0,14 Bemessung nach DIN 1988 T.3 - HTI Hezel KG
0,14 Bemessung nach DIN 1988 T.3 - HTI Hezel KG
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 />
-noch Fragen?