Rohrnetzberechnung in der Wasserversorgung

Wasser ist die Lebensgrundlage für uns alle und eine verlässliche Wasserversorgung ist essenziell für unsere Kommunen und gesellschaftliche Infrastruktur. Neben der Wassergewinnung, -aufbereitung und -speicherung ist die Wasserverteilung und somit ein leistungsfähiges Leitungsnetz ein wichtiger Bestandteil einer verlässlichen Wasserversorgung.

Doch oft wird das Leitungsnetz erst dann in den Fokus gerückt, wenn Rohrbrüche aufkommen oder die Wasserverluste zu groß werden. Für einen zuverlässigen und störungsarmen Betrieb ist es jedoch entscheidend, das Leitungssystem kontinuierlich und vorausschauend zu erneuern. Hier setzt die Rohrnetzberechnung an – ein entscheidendes Werkzeug, um die Effizienz und Zuverlässigkeit von Wasserrohrnetzen zu gewährleisten.

Dieser Artikel beleuchtet, wie Rohrnetzberechnung funktioniert, wofür sie eingesetzt wird und warum sie gerade in Zeiten von Klimawandel und knappen Ressourcen unverzichtbar ist.

Wie funktionieren Wasserrohrnetze und wie werden Investitionen dafür geplant?

Wasserrohrnetze sind komplexe Systeme, die hohe Investitionen durch die Netzbetreiber erfordern. Jede Veränderung oder Erweiterung setzt daher eine genaue Planung und Analyse voraus.

Durch eine fundierte Rohrnetzberechnung können Betreiber ihre Wasserverteilungssysteme optimieren:

• Analysen des bestehenden Netzes ermöglichen es, Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren.
• Die Simulation von Lastfällen zeigt, wie sich das Netz unter verschiedenen Bedingungen verhält.
• Investitionspläne können auf realistischen, verlässlichen Daten basieren.
  Somit können Investitionen gezielt geplant und priorisiert werden. Dies minimiert das Risiko von Fehlinvestitionen und gewährleistet, dass die verfügbaren Mittel effizient genutzt werden, um den langfristigen Betrieb des Netzes sicherzustellen.

Rohrnetzberechnung – Was ist das und wofür wird sie benötigt?

Die Rohrnetzberechnung ist eine mathematisch-hydraulische Analyse eines Rohrnetzes. Durch die Erstellung eines digitalen Rechennetzmodells das möglichst genau den realen Gegebenheiten entspricht, erhält man wesentliche Erkenntnisse über die Leistungsfähigkeit des Netzes.

Darüber hinaus trägt sie dazu bei, Fehlinvestitionen zu vermeiden und eine langfristig effiziente, umweltfreundliche Wasserversorgung zu gewährleisten.

Anwendungsbereiche der Rohrnetzberechnung umfassen:

• Auswirkungen von Starkentnahmen auf das gesamte Netz
• Dimensionierung von Leitungen
• Absicherung der Löschwasserversorgung
• Planung von Sanierungsmaßnahmen und Erweiterungen in Neubaugebieten
• Optimierung des Rohrnetzes

So funktioniert Rohrnetzberechnung Schritt für Schritt

Die Rohrnetzberechnung gliedert sich in aufeinander folgende Schritte, die das Ziel haben, ein realitätsgetreues Abbild des Rohrnetzes zu erstellen und Handlungsempfehlungen abzuleiten.

1. Erstellen eines Rechennetzmodells
   Vorab wird ein Rechennetzmodell als digitales Abbild des vorhandenen Rohrnetzes erstellt. Dies ist zunächst einmal ein Idealmodell unseres Rohrnetzes, das real existierende Rauigkeiten und Widerstände noch nicht berücksichtigt.
2. Rohrnetzmessung
   Um Abweichungen im Idealmodell zu erfassen muss der Druck im Leitungssystem um mindestens 1,5 bar abgesenkt werden. Dieser Stresstest erfolgt nachts, durch gezielte Starkentnahmen, während an ausgewählten Punkten Drucklogger die Druckverhältnisse aufzeichnen.
3. Vergleichsrechnung zur Kalibrierung des Rechennetzmodells
   Die gewonnenen Messdaten werden mit den Ergebnissen des Rechennetzmodells abgeglichen. Durch die Kalibrierung werden Materialrauigkeiten, punktuelle hydraulische Widerstände und gesperrte Rohrleitungen so angepasst, dass ein möglichst realitätsnahes Modell des Rohrnetzes entsteht. Damit haben wir einen digitalen Zwilling des Rohrnetzes erarbeitet, der dem realen Netz bis auf eine Abweichung von 0,1 bar entspricht. Das kalibrierte Modell erlaubt nun die Durchführung umfangreicher Lastfallberechnungen, um zu sehen, wie das Netz unter verschiedenen Bedingungen reagiert. Dies bildet die Basis für alle weiteren Strategien und Maßnahmen.

Weitere mögliche Schritte:

• Löschwasserkonzepte entwickeln: Sicherung leistungsfähiger Netze für Brandbekämpfung.
• Spülkonzepte erstellen: Garantierter Erhalt von Wasserqualität ohne unnötigen Ressourceneinsatz.
• Strategien zur Verringerung von Wasserverlusten: Effizienz durch Identifikation und Minimierung von Verlusten.
• Strukturgutachten Wasserversorgung: Bewertung und Zustandserhebung aller Versorgungselemente.
• Risikomanagement: Ausarbeitung von Analysen und Strategien zur Risikominderung.
• Rehabilitationskonzepte: Planung schrittweiser Netzmodernisierungen.

Klimawandel und Rohrnetzberechnung

Der Klimawandel stellt die Wasserversorgung vor neue Herausforderungen. Wasserknappheit in manchen Regionen macht effiziente Netzführung und Verlustreduktion unerlässlich. Umso wichtiger ist es, das oft mühsam aufbereitete Trinkwasser mit möglichst wenig Verlusten an die Verbraucher abzugeben. Deshalb spielt die Betrachtung von Verlusten eine entscheidende Rolle in der Rohrnetzberechnung. Zudem fordert der erhöhte Energiebedarf durch Pumpensysteme ressourcenschonende Lösungen.

Die Rohrnetzberechnung hilft:

• Stagnation in Leitungen zu vermeiden und Spülungen zu minimieren.
• Energieverbrauch durch optimierte Netzgestaltung zu senken.
• Trinkwasser nachhaltig und ressourcenschonend zu verteilen.

Die Vorteile eines individuellen Ansatzes
Unsere Experten und Expertinnen für Rohrnetzberechnung der PfK Ansbach verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz, der sich durch präzise Vor-Ort-Messungen, sorgfältige Kalibrierung und detaillierte grafische Darstellungen auszeichnet. Unsere Rechennetzmodelle sind nicht nur exakt, sondern auch praxisnah und verständlich für die Verantwortlichen vor Ort.