 ka­ skade s t in enako čas, potreben za enkratno ob- kroženje vode v aeracijskem bazenu, lahko napi­ šemo zgornjo enačbo v obliki (t = n -A t): ( C t ,- Ct0) -V n • A t Za aeracijski bazen lahko napišemo V = Q • A t Q — pretok vode v aeracijskem bazenu A t — čas 1-kratnega obkroženja vode v aera­ cijskem bazenu. Upoštevaje zgornjo enačbo, lahko napišemo za količino kisika, vnesenega v vodno maso aera­ cijskega bazena na enoto časa (Ctn — Ct0) ' Q n (kg 0 2/h) Z večanjem Q oziroma z večjo hitrostjo giba­ joče se vode v aeracijskem (krožnem) bazenu se premo sorazmerno s Q veča tud i n (število ob­ kroži tev vode v aeracijskem bazenu v času t). P ri danem volumnu aeracijskega bazena in konstanten A t je torej razmerje: Q — = konst n Količina vnesenega kisika v vodo aeracijske­ ga bazena je po že citirani enačbi: « V Ct0) Q (kg 0 2/h) odvisna (pri dani začetni koncentraciji kisika Ct(> le od vrednosti Ct .1 n P ri enkratnem obkroženju vode v aeracijskem bazenu v času tj —to = A t lahko napišemo za: K /? = “ ' A t = K Q N koeficient hrapavosti po Manningu I dolžina aeracijskega bazena R hidravlični radij pretočnega profila aera­ cijskega bazena F površina preseka aeracijskega bazena. Z večanjem pretoka Q in vrednosti n v aera­ cijskem bazenu torej h itreje povečujemo porabo energije kot vnos kisika, ki je konstanten. Iz na­ vedenega sledi, da povečanje hitrosti vode v aera­ cijskem bazenu prek m inim alne meje, ki je po­ trebna za dosego homogene mešanice biološkega blata in substrata v aeracijskem bazenu, v resni­ ci ni utemeljeno. Na podlagi zgornjih analiz si lahko tudi tol­ mačimo rezultate aeracijskih preizkusov z aera- cijskimi turbinam i in krtačam i. P ri aeracjiskih krtačah se z večanjem energije na enoto volum­ na W/m3 naglo veča hitrost gibajoče se vode v aeracijskem bazenu. Zato imajo aeracijske krtače večje aeracijske učinke p ri m ajhni porabi ener­ gije 5 W na 1 m3 aeracijskega volumna (do 2,5 kg CL/1 kWh), to je pri m ajhni hitrosti vode. P ri več­ ji porabi energije 30 W/m3 aeracijskega volumna pa učinek aeracije pri povečanih hitrostih vode pade na ^ 1,8kg 0 2/ l kWh. P ri večini turbinskih aeratorjev v nasprotju s krtačam i učinek aeracije raste s povečano pora­ bo energije na 1 m3 aeracijskega bazena. P ri aeracijski tu rb in i se s povečano hitrostjo vode v aeracijskem bazenu poveča čas zadrže­ vanja zračnih mehurčkov v vodi zaradi intenziv­ nejšega kroženja vode, ki vleče vodne mehurčke k dnu. Navedeni prim eri kažejo na komplem entar­ nost dejavnikov, ki vplivajo na učinkovito aera- cijo vodne mase v aeracijskih bazenih čistilne na­ prave. Do zanesljivih podatkov je mogoče zato p riti le eksperimentalno, upoštevaje navedena teore­ tična dognanja: 1. V principu je poraba energije za večje hi­ trosti gibanja vode v aeracijskem bazenu, kolikršna je zahteva po homogenizaciji biološkega blata in substrata (0,3—0,5 m/sek), ekonomsko neutem elje­ na. 2. Povečanje učinka aeracije je mogoče do­ seči z zagotovitvijo čim daljšega kontaknega časa in s povečanjem kontakne površine zračnih me­ hurčkov z vodno maso aeracijskega bazena. 3. Povečanje hitrosti in turbulence vode in s tem povečana poraba energije je utem eljena le tedaj, če se doseže poboljšanje razmer, navedenih v točki 2. 4. Težiti je za potrebno hidravlično ugodno oblikovanimi aeracijskimi bazeni, da se količina energije, potrebna za zagotovitev m inim alne po­ trebne hitrosti vode, zmanjša na minimum. Kot že rečeno, se v določenem časovnem in­ tervalu n premosorazmerno veča s Q: Q — = konst n Vrenost Ct je torej neodvisna od hitrosti gi­ bajoče se vode v aeracijskem bazenu. P rav tako je od hitrosti vode v aeracijskem bazenu neodvisna tud i diferenca (Ct ~ Ct) in torej tudi količina vne­ senega kisika v časovni enoti: (Ctq-Ct0)-Q n (kg CVh) (Pri tem smo zanem arili vpliv turbulence vo­ de na vnos kisika pri večjih hitrostih vode v aera­ cijskem bazenu. Vpliv turbulence je pri hitrostih vode med 0,3 m/sek do ca. 1,00 m/sek na aeracijo vode m ajhen v prim erjavi z neposrednim učinkom aerator jev.) Potrebna energija za povečanje pretoka Q v aeracijskem bazenu raste s tretjo potenco pove­ čanja pretoka: E = h • Q y kpm/sek A h hidravlične izgube zaradi tren ja vodnega toka v aeracijskem bazenu v m Q vodni pretok 1/sek y specifična teža kp/1 Q 1 (--- = F N { N2 • 1 Q2 A h = R4/3 F 2 lujejo v prim erjavi z ostalimi površinskimi aera­ to r ji z visokim izkoristkom y. S propelernim i čr­ palkam i je mogoče doseči y = 0,85, medtem ko se gibljejo vrednosti y pri aeracijskih tu rbinah pod 0,5. Navedena ugotovitev je pomembna tako zara­ di prihrankov energije, ki jih omogoča uporaba vodnega curka za ozračevanje vode kot zaradi te­ ga, ker je na domačem trgu na razpolago široka izbira kakovostnih črpalk. — Vodni curek je ugoden za uporabo v biolo­ škem čiščenju odplak tudi zato, ker se lahko upo­ rabi pri vseh oblikah aeracijskih bazenov od krož­ ne, kvadratne do pravokotne oblike. Posebno pa je prim eren v aeracijskih bazenih, zasnovanih po tako imenovanem »Carusel« sistemu. — Z naklonom vodnega curka do vodne gla­ dine je mogoče sproti uravnavati h itrost gibanja vode v aeracijskem bazenu. To je posebej po­ membno zaradi ugotovitve te študije, da večja turbulenca gibajoče se vode, kot jo zahteva ena­ komerna porazdelitev biološke mase in substrata v aeracijskem bazenu, zm anjšuje učinkovitost aeracijskega sredstva. Takšna sposobnost kontrole hitrosti gibajoče se vode v aeracijskem bazenu je v prim erjavi z ostalimi površinskimi aerator ji edinstvena in omogoča optimalno prilagoditev aeratorja različnim oblikam aeracijskega bazena. — Izvršene raziskave so potrdile prednost in uporabnost Eckenfelderjeve metode za presojo učinkovitosti aerato r jev vode v prim erjavi z me­ todami, k jer se m eri respiracija biološkega blata. Ta metoda omogoča testiranje ozračevalcev in »si­ tu« v prim erjavi s kemično metodo ugotavljanja OC, ki je mnogo zahtevnejša in zato teže izvedlji­ va. — Razlike med izvršenimi m eritvam i OC vod­ nega curka v naši študiji in rezultati, dobljenimi v inozemstvu, zahtevajo nadaljnjo podrobnejšo analizo zakonitosti, ki vplivajo na učinkovitost vodnega curka. Povsem verjetno je, da izvirajo navedene razlike iz različnih pogojev delovanja vodnih curkov. V zvezi s tem bi kazalo podrobneje preučiti vpliv naklonskega kota in potencionalne višine in vpliv oblike aeracijskega bazena na uči­ n e k vodnega curka. LITERATURA N2 • 1 • 7 E = R4/3 F 2 • Q kpm/sek 6. Zaključki — Izvedena študija je pokazala, da je aera­ cijski vodni curek uspešen ozračevalec vode, ki im a enako in celo večjo učinkovitost od ostalih površinskih aeratorjev, ki jih je mogoče dobiti na domačem in mednarodnem tržišču. — Mimo visoke učinkovitosti vodnega curka se le-ta odlikuje, ker omogoča uporabo enostav­ nih centrifugalnih in propelernih črpalk, ki de­ 1. Rolf K ayser: Com parision of aeration efficiency under process conditions. 2. P e te r F arkas: M ethod for m easuring aerobic de­ composition ac tiv ity of activated sludge in an open system. 3. K albskopf: S trom ungsverheltn isse und S auer­ stoffein tragung bei einsatz von oberflahenbeluftern . 4. G unter A xt: M öglichkeiten und G renzen der w asserbeluftung insbesondere zum Zwecke der E n t­ säuerung. 5. J . G rindrod: B ritish reaserch on aeration at weirs. 6. B. B ohnke: B etrach tungen üb er die V erfaren zum S auerstoffein trag in Beluftungsbecken aus tech­ nischer H insicht. 7. Leonhard Jogusch: T auchstrabbeluftung . 8. H. Schuster: Das W esen des V erfahrens der Tauchstalbegasung und seine A nw endungs Möglich­ keiten. 9. Von D etlef: B eluftungs F ersuche m it fre i ab- sturzendem w asser. 10. Von Detlef: B elüftung des R uhrw assers am W ehr Spillenburg. UDK 628.35 GRADBENI VESTNIK, LJU BLJA N A 1981 (30) št. 9, str. 190—196 dr. M itja Rism al, dipl. inž. A ERACIJSKI VODNI CUREK V ČIŠČENJU ODPADNIH VODA Studija obravnava 3 m etode za ugo tav ljan je aera- cijske kapacitete OC ozračevalcev vode v bioloških čistilnih nap ravah na podlagi resp iracije biološkega b la ta in presojo učinkovitosti aeracijskega vodnega curka. Izvedene m eritve so pokazale, da je Eckenfelder- jeva m etoda (od vseh metod, ob ravnavan ih v tej štu ­ diji) najprim ernejša za presojo učinkovitosti ozrače­ valcev vode na licu mesta. Rezultati izvršenih raziskav na čistiln ih napravah med obratovanjem so pokazali, da je aeracijsk i vodni curek učinkovit način ozračevanja vode. V članku je tud i analiz iran vp liv h itrosti g iba­ joče se vode v aeracijskem bazenu n a učinek aerator- ja. V zak ljučk ih je podana ocena vodnega curka v prim erjav i z ostalim i v rstam i površinskih ozračeval­ cev vode in nekaj načel, k i jih je koristno upoštevati za zagotovitev večje učinkovitosti površinskih ozrače­ valcev vode. Voda enkrat drugače UDK 551.526 Dokler je bilo vode dovolj, se nikom ur ni prikradla v misel bojazen, da bi vode prim anj­ kovalo za potrebe človeške družbe. Žal je to le še lep spomin povsod, k jer je družba dosegla določen razvoj in življenjsko raven. D anašnjica je p ri nas že taka, vode m arsikje ni dovolj. Pom anjkanje je zaradi prem alo vode ali onesnaženja ali pa zaradi obojega. Voda je vgrajena v tem elje človeka kot biološkega in družbenega bitja, je surovina živ­ ljenjskega pomena. Nesmotrno razsipanje s surovi­ nami nasploh zahteva, da jih na novo ovrednotimo, da jim na novo določimo porabo in ceno. Tudi z vodo je tako, novo ovrednotenje je uveljavilo dve A vtorja: prof. dr. M arjan Rejic, L jub ljana, Snež­ niška 12 in Vojka Viler, dipl. biolog, Id rija , Vojskarska ulica 11. Londong: F lussw asserbeluftungen an der Lippe. 12. Detlef: Schatzung der Sauerstoff Zufuhr durch W ehre und Kaskaden. 13. Gameson: W eirs and the aeration of rivers. 14. Eckenfeder In d u stria l W ater Pollution Control. UDC 628.35 GRADBENI VESTNIK, LJUBLJANA 1981 (30) No. 9, p .p . 190—196 dr. M itja Rismal, d ipl inž. THE WATER JE T AERATION IN WASTE WATER TREATMENT \ w T hree m ethods fo r estim ation of aeration capacity OC of surface aerators by m eans of m easuring the resp ira tion of biological sludge are com pared w ith the aim to find the most applicable m ethod for field estim ations of OC. The Eckenfelders m ethod has been found to be the m ost suitable and accurate enough for field m e­ asurem ents. The efficiency of w ater je t aeration w as investi­ gated and it w as established, th a t it represented an efficient w ay of aeration w hich could successfully be used in w aste w ater trea tm en t. The influence of m o­ ving velocity of w ate r in th e aeration tank on oxigena- tion capacity w as discussed also. Some aspects w hich should be taken into account to increase the oxigena- tion capacity of surface aerato rs are given. MARJAN REJIC VOJKA VILER merili, kubični m eter za množino in kakovost za uporabnost. S tem a merilom a dobimo stvarno po­ dobo o množini razpoložljive vode na določenem področju. Kakovost vode je skupek fizikalnih, kem ijskih in bioloških lastnosti, ki pokaže, ali je voda čista ali onesnažena, stopnjo onesnaženosti in možnost uporabe. Kakovost vode ni enovit pojem, prilago­ jen je različnim zahtevam. Za energetsko izrabo vode je potrebna drugačna kakovost kakor za na­ vadno industrijsko vodo, vse ostrejše pa so zahteve, ko se približujemo vodi za potrebe živilske in farm acevtske industrije in za človekovo osebno rabo. Kakšno kakovost oziroma čistost naših voda naj zahtevamo ali celo predpišemo? Odgovor je kar se da preprost, ni pa tako preprosto uresničljiv. Voda mora imeti tako kakovost, da bistveno ne p ri­ zadene prisotnih življenjskih združb. Ta preprosti odgovor izhaja iz biologije vode. V vsaki stoječi in tekoči, površinski in podzemni vodi, ki jo človek še ni preveč osrečil z odpadnimi vodami, je p ri­ sotna življenjska združba, prilagojena danim raz­ meram. Njeni člani se rojevajo, rastejo, razmnožu­ jejo in umirajo, zaporedje se nenehno ponavlja. Izločki živih bitij, ostanki odmrlih in organski drobir onesnažujejo vode, ki pa klub tem u osta­ nejo čiste in zadoščajo naj ostrejšim zahtevam. Se ostanki organizmov in organski drobir, ki prihaja v vode s suhega, ne more poslabšati kakovosti. Onesnaženje, ki izhaja iz živih bitij, imenujemo prirodno, mehanizem, ki ga odstranjuje, pa bio­ loško samočiščenje. V sestavku bomo obravnavali samo biološko samočiščenje, ki ima tesno pove­ zavo s tem peraturo. Obstaja tudi nebiološko samo­ čiščenje, ki nas to pot ne zanima. Nosilci so p re­ bivalci voda, njihove življenjske združbe, splet prehranskih verig, po katerih se nenehno p re ta­ kajo snovi in energija, ki izhajajo iz vode in se vanjo vračajo. Samočiščenje je gospodarno, ponov­ no uporablja izločke, odmrle organizme in organski drobir za nastajanje in rast novega življenja. Ne­ moteno in učinkovito delovanje samočiščenja za­ gotavljajo tr i skupine organizmov: razgrajevalci, proizvajalci in potrošniki. Razgrajevalci, bakterije in plesni, razgrajujejo izločke, ostanke vodnih p re­ bivalcev in organski drobir do enostavnih spojin; proizvajalci, pretežno so med njim i organizmi z asimilacijskimi barvili, ustvarjajo iz teh spojin in sončevega sevanja organske spojine, iz katerih so zgrajene njihove celice, tkiva in organi; potroš­ niki, živali se hranijo z živimi razgrajevalci in pro­ izvajalci, njihovimi ostanki in organskim drobir­ jem. Samočiščenje ne odstranjuje le prirodnega onesnaženja, ampak tud i umetno oz. natančneje njegov razgradljivi del. Moč samočiščenja je ome­ jena in odvisna od števila organizmov in pestrosti vrstne sestave. Življenjske združbe so prilagod­ ljive, hitro se odzivajo množini hrane — razgrad­ ljivim snovem — s sprem injanjem števila in v rst­ ne sestave. Šele ko onesnaženje načne življenjske pogoje, peša prilagodljivost vodnih prebivalcev in preneha, če je onesnaženje premočno. Tako je po­ jasnjeno, zakaj in kdaj ostajajo vode čiste. Njihove življenjske združbe so porok, da bodo take tudi ostale, če jim ne bomo slabšali in uničevali živ­ ljenjskih pogojev. Biološko samočiščenje je povezano s števil­ nim i vplivi. Na eni skrajnosti so omejeni na neka­ te ra življenjska dogajanja, npr. kvasine, na drugi skrajnosti pa vpleteni v vsa ali domala vsa dogaja­ nja, taka je tem peratura. Odločujoč vpliv tem pera­ tu re na samočiščenje opravičuje preučevanje te povezave, za kar potrebujemo znanje o odnosu med tem peraturo in hitrostjo življenjskih dogajanj ter podatke o nihanju tem perature v vodah. Oboje imamo na voljo: van t’Hoffov zakon in dolgoleten arh iv tem peraturnih m eritev na vodomernih po­ stajah po Sloveniji, ki ga ima Hidrometeorološki zavod Slovenije. Podlaga članka je študija Letna toplotna niha­ n ja glavnih slovenskih vodotokov, ki sta jo avtorja prispevka izdelala za Zvezo vodnih skupnosti Slo­ venije. Za prikaz uporabnosti biološke razčlembe letnih tem peraturnih nihanj smo izbrali vpliv tem perature na samočiščenje. Odločili smo se za tr i vodotoke, za katere so na voljo dolgoletni po­ datki dnevnih tem peratur in pretokov na več vodo­ m ernih postajah. Obdelali smo desetletno obdobje, ker je dovolj dolgo, da zajame sušna in m okra leta, izbrali smo leta od 1967 do 1978. Podatke o preto­ kih smo pridružili tem peraturnim zato, ker prispe­ vajo k nihanjem tem perature vode, vplivajo pa na samočiščenje še na druge načine. Izbrani vodo­ toki so: Sava vodom erna posta ja Radovljica vodom erna posta ja Prebačevo vodom erna postaja Sv. Jakob vodom erna postaja L itija vodom erna postaja Radeče, L jub ljan ica vodom erna posta ja V rhnika, vodom erna postaja Moste, S avin ja vodom erna postaja Nazarje, vodom erna postaja Laško P ri Hidrometeorološkem zavodu SR Slovenije smo dobili podatke dnevnih m eritev tem perature in pretokov, za razum evanje in pomoč se najlepše zahvaljujemo. Nanesli smo jih na diagrame, iz katerih povzemamo kratke izvlečke. Glavni po­ datki iz izvlečkov, ki zadevajo tem peraturo, so zbrani v razpredelnici 1. SAVA Vodomerna postaja Radovljica: Topla letna doba je tra ja la 4 do 5 mesecev, začetek je bil m aja ali junija, konec septem bra ali oktobra, razpon najvišjih tem peratur je bil približno od 13 do 15° C, trik ra t je tra ja la topla letna doba po 5 mesecev, sedem krat po 4. H ladna letna doba je tra ja la 7 do 8 mesecev, začetek je bil oktobra ali novembra, konec aprila ali maja, razpon najnižjih tem peratur je bil približno od 0,5 do 4° C, trik ra t je traja la hladna letna doba po 7 mesecev, sedem krat pa po 8. Vodomerna postaja Prebačevo: Topla letna doba je tra ja la 4 do 6 mesecev, začetek je bil m aja ali junija, konec septem bra ali oktobra, razpon najvišjih tem peratu r je bil približno od 12,5 do 18° C, dvakrat je tra ja la topla letna doba po 4 me­ sece, petk ra t po 5 in trik ra t po 6 mesecev. Hladna letna doba je tra ja la od 6 do 8 mesecev, začetek je bil oktobra ali novembra, konec aprila ali maja, razpon najnižjih tem peratur je bil približno od 1,5 do 4° C, h ladna letna doba je tra ja la dvakrat po 8 mesecev, petk ra t po 7 in tr ik ra t po 6 mese­ cev. Vodomerna postaja Sv. Jakob: Topla letna do­ ba je tra ja la 5 do 6 mesecev, začetek je bil m aja Vodomerna ---- ■ --- " - Topla doba — ■-— ------------------------------------ Hladna doba Temperatura °C postaja Mesecev Od DO Mesecev Od Do Najvišja Najnižja ' S A V A Radovljica o- 4 - 5 V-VI IX-X - 7 - 8 X-XI IV-V r» 1 3 - 1 5 - 0 , 5 - 4 Prebačevo o, 4 - 6 V-VI IX-X c* 6 — 8 X-XI IV-V 0 - 1 2 , 5 - 1 8 o. 1 , 5 - 4 Sv. Jakob 5 - 6 V-VI IX-X ~ 6 -7 X-XI IV-V 0 , 1 4 , 5 - 1 7 ^ 1 , 0 - 4 Litija o- 6 - 8 IV-v X-XI r* 4~6 XI-XII III-IV 0 - 1 4 , 5 - 1 8 o- 3 - 5 Radeče «v 6 - 8 IV-V X-XI r J 4 - 6 XI-XII III-IV f - 1 6 - 2 1 ,v 1 - 5 L J U B L J A N I C A Vrhnika . r* 6 -8 IV-V X-XI /v 4 - 6 XI-XII IV-V 0 - 1 3 - 1 4 , 5 - 4 - 6 Moste o- 7 - 8 IV-V XI-XII iv 4 - 5 XII-I III-IV o. 1 7 t 22 o- 4 , 5 - 6 S A V I N J A Nazarje r*/ 4 - 6 V-VI IX-X /v 6 - 8 X-XI IV-V - 1 3 - 1 7 , 5 o, 0 - 2 , 5 Laško o/ 6 - 8 IV-V X-XI o- 4 - 6 XI-XII III-IV a. 1 7 - 2 1 0 - 2 , 5 Razpredelnica 1. Desetletni razponi trajanja tople in hladne dobe ter najvišjih in najmžjih temperatur ali junija, konec septem bra ali oktobra, razpon najvišjih tem peratur je bil približno od 14,5 do 17° C, topla letna doba je tra ja la petk ra t po 5 mesecev in petk rat po 6. H ladna letna doba je tra ja la 6 do 7 mesecev, začetek je bil oktobra ali novembra, konec aprila ali maja, razpon najnižjih tem peratur je bil približno od 1—4° C, hladna letna doba je tra ja la petkrat po 6 in p e tk ra t po 7 me­ secev. Vodomerna postaja Litija: Topla letna doba je tra ja la 6 do 8 mesecev, začetek je bil aprila ali maja, konec oktobra ali novembra, razpon najvišjih tem peratur je bil približno od 14,5 do 18° C, topla letna doba je traja la šestkrat po 6 mesecev, trik ra t po 7 in enkrat 8 mesecev. H ladna letna doba je tra ja la 4 do 6 mesecev, začetek je bil novembra ali decembra, konec m arca ali aprila, razpon naj­ nižjih tem peratur je bil približno od 3 do 5° C, hladna letna doba je tra ja la šestkrat po 6 mesecev, trik ra t po 5 in enkrat 4 mesece. Vodomerna postaja Radeče: Topla letna doba je tra ja la 6 do 8 mesecev, začetek je b il aprila ali maja, konec oktobra ali novembra, razpon naj­ višjih tem peratur je bil približno od 16 do 21° C, topla letna doba je tra ja la enkrat 5 mesecev, pet­ k ra t po 6 in štirik rat po 8. H ladna letna doba je traja la 4 do 6 mesecev, začetek je bil novembra ali decembra, konec m arca ali aprila, razpon naj- nižjih tem peratur je bil približno od 1 do 5° C, hladna letna doba je tra ja la pe tk ra t po 6 mesecev, štirik rat po 4 in enkrat 7 mesecev. LJUBLJANICA Vodomerna postaja Vrhnika: Topla letna doba je tra ja la 6 do 8 mesecev, začetek je bil aprila ali maja, konec oktobra ali novembra, razpon najviš­ jih tem peratur je bil približno od 13 do 14,5° C, topla letna doba je tra ja la š tirik ra t po 6 mesecev, trik ra t pa 7 in tr ik ra t po 8 mesecev. Hladna letna doba je traja la 4 do 6 mesecev, začetek je bil no­ vem bra ali decembra, razpon najnižjih tem peratur je bil približno od 4 do 6° C, hladna letna doba je tra ja la š tirik ra t po 6 mesecev, trik ra t po 5 in trik ra t po 4. Vodomerna postaja Moste: Topla letna doba je tra ja la 7 do 8 mesecev, začetek je bil aprila ali maja, konec novembra ali decembra, razpon naj- višjih tem peratur je bil približno od 17 do 22° C, topla letna doba je tra ja la š tirik ra t po 6 mesecev, sedem krat po 8. Hladna letna doba je tra ja la 4 do 5 mesecev, začetek je bil decembra ali januarja, konec m arca ali aprila, razpon najnižjih tem pera­ tu r je bil približno od 4,5 do 6° C, hladna letna doba je tra ja la trik ra t po 5 mesecev in sedem krat po 4. SAVINJA Vodomerna postaja Nazarje: Topla letna doba je tra ja la 4 do 6 mesecev, začetek je bil m aja ali junija, konec septem bra ali oktobra, razpon n a j­ višjih tem peratur je bil približno od 13 do 17,5° C, topla letna doba je tra ja la dvakrat po 6 mesecev, pe tk ra t po 5 in trik ra t po 4. Hladna letna doba je tra ja la 6 do 8 mesecev, začetek je bil oktobra ali novembra, konec aprila ali maja, razpon naj nižjih tem peratur je bil približno od 0 do 2,5° C, hladna letna doba je tra ja la trik ra t po 8 mesecev, petk rat po 7 in dvakrat po 6 mesecev. Vodomerna postaja Laško: Topla letna doba je tra ja la 6 do 8 mesecev, začetek je bil aprila ali maja, konec oktobra ali novembra, razpon naj viš­ jih tem peratur je bil približno od 17 do 21° C, topla letna doba je tra ja la sedem krat po 6 mesecev dva­ k ra t po 7 in enkrat 8 mesecev. Hladna letna doba je tra ja la 4 do 6 mesecev, začetek je bil novem bra ali decembra, konec m arca ali aprila, razpon n a j­ nižjih tem peratur je bil približno od 0 do 2,5° C, hladna letna doba je tra ja la sedem krat po 6 mese­ cev, dvakrat po 5 in enkrat 4 mesece. P ri pretokih se omejujemo le na njihov vpliv na tem peraturo in smo zato lahko kratki. Poveča­ n je pretokov je zviševalo tem perature in narobe. Poletne višje tem perature in zimske nižje niso bile le zaradi močnejšega sončevega sevanja poleti in oslabljenega pozimi, am pak tudi zaradi m ajhnih pretokov poleti in pozimi. Seveda so bila tud i od­ stopanja, pogojena s krajevnim i razmerami. Vodom erna T o p la doba H lad n a d o b a p o s t a j a M esecev M esecev S A V A R a d o v l j ic a 4 ,3 7 ,7 P re b a č e v o 5 ,1 6 ,9 _ S v .J a k o b 5 ,5 6 ,5 L i t i j a ____6 ,5 5 ,5 . R ad eče 6 ,8 5 ,2 L J U B L J A N I C A V rh n ik a 6 ,9 5 ,1 M oste 7 ,7 4 ,5 S A V I N J A N a z a r je 4 ,9 7 ,1 L ašk o 6 ,4 5 ,6 Razpredelnica 2. Desetletna poprečja trajanja tople in hladne dobe Kraj Temp. razpon °C Temp.razlika °C SAVA, S.-7.9.1972 od 10hdol0h Posavec 11,5-13,5 2 Breg pod Kranjem 11,6-14,7 3,1 Sv.Jakob 12,7-15,0 2,3 Zidani most 16,8-17,6 1,2 Krško 16,4-18,5 2,1 LJUBLJANICA, 22.-23. 8.,1973 od 8h do 8h Vrhnika (Močilnik) 12,0-13,2 1,2 Na Špici 16,5-17,6 i,i Podgrad 15,8-17,0 1,2 SAVINJA, 20.-21.8.19 69, od 8h do 8h Pred izlivom Pake 13,0-17,0 4,0 Pod Laškim 0(N1OvoH 4,1 Razpredelnica 3. Razpon med najvišjimi in najnižjimi dnevnimi temperaturami vode V razpredelnicah 1 in 2 je prikazano trajanje tople in hladne dobe, zato je potrebno pojasniti njuno opredelitev. Izbrali smo biološko, ker gre za biološko ovrednotenje. Glede tem peraturnih raz­ m er delimo organizme v oligo-, evri- in politermne. Oligotermni uspevajo pri nižjih tem peraturah, po- literm ni pri višjih, oboji pri m ajhnem letnem ni­ hanju tem perature, evriterm ni so strpni do tem­ peraturnega območja in letnega nihanja tem pera­ ture. V naših vodah so domala le oligo in evriterm ni vodni prebivalci, politerm ne izjeme brez škode za­ nemarimo. Bakterije, glavne nosilke samočiščenja, tudi delimo glede tem peraturnih zahtev v tr i sku­ pine. Psihrofilne uspevajo najbolje med 0 in 10°C, mezofilne med 10 in 40° C in term ofilne med 40 in 70° C. Po tem peraturah naših voda termofilnih bakterij ni treba upoštevati. Psihrofilne bakterije smemo šteti k oligotermnim organizmom, mezo­ filne k evriterm nim . Psihrofilne bakterije rastejo in presnavljajo počasi, mezofilne hitreje, odvisno od tem perature. U veljavljanje mezofilnih bakterij se začne, ko se dvigne tem peratura vode nad 10° C in prevladujejo toliko močneje, kolikor višja je tem peratura. V našem, zmerno toplem podnebnem pasu, se vrstna sestava bakterijske združbe dvakrat letno preuredi. Spomladi na prehodu iz hladne dobe v toplo in jeseni, ko se topla doba prevesi v hladno. Med bakterijam i je treba posebej omeniti pomembni skupini nitrifikantov in denitrifikantov, ki sta no­ silki oksidacije in redukcije amonijevih, n itritn ih in n itratn ih ionov. H itrost oksidacije (nitrifikacije) in redukcije (denitrifikacije) je odvisna od tem ­ perature, zniževanje deluje zaviralno, zviševanje pospeševalno. Posebej občutljiva je n itrifikacija, ki se p ri nizkih tem peraturah ustavi ali skoraj ustavi. Meja med oligo- in evriterm nim i organizmi je okoli 10° C, med psihrofilnimi in mezofilnimi bak­ terijam i enako, od 10° C navzdol je tu d i hitro zavi­ ran je n itrifikacije in denitrifikacije. Iz biološkega vidika je potem takem utem eljena m eja med toplo in hladno dobo približno p ri 10° C. Z aradi enostav­ nosti privzamemo, da je m eja pri 10° C, zavedajoč se, da v naravi ni ostrih meja. Med tem peraturnim i podatki, isto lahko p ri­ vzamemo za pretoke, ni najvišjih in najnižjih dnev­ nih vrednosti, merilci nam reč m erijo tem peraturo vode in pretoke le enkrat dnevno, ob 7h zjutraj. Za dokaz nimamo na voljo neprekinjenih m eritev tem perature, pač pa približek. V arhivih Kemij­ skega in štitu ta Boris Kidrič so podatki o 24-urnih preiskavah nekaterih vodotokov, k je r so merili tem peraturo vode vsaki dve uri. Inštitu tu se za razum evanje naj lepše zahvaljujemo. V razpredel­ nici 3 so tem peraturni podatki za Savo, Ljubljanico in Savinjo na mestih, ki se bolj ali manj ujemajo z vodomernimi postajami. Iz nje nedvomno izhaja dvoje: obstajala so dnevna nihanja tem perature, razponi nihanj so se razlikovali ne samo pri posa­ meznih vodotokih, ampak tudi p ri odsekih istega vodotoka. Iz podatkov, ki smo jih im eli na voljo, smo še razbrali, da naj višje tem perature niso bile ob 7h zju traj, kar je samo ob sebi razumljivo, naj­ nižje pa le izjemoma. Podatki so jesenski, vendar ni nobenega dvoma, da so dnevna n ihanja tem peratu­ re prav tako pozimi, spomladi in jeseni, so pa drugačna, odvisna od dolžine dneva, višine sonca in vremenskih razmer. Kaj razpredelnici 1 in 2 pripom oreta k oceni poteka samočiščenja in tudi kakovosti vode? Osnova za odgovor je že omenjeni van t ’Hoffov zakon, ki pravi: h itrost biokemičnih oz. bioloških doga­ janj se dva- do trik ra t poveča oz. zmanjša, če se tem peratura vode zviša oz. zniža za 10° C. V bio­ kemičnih oziroma bioloških dogajanjih je zajeta tud i razgradnja razgradljivih snovi, ki je v aerob­ nem vodnem okolju najtesneje povezana z vseb­ nostjo raztopljenega kisika, od h itrosti razgradnje je odvisna njegova poraba. Zato van t ’Hoffov zakon izrazimo tudi drugače: poraba raztopljenega kisi­ ka je p ri nižjih tem peraturah m anjša, kakor pri višjih. Pravimo, da se z zniževanjem tem perature veča respiracijska vrednost kisika in narobe. Ta vrednost se npr. podvoji, če se zniža tem peratura za 10° C. P ri 5° C porabi razgradnja le polovico raztopljenega kisika, ki je potreben za razgradnjo pri 15° C. Iz razpredelnice 1 razberemo, da sta bili dol­ žini tople oz. hladne dobe različni p ri istem vodo­ toku. Dolžina tople dobe se je povečala od najvišje ležeče vodomerne postaje navzdol, v isti smeri pa se je dolžina hladne dobe skrajševala. Še očitneje kaže to razpredelnica 2, k jer so desetletna pov­ prečja tra jan ja tople in hladne dobe. Nadalje raz­ predelnica pokaže, da se je Ljubljanica razlikovala od Save in Savinje. Topla doba je tra ja la v L jub­ ljanici vedno več kot pol leta in je bila v povprečju daljša kot pri Savinji v Laškem in Savi v Radečah. L jubljanica je imela v povirju višje tem pera­ turno povprečje kot Savinja in Sava na pravkar omenjenih mestih in je bila tem peraturno bolj izenačena. Take tem peraturne razmere izhajajo iz kraškega značaja Ljubljanice. Gre za izenače- valni vpliv podzemlja, saj je Ljubljanica zaključni del daleč naokoli poznanega ponikalniškega siste­ ma. P ri Savinji in Savi se je dolžina tople dobe prevesila v več kot polletno šele po določenem toku. P ri Savinji ne moremo določiti, k jer približ­ no je bil preskok, ker imamo na voljo le podatke dveh vodomernih postaj. Natančneje določimo ob­ močje prevešanja p ri Savi iz razpredelnice 1, po kateri je ležalo to območje med vodomernima po­ stajam a Sv. Jakob in Litija. Še točneje pa ga določimo z razpredelnico 2. Ta pove, da je imela L jubljanica pred izlivom v Savo povprečno daljšo toplo dobo kot Sava v L itiji in da se topla doba v Savi od Sv. Jakoba do L itije podaljšala za en mesec. V razpredelnici 1 najdem o podatek, da so bile najnižje tem perature v Litiji za dve sto­ pinji višje kot p ri Sv. Jakobu. Iz teh podatkov smemo sklepati, da je bil začetek več kot polletne tople dobe v Savi na območju izliva Ljubljanice v Savo in da je na tak prem ik vplivala Ljubljanica. Iz razpredelnice 1 povzamemo časovne začetke in zaključke tople in hladne dobe. Približno do izliva Ljubljanice je bil začetek tople dobe v Savi m aja ali junija, od tod do Radeč pa aprila ali maja. Zaključek tople dobe je bil v prvem delu Save septem bra ali oktobra, v drugem delu pa oktobra ali novembra. Ostali del le ta je pripadal hladni dobi. Podobne razmere so bile v Savinji, k jer za­ radi že opisanega razloga ne moremo natančneje določiti območja, k jer se je začenjala več kot pol­ letna topla doba. Ljubljanica se je tudi v tem po­ gledu razlikovala od Save in Savinje. Topla doba se je začela aprila ali maja, konec je bil v povirju oktobra ali novembra, na območju Most pa novemb­ ra ali decembra. V preostalem času je bila prisotna h ladna doba. Iz razpredelnice 1 razberem o približne m ejne vrednosti tem peratur. Če upoštevamo, da so bile dejanske naj nižje tem perature nižje in naj višje višje, potem je precej s tvarna ocena, da je bilo letno povišanje oziroma znižanje približno v m e­ jah med 10 in 20° C. To pomeni v smislu van t ’Haf- fovega zakona, da je bilo v Savi čez leto prisotno do več kot dvakratno povečanje oziroma zmanjša­ nje hitrosti razgradnje. V krajših časovnih razm i­ kih so bile spremembe ustrezno manjše s tem pa tudi manjše spremembe v hitrosti razgradnje raz­ gradljivih snovi. V Savi so bile v obravnavanem desetletju od Radovljice do območja izliva L jub­ ljanice najvišje tem perature približno med 12,5 in 17° C, najnižje pa od 0,5 do 4° C, od tod do Ra­ deč pa najvišje nekako v razponu od 14 do 21° C, najnižje pa od 1—5° C. Podobni razponi so bili v Savinji, najvišje tem perature so se gibale približ­ no med 13 in 21° C, najnižje med 0 in 2,5° C. L jubljanica je im ela zaradi že opisanih vzrokov drugačne razpone najvišjih in najnižjih tem pe­ ra tu r, najvišje so bile nekako med 13 in 22° C, najnižje pa od 4 do 6° C. Povezava van t ’Hoffovega zakona, zaključkov o tra jan ju tople in hladne dobe te r približnih raz­ ponov najvišjih in najnižjih tem peratur, izm erje­ nih v obravnavanem desetletju, da odgovor na že postavljeno vprašanje, kaj razpredelnici 1 in 2 pripom oreta k oceni povprečnih možnosti samo- čiščenja v letih od 1967 do 1978. V Savi je bilo do izlivnega območja L jublja­ nice samočiščenje manj uspešno več pot pol leta. Toliko časa je tra ja la hladna doba s tem peratu­ ram i pod 10° C. Najslabše je bilo samočiščenje na začetku Save, k jer je hladna doba tra ja la v po- vprečku 7,7 meseca. Vzrok za manjšo moč samo- čiščenja je bila počasnejša razgradnja v pogojih hladne dobe, posebej pa zavrta ali celo ustavlje­ na nitrifikacija, najnižje tem perature so bile nam ­ reč približno med 0,5 in 4° C. Od izliva L jublja­ nice do Radeč je bilo samočiščenje izdatnejše, lahko pa privzamemo, da je bilo tako z določe­ nimi spremembami še po toku navzdol. Vzroki za to so bili daljša topla doba, ki je tra ja la v po­ vprečju več kot pol leta, točneje od 6,5 do 6,8 me­ seca, višje območje najvišjih tem peratur od 14 do 21° C in nekaj višje najnižje tem perature, ki so bile od 1 do 5° C. Ti sklepi pomenijo, da se je v hladni dobi onesnaženje raztegovalo na večje raz­ dalje na račun slabših možnosti samočiščenja, po­ sebej je to veljalo za težje in težko razgradljive snovi. Topla doba je v zgornjem in spodnjem delu izboljševala izdatnost samočiščenja zaradi hitrejše razgradnje, predvsem pa zaradi neovirane nitrifi- kacije. Podobne so bile razm ere v Savinji. L jub­ ljanica je imela najboljše tem peraturne pogoje za samočiščenje, tople dobe so bile najdaljše, imela je višji razpon nizkih in višjih tem peratur. V hlad- UDK 551.526 GRADBENI VESTNIK, LJUBLJANA 1981 (30) St. 9, str. 196—201 M arjan Rejic, prof. dr. Vojka Viler, dipl. biol. VODA ENKRAT DRUGAČE Obdelane so dnevne tem pera tu re Save, L ju b lja ­ nice in Savinje za obdobje 1967—1978. Določeno je povprečno tra jan je toplih in h ladnih dob, razponi n a jv iš jih in najn ižjih tem pera tu r in ocenjen potek samočiščenja. nih dobah je imela najnižje tem perature med 4 in 6° C, zato je bila nitrifikacija manj ovirana kot v Savi in Savinji. Nedvomno pa je Ljubljanica v hladnih dobah bolj obremenjevala Savo kot v top­ lih. To so splošni sklepi, ki pa dovolj jasno na­ kazujejo težnje poteka samočiščenja. Za natanč­ nejšo razčlembo, ki bi podrobneje prikazala tem ­ peraturne razm ere in bolj upoštevala krajevne posebnosti, bi bila potrebna drugačna obdelava tem peraturnih meritev, povezanih s potovalno hit­ rostjo vode in pretoki. Menimo pa, da že podana obdelava tem peraturnih razmer dovolj zgovorno opozarja, kako se spreminjajo pogoji za življenj­ ske združbe, nosilke samočiščenja, predvsem pa kdaj so manj ali najm anj ugodne. Drugače izraže­ no, taka razčlemba opozarja, kdaj bi m orala biti obremenitev reke najm anjša, da bi se izognili ta­ kemu poslabšanju kakovosti, ki bi prizadelo žvi- ljenjske združbe. Čeprav nismo pokazali vseh mož­ nosti, ki jih daje biološka razčlemba tem peratur­ nih razmer, pa upamo, da smo dokazali, da je taka razčlemba koristna in potrebna, ker edina gradi spoznanja na življenjskih združbah, nosilkah sa­ močiščenja in dobre kakovosti vode. Kakovost vo­ de pa je, kakor je zapisano na začetku prispevka, ob kubičnem m etru drugo osnovno merilo za oce­ no zaloge uporabne vode. P ri načrtovanju razpo­ rejanja odpadnih voda in čistilnih naprav te r mož­ nosti širjenja naselij in industrije bi m orala biti prisotna biološka razčlemba tem peraturnih raz­ m er kot eden osnovnih podatkov, ki bi ob drugih zagotavljala nemoteno samočiščenje in ohranjeva­ la naše vode čiste. V UDC 551.526 GRADBENI VESTNIK, LJUBLJANA 1981 (30) No. 9, p. p. 196—201 M arjan Rejic, prof. dr. Vojka Viler, dipl. biol. W ATER — ANOTHER VIEW The daily tem peratu res data for the rivers Sava, L jubljanica an d S av in ja w ere trea ted for th e period 1967—1978. The average duration of w arm and cold periods, the span betw een the h ighest and th e lowest tem peratures w ere determ ined and the course of self­ purification w as evaluated. Prispevek k vrednotenju torne sposobnosti voznih površin UDK 620.179.11 JANEZ ŽMAVC 1. Uvod Prim ernost z veljavnim i predpisi določenih m eril za vrednotenje osnovnih lastnosti voznih po­ vršin je vedno bolj problem atična v vsem svetu. V tem pogledu tud i mi nismo izvzeti. P ri tem pa je treba poudariti, da nekaterih bistvenih last­ nosti voznih površin še sploh ne obravnavam o kot gradbeno (tehnološki problem. Med te lastnosti šte­ jemo tud i torno sposobnost voznih površin, ki jo naši predpisi obravnavajo samo v zvezi z elementi in pogoji za projektiranje javnih cest. Številnih drugih — prav tako pomembnih — vplivov, kot so vrste m ineralnih agregatov in sestave uporabljenih m ineralnih zmesi v asfaltnih zmeseh in betonskih mešanicah za obrabne plasti, pa naši predpisi p rak­ tično sploh ne omenjajo. P rav od n jih pa je v pretežni m eri odvisna varnost vožnje, torej upo­ rabnost zgrajenih voznih površin. Zato je za gra­ ditelje cest pomembno, da predvsem vedo: —• katere značilnosti odločajo o torn i sposob­ nosti voznih površin, — v kolikšni meri so le-te izvedljive in — kako se s časom spreminjajo. Objektivno oceno navedenih vplivov pa je mo­ goče dati le na podlagi ustreznega vrednotenja rezultatov privzetih postopkov preiskav. 2. Opredelitev Razčlenitev torne sposobnosti vozne površine in m ejne vrednosti hrapavosti so razvidne iz sli­ ke 1. g l o b i n a h r a p a v o « » ; od 0,01 do 0 ,1 mm nad 0,1 mm nad 0 ,1 mm Slika 1: Razčlenitev torne sposobnosti Sila tren ja med pnevmatiko in vozno površino in s tem možnost prenosa sil je zagotovljena, če so A vtor: P rof. dr. Janez Žmavc, dipl. inž. gradb. Republiška skupnost za ceste, L jub ljana poleg prim erne drobne geom etrijske oblikovanosti vozne površine zagotovljene tud i prim erne lastno­ sti uporabljenih materialov. To pa velja predvsem za m okre vozne površine, na katerih so razmere v pogledu varnosti vožnje — praktično edino — lahko kritične. Suho trenje, potrebno za prenos sil, je odvisno predvsem od hidrodinamičnih značilnosti vozne površine, to je od možnosti: — izrinjen j a pretežne količine vode z naležne površine pnevm atike in — prebitja preostalega film a vode, od česar je sila tren ja v končnem obsegu odvisna. Za to mora zagotavljati vozna površina potreb­ no: — površinsko ostrino te r ostrino robov in ko­ nic in — drenažni sistem, katerega je mogoče pri­ m erjati s profilom pnevm atike; zaradi vpliva na odtekanje vode ga imenujemo tudi hidravlična hrapavost. Površinska ostrina in drenažni sistem sta torej pogoj za dobro torno sposobnost mokre vozne po­ vršine. Za vzpostavitev suhega stika je razpolož­ ljivi čas razmeroma zelo kratek (samo nekaj ti- tisočink sekunde) in kolikor je: — hitrost in teža vozila prevelika, — drenažna sposobnost vozne površine in pnevm atike prem ajhna in — plast tekočine (vode) debelejša, lahko ostane pod celotno naležno vozno površino pnevm atike mazalna plast, k i pnevmatiko popol­ nom a ločuje od vozne površine. Govorimo o hidro- planingu. Da bi se tem u lahko pravočasno izognili, moramo poznati stanje voznih površin. 3. Vrednotenje V nekaterih zahodnoevropskih državah, k jer torno sposobnost že desetletja preučujejo, imajo sm ernice za m eritve in vrednotenje torne sposob­ nosti voznih površin. Pravilom a je v njih privzeta kot osnova za vrednotenje pogostna porazdelitev izbranih vrednosti torne sposobnosti, ugotovljenih — z določenim, privzetim postopkom m eritev — na voznih površinah obstoječega cestnega omrežja. Takšna osnova za vrednotenje torne sposobnosti voznih površin ustrzea predvsem, ker se ohranja sprejeta m ejna vrednost, ki je podana z določeno pogostostjo pojava na voznih površinah obstoje­ čega cestnega omrežja. Z dograjevanjem novih voznih površin se bodo takšne smerne mejne vred­ nosti trajno izboljševale. V tem pa je bistvo priza­ devanj za povečanje varnosti vožnje. Po drugi s tra ­ ni je nam reč ugotovljeno tudi, da je pogostost pro- m etnih nesreč v neposredni odvisnosti od torne sposobnosti voznih površin (vrednosti koeficientov trenja), k ar je lahko merilo za določitev mejnih vrednosti. Na podlagi rezultatov m eritev koeficientov drsnega tren ja na preko 200 m erilnih odsekih na m agistralnih in regionalnih cestah v SR Sloveniji je določena pogostostna porazdelitev, prikazna na sliki 2. Slika 2: Pogostost koeficientov drsnega trenja na m a­ gistralnih in regionalnih cestah v obdobju 1977—1978 Prim erjava s podobnimi porazdelitvami za cestno omrežje glavnih cest v Švici in ZR Nemčiji pokaže, da imajo vozne površine v teh državah boljšo ostrino, medtem ko z naraščanjem hitrosti vožnje (na 80 oziroma 100 km/h) postajajo pogo­ stosti vrednosti koeficientov drsnega tren ja po­ dobne. Vzrok za to je deloma mogoče iskati v pro­ blem atični kakovosti naših eruptivnih peskov. Po­ drobnejša analiza omenjenega vprašanja presega nam en tega prispevka. Na podlagi številnih prim erjalnih m eritev to r­ ne sposobnosti voznih površin, izvršenih z različ­ nim i postopki, so razmeroma dobro poznani odnosi (korelacije) med različnimi koeficienti tren ja (drs­ no trenje, trenje pri določenem zdrsnem zaostanku, optimalno trenje, trenje poševno vodenega kolesa). Še vedno pa so to le posamezne vrednosti, ki omo­ gočajo oceno stanja vozne površine v pogledu var­ nosti vožnje samo za določeno hitrost vožnje (me­ rilno hitrost), ob številnih drugih privzetih pogo­ jih za izvajanje meritev. 4. Zavorna pot V nasprotju s klasičnimi zakonitostmi tren ja je trenje med pnevmatiko in vozno površino odvis­ no tudi od hitrosti drsenja, normalnega pritiska in tem perature. Doslej običajen način vrednotenja voznih površin na podlagi posameznih vrednosti koeficientov tren ja (pri določeni merilni hitrosti) glede na nelinearno odvisnost od hitrosti vožnje, še posebej zaradi različnega vpliva ostrine in dre- nažne sposobnosti voznih površin, ni ponazarjal prave vrednosti voznih površin. Nekoliko boljši je bil postopek določanja sovisnosti med dolžino za­ vorne poti in h itrostjo vožnje odsekoma, za dolo­ čen interval hitrosti. Bistveno bolj realno pa lahko vrednost voznih površin ovrednotimo, če za ust­ rezno regresijsko enačbo krivulje (posameznih) iz­ m erjenih vrednosti koeficientov drsnega tren ja — v odvisnosti od m erilne hitrosti — določimo dol­ žino zavorne poti. Izpeljava enačb za to tem elji na osnovah mehanike trenja. Če se vozilo mase m giblje po vodoravni pod­ lagi s hitrostjo v in v določenem trenutku nastopi zavorna sila (sila trenja) F t = k t .F (1) kjer pomeni: k t — koeficent tren ja F — sila teže (obtežba kolesa) in z upoštevanjem, da je Ft = m • a = m • (dv/dt) (la) F = m • g (lb) se hitrost vožnje od tega trenu tka naprej spremi­ nja po enačbi dv/dt = — kt • g (2) pri čemer je koeficient tren ja kt v odvisnosti od hitrosti v podan z enačbo kt(v) ~ ko • e c .v (3) k jer pomeni: k 0 — koeficient tren ja mirujočega vozila, ki je od­ visen samo od fine hrapavosti vozne površine c — merilo spremembe torne sposobnosti Odvisnost vrednosti koeficienta tren ja kt od hitrosti vožnje je shematsko prikazana na sliki 3. Z rešitvijo enačbe (2) določimo zavorni čas t z Vk tz /d v /k t (v) = — / g -dt = — g • tz (4) vz 0 K O E F IC IE N T T R E N J A V k t z = (— 1/g) • / đv-'k; (v) (5) V z in zavorno pot vozila l e (dv/dt) • dl = — k t • g • dl v = dl/dt v • dv = — k t • g • dl lz vk / dl = (— 1/g) • / v • dv/kt (v) (6) 0 v z Vz iz = (1/g) • / v • dv/kt (v) (7) Vk kjer pomeni: Vz — hitrost vožnje v trenu tku pričetka zaviranja Vk — hitrost ob koncu zaviranja (mirujočega vo­ zila = 0) Z vstavitvijo vrednosti iz enačbe (3) v enačbo (7) dobimo V z lz = (1/g • k0) • / v • ec •v • dv (8) V k Z rešitvijo integrala J v ■ ec •v ■ dv = (v/c). ec •v — (1/c2) . ec •v in vstavitvijo v enačbo (8) dobimo lz = (1/g • k0) • I (v/c) • ec •v — (1/c2) • ec • vlVz (9) Ker je Vk — 0, dobimo enačbo za zavorno pot vozila lz =■ (1/g • k 0 • c2) • (c • Vz • ec • vz — ec • vz + 1) H I T R O S T V O Ž N J E Slika 3: Odvisnost vrednosti koeficienta trenja od hi­ trosti vožnje oziroma Iz = (1/g ■ k 0 • c2) • (ec ■ vz . (c ■ Vz — 1) + 1) (10) Izračun teoretične dolžine zavorne poti pa lah­ ko izpeljemo tudi iz dela, ki ga z zaviranjem opra­ vimo na dolžini poti dl in je enako razliki kinetič­ nih energij vozila na začetku in koncu odseka dl: m • g • k t (v) ■ dl = (m • v2/2) — m . (v — dv)2/2 (11) 2g • k t (v) • dl =- 2v • dv — dv2 lz Vz / d l = (1/g) - J v dv/kt (v) O Vfc Vz Iz = ' (1/g) • / v • dv/kt (v) (12) V k Enačba (12) je enaka enačbi (7). Podolžni nagib vozne površine sp v enačbi za zavorno pot vz Iz = (1/g) ’/ v • dv/(kt (v) ± Sp) (13) Vk lahko zaradi m ajhnega vpliva zanemarimo. H I T R O S T V O Ž N J E [km/h] Slika 4: Pogostost dolžin zavornih poti na magistralnih in regionalnih cestah v obdobju 1977—1978 M R C 1 9 7 7 - 1 9 7 8 Slika 5: Pogostost karakterističnih koeficientov trenja na magistralnih in regionalnih cestah v obdobju 1977 do 1978 Legenda: _ — koeficient drsnega tren ja p ri h itro sti vožnje 64 km /ha t 64 km/n le , „ — koeficient drsnega tren ja p ri h itrosti vožnje 112 km /hd t 112 km /h M R C 1 9 7 7 - 1 9 7 8 3 0 4 5 6 0 m 3 0 6 0 9 0 120 m 5 0 110 1 7 0 2 3 0 m 2 9 0 Slika 6: Pogostost dolžin zavornih poti na magistralnih in regionalnih cestah v obdobju 1977—1978 pri karakte­ rističnih hitrostih vožnje Legenda: 1 — dolžina zavorne poti p ri h itro sti vožnje 60 km /hz 60 Km/n 1 . — dolžina zavorne poti p ri h itro sti vožnje 80 km /hz 80 km/h 1 , _ — dolžina zavorne poti p ri h itrosti vožnje 100 km /hz 100 km /h Zavorne poti, izvrednotene po enačbi (10) s koeficienti drsnega trenja, ki so rabili kot osnova za določitev pogostositne porazdelitve na sliki 2, tvorijo statistični kolektiv, ki je prikazan na sliki 4. S tem je mogoče ovrednotiti zavorno pot na do­ ločenem, m erjenem cestnem odseku na podlagi n je­ ne lege v pogostostni porazdelitvi. P rim erjava pogostosti karakterističnih koefici­ entov tren ja (slika 5 in pogostosti dolžin zavornih poti p ri karakterističnih hitrostih vožnje (slika 6) pokaže pomembnost predlaganega vrednotenja torne sposobnosti voznih površin na osnovi dolžin zavornih poti: porazdelitve se med seboj bistveno razlikujejo. 5. Zaključek Poenostavitve, ki jih pretežno uporabljamo za določevanje dolžine zavornih poti pri projekti­ ran ju cest, na prim er z enačbama lz = v2 / 2g • k t in lk = t • V/3,6 + 1,3625 v (kt ± 0,01 sp)/p + + V2/254,2752 (kt ± 0,01sp) k jer upoštevamo za koeficiente tren ja sicer pred­ pisane vrednosti, ki pa niso niti ustrezno definira­ ne niti preverjene v praksi, danes ne bi smele biti dopustne. Rezultati m eritev kažejo, da velik del naših cest ne more zagotoviti potrebnih sil trenja za prenos predvidenih sil s koles vozil na vozne površine: dejanske dolžine zavornih poti bodo več­ je od predvidenih in potrebne pregledne dolžine ne bodo več zagotovljene. Iz navedenega izhaja, da bi bilo potrebno — v odvisnosti od predvidenih hitrosti vožnje na cestah — upoštevati tudi last­ nosti voznih površin. Praktična vrednost in pomen obravnavanega vrednotenja stanja voznih površin v pogledu torne sposobnosti na podlagi dolžine zavorne poti je v tem, da je z enim samim analitičnim izrazom po­ dana sovisnost za vse hitrosti vožnje. Z bistveno večjo zanesljivostjo pa je mogoča tudi ekstrapola­ cija vrednosti (dolžin zavornih poti) zunaj območja m erjenih hitrosti vožnje. Skratka — vozne povr­ šine so razvrščene v enakem smislu, kot lahko rabijo uporabnikom v prometu. To pa je bistveni element za oceno uporabnosti voznih površin, ki pod imenom Pavem ent M anagement v razvitih državah v zadnjem času vedno bolj uveljavlja pri načrtovanju del na cestah. Literatura J. Žm avc: K rite riji za kvan tita tivno vrednotenje karak terističn ih lastnosti sodobnih vozišč (disertacija, L jub ljana, 1979) UDK 620.179.11 GRADBENI VESTNIK, L ju b ljan a 1981 (30) St. 6-7, str. 202—206 Prof. dr. Janez Žmavc, dipl. gradb. inž. PRISPEVEK K VREDNOTENJU TORNE SPOSOBNOSTI VOZNIH POVRŠIN Sprem em be na voznih površinah neposredno vp li­ vajo na varnost vožnje. P ravo vrednost torne sposob­ nosti vozne površine pa lahko ugotovimo, če doslej običajen način v rednoten ja na podlagi posameznih koeficientov tren ja razširim o na določitev dolžine za­ vorne poti. L e-to lahko ugotovim o z ustreznim izvred- no ten jem regresijske enačbe k rivu lje izm erjenih v red­ nosti koeficientv drsnega tre n ja v odvisnosti od m e­ rilne h itrosti vožnje. Industrijski način gradnje in svoboda projektiranja UDK 721.011:69.057.1 DARJA SLOKAN DUŠIC Za sodobno gradbeništvo niso značilne le mo­ dernejše in pogosto se spreminjajoče tehnologije izgradnje, ampak tudi m odernejši načini orga­ niziranja in vodenja celotnega gradbenega pro­ cesa. Vsi ti novi pristopi se kažejo kot industri­ alizacija, sistemska gradnja, prefabrikacija in ra ­ cionalizacija. Vse ostale večje industrijske veje so v glav­ nem že dosegle stopnjo industrializacije in mnoge med njim i se sedaj približujejo procesu avtom ati­ zacije. Vzrok, da razvoj gradbene industrije za­ ostaja za drugim i večjimi industrijskim i vejami lahko iščemo v specifičnih karak teristikah konč­ nega proizvoda. V prim erjavi s proizvodi ostalih A vtor: D arja S lokan Dušic, dipl. ing. arh., M. Sc., IB E lektroprojekt, H ajdrihova 4, L jub ljana industrij je vsaka gradbena konstrukcija praktič­ no edinstvena, saj je v veliki m eri odvisna od same lokacije. P rav zaradi tega je razvoj masovne produkcije v gradbeništvu dosti težje izvedljiv kot v kateri koli drugi industriji. S h itrim razvojem narodnega gospodarstva se postavljajo zahteve po višjih standardih tako v gradbeništvu kot v ostalih industrijskih vejah. Sočasno pa družba postavlja tudi zahteve po večjih zmogljivostih gradbene industrije. Industrializacija v gradbeništvu postaja tako ekonomska nujnost, saj bo drugače počasni razvoj gradbene industrije upočasnil tudi nadaljn ji razvoj celotnega nacio­ nalnega gospodarstva. Cisto gotovo je, da se povečano povpraševa­ nje po izgradnji ne bo moglo reševati s pomočjo tradicionalnih metod. Vsekakor pa je povpraše- Slika 2 od njene gospodarske moči, od splošnega tehno­ loškega razvoja, od njenih ekonomskih pom anj­ kljivosti in dobrih stran i in ne nazadnje od tega, kako se n jena politična tradicija in adm inistracija lahko uporablja kot mehanizem pri določevanju gradbenega trga. Uresničitev zahtev, ki jih postavlja družba glede izgradnje kulturnih, poslovnih, industrijskih, stanovanjskih in drugih objektov je v glavnem odvisna od uspešnega razvoja procesa industriali­ zacije v gradbeništvu. Vsekakor so te zahteve v gradbeništvu bolj pereče kot v drugih industrij­ skih vejah — ne samo zato, ker gradbena indu­ strija vpliva na okolje v katerem ljudje živijo, ampak tudi zato, ker ima razvoj gradbeništva vpliv na rastoči življenjski in ku ltu rn i standard človeške družbe in na celotni razvoj narodnega gospodarstva. Pojem industrializacije v gradbeništvu so ljudje do sedaj pogosto razum eli narobe in so si ga razlagali kot sinonim za sistemsko gradnjo. Toda industrializacija ne pomeni samo uporabo gradbenih sistemov, ampak tud i uporabo tovar­ niško prefabriciranih komponent, večjo uporabo in izrabo m ehanizacije tako pri priprav i gradbišča kot p ri sami montaži. Industrializirani objekti naj bi se pojmovali kot visoko produktivni načini izgradnje, m edtem ko so prim eri sistemov samo posebne oblike, s katerim i naj bi se dosegla večja produktivnost. To pa bi bilo možno doseči s po­ močjo dveh dejavnikov: — z uvedbo številnejših standardnih kom­ ponent, pri čemer bi masovna produkcija omogo­ čila zm anjšanje proizvodnih stroškov; Slika 1. Izmenljive komponente — fasadni elementi, okna vrata A vtor: F arre ll G rim shaw P artnersh ip (Vir: R iba-j, septem ber 1977, Action Factory) S lika 3 vanje po izgradnji tako v kvantitativnem kot v kvalitativnem smislu v neposredni povezavi s po­ trebam i same družbe. Tako je povpraševanje raz­ lično od dežele do dežele in je v glavnem odvisno — z izpopolnjevanjem operativnega procesa, ki je pogojeno s standardnim i m ontažnim i postop­ ki. Ta dva dejavnika pa se lahko realizirata le tedaj, ko so dane možnosti večjega investiranja tovarniške opreme, ki izdeluje standardne kom­ ponente. Seveda pa m ehanizacija proizvodnega procesa zahteva stalno tržišče, da bi se lahko do­ segla zadostna izkoriščenost opreme. Namen industrijskega načina gradnje objek­ tov je torej združiti najboljše možne metode in tehnike v strn jen proces, ki vključuje povpraše­ vanje, raziskave, projektiranje, proizvodnjo in iz­ vedbo. Industrijska gradnja naj bi zadovoljevala estetske vrednosti in upoštevala želje uporabnikov v odnosu na ekonomičnost m aterialov, produkcij­ ske metode in montažne postopke. Danes vse več investitorjev tako v zasebnem kot v družbenem sektorju spoznava, da mora zaradi vedno dražje delovne sile, vedno večjega pom anjkanja obrtniških uslug in pom anjkanja tra ­ dicionalnih gradbenih m aterialov katerakoli me­ toda gradnje, ki ima nam en pospešiti gradbeni proces in zmanjšati število terenskih delavcev, pa naj se im enuje sistemska ali industrializirana, pokazati svoje prednosti pred doslej uporabljeni­ mi načini izgradnje. Tako se vedno pogosteje pojavljajo zahteve po projektiranju, ki je usm erjeno v industrializi­ rano gradnjo. Vsekakor pa se m orajo pri tem upo­ števati tako arhitektonski kot tehnični vidiki. Funkcionalno in estetsko projektiranje , ki upošte­ va sociološke in ekološke standarde, zahteva večjo domišljijo in znanje, da bi se tako izkoristile vse prednosti industrijsko grajenih objektov in da se obenem ne bi pojavljale enolične zgradbe in ne­ življenjska okolja. P rojektiranje v okviru koncep­ tualnih sistemov prav gotovo ne bo zmanjšalo, am­ pak lahko celo poveča zahteve po kreativnosti in večji tehnični usposobljenosti arhitektov. K ljub vsemu pa so mnogi tip i industrializi­ ranih zgradb še vedno neprim erni za projekti­ ranje in izgradnjo različnih stanovanjskih sosesk, poslovnih centrov in tovarniških objektov in so še manj prim erni za izvajanje alternacij v že dovr­ šenem objektu. Vsekakor je zaželeno, da se p ri projektiranju z industrializiranim i gradbenim i elem enti upošte­ vata dva tipa fleksibilnosti. Prvič, da so nizi komponent tako raznoliki, da im a arhitekt pri načrtovanju dovolj projektantske svobode in lahko obenem upošteva vse tehnične zahteve in investi­ torjeve želje. Te pa se lahko razlikujejo od enega tipa zgradbe do drugega kot tud i v okviru istih tipov zgradb. Drugič pa, da so objekti projekti­ rani in izvedeni tako, da se m orejo zlahka prila­ goditi vedno novim in še nepoznanim uporabniko­ vim zahtevam. Iz tega sledi, da moramo razlikovati dve bist­ veni kategoriji arhitektonske fleksibilnosti: za­ četno fleksibilnost in kasnejšo fleksibilnost ali flek­ sibilnost v rabi oziroma prilagodljivost. Začetna fleksibilnost se lahko definira kot sku­ pek kvalitet kakega sistema in njegovih kompo­ nent, ki omogočajo pro jektantu ustvariti različne tipe in oblike zgradb iz komponent tega sistema. Okvirno bi se lahko reklo, da je neki sistem tem bolj fleksibilen, čim več smiselnih rešitev nudi. Prilagodljivost ali fleksibilnost v rabi se lahko definira kot skupek kvalitet sistema, ki omogočajo uporabnikom zgradbe, da jo prilagajajo novim po­ trebam in aktivnostim, da lahko spreminjajo na­ membnost prostorov v sami zgradbi, ko se spre­ menijo funkcionalne zahteve, ne da bi bilo treba p ri tem spremeniti ali prem akniti nosilno kon­ strukcijo. Najpopolnejša stopnja prilagodljivosti bi bila dosežena z izmenljivostjo komponent, kar pa ne pomeni samo različne možne razvrstitve kompo­ nent istega gradbenega sistema, ampak po mož­ nosti tudi vključitev splošno uporabnih kompo­ nent. V zadnjih letih je bil razvoj industrializirane gradnje usm erjen predvsem v večjo uporabo pre- fabriciranih komponent. Te pa se vključujejo v si­ steme na različne načine in bi jih lahko delili na štiri glavne skupine: • Sistemi, ki uporabljajo specialno projekti­ rane in izvedene komponente. • Sistemi, ki uporabljajo komponente iz ka­ taloga enega ali več proizvajalcev in se lahko se­ stavljajo le med seboj. Ti sistemi se pogosto ime­ nujejo tudi »meccano« sistemi. Obe kategoriji sistemov bi se lahko defini­ rali kot zaprta sistema. • Sistemi, ki uporabljajo komponente različ­ nih neodvisnih proizvajalcev, kjer posamezna fir­ ma izda svoj lasten katalog in skupen katalog vseh teh firm predstavlja splošen katalog odprtega sistema. • Končno pa bi bilo potrebno omeniti delno uporabo komponent, ki je tako prisotna pri trad i­ cionalnih gradbenih sistem ih kot pri sistemih, ki uporabljajo specialno projektirane komponente. Vendar bi bilo treba poudariti, da takšna kla­ sifikacija lahko povzroči zmedo, saj sme neki gradbeni sistem uporabljati komponente vseh štirih kategorij. Nadalje igrajo odprti sistemi pomembno vlogo v sodobni arhitekturi, vsekakor pa bi bilo treba predhodno določiti, za kaj naj bi bili sistemi od­ prti: — odprti za različne tipe zgradb, — odprti za različne zahteve v okviru istega tipa zgradb, — odprti za proizvode različnih proizvajal­ cev, — odprti za svoje lastne izboljšave in razvoj. Gledano na ta način, ne moremo govoriti o popolnoma odprtih ali zaprtih sistemih, ampak lahko govorimo le o določeni stopnji odprtosti. Lahko bi rekli, čimbolj so sistemi odprti glede na prej omenjene pogoje, širša je možnost njihove uporabe, s čimer je tudi zagotovljena daljša živ­ ljenjska doba sistema. 1. S istem i, ki uporabljajo specialno p rojek ti­ rane in izvedene kom ponente Uporaba te vrste komponent je ena od obsto­ ječih oblik današnje industrializacije, čeprav je pogosto omalovaževana. Najbolj karakterističen prim er te skupine je prefabrikacija betona, ki vse­ kakor dovoljuje popolno industrializacijo gradbe­ nega procesa, saj ne zahteva prisotnosti tradicio­ nalno izučenih delavcev. Uporaba specialno pro jektiranih komponent za posamezne projekte zagotavlja visoko stopnjo raz­ nolikosti, čeprav se morajo taki sistemi prilaga­ ja ti tehnologijam, ki so prim erne za izvedbo m anj­ ših identičnih serij. Istočasno mora biti projekt usklajen z že obstoječimi proizvodnimi procesi, da bi ga bilo možno v celoti dovršiti v tovarni. Vsekakor pa uporaba teh komponent zago­ tav lja projektantu večjo svobodo, saj im a mož­ nost izbirati med že obstoječimi tehnologijami in procesi, katere pa naj bi imel projektant istočasno možnost razvijati in prilagajati. Prim erno izbrani tehnološki procesi zagotavljajo visoko stopnjo fleksibilnosti in izmenljivosti komponent in obe­ nem omogočajo proizvodnjo istih komponent tudi v prihodnosti, ko bi bila ta eventualno zahtevana. Seveda pa ni mogoče pro jek tira ti novih kompo­ nen t brez poznavanja delovanja strojev in proiz­ vodnih procesov. Sistemi, ki uporabljajo specialno projektirane komponente, so sicer omejeni iz tehnološkega sta­ lišča, toda znotraj te omejitve je svoboda projekti­ ran ja vsekakor zagotovljena. Če projektant upo­ števa tehnološke omejitve in možnosti, je tako tudi omogočena avtomatizacija proizvodnje. 2. M eccano sistem i Meccano sistemi so pogosto definirani kot si­ stemi, ki uporabljajo komponente enega ali več proizvajalcev in te se lahko sestavljajo le med seboj. Katalog teh sistemov sestoji iz vseh enot, ki so potrebne za realizacijo objekta, katerega funkcija je običajno že vnaprej določena; stano­ vanjski objekt, pisarniški objekt, šola . . . Kom­ ponente meccano sistema niso usklajene s kom­ ponentam i drugih sistemov ali s komponentami, ki so potrebne za izgradnjo tradicionalnega ob­ jekta. S prim ernim sistemom dimenzijske koordina­ cije, zvez in toleranc se komponente meccano si­ stem a lahko razvrščajo na različne načine in se med seboj lahko izmenjujejo in dopolnjujejo. Vsekakor je fleksibilnost pri p ro jek tiran ju z meccano sistemi omejena: a) zaradi števila komponent, ki tvorijo siste­ me in b) zaradi stopnje, do katere je mogoče m ani­ pulirati s komponentami, da bi se lahko zadovo­ ljilo določenim serijam funkcionalnih zahtev in arhitektonskih rešitev. Istočasno te omejitve brez dvoma vodijo k monotonemu videzu urbanega okolja. Da bi se temu izognili, bi bilo treba povečati število kom­ ponent v meccano sistemu ali pa povečati število samih meccano sistemov, seveda pa bi taka rešitev vodila k proizvodnji prem ajhnih in zato neekono­ mičnih serij. Po drugi stran i pa imajo meccano sistemi do­ ločene prednosti pred sistemi, ki rabijo specialno projektirane komponente, kot pred sistemi, ki uporabljajo odprte komponente, saj komponent meccano sistem a ni potrebno prilagajati že raz­ vitim tehnologijam niti ni potrebno upoštevati splošnih soglasij glede dimenzionalne koordinacije, zvez in toleranc, kajti vsak posamezen meccano sistem lahko sledi svojim lastnim dimenzijskim pravilom. Na vsak način lahko predvidimo dve možni smernici v razvoju meccano sistemov. Prvič, možno bi bilo sprojektirati splošne, usklajene komponente z dvema ali več sistemi, ki pa ne bi bile usklajene z drugim i sistemi. To bi lahko vodilo le k novemu kom biniranem u meccano sistem u ali celo k nacionalnemu meccano sistemu z velikim številom različnih komponent, kar pa bi bilo dobrodošlo tako iz stališča funkcio­ nalnih zahtev kot iz ekonomskega stališča. Vse­ kakor pa bi predstavljalo korak nazaj od odprtih sistemov. Drugič, možno bi bilo, da bodo meccano siste­ mi vodili k bolj odprtim industrializiranim siste­ mom. V tem prim eru bi morale novo projektira­ ne kom ponente spoštovati splošna pravila odprtih sistemov, kar bi zagotovilo, da bi bile tovarniško proizvedene komponente med seboj usklajene in izmenljive. 3. D eln a uporaba kom ponent Delna uporaba kom ponent je prisotna tako v tradicionalni kot industrializirani gradnji, k jer iz­ vajalec ali proizvajalec ne preskrbi vseh zahteva­ nih elementov in m ora tako vključiti standardne komponente drugih proizvajalcev, da bi lahko dovršil objekt. Ta gradbena m etoda se je lahko uspešno raz­ vijala predvsem zato, ker je lahko zagotovila veli­ ko svobodo p ri p ro jektiranju in im a istočasno določene prednosti pred ekskluzivno uporabo kom­ ponent; odprtine sa dajo zlahka prilagoditi di­ menzijam kom ponent in tako ni potrebno upošte­ vati splošnih pravil o dimenzijski koordinaciji, o zvezah in tolerancah. Seveda, ko začnejo stan­ dardne komponente sovpadati ena z drugo, se takoj pojavijo isti problem i kot p ri uporabi ekskluzivnih komponent, vzetih iz kataloga. Tako kot je možno, da bi meccano sistemi vo­ dili v bolj odprte sisteme, je tud i možno, da bo večja uporaba standardnih kom ponent vodila v isto smer. Slika 4. Pritrjevanje izmenljivih panelov A vtor: F oster Associates 4. Odprti sistem Cilj odprtega sistema je uporablja ti tovarni­ ško narejene komponente, ki bi bile med seboj izmenljive. Seveda pa lahko tak sistem obstoji le na določenem geografskem področju, k jer je dovolj neodvisnih proizvajalcev komponent, ki so projektirane za določene tipe zgradb. Odprti sistemi so se do sedaj navezovali na popularni koncept množične proizvodnje, saj za­ govorniki sistema zagotavljajo, da bi ta gradbena metoda vodila k zm anjšanju produkcijske cene proizvodov in bi istočasno omogočila, da bi se gradnja preselila s terena v tovarne, kar bi ča­ sovno pospešilo samo izgradnjo. Seveda, pa so tu še druge prednosti odprtih sistemov, in sicer: — sorazmerna projektantska svoboda in flek­ sibilnost, — sorazmerna svoboda pri izbiri dobaviteljev, k ar lahko pomeni možnost izbire kateregakoli iz­ vajalca ali možnost dokupitve komponent, ki niso zajete v sistem, — sorazmerna izmenljivost komponent, — sorazm erna ekonomska svoboda, in sicer v tem, da, ko enkrat ekonomsko zgradba ni več opravičena, jo je možno zlahka obnoviti. Možnost prilagajanja socialnim in tehnološkim spremembam je bistvena za vlogo projektanta. Ta zato želi imeti na razpolago gradbene tehnologije, ki mu nudijo čim več svobode in ki m u omogočajo realizirati nove oblike in koncepte zgradb. Vse­ kakor želi imeti širok spekter možnosti glede iz­ bire m aterialov, oblike, barve in tako se pokaže večkrat potreba po komponentah, ki so specialno (Vir: The A rchitectural Review, Sainsbury Centre for th e Visual Arts, U niversity of E ast Anglia, N or­ wich, Ar, No 982, Vol. 164, December, 1978) narejene za njegov projekt. Po drugi strani pa je proizvajalčev bistveni nam en doseči ekonomičnost produkcije. Vse izkušnje v industriji pa kažejo, da je prav standardizacija pogoj za ekonomično proizvodnjo. Tako si proizvajalec gradbenih kom­ ponent prizadeva izdelovati veliko število enakih proizvodov, da bi lahko uporabil procese avtom a­ tizacije in bi tako lahko proizvedel visoko kvalitet­ ne proizvode za nizko ceno. V praksi pa bi se m oral vsekakor doseči kom­ promis, ki bi upošteval obe stališči, tako stališče projektanta kot stališče izvajalca. Čim bolj je projektant pripravljen razum eti potrebe ekono­ mične proizvodnje, tem bolj bo pripravljen spre­ jeti disciplino, ki ga le-ta zahteva. Tudi v p re­ teklosti so bili naj lepši arhitektonski dosežki us­ tvarjen i v m ejah neke discipline, ki jo je narekoval tak ra t sprejem ljiv stil. Na enak način lahko bo­ doča arh itek tura najde nove izrazne možnosti znot­ raj pravil industrijske proizvodnje. K er je ključ za učinkovitost industrijske pro­ izvodnje standardizacija, lahko pričakujemo, da bo končni proizvod, to je v našem prim eru zgrad­ ba, tudi standarden. Toda če hočemo uporabiti velike količine proizvodov, ki so posledica mno­ žične produkcije, lahko v našem urbanem okolju kaj km alu pričakujem o veliko število identičnih zgradb, se pravi standardnih zgradb in standard­ nih komponent. Vendar pa tržišče zahteva variacije posameznih tipov zgradb ali alternativno pogoste spremembe v standardnih modelih. Vsekakor bi to omogočalo proizvodnjo večjih serij, ki m ora sprem ljati množično proizvodnjo. Konflikt med proizvodnimi cilji, ki zahteva maksimalno standardizacijo in potrebam i tržišča, ki zahteva maksimalno plansko in vizualno flek­ sibilnost, bi bilo mogoče rešiti le tako, da bi se projektirale odprte in med seboj izmenljive kom­ ponente, kar pa ne pomeni samo svobode sestav­ ljan ja komponent v prvotni tloris, ampak pomeni tudi, da jih je možno prem estiti in nadom estiti kasneje, ko se želje in potrebe uporabnikov zgrad­ be sprem ene in se tako lahko vpeljejo nove kom­ ponente. Idealno bi taka m etoda omogočila kon­ stantno posodabljanje delov zgradb z novimi m a­ teriali ali komponentami, kar bi obenem bistveno znižalo stroške sedaj zelo dragih modernizacij. Ko so komponente specialno projektirane za uporabo v netipskem objektu ali ko so uporabljene v že naprej določeni sestavi p ri standardnih zgrad­ bah, ni težko določiti dimenzij komponent ali spro- jek tira ti prim ernih zvez. Drugače pa je, če sestava kom ponent ni v naprej določena, ker je težko stan­ dardizirati dimenzije komponent in detajlirati zveze na ta način, da bi se lahko dosegla univer­ zalna izmenljivost. Da bi bila možna izmenljivost med velikim številom množično proizvedenih stan­ dardnih komponent, bi bilo nujno rešiti naslednje probleme: — dimenzije komponent naj bi bile koordini­ rane, — zveze komponent m orajo biti usklajene, — za praktično realizacijo dimenzijske ko­ ordinacije bi se moral osnovati prim eren sistem toleranc. Dimenzionalna standardizacija se že dalj časa uveljavlja in projektanti večinoma razumejo p rin ­ cipe m odulirane koordinacije. Vendar pa, ko se ta začne uporabljati, pa čeprav v najpreprostejši ob­ liki, kaj hitro pride do težav, ki izhajajo predvsem iz različnih debelin m aterialov in iz različnih principov zahtevanih priključkov zvez in do sedaj m odularna koordinacija teh problemov še ni re­ šila. Vsekakor je p rojektiranje zvez za izmenljive komponente zapleteno in bo imelo detajliranje teh potez velik vpliv na možno stopnjo standardiza­ cije. Poleg tega se principi modularne koordinacije ne bodo mogli izvesti brez prim ernega sistema di­ m enzijskih toleranc za komponente in skupine komponent, kajti nobene komponente ni možno iz­ delati popolnoma natančno, ali jo popolnoma na­ tančno postaviti v njej naprej določeni prostor. Tako lahko vidimo, da univerzalna izmenlji­ vost med komponentami ni praktična in da lahko UDK 721.011:69.057.1 GRADBENI VESTNIK, LJUBLJANA 1981 (30) St. 9, str. 206—212 D arja Slokan Dušic, dipl. inž. arh. INDUSTRIJSKI NAČIN GRADNJE IN SVOBODA PROJEKTIRANJA Zgodovinsko utem eljeni gradbeni sistemi, za­ snovani na tradicionalnih m ateria lih in z dokonča­ nim i rešitvam i, so se razv ijali v sisteme, ki omogo­ čajo h itrejšo in bolj ekonomično izgradnjo. Istočasno celo delna izmenljivost vodi k številnim proble­ mom. Tako bo potrebno v začetku določiti le ome­ jeno stopnjo izmenljivosti za posamezne tipe zgradb, k ar pomeni preskrbeti uporabnike in inve­ stitorje z omejeno stopnjo fleksibilnosti. Istočasno bo potrebno, da se najde prim eren sistem dimen­ zijskih toleranc za komponente in skupine kom­ ponent. Vsekakor pa je tak pristop zelo podoben položaju, ki ga najdemo pri zaprtih sistemih, po­ sebno p ri tistih, k jer je izbor komponent v okviru lastnega dimenzijskega in zveznega reda precej velik. Tako je možno, da se bodo odprti sistemi raz­ vijali v dve smeri: 1. Iz tradicionalnega načina izgradnje s po­ stopnim uvajanjem številnejših komponent, pod pogojem, da so tehnični problemi, ki so v zvezi s standardizacijo, že rešeni. 2. Iz odprtega sistema tako, da se oceni flek­ sibilnost že obstoječih sistemov in da se zbere te, ki bodo rešili konflikt med fleksibilnostjo in stan­ dardizacijo na najbolj učinkovit način; to pomeni določitev, kateri sistem vsebuje najbolj prilagod­ ljivo dimenzionalno in zvezno disciplino. Na vsak način je treba poudariti, da je odprt sistem izgradnje upravičen le v prim erih, kjer obstajajo tehnologije množične proizvodnje, ki so bolj sodobne kot obstoječe tehnologije malih serij, kajti slednje omogočajo proizvodnjo specialno pro­ jek tiran ih komponent, ki pa so dosti bolj fleksi­ bilne, ker nudijo veliko svobode pri projektiranju in niso povezane s tako strogimi omejitvami kot komponente odprtih sistemov. Če se pokaže, da iz­ gradnja z množično proizvedenimi odprtim i kom­ ponentam i ni bolj ekonomična, potem odprt sistem nima prave prihodnosti. S tandardni detajli, ki vo­ dijo k proizvodni komponenti, lahko povečajo pro­ duktivnost v projektantskih organizacijah, vendar pa verjetno ne bodo povečali produktivnosti pro­ cesov, razen seveda, če se ne zmanjša število po­ dobnih komponent, čeprav do sedaj še ni doka­ zano, da bi bila maksim alna ekonomičnost v pro­ izvodnji lahko dosežena le s pomočjo zm anjšanja števila serij različnih komponent. Sodobne moder­ ne metode lahko v nekaterih prim erih prav tako proizvedejo m anjše serije različnih komponent, ne da bi se s tem zvečali proizvodni stroški. UDC 721.011:69.057.1 GRADBENI VESTNIK, LJUBLJANA 1981 (30) No. 9, p. p. 206—212 D arja S lokan Dušic, dipl. inž. arh. FREEDOM IN DESIGN OF INDUSTRIALISED BUILDINGS The aim of th is article is an analysis of indust­ rialised building system s and m ethods w hich enable flexibility and in terchangeability of spaces and of elem ents form ing those spaces. ti sistem i sledijo in se p rilagaja jo novim tehnolo­ gijam , ki gredo spričo razvoja človeškega znanja pospešeno v korak s časom. N adalje omogočajo po­ rabnikom stanovanjskih, poslovnih, socialnih in kul­ tu rn ih objektov prilagaja ti svoje zgradbe vedno no­ vim zahtevam , ki so odvisne od sprem injajočih se življenjskih, poslovnih in k u ltu rn ih tokov, ki so nedvom no odsev hitrega m ateria lnega in kulturnega napredka človeštva. Članek podaja tud i oceno različnih tipov grad­ benih sistemov, ki so razdeljen i v š tiri glavne skupi­ ne: sistemi, k i uporab lja jo specialno pro jektirane kom ponente; meccano sistem i; delno odprti sistemi; odprti sistemi. N jihov poglavitni nam en je doseči optim alno ravnovesje m ed tehničnim i, ekonomskimi in funkcionalnim i pogoji. Poleg prav ilno izbranih konstrukcij, m aterialov in tehnologij je n ad a ljn ji uspešni razvoj gradbenih sistem ov povezan z večjo serijsko proizvodnjo, s krajšim časom izgradnje in z zm anjšano udeležbo drage in deficitarne delovne sile. Zdi se, da serijsko proizvodno lahko opravičijo le sistemi, ki im ajo širši spek ter uporabe, m edtem ko je ekonom ična proizvod­ n ja navadno dosežena s standardizacijo nizov iz­ m enljivih komponent. H istorically conditioned construction m ethods th a t a re based on trad itional m aterials and fixed arrangem ents of planes and spaces are developing into system s w hich enable fast and economic bu il­ ding. A t the sam e tim e, these expanding systems both follow and ad ju st to new technologies which, due to the rap id developm ent of hum an knowledge, are being updated in shorter periods th a n ever before. F u rth e r­ m ore, they enable users of dewllings, office buildings, factories, schools and other cu ltu ra l and social in sti­ tu tions to adapt the ir buildings to ever new req u ire­ m ents conditined by changing living, business and cu ltu ra l trends w hich are undoubtedly the reflection of the rap id m ateria l and in te llectual progress of the hum an race. This article gives an evaluation of different system s employing building com ponents and these are divided into four general groups: system s employing specially designed components; meccano system s; partially open system s; and open systems. Their m ain aim is to achieve the optim um balance in respect of technical, economical, functional and aesthetic considerations. A part from correctly chosen structures, m aterials and technologies th e fu rth e r successful developm ent of building system s is conditioned by longer produc­ tion runs, shorter construction tim e and reduction of expensive and scarce site labour. I t seems th a t longer production runs can justify only systems w ith a w ide range of applications w hilst economies of production can b'e usually achieved th rough the standardisation of ranges of interchangeable components. IZ NAŠIH KOLEKTIVOV 8SP KONSTRUKTOR, MARIBOR 1 Na gradbišču Soseska-5 ni zastojev S p rip rav lja ln im i deli na gradbišču Soseska-5 ob G regorčičevi ulici v M ariboru so delavci SGP K on­ s tru k to r pričeli v jan u arju letos. M ed p rip rav lja lna dela sodi »berlinska stena«, ki so jo m orali sezidati, da bi zaščitili gradbeno jam o (v neposredni bližini je nam reč cesta) in pa gradn ja betonskih vodnjakov, ka tere so zgradili pod novim vrtcem , p rav tako v neposredni bližini nove gradnje. T em elji objekta so nam reč nižji od vrtca. O bjekt se deli na zahodni, vzhodni in srednji del. S rednji del bo poslovna zgradba z lokali v spodnji etaži, stanovanjsk i pa na vzhodnem in zahodnem delu. Ce bo šlo vse, kot je treba, bo stavba dograjena 1982. leta. Združenemu delti odločujočo besedo pri izobra­ ževanju P reobrazba srednjega in visokega šolstva je ne­ izbežna po treba in dejstvo. O rganizacije združenega dela čakajo pri tem odgovorne naloge. S sedanjo kva­ lifikacijsko sestavo najb rž ne bomo dosegli plansko opredeljenih ciljev, zato bo m arljive in dobre delavce potrebno pogum neje usm erja ti v izobraževanje ob delu in iz dela. Izobraževalna dejavnost naj postane neločljiva sestavina sam oupravno organiziranega dela. D ogovorjena mreža strokovnih šol ustreza dejan­ skim potrebam slovenskega gradbeništva. Poleg izo­ braževalnega cen tra v L ju b ljan i imamo še v M ariboru, Celju, A jdovščini in v Novem mestu, dislocirane enote pa v M urski Soboti in v K ran ju . K ljub takšnem u p r i­ b ližan ju šol te renu pa še vedno znova ugotavljam o prem a j no zanim anje za gradbene poklice. Tako se je npr. letos na razpisanih 2.350 m est v šole prijavilo v roku le 45 %> kandidatov. P ri tem za gradbeno m eha­ nizacijo samo 17°/o. Da bomo dosegli večje zanim anje, bo potrebno predvsem drugačno vrednotenje dela g rad ­ benega delavca. Poklic g radbenika je zahteven in težak in če n i tem u prim erno nagrajen , tud i z najbolj m no­ žičnim i akcijam i ne bomo pridobili delavcev za te poklice. P ristnejše in bolj usklajeno kot doslej bo m oralo b iti tud i sodelovanje m ed šolam i in združenim delom. Šola bo m orala sodelovati p ri organizaciji in izvajan ju proizvodnega dela, strokovno svetovati, p ri tem pa v večji m eri p risluhniti po trebam združenega dela, le-to pa bo m oralo sprem ljati rezu lta te vzgojnoizobraževal- nega dela v šolah, preučevati ustreznost učnih p ro ­ gram ov in njihovo uresničevanje, zahtevati sprem em ­ be in dopolnitve, če bo to te r ja la uvedba novih tehno ­ logij, skratka , treba bo odprav iti pregrado med izobra­ ževalno in delovno sfero. V skupščini posebne izobraževalne skupnosti in v skupščini splošnega združenja gradbeništva so pouda­ rili, da je v vseh organizacijah združenega dela treba p rip rav iti dogovore o tem, kako bodo najuspešneje opravili odgovorne naloge, m ed katerim i so sedaj zlasti naslednje: — najp re j m orajo v v sak i organizaciji združene­ ga dela oceniti, kako so usposobljeni za izvajanje p ro ­ izvodnega dela in delovne prakse. S tem v zvezi je nujno izbrati in dopolnilno izobraziti potrebno število in štru k to rjev (učiteljev prak tičnega pouka); — prizadevne in dobre delavce usm eriti v nada lj­ n je izobraževanje in jim ob tem zagotoviti tudi vse pogoje; — v sleherni delovni organizaciji u trd iti zavest, da je usm erjeno izobraževanje sestavina celovite funx- cije združenega dela. Cilj te reform e je, da delavci zares postanejo nosilci sam oupravne izobraževalne politike in da se zares sprem enijo odnosi m ed delovno in izobraževalno sfero. Delovna praksa V SGP K onstruktor so im eli na obvezni delovni p raksi lan i 104 m lade ljudi, m ed njim i tud i 4 štipen­ diste iz tu jine. Na gradbiščih jih je delalo 75, v te ­ m eljn ih organizacijah pa 27. N agrajen i so b ili odvisno od stopnje izobrazbe oz. šole in od ocene m entorja. N ajveč jih je prišlo na delovno prakso iz srednje gradbene tehniške in iz adm inistrativno-ekonom ske šole, sledijo pa študentje prve in druge stopnje VEKS in visoke tehniške šole — sm er gradbeništvo. R azdelje­ ni so b ili v 4 skupine v različnih časovnih term inih. Za vsako skupino je bil uvaja ln i sem inar, na katerem je b ila predstav ljena zgodovina in dejavnost delovne organizacije in posameznih TOZD tehnološka orga­ niziranost, sam oupravljanje, varnost p ri delu, obvez­ nosti in pravice, delovni čas, delovna oprem a, vedenje in p regled dnevnika itd. D osedanje izkušnje kažejo, da p rak tik an ti ne m otijo delovnega procesa. Nasprotno, v času dopustov posam ezne delavce m arsikdaj tud i nadom estijo. Pom en delovne prakse vidijo v tem, da se m ladi lju d je se­ znanijo s sam oupravljanjem , z delom in organizacijo dela, razen tega pa pom eni p raksa tu d i skrajšano pot do pridobitve novih kadrov. Čeprav so izkušnje s p rak ­ tik a n ti pozitivne, jih bo treb a v bodoče še izboljšati, tako da bo m lad človek ob' prvem stiku z delom v delovni organizaciji zares prišel do določenih spoznanj, si p risvojil dobre delovne navade in tis te vrednote dela, brez katerih ni mogoče p riti do učinkovitega gospodarstva. To pa je odgovorna naloga. V ir: GLASILO KONSTRUKTORJA, št. 5/81 Glogovac je njihovo največje gradbišče N a Kosovem, v Glogovcu, je H idrom ontaža kot glavni izvajalec prevzela organizacijo in koordinacijo vseh del p ri izgradnji, p ri tem pa bodo lev ji delež opravili sami. V dobrih dveh le tih bodo zm ontirali okrog 20.000 ton jeklenih konstrukcij, 13.000 ton tehno­ loške opreme, 2.500 ton cevovodov in opravili m ontažo celotne elektrooprem e te r avtom atike. V dveh le tih bo­ do m orali torej opraviti dela v vrednosti p rek 180 m ilija rd s ta rih dinarjev. To p a je tre tjin a njihovega le tnega skupnega prihodka. V konici bo delalo n a Glo­ govcu več kot 1000 delavcev in kooperantov. Glogovac je m anjši k ra j, k i je bil lan i razglašen za mesto. Leži 30 km od P rištine, s katero ga povezuje sodobna avtom obilska cesta, ki vodi dalje v 60 km oddaljeno Peč. K raj se pospešeno izgrajuje, saj bo samo Feronikelj zaposlil 1400 novih delavcev. G radbišče se razteza na prostoru enega k v ad ra t­ nega kilom etra. M onterji trdijo , da je to danes eno najbolj u re jen ih gradbišč, k a r zadeva pogoje dela. Vse ceste in dostopne poti so asfa ltirane in m ontažni p la to ji urejeni. P ostavljeni sta dve hali za delavnice za potrebe gradbišča, oprem a je že dom ala vsa dobav­ ljena, objekti pa so zaključene celote, k a r omogoča delo in nag ra jevan je po norm ativih. Ž ivljenje na gradbišču je bilo v začetku težko. Sedaj pa je že zgrajena sodobna restav racija vs 450 sedeži. O bjekt je eden najm odernejših na Kosovem. G raditelji stanu je jo v novih blokih, kam or se bodo po končani izgradnji vselili delavci tovarne. Nova pogodba za 5,5 milijonov DM Po nekajm esečnih uspešnih pogovorih so delavci EM -Hidrom ontaža podpisali z zahodnonem ško firm o EVT Energie und V erfahrenstechnik iz S tu ttg a rta po­ godbo za izvedbo kom pletne m ontaže nove toplarne v Jen i (Nemška dem okratična republika) v vrednosti 5,5 m ilijona zahodnonem ških m ark. EM -H idrom ontaža je sklenila posel predvsem za­ rad i uspešnih in dolgoletnih izkušenj n a številnih gradbiščih v NDR. Med n jim i so tudi t r i naj večja; Jänschw alde, B oxberg in Schwedt, k je r dela tud i več svetovnih firm . Skupaj z EVT je EM -Hidrom ontaža že zgradila podoben ob jek t v N igeriji. P rav to je bilo odločilno, da so b ila pogajan ja za ob jek t top larne Jena uspešna. Zahodnonem ška firm a EVT je z investitorjem , vzhodnonem ško firm o IAI, sklenila pogodbo po siste­ m u ključ, k a r pomeni, da bo nova top larna Jen a Süd m orala p ričeti ob ratovati s 1. feb ruarjem 1983. Tako m ontažerjem EM -H idrom ontaža osta ja le nekaj manj kot leto in pol za vse p rip rave in za celotno montažo nove toplarne. V ir: G las EM, št. 5/6 81 Nekaj podatkov iz ankete Kadri v gradbeništvu — V 492 TOZD, ki so člani Splošnega združenja gradbeništva in IGM Slovenije je bilo 31. 12. 1980 zaposlenih 96.709 delavcev. — G radbeništvo z vsem i dejavnostm i zaposluje torej 14,8 °/o vseh zaposlenih v gospodarstvu oz 12,5 %> vseh zaposlenih v SR Sloveniji. — V skupnem številu zaposlenih v gradbeništvu je kadrov gradb. poklicev: vse stopnje šolske izobrazbe 23.882 26,4 %> in terno p ridobljena kvalifikacija 12.182 13,5 °/o polkvalificirani delavci 10.716 11,9 °/o nekvalificarni delavci 10.758 11,9 °/o skupaj vseh gradbenikov 57,538 63,7 °/o V ir: OBVESTILA, št. 3/81 Bogdan Melihar IZ RAZISKOVALNE SKUPNOSTI SLOVENIJE UDK 624.04.518.1 K-783/2896-76 EKONOMIZACIJA RAČUNANJA RAVNINSKIH KONSTRUKCIJ Z MKE Ljubljana (1976) Iztok K o v a č i č s sodelavci Naloga obravnava problem e, ki jih je treba rešiti p ri izdelavi program ske oprem e za reševanje ravn in ­ skih konstrukcij z m etodo končnih elem entov (MKE). O bravnavani so naslednji problem i: splošna tehnolo­ gija MKE, B ronlundova form ulacija MKE z naravno faktorizacijo, sistem atično upoštevanje robnih pogojev, fron ta ln i način reševanja p ri MKE, num erična in te­ gracija po trikotniku, generacija triko tne mreže po poligonskem področju, grafične p redstav itve rezultatov p ri ravninskih problem ih, ki jih rešu jem o z MKE in program za računanje ravninskega napetostnega stan ja v steni. R ešitve večine obravnavanih problem ov so po­ dane tako v algoritm ični kakor tud i v program ski ob­ liki. Paketi podprogram ov so priloženi v celoti in jih lahko uporabim o p ri večini ravn in sk ih problemov, ki jih rešujem o z MKE. P rogram »STENA« predstavlja sintezo vseh obravnavan ih problem ov in rešitev in obenem p o tr ju je ekonom sko uprav ičenost prikazovanja rezultatov v g rafičn i obliki z računalnikom . UDK 69.057.1:691.421.3 K-457/2870-76 VPELJAVA OPEČNEGA MONTAŽNEGA SISTEMA V VISOKOGRADNJO Goriške opekarne, Renče (1976) Aldo M o z e t i č , Rado Z g o n i k Zam isel o uporabi opečnega m ontažnega sistem a v visokih g rad n jah se je pojavila, ko je b ila industrija opečnega m ateria la v krizi. Spoznanje, da se m aterial lahko vk ljuči v gradbeništvo le v sodobnejši obliki panelov ali sistemov, ki omogočajo industrializacijo pro­ izvodnje, nas je prisililo v iskan je novih oblik in siste­ mov. N aloga je bila p rijav ljena raziskovalni skupnosti SRS pod št. K 227/2870-76. Do danes je izdelan elaborat I. faze. Ta vsebuje izbiro sistem a izdelave panelov in sistema prosto stoječih elementov. S istem izdelave pa­ nelov je v velik i m eri avtom atiziran. P aneli se izdelu­ je jo s »horizontalno« tehnologijo, n a vozičkih, ki po­ tu jejo od faze do faze izdelave. Proces izdelave tra ja 24 ur. Po izdelavi panelov, se t i sestav ljajo v prosto stoječe elem ente. E lem enti so izdelani v obliki črke L ali bolje rečeno vogala. Do tak e oblike smo prišli z analizo opečnih zgradb. Ugotovili smo nam reč, da je vsaka ta k a zgradba sestav ljena iz vogalov. P ro jek tiram prosto stoječi elem enti so v sk ladu z m odularno koordi­ nacijo in nudijo m ožnost vg radn je stavbnega pohištva, ki je izdelano po JUS. P resek panela je tak , da im a na fasadni s tran i fasadno opeko, proti no tran josti pa opeč­ na polnila, zalita z lahkim izolativnim betonom. Pol­ nila iz opeke so polnjena z izolativnim m aterialom . F izikalne lastnosti panela so enake ali boljše od trad i­ cionalno zidanih zgradb iz opeke. E lem ent je izola- tiven in nosilen obenem. Im e prosto stoječ je dobil zato, ker je v obliki vogala in ga pri m ontaži ni treba podpirati, am pak le položiti na pripravljeno ležišče. S tike m ed elem enti izpolnju je stavbno pohištvo. To nam omogoči, da se izognemo vsem vertikaln im sti­ kom in zalivanju le -teh na licu mesta. K er nim am o konstruk tivn ih stikov, se ob jek t lahko gradi kontinu i­ rano v več etaž. Vse om enjene lastnosti omogočajo v i­ soko, v nekaterih prim erih popolno finalizacijo elem en­ tov. Na L elem entih počivajo m ontažne stropne plošče, k i so v m odulu L elem entov in se postavljajo lahko v vseh sm ereh. S sestav ljan jem enakih elem entov (pro­ jek tiran jem ) lahko dobimo zelo različne tlorise stano­ vanj, poslovnih prostorov, vrtcev, garaž in drugih ob­ jektov, ki ne zahtevajo razponov, večjih od 8 m. Se­ stavek je inform acija, ki jo bomo ob dokončanju II. faze naloge nadaljevali in razširili. UDK 71.681.3 K-531/2888-76 VREDNOTENJE IN IZBOR PARAMETROV BIVALNEGA OKOLJA Biro 71, Domžale (1976) Kolja A u d i č , s sodelavci 1. A vtor in sodelavci: K olja Audič, dipl. ing. arh. Ju r ij S tare, dipl. mat. Tone K ralj, dipl. mat. 2. O rganizacija: BIRO 71 3. Naslov: L jub ljana, M estni trg 19 4. Naloga: V rednotenje in izbor param etrov bivalnega okolja 5. Izvleček: R aziskava p redstav lja nekaj postopkov v urbanistič­ nem p lan iran ju z računalniško metodo. V rednotenje odprtega in zaprtega prostora, ki tvo­ r ita bivalno okolje, tem elji na seminoloških katego­ rijah . Sporočilo kot funkcija bivalnega okolja je odvisna p rej od dojem anja dogodkov v prostoru kot njegove fizične oblike. Sprem em be v urbanem okolju smo uvedli v proces p lan iran ja z m etodam i sim ulacije, da bi ugotovili, kako urbanizem (koda) v p rostoru (referenca) ustva ri (sporočilo) boljše razm ere v bivalnem okolju. Raziskava obravnava vrednost bivalnega okolja na p rim eru naselja Domžale. D enotacija in konotacija elem entov zgrajenega prostora tem elji na funkcio­ nalnih , vizualnih, san ita rn ih in drugih k riterijih . P odatk i iz različnih opazovanj so računalniško ob­ delani in kategorizirani po pomenu. Semiološki p r i­ stop daje možnost v redno ten ja različnih pomenov istega prostora v sm islu organizacije dobrega b ival­ nega okolja. INFORMACIJE 23i Z A V O D A Z A R A Z I S K A V O M A T E R I A L A I N K O N S T R U K C I J V L J U B L J A N I LETO XXII - 9 SEPTEMBER 1981 Nov Karlovški most v Ljubljani — geološka zgradba podlage in težave pri temeljenju ( 2 . d e l ) TEŽAVE PRI TEMELJENJU MOSTU Izvajanje tem eljenja novega mostu je bilo na levem bregu zelo težavno in zahtevno. Večina težav je izvirala iz velike globine izkopov za pilote, ki je znašala od 34,5 m do 42,5 m, in nejasnih geoloških razm er, ki jih je bilo treba sproti raziskovati. Strojne naprave za izdelavo izkopov za pilote po sistemu Benoto imajo dobre učinke nekako do globine 25 m. Z večjo globino izkopa nad 25 m pa ti učinki znatno upadajo in se izdelava izkopa zelo upočasni. Zaradi velikih obremenitev pride tudi do pogostejših okvar na hidravličnih strojih. Lavi­ ran je (rotiranje) in izvlek 40 m dolge obložne ko­ lone je zaradi trenja z zemljino po obodu zelo težavno, saj doseže izvlečna sila kolone tudi do 100 t. K vartarne nanose se je kopalo z grabilcem. Perm okarbonsko podlago in podorne bloke pa je bi­ lo treba najprej razsekati in razrahljati s sekačem in šele nato izkopati z grabilcem. V večjih globinah od 30 m in v talni vodi tud i učinki dleta in gra- bilca zelo upadejo. P ri izdelavi izkopov za pilote je bila dose­ žena naj večja globina 42,5 m, ki predstavlja obe­ nem tudi največjo globino tem eljenja po sistemu Benoto v Sloveniji. Med izdelavo izkopov je zaradi velikih obre­ m enitev prišlo tudi do pretrganja obložne kolone na globini okoli 15 m, že pod nivojem talne vode. Da se je poškodbo odpravilo, je bilo treba v iz­ kopu za pilot znižati nivo podtalnice, nato pa v košari po vrvi spustiti varilca z varilnim aparatom, ki je spojil pretrgana dela obložne kolone. V izgotovljen izkop za pilot je bilo treba vlo­ žiti arm aturo. Teža 40 m dolge arm ature je bila precejšnja in se je že približevala kritični obre­ m enitvi ročice bagra, ki je bila dolga 22 m. Betoni­ ran je pilotov se je izvajalo v mrzlih zimskih m e­ secih in je bilo tudi zelo zahtevno. Za betoniranje 40 m globokega izkopa za pilot je bilo potrebno okoli 72 m3 betona, kar predstavlja 14—15 hrušk za 1 pilot. Iz betonarne se je dovažalo ogrevan beton, ki je zelo h itro vezal in ga je zato bilo treba zelo hitro vgrajevati. Med betoniranjem pilota je bilo treba tudi izvleči obložno kolono, kar je po­ menilo še dodatne težave. Od geoloških problemov bi najprej omenili razlikovanje med podornim i bloki in predkvartarno podlago, kar je bilo zaradi enake petrografske se­ stave težavno. Na prve podorne bloke, ki so dajali videz per- mokarbonske skalne podlage, smo naleteli že na glo­ bini okoli 25 m pod površino terena. Pojavil se je 4. P O D P O R A d o b a plastovit peščenjak, preperel, razpokan, rjave bar­ ve. Zaradi preperelosti, rjave barve in razpok, ki so bile zapolnjene z rdeče rjavo glino, smo sklepali, da je to skalni podor. Nadaljevali smo z izkopom ter po 3 m zopet prišli v hudourniške in potočne nanose. Podorni bloki v debelini okoli 7 m so prekrivali tudi permokarbonsko podlago. Na tem odseku je bi­ la potrebna tem eljita geološka sprem ljava in iden­ tifikacija izkopanega m ateriala, da ne bi izkopa za pilot prekm alu zaključili v še ne dovolj nosilnih plasteh in da ne bi bile prevelike razlike v globini tem eljenja sosednjih pilotov. Nejasne prim ere smo reševali s povrtavanjem dna izkopa za pilot do globine 10 m pod dnom izkopa. Raščeno permokarbonsko podlago (peščenjak, skrilavec) smo določali po sivo črni in črni barvi, ki dokazuje, da je kamenina še nepreperela. S preperevanjem se permokarbonske kamenine nam ­ reč obarvajo rumeno rjavo do rjavo in rdeče rjavo. To je pomembno, saj je izkopni m aterial v zdrob­ ljeni tektonski coni podoben kot v pobočnem grušču. Permokarbonska podlaga na področju 1. vrste pilotov (1. podpore) je tektonsko manj porušena. Pojavljata se kremenov peščenjak in peščen skri­ lavec, ki sta srednje razpokana. Zadoščale so glo­ bine tem eljenja od 1—2 m v raščeno skalno pod­ lago. Na področju 2. vrste pilotov (2. podpora) pa smo zadeli ravno v tektonsko cono. Permokarbonska podlaga se je začela s plastjo glinastega skrilavca debeline od 2 do okoli 8 m, ki je bil tektonsko zelo pregneten ali spremenjen v glino. Kose kame­ nine iz te plasti, ki jih je izkopal bager, je bilo možno ročno prelam ljati ali gnesti s prsti. Seveda je bilo treba izkop za pilot poglobiti skozi to neno- silno p last do nosilne podlage — tektonskih čeri razpokanega kremenovo-sljudnega peščenjaka. Za­ to smo posamezne pilote poglabljali v perm okar­ bonsko podlago od 2,5 do 11 m. Na desnem bregu prekopa, k je r sta 3. in 4. podpora mostu, pa je tem eljenje potekalo povsem brez težav in v skladu s predvidevanji. Piloti so globoki od 9,35 do 15,7 m in segajo od 4 do 8,5 m v preperelo permokarbonsko podlago. ZAKLJUČEK Geološka zgradba podlage terena v obrobju udom ih kotlin in na področju tektonskih dolin je lahko zelo pestra, tako po petrografski sestavi kot tudi prostorski razporeditvi posameznih plasti. Na m ajhnem prostoru se lahko lateralno in vertikalno prepletajo sedimenti različnega nastanka: jezerski, barjanski, rečni, potočni, hudourniški, pobočni grušč in skalni podori. Poleg zapletene tektonike nam geološko zgradbo podlage še dodatno popestrijo k ra­ ški pojavi v karbonatni skalni podlagi: vrtače, škrape, kaverne. Za ugotovitev prostorske razpore­ ditve posameznih plasti in drugih geoloških poja­ vov je potrebno večje število, zadostna globina in ustrezna razporeditev raziskovalnih vrtin. Koristno je, če vrtan je dopolnimo še z geofizikalnimi raziska­ vami, kot sta geoelektrika in refrakcijska seizmika. Te raziskave lahko mnogo doprinesejo k pravilni in terpretaciji geološke zgradbe podlage terena. Po­ trebno je predhodno dobro poznati tudi geološko zgradbo širšega področja. Posebno pozornost velja posvetiti geološki sprem ljavi raziskovalnega v rta ­ nja. Medtem ko lahko petrografsko sestavo kolikor toliko zadovoljivo ugotovimo, pa so težave pri ugo­ tav ljan ju izvora in prostorske razprostranjenosti posameznih plasti. Težko je ločiti npr. pobočni grušč od zelo razpokane iste kamenine. Jedro, ki ga p ri­ dobimo z raziskovalnim vrtanjem , je pri v rtanju razpokanih kam enin skoraj vedno zdrobljeno. Zato ni tako enostavno ugotoviti, ali smo z vrtino v pobočnem grušču ali v tektonski coni, ali pa v le malo razpokani skalni podlagi. Podoben prim er je lahko tudi pri v rtan ju v glini, k je r je treba ugotoviti, ali smo z raziskoval­ nim vrtanjem zadeli na obsežno glinasto plast ali pa le na ozko zapolnitev kraške vrtače. Zato lahko pravilno interpretacijo geoloških razm er v podlagi terena in izbiro optimalnega na­ čina tem eljenja objekta zagotovimo le z dobrim poznavanjem geoloških razm er širšega področja, s prim erno izbiro lokacij v rtin in podrobno geološko spremljavo raziskovalnega v rtan ja ter z ustrezno izbiro potrebnih geofizikalnih in laboratorijskih raziskav. Anton Dular, dipl. inž.