Über die Rohrnetzberechnung Abwasser
Erklärt das Konzept der Rohrnetzberechnung Abwasser.
Erfassung der Netzgeometrie und der Bauteile
Vor der Berechnung wird das Rohrnetz in allen Einzelheiten aus der Zeichnung erfasst. Dies geschieht automatisch beim Klick auf Berechnen. Dabei werden nur Bauteile der Layer erfasst, die im Dialog Einstellungen für die Bauteilerfassung ausgewählt wurden.
Zur Analyse der Geometrie des Rohrnetzes werden zunächst die Teilstrecken ermittelt. Teilstrecken im Rohrnetz werden immer von T-Stücken oder von Bauteilen begrenzt, an denen die Rohrdimension wechselt (z. B. Reduzierstücke).
Anschließend sucht das Programm nach einem Startbauteil des Rohrnetzes. Dieses besteht beispielsweise aus einem Kanalanschluss oder einem Teilnetzende.
Ausgehend davon werden die Fließwege im Rohrnetz ermittelt. Die Fließwege führen immer vom Startbauteil zu einem Entwässerungsgegenstand, einer Regenwassereinspeisung, einem Teilnetzstart oder Abschluss (Entlüfter). Somit enthält ein normales Abwasserrohrnetz immer so viele Fließwege, wie Endbauteile gezeichnet sind.
Berechnungsgang Freispiegelentwässerung
Vor der Berechnung des Rohrnetzes können Sie einige Parameter im Dialog Einstellungen festlegen, z. B. Mindestgefälle für verschiedene Leitungstypen oder Regenspendedaten.
Zu Beginn der Rohrnetzberechnung ermittelt das Programm die Schmutz- und Regenwasserabflüsse im Netz aus den Einstellungen der Entwässerungsgegenstände und Regenwassereinspeisungen. Diese hängen vom gewählten Gebäudetyp bzw. von der Abflusskennzahl ab, die entweder global für alle Teilstrecken in den Einstellungen eingestellt wurde, oder die an den einzelnen Teilstrecken individuell vergeben wurde.
Die so ermittelten Abflüsse sind Grundlage für die Bemessung der Fall-, Sammel- und Grundleitungen. Einzel- und Sammelanschlussleitungen werden dagegen grundsätzlich nur nach den Tabellen 5 und 9 der DIN EN 12056-2 dimensioniert.
Wurden für einzelne Teilstrecken noch keine Gefälleangaben gemacht, so werden diese mit Mindestgefälle ausgelegt. Ebenso verhält es sich, wenn ein Gefälle kleiner als das Mindestgefälle ist und die Checkbox Wenn gezeichnete Gefälle zu klein, Mindestgefälle einsetzen im Dialog Einstellungen aktiviert ist. Ist diese Checkbox deaktiviert, wird die Dimension der Teilstrecke solange erhöht, bis die hydraulische Leistung erbracht wird.
Eine Festlegung der Dimension einer Sammel- oder Grundleitung führt immer zu einer Neuberechnung des Gefälles der Leitung. Fallleitungen werden immer so berechnet wie eine liegende Leitung mit Mindestgefälle.
Der Füllgrad der Leitungen für die Dimensionierung beträgt normalerweise 0,5 für Schmutzwassergrund- und -sammelleitungen und 0,7 für Regen- und Mischwassergrund- und -sammelleitungen. Der Füllgrad kann ggf. für Grundleitungen außerhalb von Gebäuden auf 0,7 bzw. 1,0 erhöht werden. Aktivieren Sie dazu im Dialog Einstellungen eine der Checkboxen Grundleitungen hinter Hebeanlagen mit erhöhtem Füllgrad oder Grundleitungen hinter offenem Schacht mit erhöhtem Füllgrad. Es erfolgt eine Bemessung nach DIN EN 12056-2 für alle Teilstrecken, die als Grundleitungen außerhalb des Gebäudes eingestellt wurden.
Das Programm erstellt darüber hinaus keine hydraulischen Nachweise oder Überprüfungen auf Vollfüllung.
Berechnungsgang Druckentwässerung
Vor der Berechnung des Rohrnetzes können Sie einige Parameter im Dialog Einstellungen festlegen.
Wenn die Checkbox hydraulisches Gleichgewicht deaktiviert ist, wird das Rohrnetz nach dem verfügbarem Druck dimensioniert, soweit die Teilstrecken nicht in der Dimension festgesetzt sind. Der Algorithmus dimensioniert das Rohrnetz nach einem verfügbarem R-Wert und variiert Teilstrecken bis ein dpRest kleiner +/- 100 mbar erreicht wird. Wenn dieses Ziel erreicht ist, gilt die hydraulische Belastung nach DIN 1986-100 als nachgewiesen. Es kann durchaus vorkommen, dass ein dpRest kleiner +/-100 mbar nicht eingehalten werden kann.
Die Gründe dafür können vielfältig sein:
- zu geringe- oder eingeschränkte Auswahl an Rohrdimensionen
- zu geringer Volumenstrom je Fließweg/ zu große Anzahl Dachabläufe
- zu starke Längenasymmetrie zwischen längstem und kürzestem Fließweg
- zu geringe Längen der Einzelanschlussleitungen, etc.
Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass die Fließwege bei der Konstruktion nicht zu unterschiedliche Längen haben und die Einzelanschlussleitungen nicht zu kurz sind. Weiterhin muss darauf geachtet werden, dass die Abläufe nicht zu gering belastet werden. Orientieren Sie sich ggf. an dem Auslegungsvorschlag des Dachablaufassistenten.
Wenn sich das Netz topografisch nicht weiter verändern lässt und keine Lösung unterhalb der 100 mbar Schranke zu finden ist, kann das Rohrnetz festgesetzt und vollständig abgeglichen werden, somit hat man grundsätzlich die Möglichkeit auf zwei Wegen das Auslegungsziel zu erreichen.
Aufgrund der Fehlerdruckdifferenz dpRest ergeben sich automatisch Abweichungen zwischen der statischen Druckberechnung entlang von gemeinsamen Punkten des Stromfadens der Fließwege. Nur bei dem vollständigen hydraulischen Abgleich kann dieser als gleich und damit richtig gewertet werden, siehe auch Kommentar zur EN 12056-3. Bei der Dimensionierung ist der statische Druckverlauf entlang der Fließwege nur als grobe Näherung zu betrachten.
Simulation Druckentwässerung
Wenn die Checkbox hydraulisches Gleichgewicht aktiviert wird, wird die Berechnung sofort ausgeführt. Dabei wird im ersten Schritt dimensioniert und im zweiten Schritt eine Korrektur der Volumenströme vorgenommen, bis das resultierende dpRest verschwindet. Dadurch erhält man ein vollständig abgeglichenes System. Wenn alle Dimensionen der Anlage festgesetzt sind, wird der Dimensionierungsschritt übersprungen und sofort mit der Volumenstromanalyse begonnen.
Das Rohrnetz gilt für Bestandsnetze als zugelassen, wenn der Ist-Volumenstrom mindestens 95% vom Soll-Volumenstrom erreicht. Bei Neuanlagen müssen mindestens 100% vom Soll-Volumenstrom erreicht werden.
Die DIN 1986-100 fordert die Erfüllung der Anlaufbedingung: Dabei darf ein bestimmter Rohrinnendurchmesser nicht überschritten werden. Anderenfalls kann das „Zuschlagen“ der Fallleitung – und somit der bestimmungsgemäße Betrieb – nicht gewährleistet werden.
Wenn alle Dimensionen der Anlage festgesetzt sind, wird automatisch die Checkbox hydraulisches Gleichgewicht aktiviert . Somit kann auch für Anlagen im Bestand ein hydraulischer Nachweis geführt werden. Ein weiterer Anwendungsfall wäre die „Optimierung“ des Rohrnetzes nach benutzerdefinierten Randbedingungen.
Der vollständige Abgleich wird ausdrücklich empfohlen (siehe Kommentar EN 12056-3), da es einen besseren Aufschluss über die Volumenstromverteilung gibt und keine Abweichungen im statischen Druckverlauf der Fließwege erlaubt. Das Dimensionierungsverfahren allein wurde für die schnelle handschriftliche Berechnung von Druckentwässerungssystem und somit für die Vordimensionierung von Druckentwässerungsanlagen konzipiert.