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Über dieses Buch

Das Buch stellt die Aspekte der Rohrnetzmodellierung dar und bietet einen softwareunabhängigen Einstieg. Die in Deutschland geltenden allgemein anerkannten Regeln der Technik sind dargestellt. In die theoretischen Hintergründe der Rohrnetzberechnung und in die notwendigen Grundlagen der Systemkomponenten wird der Leser eingeführt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Wasserverteilungssysteme stellen einen wesentlichen Bestandteil der Wasserversorgung dar. In diesem Kapitel werden zunächst in kurzer Form die Aufgaben und der Aufbau von Wasserverteilungssystemen beschrieben. Anschließend wird eine Einführung in die Modellierung von Wasserverteilungssystemen gegeben. Darin werden die Begriffe Rohrnetzberechnung und Rohrnetzmodell definiert, das Modellierungsprinzip umrissen und ein kurzer Überblick über die Entwicklungsgeschichte von Rohrnetzmodellen und der damit zusammenhängenden Softwareentwicklung gegeben. Abschließend wird der allgemeine Modellierungsprozess behandelt.

Philipp Klingel

Kapitel 2. Rohrnetzberechnung

In diesem Kapitel wird eine Einführung in die Rohrnetzberechnung gegeben. Dazu werden zunächst Grundlagen der Rohrhydraulik zusammengefasst. Anschließend werden Grundlagen der Rohrnetzmodellierung behandelt. Dabei werden das grundlegende Konzept der Modellierung und die mathematische Abbildung des Modells dargestellt sowie die Parameter, die Variablen und die typische Datenstruktur von Rohrnetzmodellen beschrieben. Darauf aufbauend werden die Grundlagen der Rohrnetzhydraulik sowie Ansätze zur stationären und zeitabhängigen Rohrnetzberechnung zusammengefasst. Auf weiterführende Literatur wird verwiesen, sofern auf eine detaillierte Darstellung verzichtet wird.

Philipp Klingel

Kapitel 3. Modellierung von Rohrleitungen und Armaturen

Dieses Kapitel behandelt die Modellierung des Rohrnetzes eines Wasserverteilungssystems. Zunächst werden die für die Modellierung relevanten Grundlagen von Rohrleitungen und Armaturen zusammengefasst. Anschließend wird auf die Dokumentation eingegangen, die die Datenbasis der Modellierung darstellt. Schließlich wird die Modellierung von Rohrleitungen und Armaturen sowie die erforderliche Datenerhebung und -aufbereitung behandelt.

Philipp Klingel

Kapitel 4. Modellierung von Wasserspeichern

Die Füllstände der Wasserspeicher stellen als Potentialhöhen Parameter der stationären sowie Parameter und Variablen der zeitabhängigen Rohrnetzberechnung dar. Zudem wird in ein Wasserverteilungssystem aus Wasserspeichern oder aus Anlagen, die modelltechnisch als Wasserspeicher interpretiert werden können, Wasser eingespeist. Die Modellierung von Wasserspeichern dient deshalb auch der Umsetzung von Modellgrenzen. In diesem Kapitel werden zunächst die notwendigen Grundlagen unterschiedlicher Wasserspeicher beschrieben, die für die Modellierung von Interesse sind. Anschließend wird deren Modellierung behandelt.

Philipp Klingel

Kapitel 5. Modellierung von Pumpen

In diesem Kapitel werden zunächst die Aufgaben und Komponenten von Förder- und Druckerhöhungsanlagen vorgestellt, die Systemhydraulik diskutiert und mögliche Systemvarianten beschrieben. Anschließend wird ausführlich auf Kreiselpumpen eingegangen, die Pumpenart, die in der Wasserverteilung hauptsächlich für die Druckerhöhung eingesetzt wird. Im Weiteren werden kurz die Dokumentation und abschließend die Modellierung von Kreiselpumpen behandelt.

Philipp Klingel

Kapitel 6. Modellierung von Wasserbedarf

Bei der Rohrnetzberechnung stellen Netzabgaben und Wasserverluste die Belastung des Rohrnetzes dar. Netzabgaben sind der Wasserexport, der Wasserverbrauch der Kunden sowie unentgeltliche Wasserabgaben. In diesem Kapitel werden zunächst wesentliche Begriffe definiert sowie Grundlagen der Wassermessung und des Wasserverbrauchs dargestellt. Anschließend werden Ansätze zur Ermittlung des Wasserbedarfs der Einwohner, der öffentlichen Einrichtungen und des Gewerbes sowie des Löschwasserbedarfs vorgestellt. Abschließend wird die Modellierung des Wasserbedarfs behandelt.

Philipp Klingel

Kapitel 7. Modellierung von Wasserverlusten

Zusammen mit den Netzabgaben stellen die Wasserverluste die in einem Rohrnetzmodell zu berücksichtigenden Wasserentnahmen dar. Es werden scheinbare Wasserverluste, die nicht oder fehlerhaft erfasste Netzabgaben an Verbraucher umfassen, von realen Wasserverlusten, die durch Leckagen bei der Wasserverteilung entstehen, unterschieden. In diesem Kapitel wird zunächst die DVGW-Wasserbilanz vorgestellt, die wesentliche Begriffe definiert. Anschließend wird ausführlicher auf scheinbare und reale Wasserverluste sowie die Ermittlung von Wasserverlusten eingegangen, bevor deren Modellierung behandelt wird.

Philipp Klingel

Kapitel 8. Modellkalibrierung

In die Rohrnetzberechnung geht das Widerstandsverhalten der Rohrleitungen als Parameter ein. Das Widerstandsverhalten einer Rohrleitung wird mit der sogenannten betrieblichen Rauheit modelliert. Die betrieblichen Rauheiten werden in der Regel ermittelt, indem sie iterativ verändert werden, bis gemessene und berechnete Betriebszustände übereinstimmen. Dieser, Kalibrierung genannte, Prozess wird in diesem Kapitel erläutert. Dazu wird zunächst ein Überblick über die Zielsetzung und den Prozess gegeben, bevor auf die Vergleichsmessungen und Vergleichsrechnungen eingegangen wird.

Philipp Klingel

Kapitel 9. Rohrnetzanalyse

Rohrnetzmodelle eignen sich zur flexiblen Berechnung verschiedener Lastfälle und Netzvarianten eines bestehenden oder geplanten Wasserverteilungssystems. Häufige Fragestellungen, die mit Rohrnetzmodellen bearbeitet werden, sind die Prüfung der Einhaltung von Grenzwerten für Drücke und Fließgeschwindigkeiten in verschiedenen Lastfällen, die Löschwasseranalyse, die Planung von Rohrnetzspülungen sowie die Prüfung oder Dimensionierung des Speichervolumens von Wasserbehältern. Auf diese Standardaufgaben und deren Umsetzung in einem Rohrnetzmodell wird in diesem Kapitel eingegangen.

Philipp Klingel

Backmatter

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