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1 Aufgabenstellungen

Mit STANET können Hydranten berechnet werden. Folgende Varianten sind möglich:

1.1 Grundvoraussetzungen

Voraussetzung für alle Berechnungsarten sind:

Durchmesser: Für die Berechnung wird der Wert aus dem Feldeintrag des Hydranten genommen. Ist dort keine Eintragung, wird der Wert für Rohrdurchmesser aus dem Dialog Datei->Netzparameter->Rohrparameter verwendet. Ist dieser Wert 0.0, wird generell 80 mm als Durchmesser angenommen.

Rauhigkeit: Für die Berechnung wird der Wert wird aus dem Feldeintrag des Hydranten genommen. Ist dort keine Eintragung, wird der Rauhigkeits-Wert aus dem Dialog Datei->Netzparameter->Rohrparameter verwendet.

Verlustbeiwert (Zeta-Wert): Es wird nur das Feld Verlustfaktor des Hydranten ausgewertet.

Höhe: Die relevante Höhe für die Hydranten-Berechnung steht im Feld Höhe interpol.

  • Entweder: Sie wird aus dem Feld Höhe übernommen, d. h. Sie können hier die reale Höhe des Abnahmepunkts eintragen.
  • Oder: Existiert kein Eintrag im Feld Höhe, wird der Wert aus der Knotenhöhe der zugehörigen Leitung linear errechnet. In diesem Fall wird angenommen, daß die Hydranten-Abnahmestelle auf der Höhe der Leitung liegt.

1.2 Druckbestimmung zu vorgegebener Löschmenge

In das Feld Vorg. Löschmenge der Hydranten-Tabelle wird gemäß DVGW Arbeitsblatt W405 eine Menge eingegeben, z. B. 24, 48, 96 oder 192 m3/h. Rufen Sie die Funktion Spezial->Löschmengen berechnen auf. Mit der Option Druck zur vorgegebenen Löschmengen jedes Hydranten errechnen wird für jeden Hydranten mit einer Menge > 0 der Druck errechnet. Dabei wird eine stationäre Netzberechnung mit den aktuellen Einstellungen des Dialogs Datei->Netz berechnen durchgeführt, bei der zusätzlich die Abnahme eines Hydranten berücksichtigt wird. Die Anzahl der vorhandenen Hydranten mit einer Löschmenge > 0 bestimmt somit auch die Anzahl der durchzuführenden Berechnungen.

1.3. Maximale Löschmenge für vorgegebenem Hydranten-Druck errechnen

Rufen Sie die Funktion Spezial->Löschmengen berechnen auf und wählen Sie die Option Maximale Löschmenge errechnen für Druck am Hydranten. Anschließend geben Sie für alle Hydranten pauschal eine Druckvorgabe an. Die Berechnung ermittelt für alle Hydranten die maximale Löschmenge und trägt den Wert in das Feld Ber. Löschmenge ein. Die Anzahl der Hydranten im Netz bestimmt die Anzahl der durchzuführenden Berechnungen.

1.4. Maximale Löschmenge aus den Werten 192, 96, 48, 24, 0 m3/h bei minimalem Netzdruck ermitteln

Rufen Sie die Funktion Spezial->Löschmengen berechnen auf und wählen Sie die Option Maximale Löschmenge aus (192, 96, 48, 24, 0) m3/h bei minimalem Druck im Netz. Anschließend geben Sie für das gesamte Netz einen Druck vor. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, bei der Berechnung die Druckvorgabe nur innerhalb von Teilnetzen zu bewerten. Die Berechnung ermittelt für alle Hydranten die maximale Löschmenge aus den Werten 192, 96, 48, 24 bzw. 0 m3/h und trägt diesen in das Feld Ber. Löschmenge ein. Die Anzahl der Hydranten im Netz bestimmt die Anzahl der durchzuführenden Berechnungen.

1.5. Simulation für eine feste Auswahl von Hydranten

Für die Fälle 1.2 - 1.4 bestehen folgende Varianten der Berechnung:

  • Es ist möglich eine einzelne Löschwasserberechung durchzuführen, bei der man annnimmt, daß an mehreren Hydranten gleichzeitig eine Wasserabnahme statt findet. Dazu markieren Sie die Hydranten mit gedrückter Strg-Taste und der linken Maustaste. Danach rufen Sie den Dialog Spezial->Löschmengen berechnen auf und aktivieren die Checkbox Simulation für gleichzeitige Benutzung aller markierten Hydranten.
  • Um die Berechnung für einen einzelnen Hydranten durchzuführen, markieren Sie diesen vor Aufruf der Löschwasserberechnung. Im Dialog aktivieren Sie anschließend die Checkbox Simulation für gleichzeitige Benutzung aller markierten Hydranten.

In beiden Fällen wird hinter der Checkbox die Anzahl der markierten Hydranten angegeben.

1.6. Hinweise:

  1. Zur graphischen Aufbereitung können Hydrantensymbole mit Attributlegenden eingefärbt werden.
  1. Die Berechnung trennt die Leitungen für die einzelnen Hydranten auf. Deshalb können für Leitungen keine mittleren Ergebnisse, wie z. B. Durchfluss, Geschwindigkeit, etc. ermittelt werden. Alle auf eine gesamte Leitung bezogenen Ergebnisse, wie z. B. Durchfluss, Geschwindigkeit, Δp, Druckhöhendifferenz, etc. sind bei einer Hydranten-Berechnung bedeutungslos. Um die mittleren Ergebnisse für die Leitung zu ermitteln, müssen Sie eine normale Berechnung durchführen!

2. Rechenverfahren

Symbolische Darstellung:
1.) Unterflurhydrant
2.) Überflurhydrant

Der Druckabfall im Hydranten gerechnet vom Punkt A, an dem die Hydrantenleitung von der Versorgungsleitung abzweigt, bis zum Punkt B, an dem der Schlauch an den Hydranten angelegt wird, wird mit folgender Formel berechnet:

Dabei wird turbulenter Fluß angenommen. Wenn die geodätische Höhe der Abnahmestelle B nicht in der Hydrantentabelle vorgegeben wird, wird die geodätische Höhe aus den Höhen der der zugehörigen Leitungsknoten linear errechnet. Falls die Rauhigkeit oder der Durchmesser nicht vorgegeben ist, wird der Wert aus dem Dialog Datei->Netzparameter->Rohrparameter verwendet. Wenn die Länge nicht vorgegeben wird, wird ein Wert von 1 Meter angesetzt. Wenn der Verlustbeiwert (ZETA-Wert) Null ist, wird auch mit Null gerechnet. (Siehe auch "1.1 Grundvoraussetzungen".)

3. Anwendungsfälle

Für den Fall einer größeren Löschwassermenge wird in der Praxis diese Menge nicht an einem einzelnen Hydranten entnommen, sondern an benachbarten Hydranten. Wenn man die entnommene Gesamtmenge in der Berechnung an einem einzigen Hydranten konzentriert, kommt gegenüber der Wirklichkeit ein zu großer Druckabfall zustande.

Um diesen Fall nachzubilden, sollte man deshalb an den entsprechenden Hydranten einen Verlustbeiwert (ZETA-Wert) von Null vorgeben. 		(Eine zusätzliche Änderung der Rauhigkeit hat keine großen Auswirkungen.) Das bedeutet: Es wird die Lieferfähigkeit der Leitung berechnet, indem an einem einzelnen Hydranten eine Abnahme mit nur geringem Verlust simuliert wird. Dieser Ansatz ist aus Gründen der Einfachheit im Wasserfach verbreitet.
Übliche Verlustbeiwerte (ZETA-Werte) für Hydranten liegen zwischen 4 und 5, bei Freiströmern zwischen 0,8 und 1,2.

Verweise auf Literatur finden Sie hier.
Ingenieurbüro Fischer-Uhrig
Herr Fischer-Uhrig
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