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0,14 Bemessung nach DIN 1988 T.3 - HTI Hezel KG

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Wasserbedarf <strong>nach</strong><br />

DVGW W 410<br />

Auswirkungen auf die <strong>Bemessung</strong><br />

von Wasserleitungen<br />

<strong>HTI</strong> <strong>Hezel</strong> <strong>KG</strong><br />

2. Herrenberger Tiefbautag<br />

Prof. Dr. Ing. Winfried Hoch<br />

EnBW Regional AG TG/TMK<br />

Leiter Fachzentrum Gas / Wasser


2<br />

Wasserbedarf <strong>nach</strong> DVGW W 410<br />

Auswirkungen auf die <strong>Bemessung</strong> der Wasserleitung<br />

Wassertransport und Wasserverteilung<br />

Vortragsinhalt:<br />

• Wasserversorgung in Stuttgart<br />

• demographische Entwicklungen<br />

• Spezifischer Wasserverbrauch<br />

• Spitzenwasserbedarf<br />

• Auswirkung auf die <strong>Bemessung</strong><br />

• Versorgungsqualität, erforderlicher Wasserdruck<br />

Prof. Dr. W. Hoch


3<br />

Die Flächenorganisation der EnBW Regional AG<br />

umfasst in BaWü 8 Hauptstandorte mit je 10 -15<br />

Bezirksstellen<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Stromverteilung:<br />

Netzlänge 120 000 km<br />

Stromkunden 1,8 Mio.<br />

Gasverteilung:<br />

Netzlänge<br />

Gaskunden<br />

3 805 km<br />

245 000<br />

Wasserverteilung:<br />

Netzlänge 1 515 km<br />

Wasserkunden 104 000<br />

58<br />

40<br />

8<br />

11<br />

11<br />

Wasserzonen<br />

Wasserbehälter<br />

Pumpwerke<br />

Energierückgewinnungen<br />

Druckreduzierstationen


4<br />

Wasserversorgung in Stuttgart<br />

Fernwasserbezugs-<br />

Wasser<br />

vom Bodensee<br />

und Versorgungszonen<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Wasser von<br />

Langenau<br />

21<br />

57<br />

54<br />

24<br />

23<br />

22<br />

35<br />

32<br />

56<br />

30 33<br />

32<br />

25<br />

55<br />

20<br />

59<br />

27<br />

40<br />

28<br />

38<br />

34<br />

29<br />

36<br />

7<br />

6<br />

8<br />

43<br />

37<br />

5<br />

31<br />

42<br />

39<br />

3<br />

2<br />

4<br />

1<br />

9<br />

11 10<br />

8<br />

41<br />

44<br />

46<br />

8 8<br />

8 8<br />

15<br />

18<br />

<strong>14</strong><br />

45<br />

47<br />

16<br />

26<br />

17<br />

13<br />

12<br />

19<br />

48<br />

58<br />

49 50<br />

49 50<br />

52<br />

53<br />

51


6<br />

Anforderungen an Trinkwasserversorgungsunternehmen<br />

<strong>nach</strong> W 1000<br />

Wesentliche Voraussetzungen für die Einhaltung der<br />

gesetzlichen und technischen Forderungen sowie der<br />

kundenseitigen Qualitätsansprüche bei der Versorgung<br />

der Bevölkerung und Industrie mit Trinkwasser sind<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

entsprechend leistungsfähige Einrichtungen,<br />

sach-<br />

und ordnungsgemäßer Betrieb,<br />

ausreichend qualifiziertes Personal,<br />

gut funktionierende Qualitätssicherungsmaßnahmen.<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

TSM:<br />

Einhaltung von<br />

Regelwerken


7<br />

Anforderungen an die Planung von Wasserverteilungsanlagen<br />

Die Planung von Rohrleitungen und Rohrnetzen erfordert eine Reihe<br />

grundsätzlicher Überlegungen und Zielvorgaben.<br />

›<br />

›<br />

›<br />

›<br />

›<br />

›<br />

›<br />

Beschreibung des Planungszieles und des Planungszeitraums<br />

Ermittlung des Wasserbedarfs und der räumlichen Verteilung<br />

Berücksichtigung der Entwicklungsschwerpunkte (Schwerpunktsverschiebungen)<br />

Berücksichtigung von Betriebsstörungen<br />

Planung in Ausbaustufen, einfache Erweiterungsmöglichkeiten<br />

Gesamtwirtschaftlichkeit, Minimierung von Jahreskosten aus Kapitaldienst,<br />

Betrieb und Instandhaltung, Auswirkungen auf den Wasserpreis<br />

Maß der Versorgungssicherheit, Risikomanagement<br />

Prof. Dr. W. Hoch


9<br />

Planungszeiträume<br />

Für die <strong>Bemessung</strong> der einzelnen Anlagenteile<br />

sind folgende Planungszeiträume<br />

empfehlenswert:<br />

Anlagen<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Jahre<br />

- die leicht austauschbar sind 10<br />

- die leicht erweiterungsfähig sind<br />

- die langfristiger Planung bedürfen<br />

10 -15<br />

50


10<br />

Schematischer Aufbau von Wassernetzen<br />

Verästelungsnetz in<br />

überschaubaren<br />

Kleinbereichen<br />

Speiseanlage<br />

Ringnetz:<br />

- Leistungsreserven durch<br />

Maschenbildung<br />

- große Versorgungssicherheit<br />

- höhere Baukosten<br />

- längere Verweilzeiten<br />

Hauptleitung<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Verästelungsnetz in<br />

überschaubaren<br />

Kleinbereichen


11<br />

Betriebskonzept<br />

1) Wassererzeugung/-bezug<br />

- 2 unabhängige Fernversorger (BWV und LW)<br />

- Bezugsrechte so ausgelegt, dass der Ausfall eines Fernversorgers komplett<br />

übernommen werden kann<br />

- Ausfall einer Übernahmestelle muss über die Übernahmestellen des selben<br />

Fernversorgers aufgefangen werden können (Optimierung der Bezugsrechte)<br />

2)Wasserspeicherung<br />

-<br />

n-1 Prinzip für die gesicherte Anbindung der Schwerpunktspeicher (zwei redundante<br />

ZWs)-gesicherte Ersatzstromversorgung der Schwerpunktspeicher<br />

3) Wassertransport<br />

-<br />

n-1 Prinzip zur Gewährleistung der Normalund Ersatzversorgung durch beide<br />

Wasserarten bei Störung an einer ZW bzw. bei Ausfall eines Fernversorgers<br />

4) Trinkwassernotversorgung gemäß Wassersicherstellungsgesetz<br />

5) Automatisierung und Anbindung der wesentlichen Anlagen an das zentrale Leitsystem<br />

Prof. Dr. W. Hoch


12<br />

Hydraulisches Betriebskonzept<br />

Prof. Dr. W. Hoch


13<br />

Beispiel Netzform<br />

(HZ Vaihingen)<br />

Vaihingen<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Möhringen


<strong>14</strong><br />

Beispiel Netzform (HZ Killesberg)<br />

Weilimdorf<br />

Wolfbusch<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Feuerbach<br />

Burgholzhof


15<br />

Wasserbedarf, Spitzenwasserverbrauch<br />

Prof. Dr. W. Hoch


16<br />

Der Weltweite Wasserverbrauch steigt:<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Weltweiter Wasserverbrauch:<br />

6 x Bodenseeinhalt<br />

(48 km 3 )


17<br />

Wasserbedarf der Landwirtschaft: Beispiel Araslsee<br />

siehe hierzu: http://www.klett.de/sixcms/media.php/76/aralsee1960.jpg<br />

Seefläche ging von 68 000 km² auf 28 700 km² zurück; Rückgang Wasservolumen 90 % ,<br />

Pegelrückgang um 18 m.<br />

Diesen Flüssen werden seit der Stalin-Ära große Wassermengen für die künstliche Bewässerung<br />

riesiger Anbauflächen für Baumwolle in Kasachstan und Usbekistan entnommen. Durch den<br />

geringeren Zufluss sank seitdem der Wasserspiegel des Sees kontinuierlich ab (nur 100mm NS/a).<br />

1960 2010<br />

Prof. Dr. W. Hoch


18<br />

Internetabfrage <strong>nach</strong> Wasserbedarf<br />

Ergebnisbeispiel:<br />

www/ibm.wmw.cc/../deutschland-spitzenreiter-im-wasserbrauch<br />

Deutschland: Spitzenreiter im Wasserverbrauch!<br />

Nach einer Studie der Umweltschutzorganisation WWF ist der<br />

umgerechnete Pro Kopf Wasser Verbrauch in Deutschland sehr hoch<br />

und beträgt 5288 l pro Tag. Woher kommt diese extrem hohe Zahl?<br />

Eingerechnet darin sind sämtliche Verbrauche / Verschmutzungen etc.<br />

an virtuellem Wasser. Das ist jenes saubere Trinkwasser welches bei der<br />

Produktion von Vebrauchsgütern verbraucht, verschmutzt oder<br />

verdunstet wird. Zum Beispiel benötigt man für einen Hamburger 2400l<br />

Wasser.<br />

Diese riesige Menge hängt also hauptsächlich mit dem virtuellen Wasser<br />

zusammen. Problematisch ist dies laut WWF auch gerade deshalb, da<br />

viele Produkte aus Gegenden importiert werden in welchen frisches<br />

Trinkwasser sowieso ein knappes Gut ist. Der WWF ruft daher zu einem<br />

bewussteren Umgang mit Konsumgütern auf und möchte die Menschen<br />

für dieses Thema sensibilisieren. Nach dieser Studie verbraucht lediglich<br />

Schweden mehr (virtuelles) Wasser und Deutschland gehört somit<br />

weltweit zu den größten Wasserverbrauchern.<br />

Namen WWF steht für: wolrd wide fund for nature<br />

Prof. Dr. W. Hoch


19<br />

Viruteller Wasserverbrauch<br />

Produkt<br />

Maßeinheit<br />

Tomate 1 Stück 13<br />

Virtueller Wasserverbrauch in l<br />

Metall-Dose 1 Stück 25<br />

Tee 1 Tasse 35<br />

Bier 1 Glas (0,25 Liter) 75<br />

Zitrone 100 g 100<br />

Kartoffel 500 g 106<br />

Wein 1 Glas (125 ml) 120<br />

Kaffee 1 Tasse <strong>14</strong>0<br />

Orangensaft 1 Glas (0,2 Liter) 170<br />

Apfelsaft 1 Glas (0,2 Liter) 190<br />

Papier 1 kg 750<br />

Milch 1 Liter 1.000<br />

Brot 1 kg 1.000<br />

Schokolade 500 g 1.125<br />

Bananen 1 kg 2.000<br />

T-Shirt (Baumwolle) 1 Stück 2.000<br />

Reis 1 kg 5.000<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Beispiel Frühstück:<br />

1 Kaffee: <strong>14</strong>0 l<br />

2 Scheiben Brot: 100 l<br />

1 Orangensaft: 170 l<br />

1 Banane: 200 l<br />

1 Joghurt: 100 l<br />

-------------------------<br />

Summe: 720 l<br />

Frage: Wassersparen in<br />

Deutschland sinnvoll ?<br />

WWF: World Wide Fund For Nature


20<br />

Entwicklung des Wasserverbrauchs in Deutschland<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

160 l/E/d


21<br />

Entwicklung des Wasserverbrauchs in Stuttgart<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

rd. 180 l/E/d<br />

inkl. Gewerbe


22<br />

Minimaler und maximaler Tagesbedarf an Trinkwasser in<br />

Stuttgart<br />

Verbrauch<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Jahr


23<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Im Jahr 2100 50 – 60 Mio.<br />

Einwohner in<br />

Deutschland<br />

Sachverständigenanhörung vor dem<br />

Bundesverfassungsgericht: Perspektiven für<br />

die Bevölkerungsenticklung – Konsequenzen<br />

für die sozialen Sicherungssysteme –<br />

Datum: 4.7.2000<br />

Vortragender: Prof. Dr. Herwig Birg<br />

http://www.herwig-<br />

birg.de/downloads/dokumente/BVerfG.pdf


24<br />

Gesundheitsberichterstattung des Bundes<br />

tatsächliche Zuwanderung 2009:


25<br />

Gesundheitsberichterstattung des Bundes<br />

derzeitige Lebenserwartung: Männer 77,6 Jahre, Frauen 82,6 Jahre<br />

derzeitige Geburtenrate: 1,358 (1990: 1,454)<br />

Prof. Dr. W. Hoch


26<br />

Private Haushalte sparen zunehmend Wasser<br />

Wasserabgabe an Haushalte und Kleinstverbraucher<br />

Rückläufiger Pro-Kopf-Wasserverbrauch in Deutschland:<br />

(Werte BGW-Statistik 2008)<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Rückgang pro Jahr rd. 1 %<br />

bzw. 1 l//E x d) und Jahr<br />

-Anstieg der<br />

Gebühren<br />

- Vermehrter<br />

Einsatz<br />

wassersparender<br />

Armaturen<br />

- Toilettensp<br />

lung wird<br />

mit<br />

weniger<br />

Wasser<br />

betrieben.<br />

26


27<br />

Kosten für Trinkwasser<br />

Jeder Bürger in der Bundesrepublik Deutschland gibt im Durchschnitt<br />

täglich 0,22 Euro für Trinkwasser aus. Pro Person belaufen sich damit<br />

die Trinkwasserkosten auf rund 80 Euro im Jahr.<br />

Prof. Dr. W. Hoch


28<br />

Private Haushalte sparen zunehmend Wasser<br />

Wasserabgabe an Haushalte und Kleinstverbraucher<br />

durchschnittlicher Verbrauch Sparvorschläge <strong>nach</strong> BUND (Bremen) Einsparung<br />

5 l fürs Essen und Trinken 5 l keine Einsparung beim Essen und Trinken 0 l<br />

7 l in der Küche zum Spülen des Geschirrs 5 l<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

in der Küche Armaturen austauschen,<br />

moderne Geschirrspülmaschine nutzen<br />

2 l<br />

43 l<br />

im Bad beim Duschen, Baden und der<br />

Körperpflege<br />

35 l fürs Duschen Sparduschkopf benutzen, 8 l<br />

33 l auf dem WC<br />

auf dem WC Spülkasten austauschen<br />

16 l<br />

(z.B. 4,5 l)<br />

17 l<br />

15 l zum Wäsche waschen<br />

zum Waschen eine moderne Waschmaschine<br />

10 l<br />

nutzen<br />

5 l<br />

7 l für Garten und Autowäsche 3 l<br />

für die Autowäsche eine umweltfreundliche<br />

Anlage nutzen<br />

4 l<br />

11 l Kleingewerbe 11 l Kleingewerbe 0 l<br />

121 l durchschnittlicher Wasserverbrauch am Tag 85 l sparsamer Wasserverbrauch am Tag 36 l<br />

Wert <strong>nach</strong> BDEW für<br />

das Jahr2008<br />

Nach dem bisherigen Trend wird dieser Wert<br />

im Jahr 2040 erreicht.<br />

Weitere INFO hierzu: www.bund-wassersparinfo.de<br />

28


29<br />

Entwicklung des Verbraucher bezogenen<br />

Wasserverbrauchs in l/(E x d)<br />

Prof. Dr. W. Hoch


30<br />

Einwohnerbezogener Verbrauch in l/(e x d) für Haushalte<br />

einschl. Kleingewerbe in Deutschland <strong>nach</strong> BDEW Statisik<br />

sowie Bedarfprognose<br />

(Auszug aus Taschenbuch der Wasserversorgung – Vieweg Teubner Verlag 15. Auflage)<br />

Prof. Dr. W. Hoch


31<br />

Minimaler und verbraucherbezogener* Tagesbedarf an<br />

Trinkwasser in Stuttgart<br />

* Wasserbedarf am 2. Weih<strong>nach</strong>tsfeiertag<br />

Verbrauch<br />

160<br />

<strong>14</strong>0<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Qd min in 1000 m³/d qmin in l/(E x d)<br />

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Jahr


34<br />

Arbeitsblatt W 410 (Dezember 2008)<br />

Wasserbedarf - Kennwerte und Einflussgrößen<br />

Spitzenbedarf in Wohngebäuden<br />

Die <strong>Bemessung</strong> von Anlagen erfolgt <strong>nach</strong> unterschiedlichen<br />

Betriebszuständen. Im Regelfall sind folgende kurzzeitigen<br />

Spitzenbelastungen maßgebend:<br />

Fall 1: Versorgungsobjekte von 1 – 1 000 Einwohner. Hier ist bei der<br />

<strong>Bemessung</strong> vor allem die Abhängigkeit der Gleichzeitigkeit der<br />

möglichen Entnahmen innerhalb bestimmter Bezugszeiten zu<br />

berücksichtigen:<br />

• Hausanschlussleitungen Spitzendurchfluss in 10 Sekunden<br />

• für Wasserzähler Spitzendurchfluss in 5 Minuten<br />

Hinweis: Für Zubringer-, Hauptund Versorgungsleitungen wird<br />

generell eine Bezugszeit zur Ermittlung des Spitzendurchflusses von 1 h<br />

empfohlen.<br />

Prof. Dr. W. Hoch


35<br />

Arbeitsblatt W 410 (Dezember 2008)<br />

Wasserbedarf - Kennwerte und Einflussgrößen<br />

Spitzenbedarf in Versorgungsgebieten<br />

Fall 2: Versorgungsobjekte/Versorgungsgebiete mit<br />

mehr als 1000 Verbrauchern/Einwohner<br />

Die <strong>Bemessung</strong> erfolgt in diesen Fällen auf der Grundlage von<br />

Spitzenfaktoren bzw. Stundenprozentfaktoren, denn bei größeren<br />

Versorgungseinheiten (z.B > 1 000 Einwohnern) wirken sich<br />

neben der Gleichzeitigkeit der Einzelentnahmevorgänge auch<br />

andere Faktoren (z. B. soziale Struktur, Kleingewerbe, Klima,<br />

Siedlungsstruktur) auf die Spitzenbedarfswerte aus.<br />

Hierzu gibt es zwei Methoden, die Berechnung anhand von<br />

Spitzenfaktoren sowie von Stundenprozentwerten.<br />

Prof. Dr. W. Hoch


36<br />

Ermittlung von Spitzenverbräuchen<br />

Prof. Dr. W. Hoch


37<br />

Spitzenlastmessungen <strong>nach</strong><br />

G. Hofmann (Leipzig 11/2010) 1/5<br />

Prof. Dr. W. Hoch


42<br />

Theoretische Überlegungen zum Spitzenverbrauch<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />

1 Entnahmestelle E<br />

Eintrittswahrscheinlichkeit: 1<br />

2 Entnahmestellen E E<br />

E E<br />

Eintrittswahrscheinlichkeit: 1*0,1=0,1<br />

3 Entnahmestellen E E E<br />

E E E<br />

EEE<br />

Eintrittswahrscheinlichkeit: 1*0,1*0,1 = 0,001<br />

4 Entnahmestellen E E E E<br />

E<br />

EE E E<br />

EEE E<br />

EEEE<br />

Eintrittswahrscheinlichkeit: 1* 0,1*0,1*0,1 = 0,001<br />

Der Spitzenverbrauch in einem<br />

Wasserverteilungssystem ist<br />

eine logarithmische Funktion<br />

der Anzahl der möglichen<br />

Einzelentnahmen<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Annahme:<br />

Frage:<br />

Ergebnis:<br />

-1 Entnahme dauert 6 s<br />

- es gibt 10 Möglichkeiten<br />

der Entnahme je Minute<br />

Wahrscheinlichkeit, dass z. B.<br />

4 Entnahmen gleichzeitig vorkommen?<br />

1*0,1*0,1*0,1 = 0,0001


43<br />

Ermittlung des Spitzenbedarfs anhand von spezifischen<br />

Kennwerten <strong>nach</strong> W 410<br />

Prof. Dr. W. Hoch


44<br />

<strong>Bemessung</strong> <strong>nach</strong> <strong>DIN</strong> <strong>1988</strong> Teil 3<br />

2,5 E<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

1000 E


45<br />

<strong>Bemessung</strong> <strong>nach</strong> <strong>DIN</strong> <strong>1988</strong> Teil 3<br />

Die <strong>DIN</strong> 18022 enthält Richtwerte<br />

der Sanitäreinrichtung, anhand<br />

dieser Werte wurde eine<br />

Wohneinheit für 2,5 Personen<br />

zusammengestellt.<br />

Aus dem gebildeten Wert wurde<br />

<strong>nach</strong> <strong>DIN</strong> <strong>1988</strong> Teil 3 der<br />

Spitzendurchfluss der<br />

Wohneinheit bestimmt. Daraus<br />

ergibt sich nun der<br />

einwohnerbezogene<br />

Spitzenverbrauch zur<br />

Überprüfung des Diagramms.<br />

Raum n Verbauchsgerät VR in l/s<br />

Bad 1 WC 0,13<br />

2Waschtisch 0,<strong>14</strong><br />

1 Badewanne 0,15<br />

1Dusche 0,15<br />

WC 1 WC 0,13<br />

1Waschtisch 0,07<br />

Küche 1 Küchenspüle 0,07<br />

1 Spülmaschine 0,15<br />

Waschküche 1 Waschmaschine 0,25<br />

1 Ausgussbecken 0,15<br />

Terrasse/Garten 1 Auslaufventil 0,30<br />

Summe inst. Vol 1,69<br />

Spitzdurchfluß <strong>nach</strong> <strong>DIN</strong> <strong>1988</strong> 0,72<br />

spez. Verbrauch je Einwohner 0,29<br />

*<br />

y = 0,682*V R 0,45 <strong>Bemessung</strong> <strong>nach</strong><br />

<strong>DIN</strong> <strong>1988</strong> <strong>T.3</strong><br />

- 0,<strong>14</strong><br />

*<br />

Prof. Dr. W. Hoch


46<br />

Personenbezogener Spitzenbedarf<br />

(Versorgungseinheiten 2,5 bis 1000 Einwohner)<br />

0,29<br />

0,008<br />

2,5<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

<strong>DIN</strong> <strong>1988</strong>:<br />

Qinstal = 500 l/s<br />

Qhmax = 6 - 10 l/s<br />

W 410 neu:<br />

für 1000 E gilt<br />

q hmax ≈ 0,008<br />

Der Spitzenbedarf ist<br />

maßgeblich abhängig<br />

von der Anzahl der<br />

Einwohner<br />

(Gleichzeitigkeit)


49<br />

Vorstellung des Berechnungsbeispiels: Stgt.-Vaihingen/Möhringen<br />

HB<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Sonnenberg<br />

HKH EnBW<br />

HB Vaihingen: 18 000 m³<br />

EW: rd. 60 000<br />

Netzlänge: 240 km<br />

Qa = rd. 4 Mio. m³<br />

FasanenhofOst


50<br />

Jahresdauerlinie: NZ Vaihingen<br />

Anzahl der Tage mit hohem Verbrauch<br />

Qd > 16500 m³/d an 4 Tagen im Jahr<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Qd > 13500 m³/d an 18 Tagen im Jahr


51<br />

Verbrauchsganglinie – Zone mit rd. 3 000 Einwohner<br />

Prof. Dr. W. Hoch


52<br />

Verbrauchsdauerlinie (in l/min)<br />

Verbrauchswert ist abhängig von der Bezugszeit<br />

Prof. Dr. W. Hoch


54<br />

Spitzenfaktoren<br />

Überarbeitete Kurven f h<br />

und f d<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Q<br />

Q<br />

d max<br />

h max<br />

�<br />

�<br />

f<br />

f<br />

d<br />

h<br />

�Q<br />

�Q<br />

dm<br />

hm


55<br />

Ermittlung von Spitzenverbräuchen<br />

mit Hilfe von Faktoren<br />

4,4<br />

5000<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

5 000 EW -> fh = 4,4, fd = 2,1<br />

= 4,4*5000*0,126/24 = 116 m³/h<br />

Q hmax


56<br />

Ermittlung der <strong>Bemessung</strong>sgleichung<br />

für Stundenprozentwert st max<br />

Es gilt:<br />

st<br />

Q<br />

Q<br />

max<br />

d max<br />

h max<br />

�<br />

Q<br />

Q<br />

�<br />

�<br />

f<br />

f<br />

hmax<br />

d max<br />

d<br />

h<br />

�Q<br />

�Q<br />

�100<br />

dm<br />

hm<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Die Gleichungen<br />

zur Ermittlung<br />

von fd und fh lauten:<br />

Damit ergibt sich:<br />

st<br />

st<br />

f<br />

f<br />

max<br />

max<br />

h<br />

d<br />

�<br />

<strong>Bemessung</strong>:<br />

Q hmax<br />

�<br />

18,<br />

1<br />

3,<br />

9<br />

� E<br />

� E<br />

�<br />

18,<br />

1�<br />

E<br />

�<br />

�<br />

3,<br />

9 � E<br />

� 19,<br />

338�<br />

E<br />

= stmax•Qdmax �0,<br />

1682<br />

�0,<br />

0752<br />

0,<br />

1682<br />

0,<br />

0752<br />

�0,<br />

093<br />

/ 100<br />

�100<br />

� 24


57<br />

Ermittlung des Spitzenverbrauchs in Abhängigkeit vom<br />

maximalen Tagesverbrauch<br />

9,6<br />

8,8<br />

5000<br />

5000<br />

stmax Qhmax Prof. Dr. W. Hoch<br />

= 8,8 %, fd = 2,1<br />

= 0,088*0,126*5000*2,1 = 116 m³/h<br />

y = 19,358 •<br />

x -0,0932


58<br />

Anwendungsbeispiel:<br />

Stundenspitzenfaktoren/Stundenprozentwerte<br />

Beispiel: Gemeinde 5 000 EW<br />

mit Spitzenfaktoren<br />

mit Stundenprozentwert:<br />

Qhmax<br />

Qhmax<br />

alternativ:<br />

spez. Kennwerte Qhmax<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

= 5 000 EW*0,126 m³/EW/d/24 * fh<br />

= 26,25m³/h * 4,4 = 1116 m³/h<br />

= 5 000 EW*0,126m³/d/EW*fd*stmax<br />

= 5000*0,126*2,1*0,088= 116 m³/h<br />

= q*5000 EW = 0,007l/s/EW * 5000 EW<br />

= 126m³/h


59<br />

Beispiel: Ganglinien von kleinen Wasserzonen<br />

W 410: 1000 Verbrauch stmax = 10,15 %, d.h. bei 240 l/(E x d)*<br />

= 0,24 x 0,01015 x 1000 = 24,4 m³/h bzw. 6,8 l/s<br />

Q maxh<br />

570 Verbraucher<br />

stmax = 10,9 %<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

1690 Verbraucher<br />

stmax = 7,4<br />

verbrauchsreicher<br />

Tag


60<br />

Tagesganglinie NZ Vaihingen (50 000 E + Gewerbe)<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

7,1


61<br />

Tagesganglinie Zone Birkenwäldle (20 000 E + Industrie)<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

7,7


62<br />

Tagesganglinie Zone Plieningen (7 000 E)<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

8,5


63<br />

Wasserverbrauch in Gewerbegebieten<br />

Auswertung von 4 Industrie-/Gewerbegebieten in Stuttgart<br />

Spez. Bedarf<br />

je Arbeitsplatz<br />

Flächenbedarf<br />

Spitzenbedarf<br />

Industriegebiet: 3 ha<br />

maximal<br />

125 l/(Ap*d)<br />

4 m³/(ha*d)<br />

f h<br />

= 5,5<br />

Q hmax<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

im Mittel<br />

50 l/(Ap*d)<br />

1,5 - 2 m³/(ha*d)<br />

f h<br />

= 2,5<br />

= 4 m³/ha/d/24 * 3 ha * f h<br />

= 0,5 m³/h * 5,5 = 2,75 m³/h


64<br />

Verbrauchergruppen bezogene Bedarfswerte<br />

in Anlehnung an VDI 3807 (1/2)<br />

Verbrauchergruppe /<br />

Gebäudeart<br />

Verbraucher (V) Mittelwerte Bandbreite<br />

Krankenhäuser Patienten und<br />

Personal (PP)<br />

0,34 m3 /(PP·d) 0,12 - 0,83 m3 /(PP·d)<br />

Bettenanzahl (BZ) 0,50 m3 /(BZ·d) 0,13 - 1,20 m3 /(BZ·d)<br />

Schulen Schüler und Lehrer<br />

(SL)<br />

0,006 m³/(SL·d)<br />

Verwaltungsund Bürogebäude<br />

Beschäftigte (B) 0,025 m³/(B·d) 0,013 – 0,111 m³/(B·d)<br />

Hotels Hotelgast (G) 0,29 m³/(G·d) 0,10 – 1,40 m³/(G·d)<br />

Hotelzimmer (HZ) 0,39 m³/(HZ·d) 0,07 – 1,40 m³/(HZ·d)<br />

landwirtschaftliche<br />

Anwesen<br />

Großviehgleichwert<br />

(GVGW)<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

0,052<br />

m³/(GVGW·d)


66<br />

Änderung: W 410<br />

Spitzenfaktoren f d<br />

neu 4,2<br />

und f h<br />

5000<br />

alt 5,5<br />

(alt und neu)<br />

Prof. Dr. W. Hoch


67<br />

Vergleich der Spitzenfaktoren alt/neu<br />

sowie deren Auswirkung auf den Spitzenbedarf<br />

Einwohner fh W 410 fh W 410 Qhmax alt *<br />

alt neu m³/h<br />

Qhmax neu *<br />

m³/h<br />

Minderung in<br />

%<br />

5 000 5,5 4,3 138 108 27<br />

10 000 4,5 3,8 225 192 17<br />

50 000 3,5 2,9 875 733 19<br />

100 000 3,0 2,6 1500 1305 15<br />

* hierbei wurde ein einwohnerbezogener Tagesverbrauch von 120 l/(E·d) berücksichtigt<br />

Prof. Dr. W. Hoch


68<br />

Auswirkung von W 410 auf die <strong>Bemessung</strong> von<br />

Hausanschlussleitungen (W 404)<br />

Ein-<br />

wohner<br />

Wohn-<br />

einheit<br />

Wohn<br />

einheit<br />

Spitzendurchfluss<br />

l/s m³/h<br />

1 1,5 5,4<br />

2 01,8 6,5<br />

5 2,2 7,9<br />

10 2,5 9.0<br />

Spitzendurchfluss<br />

2 1 0,717 2,58<br />

4 2 0,783 2,82<br />

10 5 0,9,43 3,40<br />

20 10 1,<strong>14</strong>5 4,12<br />

DN 25<br />

l/s m³/h 10 20 30 40 50<br />

DN 25<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Länge der Anschlussleitung in m<br />

10 20 30 40<br />

DN 32<br />

DN 32<br />

DN 40<br />

DN 32<br />

DN 50<br />

DN 40<br />

50


69<br />

Versorgungsdruck (W 400-1 Entwurf)<br />

Der erforderliche Versorgungsdruck (an der Abzweigstelle der Anschlussleitung<br />

von der Versorgungsleitung) richtet sich <strong>nach</strong> der überwiegenden ortsüblichen<br />

Geschosszahl der Bebauung dieser Zone. Netze sind dem<strong>nach</strong> so zu<br />

bemessen, dass an der höchstgelegenen Entnahmestelle ein Druck von<br />

0,5 bar nicht unterschritten wird. Hierbei ist in Abhängigkeit vom<br />

Höhenunterschied zwischen Abzweigstelle und Wasserzähler und von der<br />

Geschoßzahl zu berücksichtigen, dass Druckverluste in den Rohrleitungen und<br />

Armaturen von der Abzweigstelle bis zum Erdgeschoß auftreten.<br />

Folgende Druckverluste sind im Regelfall dabei zu berücksichtigen:<br />

• 0,2 bar im Bereich der Anschlussleitung inkl. Abzweigstück und Hauseinführung<br />

• 0,65 durch den Wasserzähler (z.B. Qn 2,5 bei einer Belastung von rd. 4 m³/h)<br />

• 0,35 bar vom Kellergeschoss bis zum Erdgeschoss<br />

• 0,3 bar je weiterem Stockwerk<br />

Prof. Dr. W. Hoch


70<br />

Versorgungsruck in Abhänigkeit von der Anzahl der<br />

Gebäudestockwerke<br />

Mindestfließdrücke: 0,5 bar an der<br />

höchsten Entnahmestelle im Haus:<br />

Gebäude mit EG<br />

Gebäude mit EG + 1 OG<br />

Gebäude mit EG + 2 OG<br />

Gebäude mit EG + 3 OG<br />

Gebäude mit EG + 4 OG<br />

2,0 bar<br />

2,3 bar<br />

2,6 bar<br />

2,7 bar<br />

3,0 bar<br />

Druckverluste 0,30 bar inkl.<br />

Hauseinführung und HAE<br />

Strömungsgeschwindigkeit < 2 m/s<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

0,65 bar<br />

Summe: 2,7 bar<br />

0,5 bar Druck<br />

0,30 bar<br />

0,30 bar<br />

0,30 bar<br />

0,35 bar


71<br />

Stagnation (1/3)<br />

Trinkwasserversorgungssysteme müssen so geplant, errichtet und betrieben werden,<br />

dass Stagnation minimiert wird, da diese zu einer unannehmbaren Beeinträchtigung der<br />

Wasserqualität führen kann.<br />

Stagnation begünstigt die Anreicherung des Wassers mit Korrosionsprodukten und der<br />

Leitung mit losen Ablagerungen, in deren Folge Trübungen (Braunwasser) auftreten<br />

können.<br />

Ursachen von Trübungen sind:<br />

Abgabe von Korrosionsprodukten bei ungeschützten Leitungen aus Eisenwerkstoffen und<br />

bei sehr niedrigen Fließgeschwindigkeiten, aber gleichbleibender Wasserbeschaffenheit:<br />

Sie ist in der Regel von untergeordneter Bedeutung. In solchen Fällen ist für eine<br />

regelmäßige Wassererneuerung zu sorgen bzw. das Leitungsmaterial auszuwechseln.<br />

Abgabe von Korrosionsprodukten bei ungeschützten Leitungen aus Eisenwerkstoffen und<br />

bei erheblichen Änderungen der Wasserbeschaffenheit (siehe DVGW W 216 (A))<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Standrohrentnahme von 20 m³/h


72<br />

Stagnation (2/3)<br />

Mobilisierung von losen Ablagerungen bei erheblicher Änderung der<br />

Fließgeschwindigkeit in geschützten und ungeschützten Leitungen:<br />

Die ablagerbare Trübstoffmenge ist umso höher, je geringer die Fließgeschwindigkeit<br />

ist. Trübungen infolge von Ablagerungen sind nahezu<br />

auszuschließen, wenn einmal täglich eine Fließgeschwindigkeit von 0,3 m/s<br />

erreicht wird.<br />

Für die Aufkeimung von Trinkwasser (Koloniezahlerhöhung) ist die<br />

Verweilzeit, die Temperatur und der Nährstoffgehalt des Wassers unter<br />

normalen Betriebsbedingungen von relativ geringer Bedeutung.<br />

Ein erhöhtes Risiko von Aufkeimungen besteht in Netzbereichen mit<br />

schwankenden Desinfektionsmittelrestkonzentrationen, beim zeitweiligen<br />

Einsatz von chemischen Desinfektionsmitteln (Inbetriebnahme und<br />

Außerbetriebnahme), bei Mobilisierung<br />

von Ablagerungen (Bakterienund<br />

Nährstofffreisetzung) sowie<br />

bei Inbetriebnahme neuer<br />

Leitungsabschnitte über einen<br />

Zeitraum von vier Wochen (Biofilmbildung).<br />

Prof. Dr. W. Hoch


73<br />

Stagnation (3/3)<br />

Die Gefahr der Rückverkeimung aus stagnierenden Leitungsabschnitten ist<br />

sehr gering, dementsprechend sind regelmäßige Spülungen zur Vermeidung<br />

von Aufkeimungen (Koloniezahlerhöhung) nicht erforderlich.<br />

Im Gegensatz dazu können systematische Netzspülungen z. B. zum Austrag<br />

loser Ablagerungen erforderlich sein.<br />

Anfällig für die oben genannte Anreicherung sind Leitungsabschnitte mit<br />

dauerhaft niedrigem Durchfluss u. a.:<br />

•<br />

•<br />

•<br />

wenig genutzte Anschlussleitungen<br />

Endleitungen<br />

überdimensionierte Rohrleitungen (z. B. für<br />

Löschwasserbereitstellung oder<br />

andere nur fallweise auftretende Zwecke)<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Impuls-Spül-Verfahren <strong>nach</strong> Hammann<br />

(Sedimentmobilisierung)


74<br />

Wasserbedarf <strong>nach</strong> DVGW W 410<br />

Auswirkungen auf die <strong>Bemessung</strong> von Wasserleitungen<br />

Prof. Dr. W. Hoch<br />

Vielen Dank fürs<br />

Zuhören<br />

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