messtechnik kanal (ertl/kretschmer) - H81 Department Wasser ...
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Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Messtechnik in der Kanalbewirtschaftung<br />
Th. Ertl, F. Kretschmer<br />
Regenschreiber<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 1<br />
Schwimmer Wippe Waage<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 2
Wetterradar<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz 816.335 I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Holzmann<br />
Ertl 3<br />
Auflösung? Zugang? Archivmaterial?<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 4
Niederschlag - Messfehler<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Wind: 5 - 50 % pro Ereignis<br />
� Verdunstung bei beheizten Geräten: 20 - 40 %<br />
� Abheberungsfehler: bis 30 %<br />
� Schiefstellung der Wippe: bis 10 %<br />
� Aufstellungsort: Vandalensicher, keine Regen-Abschattung<br />
� Kalibrierung sh. Hochedlinger (2006)<br />
Niederschlag<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 5<br />
� Anzahl Geräte<br />
� Größe EZG, Topographie, Art der Regenverteilung<br />
� mind. 1 Regenschreiber je 3 bis 5 km²<br />
� Kosten der Geräte<br />
� ca. 10% des Kaufpreises als Miete pro Monat<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Regenwippe: ca. 1000,- Euro für 3 Monate inkl. Auf- und Abbau<br />
bzw. Wartung<br />
� Regenwaage:<br />
� DHI Weather Radar: Ankauf ca. 100.000,- Euro inkl. allem<br />
� Auflösung: 0,1mm/min (bei Wippe)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 6
Bsp. Standorte der Regenmesser<br />
� 5 Regenmesser (Wippen mit 0,1mm/min Auflösung)<br />
wurden entlang des Hauptsammlers im Abstand<br />
von 4 - 5 km “vandalensicher” installiert<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 7<br />
Regenereignisse während der Messkampagne<br />
Räumliche Verteilung über das gesamte EZG<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 8
Messtechnik – Durchfluss bei MWE<br />
� Randbedingungen:<br />
� Langzeiteinsätze im Rohabwasser<br />
� Spannweite des Messbereichs: Nachtminima der<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Trockenwetterabflüsse als auch Spitzenabflüsse bei Regenwetter<br />
� Drosselabfluss:<br />
� Bei Drosselstrecken:<br />
� Kombinierte Messwertaufnehmer: v durch Kreuzkorrelation (Nivus), Doppler-<br />
Ultraschall; H durch Druck, <strong>Wasser</strong>-US, Echolot;<br />
� n.e.: Radar: Vollfüllung, kl. DN?; mobiler MID: Verminderung DN, Rückstau<br />
� Bei Drosseleinrichtungen: MID (gefüllt), (Messgerinne: Spannweite)<br />
� Zulaufmenge: inkl. Höhe des <strong>Wasser</strong>spiegels am Beginn des Überlaufs<br />
� Kombinierte Messwertaufnehmer: v durch Kreuzkorrelation (Nivus), Doppler-<br />
Ultraschall, Radar<br />
(aus ÖWAV RB 38)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 9<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 10
Ultraschall Doppler<br />
� Hier mit Messung <strong>Wasser</strong>spiegel durch US-<strong>Wasser</strong> und<br />
separat mit US-Luft (Echolot) (Quelle: Nivus-Prospekt)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 11<br />
Durchflussmessung<br />
� Kombinierter Messwertaufnehmer („Maus“)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt
Ultraschall-Doppler- bzw.<br />
Ultraschall-Korrelations-Verfahren („Kanalmaus“)<br />
(ÖWAV RB 38)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Zur Umrechnung der gemessenen Geschwindigkeit bei veränderlichen<br />
<strong>Wasser</strong>ständen auf die mittlere Geschwindigkeit im Messquerschnitt müssen die<br />
Umrechnungsfaktoren als Funktion des <strong>Wasser</strong>stands für das jeweilige Profil bekannt<br />
sein.<br />
� Bei der Korrelation wird ein Geschwindigkeitsprofil über die Höhe gemessen.<br />
� Der Querschnitt des Messgerinnes muss jedenfalls nachgemessen werden.<br />
� Die Messwertaufnehmer, die als kombinierte Druck- und Geschwindigkeitssensoren<br />
ausgeführt sind, werden üblicherweise in der Abwasserströmung an der<br />
Gerinnesohle angeordnet.<br />
� Die Montage des Sensors sowie die Verlegung des Kabels müssen sehr sorgfältig<br />
(verzopfungsfrei) erfolgen.<br />
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Kalibrierfaktor (Haas, 2005)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Alle Messverfahren mit Ausnahme der Tracermessung basieren<br />
darauf, dass die durchflossene Fläche und eine darin herrschende<br />
Geschwindigkeit ermittelt werden. Das dabei auftretende Problem der<br />
Unkenntnis der gesuchten mittleren Geschwindigkeit wird durch den so<br />
genannten k-Faktor gelöst. Es handelt sich dabei um das Verhältnis<br />
der mittleren Geschwindigkeit zur gemessenen Geschwindigkeit<br />
� Dieser Faktor, welcher auch Kalibrierfaktor genannt wird, kann<br />
entweder über ein numerisches Modell oder empirisch über mehrere<br />
Messreihen ermittelt werden.<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 14
� Die Korrelation ist ein mathematisches Auswerteverfahren.<br />
� Bild- bzw. Echomuster werden letztendlich in Geschwindigkeit der<br />
Teilchen umgerechnet.<br />
Kreuzkorrelation<br />
Teufel (2004)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 15<br />
Kreuzkorrelation (Teufel, 2004)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Korrelation ist der „Vergleich“ zweier zeitversetzter Ultraschall – Aufnahmen.<br />
Voraussetzung für deren Anwendung ist, dass Streuer (Festkörper – Teilchen,<br />
Schwebstoffe oder Gaseinschlüsse) im <strong>Wasser</strong> vorhanden sind. Diese werden mit<br />
einem Ultraschall Impuls unter einem definierten Winkel abgescannt und deren Echo<br />
als Bild- bzw. Echomuster gespeichert.<br />
� Aus der Laufzeit der Pulse, bzw. der Echos dieser Pulse lässt sich – wie beim Puls –<br />
Dopplerverfahren – eine ortsaufgelöste Messung realisieren. Im Millisekundenbereich<br />
folgt ein zweiter Scan, dessen Echomuster ebenfalls gespeichert wird.<br />
� Durch eine Laufzeitbestimmung wird sichergestellt, dass im gleichen Zeit/Ortsfenster<br />
gemessen wird. Die Korrelation der beiden gespeicherten Signale erlaubt die<br />
Bestimmung einer zeitlichen Verschiebung, die unter Berücksichtigung des<br />
Einstrahlwinkels und der Pulswiederholrate direkt in die Fließgeschwindigkeit des<br />
<strong>Wasser</strong>s umgerechnet wird.<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 16
Radarmessung<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Geschwindigkeit durch Radar, Höhe durch US<br />
� Zur Umrechnung der gemessenen Oberflächengeschwindigkeit bei veränderlichen<br />
<strong>Wasser</strong>ständen auf die mittlere Geschwindigkeit im Messquerschnitt müssen die<br />
Umrechnungsfaktoren als Funktion des <strong>Wasser</strong>stands für das jeweilige Profil bekannt<br />
sein.<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 17<br />
Radarmessung (ÖWAV RB 38)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Radarmessung, Geschwindigkeitsmessung über Signallaufzeit<br />
� Das Messprinzip basiert auf einem Radarstrahl, der auf eine sich bewegende<br />
Flüssigkeitsoberfläche gesendet wird. Das rückgestreute Signal wird auf<br />
Dopplerverschiebung analysiert, welche ein direktes Maß für die Geschwindigkeit<br />
darstellt.<br />
� • Einsatzbereich: alle Arten von Wässern, fließfähige Schlämme<br />
� • Messparameter: Fließgeschwindigkeit und Höhe<br />
� • Typischer Messbereich: 0,2–6 m/s<br />
� • Garantie-Fehlergrenzen: ca. 0,5 % vom Messwert des Durchflusses<br />
� VORTEILE: berührungslos, Installation außerhalb des Mediums, keine Einbauten<br />
erforderlich<br />
� NACHTEILE: Beeinflussung durch Wind, Regen und Sonneneinstrahlung<br />
(bevorzugter Einbau in Schachtbauwerken), keine Erkennung der<br />
Fließrichtungsumkehr<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 18
Magnetisch Induktive Durchflussmessung<br />
� Mobiler MID<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl<br />
Fehlergrenzen (ÖWAV RB 38)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Die „Garantiefehlergrenzen“ (je nach Verfahren bis zu 5 %) sind i. Allg. in der Praxis<br />
nicht erreichbar und die tatsächlichen Fehlergrenzen („Verkehrsfehler“) können ein<br />
Vielfaches der Garantiefehlergrenzen betragen. Dabei sind vor allem folgende<br />
Faktoren zu berücksichtigen:<br />
� Einbaubedingungen und hydraulische Randbedingungen: Mangelnde<br />
Qualität bei Planung und Ausführung der Messeinrichtungen kann hohe<br />
Verkehrsfehler im Betrieb verursachen<br />
� Betrieb und Wartung der Messeinrichtung: Durch mangelnde Wartung können<br />
vor allem Ablagerungen im Messquerschnitt zu hohen Verkehrsfehlern führen<br />
� Zeitliche Komponente: Hohe Verkehrsfehler können bei kurzfristig<br />
schwankenden Durchflüssen auftreten und dürfen nicht auf längerfristige<br />
Messungen (Tages-, Wochen- Monatswerte) hochgerechnet werden.<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 20
Praxis-Vergleich Messtechnik (Sévar et al., 2004)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 21<br />
<strong>Wasser</strong>spiegelhöhe an der<br />
Überlaufschwelle<br />
� Wehrkante<br />
� Vermessung mit Nivellement<br />
� Messtechnik<br />
� Ultraschall Luft (Echolot)<br />
� Ultraschall <strong>Wasser</strong><br />
� Einperlung (Druckluft)<br />
� Drucksonde<br />
� Radar<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 22
Quellen: Messtechnik<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Haas, G. (2005) Vergleich und Kalibration von unterschiedlichen<br />
Durchflussmessmethoden. Diplomarbeit TU Graz<br />
� Hochedlinger, M. et al. (2006) CSO Modelling Considering Moving Storms and<br />
Tipping Bucket Gauge Failures. SOM06 Conf. proceedings. BOKU Vienna.<br />
� Nivus (2008) Firmen-Prospekt. www.nivus.de<br />
� ÖWAV (2007) RB 38 Überprüfung stationärer Durchflussmesseinrichtungen auf<br />
Abwasserreinigungsanlagen.<br />
� Sévar et al. (2004) Geschwindigkeits-Radar-Durchflusssensoren im Abwasser<strong>kanal</strong>.<br />
Seminar Durchflussmessung TU München<br />
� Teufel, M. (2004) Doppler – Verfahren, Pulsdoppler und Kreuzkorrelation bei<br />
Ultraschallmessungen. Seminar Durchflussmessung TU München<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 23
Auswahl der Mess-Stelle<br />
Einbau und Wartung<br />
Datenauswertung<br />
Florian Kretschmer<br />
Thomas Ertl<br />
BOKU Wien<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>, Atmosphäre und Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 1<br />
Auswahl der Mess-Stelle<br />
Einbau und Wartung<br />
Datenauswertung<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 2
Kriterien zur Messstellenauswahl<br />
(DWA - M 181)<br />
Grundsätzlich müssen folgende Forderungen von der<br />
Messstelle erfüllt werden:<br />
• Repräsentativität für die Durchflüsse im Sinne der<br />
Zielsetzung,<br />
• Einhalten der Entwurfskriterien für das gewählte<br />
Durchflussmessverfahren,<br />
• ausreichendes Platzangebot insbesondere für die<br />
Längenentwicklung des Messbauwerks,<br />
• Zugänglichkeit zur Messstelle und ihrer Einrichtungen,<br />
• ggf. Schutz der Messstelle vor Manipulationen<br />
Unbefugter oder Vandalismus.<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 3<br />
• Mess-Stellen-Konzeption<br />
• Mess-Stellen-Besichtigung<br />
• Auswahl der Mess-Stelle<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 4
• Mess-Stellen-Konzeption<br />
– Ziel der Messkampagne<br />
• Art der Messung (Q, h, NS)<br />
• Messtechnik<br />
• Anzahl der Mess-Stellen<br />
– Theoretische Standortfindung<br />
• Lageplan (Einzugsgebiet)<br />
• Detailplan (Sonderbauwerke)<br />
• Hydrologische Modelle<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 5<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 6
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 7<br />
MH-RÜ1<br />
MH-RÜ2<br />
SO-RÜ4/5<br />
SO-RÜ4u6<br />
SO-RÜ4v1<br />
VS-SORÜ5<br />
VS-SORÜ17<br />
VS-SORÜ20<br />
VS-SORÜ21<br />
VS-FERÜ1<br />
VS-FERÜ19<br />
VS-WSRÜ11<br />
VS-WSRÜ30<br />
WS-RÜ3<br />
VS-WSRÜ37<br />
WS-RÜ4<br />
VS-WSRÜ45<br />
WS-RÜ1<br />
PI-RÜ5<br />
PI-RÜ2<br />
VS-PIRÜ39<br />
VS-PIRÜ43<br />
PI-RÜ6<br />
VS-PIRÜ59<br />
PI-RÜ7<br />
PI-RÜ8<br />
PI-RÜ9<br />
VS-WARÜ0<br />
WA-RÜ1<br />
WA-RÜ2<br />
VS-WARÜ1<br />
VS-WARÜ2<br />
WA-RÜ3<br />
VS-WARÜ3<br />
WA-RÜ4<br />
VS-WARÜ4<br />
WA-RÜ6<br />
WA-RÜ5<br />
VS-WARÜ5<br />
VS-WARÜ6<br />
VS-WARÜ7<br />
vorgelagert lokal entlastet/frei<br />
-100 0 100 200 300 400<br />
Abfluss [l/s]<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 8
• Mess-Stellenbesichtigung<br />
– Einbindung des Kanalbetreibers<br />
• Betriebliche Besonderheiten<br />
– Praktische Eignung des Standortes<br />
• Gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil<br />
• Regelmäßigkeit des Profils<br />
• oberstromige Krümmungen, Zusammenflüsse<br />
• Ablagerungen<br />
• Abflusstiefe<br />
• Verkehr<br />
• Zugängigkeit<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 9<br />
Quelle: Nivus GmbH (2004)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 10
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 11<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 12
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 13<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 14
• Mess-Stellen-Besichtigung<br />
– Regenschreiber<br />
• freie Flächen (Regenschatten)<br />
• Vandalismus<br />
• Öffentliche Flächen (Ansprechperson, Information)<br />
– Protokoll<br />
• Mess-Stellenname, Adresse (Plan)<br />
• Art der Messung, Gerät<br />
• Profil, Dimension<br />
• Zugängigkeit (Verkehr, Steigeisen)<br />
• Fotos (Einbau, Umgebung)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 15<br />
�Auswahl der Mess-Stellen<br />
�Messkampagne - Vergabe<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 16
Messkampagne (Vergabe)<br />
• Anzahl Geräte (Messstellen) und Kosten<br />
abschätzen<br />
• Kontakt mit Firmen<br />
• (Abklärung BVergG), Verhandlungsverfahren<br />
• Besprechung des Messzieles, Diskussion<br />
Messkonzept<br />
– Zeitraum, Dauer<br />
– Messtechnik<br />
– Ex-Schutz<br />
– Wartung � Sicherheit der Datenerfassung<br />
• zB 95% der Zeit glztg. alle Messgerätestellen in Funktion<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 17<br />
Vertragspunkte (mit Dienstleister)<br />
• Vorbesichtigung:<br />
• Auswahl und Vorbesichtigung der Messstellen,<br />
sowie die Beurteilung der hydraulischen Gegebenheiten.<br />
• Sicherer Einstieg (� sh. Befahren von Behältern,<br />
Koordination)<br />
• Geräte<br />
– Anzahl und Art, Erfassbare Messwerte (H, v, Q, T), Ex-Schutz<br />
– Messintervall, Datenspeicherung, Stromversorgung<br />
– Anlieferung und Einbau, Vor-Ort Kalibrierung (Abgleich) mit<br />
Gerät XY, Zuschläge bei erschwerten Bedingungen<br />
– Ausbau, Reinigung, Versicherung<br />
• Datenübergabe: Art der Daten-Aufbereitung,<br />
Plausibilitätsprüfung, Zeitpunkt festsetzen, Pönale<br />
• Vorreinigung des Kanals<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 18
Auswahl der Mess-Stelle<br />
Einbau und Wartung<br />
Datenauswertung<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 19<br />
• Geräteeinbau<br />
• Gerätewartung<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 20
• Geräteeinbau<br />
– Funktionsüberprüfung der Sensoren,<br />
Logger und Akkus im Labor<br />
– Reinigung der Kanalisation<br />
– Sensorkabel außerhalb der Strömung<br />
– Sensor oberstrom installieren<br />
– Datenlogger geschützt vor höheren<br />
<strong>Wasser</strong>ständen<br />
– Aufmass (Standard-, Sonderprofil)<br />
– Markierung des Deckels, Fotos<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 21<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 22
Einbausituation<br />
Einbausituation<br />
Meßsensor<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 23<br />
Spannvorrichtung<br />
Meßsensor<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 24
Doppler-Ultraschall-Gerät am Ende der Drosselstrecke<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 25<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 26
Zwangsanstau (Teufel, 2004)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 27<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 28
• Gerätewartung<br />
– Wartungs- und Ausleseintervall 14 Tage<br />
– Funktion des Geräts prüfen<br />
– Batterien- bzw. Akkutausch<br />
– Daten auslesen und prüfen (vor Ort<br />
Plausibilitätsprüfung)<br />
– Ablagerungen entfernen<br />
– <strong>Wasser</strong>stand händisch nachmessen<br />
– gegebenenfalls Verlegen der Mess-Stelle<br />
(Rauschen, Rückstau)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 29<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 30
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 31<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 32
• Gerätewartung<br />
– Kalibrierung der Durchflussmess-Stellen<br />
– Problem: US-Doppler-Sensoren messen<br />
Geschwindigkeit des stärksten Signals<br />
– Ermittlung der mittleren Geschwindigkeit zur<br />
Berechnung des Durchflusses<br />
– Geschwindigkeitsvergleichsmessung<br />
(Vielpunktmessung mit Handsonden, mobiler<br />
MID, Ultraschall Mustererkennung, etc.)<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 33<br />
Auswahl der Mess-Stelle<br />
Einbau und Wartung<br />
Datenauswertung<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 34
• Datenauswertung<br />
– Plausibilitätsprüfung vor Ort<br />
– Auslesen und Auswerten möglichst zeitnahe<br />
– Datenaufbereitung im Büro<br />
• Identifikation und Elimination von Ausreißern<br />
• Schließen von Messlücken (Wartungsarbeiten)<br />
• gemessene Werte - theoretische Abflusskurven<br />
• Korrektur von Driften<br />
• Kalibrierung auf mittlere Geschwindigkeit<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 35<br />
• Datenauswertung<br />
– Datenverwaltungs- bzw. Auswertesoftware<br />
• Schnittstelle zur Modellierung<br />
– Trocken- und Regenwetterdaten<br />
• Regenwetterauswertung<br />
• Trockenwetterauswertung<br />
– Fremdwasser<br />
– Mischwasserentlastungen<br />
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• Regenwetterauswertung<br />
– Regendaten Grundlage der Modellkalibrierung<br />
– Auswertung der gemessene Niederschläge<br />
und Abflüsse zur Bestimmung der abflusswirksamen<br />
Flächen<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 37<br />
Aufgetretene Niederschlagsereignisse während der Messkampagne<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 38
mm / Tag<br />
70,00<br />
60,00<br />
50,00<br />
40,00<br />
30,00<br />
20,00<br />
10,00<br />
0<br />
7.3.2005<br />
21.3.2005<br />
4.4.2005<br />
Niederschlag / Tag<br />
18.4.2005<br />
2.5.2005<br />
Niederschlagsereignisse in der Messperiode (Mittelwert der fünf Regenschreiber)<br />
16.5.2005<br />
Zeit<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 39<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 40<br />
30.5.2005<br />
13.6.2005<br />
27.6.2005<br />
11.7.2005
Regenwetterganglinie<br />
Direktabflussvolumen<br />
Abflussganglinie abzüglich konstantem Trockenwetterabfluss – Ermittlung der abflusswirksamen<br />
Flächen<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 41<br />
• Trockenwetterauswertung<br />
– Niederschlagsdaten (Regenschreiber)<br />
– Identifizierung der Trockenwettertage<br />
– Darstellung von Tages-, mittlere Wochen- und<br />
Monatsganglinien<br />
– Unplausibilitäten und Besonderheiten<br />
– Ermittlung der Grundlast im Kanal bei<br />
Trockenwetter<br />
– Ermittlung von Trockenwetter-, Schmutzwasser-<br />
und Fremdwasserabfluss an den<br />
Mess-Stellen<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 42
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 43<br />
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Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 45<br />
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• Fremdwasser<br />
– Quantitative Verfahren<br />
• Trinkwasserproduktion, Trinkwasserverbrauch,<br />
• Schmutz- und Abwasseranfall<br />
• Chemische Verfahren<br />
– Qualitative Verfahren<br />
• Visuelle Verfahren (TV-Inspektion)<br />
• Aussagen anhand von Pegel-, Grundwasserständen<br />
und Regenschreiberdaten in Verbindung<br />
mit Abflussganglinien<br />
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Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Florian Kretschmer, Thomas Ertl 48
• Mischwasserentlastungen<br />
– Messdaten als Grundlage der Modellkalibrierung<br />
– Überprüfung der Zusammenhänge zwischen<br />
Abfluss, Geschwindigkeit und <strong>Wasser</strong>stand<br />
– Überprüfung der Zusammenhänge zwischen<br />
Niederschlag und steigendem Abfluss<br />
– Kontrolle der Zu- und Abläufe der Entlastungsbauwerke<br />
– Einfluss der Niederschläge auf das Gesamt-<br />
System und auf einzelne Entlastungen<br />
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Entlastungsereignis<br />
Zu- und Ablauf einer Entlastung während eines Niederschlagsereignisses<br />
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<strong>Wasser</strong>spiegel, Geschwindigkeit und Wehrhöhe in MWE während eines Regenereignisses<br />
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Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Messkampagne – Sicherheit & Gesundheit<br />
Th. Ertl, F. Kretschmer<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 1<br />
Messkampagne – Sicherheit & Gesundheit<br />
INHALT:<br />
� ASchG (Schutz von Personen)<br />
� Befahren von Behältern<br />
� Sicherheit im Umgang mit Fremdfirmen<br />
� ATEX (Hersteller / Verwender) � Messgeräte<br />
� Kategorisierung / Zonierung<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 2
Einführung<br />
„Befahren von Behältern“<br />
� Unter „Befahren“ ist der Einstieg, Aufenthalt und<br />
Ausstieg von „eng umschlossenen Behältern“<br />
(i.u.F. unterirdischen Bauwerken der Kanalisation)<br />
zu verstehen.<br />
� Es gelten:<br />
� ArbeitnehmerInnenschutzgesetz<br />
ASchG, BGBl. Nr. 450/1994<br />
� Allgemeine Arbeitnehmerschutzverordnung<br />
(hat durch ASchG Status “Gesetz”)<br />
AAV – BGBl. Nr. 218/1983<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 3<br />
ÖWAV-Merkblatt Sicherheitsausrüstung<br />
� [Vorbemerkung zur Tabelle auf folgenden Seiten. ]<br />
1. Beim Befahren einer Kanalisationsanlage (Schächte,<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Pumpwerke, Mischwasserüberlaufbecken,...) muss mindestens<br />
eine zweite unterwiesene Aufsichtsperson über Tage zur<br />
Sicherung der mit der Bergeeinrichtung gesicherten Person ständig<br />
anwesend sein.<br />
2. Vor jeder Befahrung ist von einem Berechtigten (Anordnungsbefugter<br />
zB Vorgesetzter mit fachliche Kenntnissen und Erfahrung) ein<br />
Befahrerlaubnisschein BES gemäß AAV – BGBl. Nr. 218/1983 in der<br />
letztgültigen Fassung gemäß ASchG, BGBl. Nr. 450/1994 auszustellen<br />
und vor Ort anzuwenden (als Checkliste, sh. ÖWAV Arbeitsbehelf 24).<br />
3. Für Kanalarbeiten auf Verkehrsflächen ist eine Absicherung des<br />
Arbeitsbereiches und das Tragen von Warnkleidung erforderlich,<br />
ebenso muss die strassenpolizeiliche Bewilligung vorhanden sein.<br />
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#<br />
1 Arbeitskleidung<br />
Sicherheitstechnische Ausrüstung Check PSA<br />
Arbeitsanzug X<br />
Arbeitshandschuhe feuchtigkeitsdicht X<br />
Gummihandschuhe X<br />
Latex - Handschuhe X<br />
pro<br />
Fahrzeug<br />
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<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Lagerbehälter für Handschuhe (Teilung für rein und unrein) X<br />
2 Schutzkleidung<br />
Schutzhelm mit Kinnriemen oder Anstosskappe X<br />
Schutzjacke (gummiert) X<br />
Sicherheitsstiefel (hoch) (Stahlkappe, wasserdicht, durchtrittsicher) X<br />
Schutzbrille gegen Spritzen X<br />
Warnkleidung (Weste oder Anzug) X<br />
3 Bergeeinrichtung / Auffangsystem<br />
#<br />
Höhensicherungsgerät: Dreibein oder Anschlageinrichtung mit<br />
Fallbremse und Rettungshubeinrichtung (Personenwinde)<br />
Auffanggurt: Rettungshose mit integriertem Auffanggurt bzw. extra<br />
Sicherheitsgeschirr<br />
4 Erste Hilfe Ausrüstung<br />
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X<br />
X<br />
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<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Erste Hilfe Koffer (Type I bis zu 5 Personen) X<br />
Augenduschflasche (Kontrolle des Ablaufdatums) X<br />
5 Schutz der Atmung<br />
Gaswarngerät (Ex-Ox-Tox-Tox) CH4, O2, H2S, CO2) X<br />
6 Hilfsmittel / Werkzeug<br />
Sicherheitstechnische A usrüstung C heck PSA<br />
pro<br />
Fahrzeug<br />
Deckelheber bzw. umgeformter Krampen oder Hebeeinrichtung X<br />
Kommunikationsmittel (Funk, Handy)<br />
[darf nur in ex-geschützter Ausführung in Schacht eingebracht werden]<br />
X<br />
Ex-Leuchte X<br />
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Einsatz von Fremdfirmen<br />
� Auszug Musterdienstanweisung Rbl.36:<br />
� III.2 Einsatz von Fremdfirmen<br />
� „Bei der Vergabe von Leistungen an Fremdfirmen ist in die<br />
Vertragsbedingungen die Verpflichtung zur Einhaltung der<br />
Schutzvorschriften und der für diese Leistungen relevanten<br />
Bestimmungen der Dienstanweisung aufzunehmen. Sofern<br />
es die Verhältnisse erfordern, ist die Fremdfirma vor dem<br />
Ausführungsbeginn über die örtlichen Gefährdungen und<br />
Belastungen durch den jeweils Verantwortlichen [Anm.: des<br />
Betreibers] zu informieren. Über die Unterweisung hat der<br />
Verantwortliche einen schriftlichen Vermerk anzufertigen<br />
(Beilage 7).“<br />
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<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
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Beilage 7 Einsatz von Fremdfirmen (zu Kap. III.2)<br />
� Allgemeines<br />
� Datum: Einsatz von : bis:<br />
� Bereich/Arbeitsplatz/Ort:<br />
� Verantwortlicher: Fremdfirma/Institution:<br />
� Inhalte der Unterweisung:<br />
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<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Aufklärung über Gefahren und Belastungen vor Ort/am Arbeitsplatz (u.a. Ex-Bereiche,<br />
offene <strong>Wasser</strong>fläche, bewegliche Maschinenteile, Lärmbereich, umschlossene<br />
Räume, Schächte, Strom, Säuren/Laugen)<br />
� Einhaltung der Sicherheitsvorkehrungen/-anweisungen (u.a. Gerüste, Seilsicherung,<br />
Atem-schutzgerät, Gehörschutz, Beachtung von Warn-/Verbotsschildern)<br />
� Gefährdungen auf der Kläranlage<br />
� Gefährdungen in der Kanalisation<br />
� ......................................................................................................................<br />
� Bestätigung:<br />
� Über die o.g. Themen wurde ich unterwiesen<br />
� Datum Unterschrift Fremdfirma<br />
� Datum Unterschrift Verantwortlicher<br />
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Koordinationspflicht nach ASchG §8<br />
� Auszug aus Manuskript von Ing. Klaus Kopia<br />
zum VÖEB-ÖWAV-Dichtheitsprüfungskurs (2003):<br />
� „Koordination (2 Arbeitnehmer von 2 Arbeitgeber)<br />
� Werden in einer Arbeitsstätte mehrere Arbeitnehmer von<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
mehreren Arbeitgebern tätig, so haben deren Arbeitgeber (auch<br />
Auftraggeber) die Koordination hinsichtlich Sicherheit und<br />
Gesundheitsschutz durchzuführen. Damit wird gewährleistet,<br />
dass sich Arbeitende nicht gegenseitig gefährden, verletzen oder<br />
töten.<br />
� „Betriebsfremde“:<br />
� Bei Betriebsfremden (Handwerker, Besucher, Schüler,<br />
Fäkalübernahme) ist besondere Sorgfalt angebracht, da im<br />
Schadensfall bereits einfache Fahrlässigkeit zu einer rechtlichen<br />
Verfolgung führen kann.“<br />
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Sicherheitsnachweis<br />
2 Arbeitnehmer von 1 Arbeitgeber<br />
Fahrzeugführer<br />
Unterwiesener<br />
"Befahrer"<br />
Arbeitnehmer<br />
Geschäftsführer<br />
od. Vorarbeiter<br />
Vorgesetzter<br />
Arbeitgeber<br />
Beifahrer<br />
Unterwiesener<br />
"Sicherungsperson"<br />
Arbeitnehmer<br />
� Anforderung bei Befahren: ASchG §4 Evaluierung,<br />
ASchG §61/6 "Alleinearbeit“, ASchG §26 Erste Hilfe<br />
AAV §§ 59 und 60 Behälter und eng umschlossene Räume etc.<br />
sowie<br />
AAV § 59/9 jederzeitige Bergemöglichkeit ohne Fremde Hilfe<br />
� Beide Personen unterwiesen<br />
� Befahrerlaubnisschein mit<br />
Kanalunternehmen akkordiert<br />
� Verwendung der PSA<br />
2 Arbeitnehmer von 2 Arbeitgebern<br />
Geschäftsführer<br />
od. Vorarbeiter<br />
Vorgesetzter<br />
Arbeitgeber<br />
Fahrzeugführer<br />
Unterwiesener<br />
"Befahrer"<br />
Arbeitnehmer<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
Betriebsleiter<br />
Kommune/ AWV<br />
Vorgesetzter<br />
Arbeitgeber<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Betriebspersonal<br />
Unterwiesener<br />
"Sicherungsperson"<br />
Arbeitnehmer<br />
� Prinzip: Ersatzperson (von Betreiber)<br />
muss die gleiche Sicherheit<br />
gewährleisten<br />
� --> ASchG §8 - Koordination der<br />
Arbeitgeber: mit schriftlichem Nachweis<br />
und mit Befahrerlaubnisschein<br />
nachvollziehbar zu machen!<br />
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Messgeräte und Sicherheit<br />
� ATEX Atmosphères Explosibles = explosionsfähige Atmosphären<br />
� EU: 2 Richtlinien<br />
� Hersteller: ATEX 95, RL 94/9/EG, Maschinen – RL<br />
� Verwender, Betreiber: ATEX 137, RL 1999/92/EG, AN-Schutz – RL<br />
Umsetzung in Ö:<br />
� Verwender und Betreiber: (ASchg), VEXAT ( - 1.7.2006)<br />
� Erfordernis: Ex-Schutz Dokument, Zonierung<br />
� Kanalisation: meist Zone 2 (selten, kurz: ex-fähige Atm.)<br />
� Hersteller: (GewO – MSV), ExSV 1996 (- 30.6.2003)<br />
� Kategorisierung: Kategorie 3 (für Zone 2 erforderlich)<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz I Univ.Ass. DI Dr. Thomas Ertl 11<br />
Literatur: Sicherheit und Gesundheit<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
<strong>Department</strong> für<br />
<strong>Wasser</strong>-Atmosphäre-Umwelt<br />
� Ertl, Th., Kopia, K. und G. Gangl (2006) Umgang mit Fremdfirmen aus<br />
sicherheitstechnischer Sicht. KanMan06 Seminar.<br />
� Kopia, K. (2006) Arbeitsbehelf 36 Explosionsschutzdokument<br />
für Abwasseranlagen. Vortrag beim VEXAT Seminar 30.5.06<br />
� ÖWAV (2003) RB 36 Dienstanweisung für das Betriebspersonal von<br />
Abwasserbehandlungsanlagen<br />
� ÖWAV Merkblatt Sicherheitsausrüstung. Gratis-Download unter<br />
www.oewav.at<br />
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