Automatische Größenberechnungen

In diesem Thema wird der Ansatz der Netzdimensionierungs-Engine und deren Steuerung beschrieben.

Der automatische Dimensionierungsprozess erfolgt basierend auf dem Netzentwurf für die Phase. Einige Aspekte wie minimale Überdeckungstiefe, Geschwindigkeiten und Hintergründe sind optional und werden nur verwendet, wenn sie aktiviert sind. Die Engine für die automatische Dimensionierung stellt jedoch sicher, dass ein Rohr/Kanal über ausreichend Kapazität für den berechneten Volumenstrom verfügt. Ebenso wird die Entwurfsebene angewendet, um Rohrdüker/quadratische Düker aneinander auszurichten.

Der Netzentwurf beginnt am Anfang des ausgewählten Fließwegs, der als Hauptleitung dient. In der Regel ist der Anfang eines Fließwegs ein Zufluss (Fläche oder Ganglinie). Er führt dann entlang jedes Rohrs/Kanals im Netz und dimensioniert wiederum das Rohr/den Kanal. Anmerkung: Theoretische Verbindungen (keine Verzögerung, verzögerter Volumenstrom und verminderter Volumenstrom) können nicht dimensioniert werden und werden daher ignoriert. Diese Dimensionierung wird wie folgt durchgeführt:

1. Gesamtfläche und Basisvolumenstrom ermitteln: Die zu jeder Verbindung beitragenden Zuflüsse werden addiert (rationale Methode und modifizierte rationale Methode (UK)) und parallel kombiniert (Methode de Caquot), während im Netz die für die Dimensionierung verwendeten Gesamtwerte berechnet werden:
   1. Fläche/Dachfläche: Je nach Abflussmethode wird die beitragende Fläche wie folgt ermittelt:
      1. Flächenzufluss: Fläche * Vorläufiger CV
      2. Dachfläche:
         1. Konzentrationszeit - Fläche * Anteil entwässert
         2. Zeitbereichsdiagramm: Gesamtfläche des Zeitbereichsdiagramms
         3. Gründach: Fläche * Anteil entwässert
      3. Ganglinie: Der Spitzenvolumenstrom der Ganglinie wird als Basisvolumenstrom betrachtet.
   Anmerkung: Wenn mehrere Stränge stromaufwärts vorhanden sind, werden die Gesamtwerte aller Stränge für die Gesamtwerte der Rohre/Kanäle stromabwärts zusammengefasst.
2. Anfangsbemaßungen für Rohre/Kanäle festlegen: Um sicherzustellen, dass die kleinstmögliche Größe berücksichtigt wird, werden die Bemaßungen des Rohrs/Kanals vor dem Beginn auf einen geeigneten Mindestwert festgelegt:
   1. Rohr: Der Durchmesser wird auf die kleinste Rohrgröße in der Rohrgrößenbibliothek festgelegt.
   2. Rechteckiger Kanal/Trapezkanal: Die Basisbreite wird auf 600 mm festgelegt.
   3. Dreieckkanal: Die Höhe wird auf 0.2 m festgelegt, da diese Bemaßung angepasst wird.
   Anmerkung: Diese Bemaßungen werden beim Vergrößern des Rohrs/Kanals vergrößert.
3. Bewegungszeit bestimmen: Die Bewegungszeit wird als größte Konzentrationszeit stromaufwärts anhand der folgenden Parameter berechnet:
   1. Vorläufige Konzentrationszeit für die eingehenden Flächenzuflüsse
   2. Bewegungszeit durch die Verbindungen stromaufwärts
   3. Min. Konzentrationszeit aus dem Netzentwurf
   Dieser Wert wird dann mit der Bewegungszeit für die angegebene Verbindung addiert, die anhand der Fließgeschwindigkeit unter den Bedingungen für eine vollständige Bohrung und der Länge der Verbindung berechnet wird. Die Bewegungszeit wird auf die maximale Bewegungszeit aus den Netzrichtlinien beschränkt, wodurch verhindert wird, dass die Intensität in einem großen Netz zu niedrig wird.
4. Niederschlagsintensität: Die Niederschlagsintensität wird anhand der IDF-Daten ermittelt, die im Netzentwurf basierend auf der Bewegungszeit für die angegebene Verbindung angegeben wurden.
5. Volumenstrom ermitteln: Mit der in den Netzrichtlinien ausgewählten Berechnungsmethode wird dann der Volumenstrom ermittelt, den das Rohr/der Kanal transportieren muss.
   1. Rationale Methode: Volumenstrom = Niederschlagsintensität x Gesamtfläche + Gesamter Basisvolumenstrom
   2. (UK) Modifizierte rationale Methode: Volumenstrom = Niederschlagsintensität x Gesamtfläche * Cr(1.3) + Gesamter Basisvolumenstrom
   3. Methode de Caquot: Der Volumenstrom wird mit den Gleichungen der Methode de Caquot berechnet, die wesentlich komplexer als die Gleichungen der rationalen Methode oder der modifizierten rationalen Methode (UK) sind. Die Eingaben der Methode sind die Caquot-Parameter (Basis und Erweitert), ausgewählte Desbordes-Niederschlagsparameter sowie die Abflusspfadlänge und die Einzugsgebietsneigung der Zuflüsse stromaufwärts der Rohre, die zum automatisch dimensionierten Fließweg gehören. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Methode de Caquot.
   Anmerkung: Der berechnete Bemessungsvolumenstrom darf nicht unter den größten Wert stromaufwärts sinken.

6. Dimensionierungsroutine: Bei der automatischen Größenberechnung wird dann versucht, die Größe jeder Verbindung zu bestimmen, um sowohl die erforderliche Kapazität für den berechneten Volumenstrom als auch die ausgewählten Dimensionierungsoptionen zu erreichen. Dies funktioniert wie folgt:

   1. Anfangshöhen stromaufwärts und stromabwärts ermitteln: Ermitteln Sie unter Berücksichtigung der minimalen Überdeckungstiefe (falls zutreffend) und der zulaufenden Rohre die minimale Tiefe an jedem Ende des Rohrs. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rohre ausreichend überdeckt und basierend auf der Entwurfsebene an der niedrigsten eingehenden Scheitel-/Sohlenhöhe ausgerichtet sind.

      Anmerkungen:

      Kanalabschnittstypen werden unabhängig von der Entwurfsebene immer als Höhensohlen ausgerichtet.

      Wenn ein Bemessungsvolumenstrom zu einer Verringerung der Rohrgröße zwischen zwei Rohren führt, werden diese ebenfalls als Höhensohlen verlegt, um permanente Wasserstände zu verhindern.

      Wenn am stromabwärts liegenden Ende der eingehenden Verbindung(en) und am stromaufwärts liegenden Ende der ausgehenden Verbindung(en) unterschiedliche Überdeckungshöhen vorhanden sind, wird der niedrigste Wert für alle verwendet, um die korrekte Ausrichtung sicherzustellen.

      Wenn die Verbindung die erste in einer Strecke (entweder im Fließweg oder in einer Stranglinie) ist und die minimale Überdeckungstiefe in den Netzrichtlinien nicht aktiviert ist, entspricht die Anfangshöhe stromaufwärts der Sohlenhöhe der Verbindungen stromaufwärts, solange sie ungleich null ist und die Überdeckung nicht unterbricht.

      Wenn die Option Kanaltiefe reduzieren in den Netzrichtlinien aktiviert ist, wird die Tiefe aller rechteckigen Kanäle oder Trapezkanäle so festgelegt, dass sie der größten Tiefe stromabwärts eingehender Verbindungen ungleich null entspricht. Wenn keine Tiefen ungleich null oder keine eingehenden Verbindungen vorhanden sind, bleibt die Tiefe des Kanals unverändert.

   2. Neigungsbereich ermitteln: Die in den Dimensionierungskriterien eingegebene minimale und maximale Neigung wird mit der aus den Anfangshöhen berechneten Anfangsneigung sowie mit dem Bereich der für die Rohrgrößen verfügbaren minimalen/maximalen Neigungen verglichen.

   3. Dimensionierung durchführen: Bei der automatischen Größenberechnung wird dann ausgehend von der flachsten Neigung versucht, einen Durchmesser zu ermitteln, der ausreichend Kapazität für den berechneten Volumenstrom sowie eine gültige Geschwindigkeit bietet (falls ausgewählt).
      1. Verbindung vergrößern: Wenn die Kapazität des Rohrs/Kanals nicht ausreicht, wird sie vergrößert:
         • Rohr: Die nächste Rohrgröße aus der angegebenen Rohrgrößenbibliothek wird ausgewählt. Wenn das größte Rohr in der Datei nicht groß genug für den Volumenstrom ist, wird das Programm basierend auf dem angegebenen zusätzlichen Inkrement (vorgabemäßig 75 mm) fortgesetzt, bis eine ausreichende Kapazität erreicht ist.
         • Rechteckiger Kanal/Trapezkanal: Die Basisbreite wird um 100 mm erhöht.
         • Dreieckkanal: Die Höhe wird um 20 mm erhöht.
      2. Neigung anpassen: Wenn eine Lösung für eine bestimmte Neigung gefunden wurde, wird diese aufgezeichnet. Das Rohr wird geringfügig steiler berechnet, und die Prüfung wird wiederholt.
      3. Lösung auswählen: Die Lösungen für verschiedene Neigungen werden berücksichtigt, und die Lösung mit der minimalen Überdeckungstiefe am stromabwärts gelegenen Ende (die ggf. die Geschwindigkeitsprüfungen erfüllt) wird ausgewählt und dem Rohr zugewiesen.
   4. Stranglinien: Diese werden auf die gleiche Weise wie die Hauptleitung dimensioniert, wobei die Flächen- und Basisvolumenströme stromaufwärts addiert und zur Dimensionierung jeder Verbindung wie oben beschrieben verwendet werden. Wenn die Stranglinie mit der Hauptleitung verbunden wird, muss jedoch die Höhe stromabwärts berücksichtigt werden, da sie sich ober- oder unterhalb der Rohre in der Hauptleitung (oder in anderen zulaufenden Stranglinien) befinden kann. Wenn sie nicht ausgerichtet sind, wird bei der Berechnung versucht, sie alle basierend auf der Entwurfsebene auszurichten. Ein Hintergrund gemäß den Dimensionierungskriterien kann jedoch zugelassen werden, wodurch alle Hintergründe oberhalb des Mindest-, aber unterhalb des Höchstwerts belassen werden und dann alle darunter liegenden Hintergründe entfernt und alle darüber liegenden am Höchstwert ausgerichtet werden.

Gesperrte Rohre/Kanäle

Sie können ein Rohr bzw. einen Kanal sperren, um dessen Größenänderung zu verhindern. Aktivieren Sie dazu die Einstellung Autom. Größe (vorgabemäßig ausgeblendet) im Formular Verbindungen für eine oder mehrere Verbindungen. Wenn diese Option aktiviert ist, werden die Bemaßungen dieser Verbindung bei der automatischen Größenberechnung nicht angepasst. Die Gesamtwerte für Flächen- und Basisvolumenströme werden weiterhin ermittelt und stromabwärts weitergegeben, und die Verbindungen stromabwärts werden weiterhin an der gesperrten Verbindung ausgerichtet.

Gesperrte Neigungen

Wenn eine Option für gesperrte Neigung in den Dimensionierungskriterien ausgewählt ist, umgeht die Engine die standardmäßige Dimensionierungsroutine. Stattdessen versucht die Software, die Verbindungen wie folgt zu dimensionieren:

Neigung

Diese Option verhindert, dass der Netzentwurf die Neigungen der Verbindungen im aktuellen Pfad anpasst. Nur der Durchmesser/die Höhe des Abschnitts wird angepasst, bis die Verbindung ausreichend Kapazität aufweist. Anschließend werden die Verbindungen basierend auf den Optionen für Überdeckungstiefe und Entwurfsebene ausgerichtet. Diese Option ist restriktiv und führt mit hoher Wahrscheinlichkeit dazu, dass Rohre tiefer als erforderlich verlegt werden.

Neigungen und Sohlenhöhen

Von der Engine können nur der Durchmesser und die Höhe der Verbindung angepasst werden, wobei die Scheitelhöhe an jede Höhenänderung angepasst wird. Diese Option verhindert die Dimensionierung von Dreiecksabschnitten, da die Berechnung die Höhe nicht anpassen kann, da es sich hierbei lediglich um den Abstand zwischen der Überdeckungshöhe und der Sohlenhöhe handelt.

Neigungen und Scheitelhöhen

Von der Engine können nur der Durchmesser und die Höhe der Verbindung angepasst werden, wobei die Sohlenhöhen an jede Höhenänderung angepasst werden.