Programme für die Berechnung, Auslegung und Optimierung von Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke sind ein wichtiger Baustein der Gebäudetechnikplanung. Werden Leitungsführungen und Rohrquerschnitte im Vorfeld exakt berechnet und optimiert, lassen sich hydraulische Eigenschaften von Abwasserinstallationen verbessern. Auch Einsparungen bei Material, Durchbrüchen, Aussparungen und Schlitzen in Wänden und Geschossdecken sowie Brandschutzmaßnahmen sind möglich. Ferner können aus ungünstigen Trassenführungen resultierende Probleme und Kollisionen mit anderen TGA-Gewerken oder der Gebäudestruktur vermieden werden, die sich aufgrund der erforderlichen Dimensionen und Gefälle häufig nur aufwendig korrigieren lassen.
Einsatzbereiche und Leistungsumfang
Planungssoftware für das Entwässerungsnetz berechnet alle Nennweiten, Mindestgefälle, Füllungsgrade oder Fließgeschwindigkeiten von Abwasser- und Lüftungsleitungen sowie Regenwasserleitungen, teilweise auch von Fett- oder Kondensatleitungen oder Druckleitungen von Hebeanlagen. Als Berechnungsgrundlage dienen bei den meisten Programmen die europäischen Normen DIN EN 12056 und DIN EN 752 sowie das ergänzende deutsche Regelwerk DIN 1986‑100.
Neben der Neuberechnung lassen sich bei Sanierungen oder Anlagenerweiterungen auch Nennweiten bestehender Gesamt- und Teilnetze rechnerisch überprüfen. Parameter, wie etwa Mindestgefälle oder Nennweiten, können als fixe Werte vorgegeben werden. Berücksichtigung finden Anschlusswerte (DU) der Sanitärgegenstände sowie Volumen- (Qc) und Pumpenströme (Qp). Auch Berechnungen von Sonderbauteilen, wie Rückstausicherungen, Hebeanlagen, Abscheideranlagen oder Anlagen zur Regenwasser-/Grauwassernutzung sind mit einigen Programmen möglich.
Anlagenbelüftungen werden als Hauptlüftung, direkte oder indirekte Nebenlüftung, Umlüftung, Sekundärlüftung berücksichtigt, ebenso wie Belüftungsventile oder Lüftungshauben. Die Berechnungsergebnisse werden auf der Grundlage hydrodynamischer Fließformeln auf die Einhaltung von Mindestgefälle, Mindestgeschwindigkeiten und Füllungsgraden abhängig vom Fließgefälle und den Fließwiderständen überprüft. Leitungsarten und -dimensionen, Füllungsgrade oder Gefälle können anschließend visualisiert und gegebenenfalls geändert werden.
Ausgabe und Kollisionskontrollen
Ausgabefenster informieren über kritische Parameter oder Abbruchkriterien für die Berechnung. Individuell erweiterbare Datenbanken mit allen relevanten Parametern für Rohre, Formstücke, Entwässerungsgegenstände, Regenwasserabflüsse, Belüftungsventile, Lüftungshauben, Dämmung etc. beschleunigen die Planung. Alle Ein- und Ausgaben werden tabellarisch oder grafisch dokumentiert und können ausgedruckt, als PDF-Datei ausgegeben oder über Schnittstellen exportiert werden.
Massenauszüge bilden die Grundlage für Leistungsverzeichnisse, die raum- oder gruppenweise unterteilt und für Dachabläufe, Entwässerungsgegenstände, Rohrleitungen, Formstücke, Zubehör etc. nach Nennweiten geordnet werden können. Der Materialauszug kann anschließend für Kalkulationen und Bestellungen als Excel-Liste ausgegeben oder in eine Ausschreibungssoftware importiert werden.
Lassen sich mit derselben Software parallel auch Trinkwasseranlagen oder andere gebäudetechnische Gewerke planen, können visuelle oder automatisierte Kollisionskontrollen durchgeführt werden. BIM-fähige Planungsprogramme ermöglichen den digitalen Austausch von Kollisionsberichten über das IFC- oder BCF-Datenformat. Einige Programme überprüfen die Planung auch auf mögliche Fehler oder eine Überschreitung von Grenzbedingungen, wie etwa die maximale Länge und Anzahl von Bögen, die Absturzhöhe gemäß Tabellen 5 und 8 der DIN EN 12056-2 und der Tabelle 5 der DIN 1986‑100. Eventuelle Problemstellen werden grafisch hervorgehoben.
Bild: Graphisoft
Dachentwässerung sicher auslegen
Angesichts zunehmender Extremwetterereignisse wird die Auslegung von Dachentwässerungsanlagen immer wichtiger. Deshalb ist gemäß DIN EN 12056-3 und DIN 1986-100 ein hydraulischer Leistungsnachweis zwingend. Software für die Dachentwässerung ermittelt alle erforderlichen Nennweiten für Dachabläufe und Notüberläufe und berücksichtigt dabei alle relevanten Parameter wie Regenspenden (r), Regenwasserabflüsse (Q), abflusswirksame Dachflächen (A), Abflussbeiwerte (C), Fließweglängen (L) sowie durch Rinnenwinkel, Lötstutzen oder Laubfangkörbe bedingte Strömungswiderstände.
Die Berechnung unterscheidet zwischen vorgehängten und innen liegenden Rinnen, die nach unterschiedlichen Regenszenarien ausgelegt werden (Berechnungsregen r(5,5) bzw. Jahrhundertregen r(5,100)). Zu den Berechnungsergebnissen gehören auch ein Überflutungsnachweis nach DIN 1986-100 oder der erforderliche Rückhalteraum bei Einleitungsbeschränkung.
Bei der Entwässerungsplanung von Flachdächern wird zwischen der konventionellen Freispiegel- und der Druckströmungsentwässerung unterschieden. Letztere saugt durch die Schwerkraft das Regenwasser von der Dachfläche, sobald sich eine bestimmte Wassermenge auf dem Dach anstaut und eine vollständige Füllung der Rohrleitung erreicht wird. Voraussetzung ist allerdings eine Mindestdachflächengröße (ab ca. 150 m²), eine Fallhöhe von mindestens 4 m, spezielle Dachabläufe sowie weitere Randbedingungen. Jedoch berechnet diese Art der Entwässerung nur knapp die Hälfte der hier vorgestellten Programme.
Entwässerung Schritt für Schritt planen
Geplant wird auf der Grundlage von importierten DXF- oder DWG-Architektenplänen oder per IFC-Schnittstelle eingelesenen BIM-Gebäudemodellen. Einige Programme verfügen auch über einen Editor für Gebäudebauteile, mit dem komplette Gebäude frei oder auf der Grundlage gescannter Papierpläne erstellt werden können. In der Regel erfolgt die Entwässerungsplanung zusammen mit der Sanitär-/Trinkwasseranlagenplanung. Dabei werden die Positionen aller Sanitärgegenstände definiert und stehen damit inklusive aller Anschlusswerte auch für die Planung der Entwässerungsanlagen zur Verfügung.
Die Trassenführung der Abflussleitungen wird mit einer Polylinie im Grundriss, Schnitt (Strangschema) oder in der Isometrie vorgegeben. Auf Grundlage dieses Ein-Strich-Modells werden die Abflussleitungen automatisch generiert. Parallel werden die Leitungslängen ermittelt und die Leitungsart definiert. Die Art der Leitung (Schmutz-, Regen-, Grauwasser- und Lüftungsleitungen) erkennt das Programm aus der jeweiligen Anschlusssituation und der Leitungsführung ebenso auf Wunsch automatisch wie Lüftungsarten oder Bauteile wie Haupt-, Sekundär-, Neben- und Umlüftungen, Belüftungsventile, Lüftungshauben etc.
Algorithmen überwachen im Hintergrund die Plausibilität der Netzstruktur und die Normkonformität der Auslegung und Berechnung. Werden neue Sanitärgegenstände eingefügt, entfernt oder verändert, passt sich die Leitungsführung selbstständig an. Anlagenteile lassen sich kopieren und werden an der neuen Position automatisch an das Hauptleitungsnetz angebunden, was Änderungen vereinfacht.
Entwässerungsobjekte lassen sich beliebig kombinieren und global oder für ausgewählte Bereiche des Entwässerungsnetzes austauschen, beispielsweise um aus einer produktneutralen Vorplanung eine herstellerspezifische Ausführungsplanung abzuleiten. Änderungen innerhalb der Berechnung werden automatisch in allen Darstellungen und Stücklisten übernommen.
Bereits definierte Teilstränge lassen sich inklusive aller Parameter mehrfach kopieren. Wird in einem Bestandsgebäude ein vorhandenes Abwassernetz erweitert und sollen Rohrleitungsabschnitte weiter genutzt werden, ist auch eine Eingabe feststehender Nennweiten und Gefälle von Teilstrecken möglich.
Programmunterschiede
Programme für die Auslegung von Entwässerungsnetzen haben unterschiedliche Zielgruppen. Produktspezifische Programme wie etwa Geberit ProPlanner sind vor allem auf Fachhandwerker zugeschnitten. Mit kostenpflichtigen Lösungen lassen sich Entwässerungsnetze mithilfe entsprechend umfangreicher Bauteildatenbanken durchweg auch produktneutral planen. Zu diesen Lösungen gehören numerische Berechnungsprogramme mit grafischer Darstellung, CAD-Programme mit aufgesetzten Berechnungsmodulen sowie CAE-Lösungen mit integrierter Kalkulation.
Sanitärkomplettlösungen ermöglichen die parallele Planung von Trinkwasser- und Entwässerungsanlagen, mit den oben genannten Vorteilen. Nur ein Teil der Programme bietet sowohl eine Abwasser- als auch eine Regenwasserablaufplanung. Unterschiede gibt es neben dem Funktionsumfang auch bei den Arbeits- und Bedienungsabläufen. Deshalb sollte auch darauf geachtet werden, wie einfach und intuitiv oder kompliziert und umständlich Bedienungsabläufe sind. Das gilt für die Planung ebenso wie für Änderungen.
Im Gesamtkontext der Gebäudeplanung und der Koordination mit anderen Gewerken spielen Entwässerungsnetze eine wichtige Rolle. Deshalb sind BIM-modellorientierte, gewerkeübergreifende TGA-Programme mit entsprechendem Entwässerungsmodul im Vorteil.
Bild: Solar-Computer
Bild: mh-software
Bild: Hottgenroth
Bild: MagiCAD Group
Bild: MagiCAD Group
Bild: Dendrit Haustechnik - Software
Bild: Linear
Bild: Geberit
Bild: Solar-Computer
Quellen und Hinweise
DIN EN 12056-2: Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden – Teil 2: Schmutzwasseranlagen, Planung und Berechnung. Beuth Verlag (DIN Media), Januar 2001
DIN EN 12056-3: Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden – Teil 3: Dachentwässerung, Planung und Bemessung. Beuth Verlag (DIN Media), Januar 2001
DIN EN 752: Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden – Kanalmanagement. Beuth Verlag (DIN Media), Juli 2017
DIN 1986-100: Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Teil 100: Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056. Beuth Verlag (DIN Media), Dezember 2016
Geberit (Hrsg.): Abwasserhydraulik – Planung, Dimensionierung, Ausführung und Betrieb von Abwasseranlagen. Eigenverlag, Mai 2022. Download unter:
www.geberit.de/know-how/kompetenzen/abwasserhydraulik
IZEG Informationszentrum Entwässerungstechnik Guss e. V. (Hrsg.): Planung und Ausführung von Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke, Eigenverlag, 6. Auflage, 2020. Download unter:
www.izeg.de/downloads
Ishorst, B.: Hausentwässerung – Die Kunst des Leerlaufs.
In: SBZ Monteur 6/2016, Gentner Verlag, 2016. Download unter:
www.sbz-monteur.de/sanitaer/hausentwaesserung-die-kunst-des-leerlaufs
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