Jak lépe projektovat vodovody a kanalizace?

Správný program pro správu, projektování a simulační modelování trubních sítí ulehčuje život projektantům a pracovníkům plánujícím investice a zvyšuje produktivitu práce.


Projektování vodovodů a kanalizací

Jako projektant si určitě přejete používat takové postupy, které maximálně usnadní projektování, zvýší produktivitu práce a odstraní drobné formální chyby, které u standardního způsobu projektování vznikají z nepozornosti. To znamená, že je nutné nalézt vhodný softwarový systém. Pro vlastní potřeby vyvíjíme, a pak pro projektanty prodáváme program SiteFlow, který tyto potřeby zajišťuje. Program SiteFlow umožňuje pracovat na modelu. Prací na modelu se rozumí práce s modelem sítě, který je propojen s digitálním modelem terénu a modely ostatních sítí a umožňuje pracovat jak se situací, tak s podélnými profily. Určitě se zamýšlíte, jak nejlépe popsat projektované sítě a jaké informace ukládat. Přáním je mít tato data co nejúplnější, které dobře popisují projektovanou či plánovanou síť, abychom měli k dispozici pro účely projektování a výpočtů všechna potřebná data na jednom místě. Nemusíte se bát, že jde o něco komplikovaného. Práce se SiteFlow je po zaškolení intuitivní a příjemná. Součástí programu SiteFlow je datový model jednotlivých sítí, který je doplněný funkcemi pro kontrolu správnosti používaných dat o síti.

AQUION v časopise Technika
Obr. 1 Projektant pracuje s podélným profilem a situaci zároveň což přináší zrychlení práce.

Zvýšení produktivity práce je v dnešním velmi konkurenčním prostředí nutné proto, aby projektant mohl nabízet konkurenční ceny za svou práci a přesto neprodělával. Předpokladem vysoké produktivity projekčních prací je software, který minimalizuje množství práce do projektu vložené. Pokud nepoužíváte takový systém, pravděpodobně budete zaostávat za konkurencí. Program SiteFlow propojuje situace s podélnými profily. To znamená, že změna v situaci se okamžitě projeví v podélném profilu a naopak. To snižuje množství práce potřebné k vytvoření projektu a usnadňuje zapracování změn v projektu. Program využíváme v úzké spolupráci s grafickým editorem, jako např. AutoCAD LT, který z části zajišťuje prvotní přípravy dat - zejména nakreslení trasy a na závěr v něm upravujeme a tiskneme výkresy.

Moderní projekční software používá pro zrychlení, zkvalitnění a zpříjemnění práce digitální model terénu. Pokud projektujete bez digitálního modelu terénu (DMT), zbytečně vás to stojí některé úkony a čas navíc. Digitální model terén sestavíte snadno načtením geodetického zaměření. Například při projektování odvodnění komunikací je vhodné použít ten samý digitální model terénu, který pro návrh komunikace používá projektant dopravní stavby. SiteFlow umožňuje načítat digitální model terénu ve formátu *.tin, pro Roadpac *.dt4 ad. Digitální model terénu dává uživateli dobré informace o průběhu terénu nad projektovanými sítěmi a zrychluje práci. Může se objevit otázka, zda vytvoření digitálního modelu terénu pro účely projektu trubní sítě není příliš nákladné. Program SiteFlow může pro tvorbu DMT využít libovolná data. Může se jednat jen o geodetické zaměření povrchových znaků spravovaných sítí, stejně tak můžete vycházet z geodetického zaměření uličních čar nebo importovat již hotový DMT ve formátu *.tin a dalších.

Moderní programy pro projektování mohou využívat ke zvýšení produktivity práce webové mapové služby (WMS). U starších systémů je někdy otázka jejich funkčnosti. Část SiteFlow pro projektování a výpočty trubních sítí je možné rozšířit o modul webových mapových služeb, který umožňuje s nízkými náklady využívat georeferencované rastrové webové mapy jako je katastrální mapa, topografické mapy a ortofotomapy.

Jednou z cest zrychlení práce při projektování inženýrských sítí je nepracovat odděleně na jednotlivých výkresech, ale využít úspor, které přináší projektování na modelu. Řešení založené na modelu umožňuje pracovat nad jedněmi daty v jednom souboru a programu. Při projektování se SiteFlow si tímto přístupem šetříme čas při tvorbě projektové dokumentace, zrychlujeme zapracování změn do projektu a současně eliminujeme chyby, které za běžné práce vznikají z nepozornosti. Používáme ho u velkých i malých projektů. Díky využití digitálního modelu terénu je možné editovat data současně v situaci a podélném profilu. Změny provedené v situaci se okamžitě objeví v podélných profilech a naopak, změny v podélném profilu se okamžitě objeví v situaci. Pro projektanta to znamená, že si musí zvyknout na nový způsob práce. Naše zkušenosti však ukazují, že dobrý projektant je schopen plnohodnotně pracovat v SiteFlow po úvodním zaškolení v délce 4,5 - 6 hodin. Model projektované sítě obsahuje všechny informace nezbytné k tomu, abychom mohli automaticky vytvořit potřebnou výkresovou dokumentaci. Dá se říci, že tento postup nahradí projektantovi další personál, nutný k vytvoření výkresů. SiteFlow díky těmto vlastnostem pomáhá zlepšovat kvalitu projektování. Vytvářet můžete různé druhy situací, přehledné i podrobné podélné profily.

Jedna z velmi pracných částí projektové dokumentace je vytvoření a aktualizace výkazu výměr. Systém, který pracuje na modelu, umožňuje mít bez velkého úsilí vždy aktuální výkaz změn podle posledních změn. V porovnání s nedokonalostí ruční nebo poloautomatické tvorby výkazu výměr umožňuje tvorba výkazu výměr z modelu přesnější výsledky výpočtů. V SiteFlow jsou tyto výpočty možné díky knihovnám potrubí, knihovnám vzorových příčných profilů uložení potrubí a knihovnám se skladbou komunikace. Výkazy „výměr" obsahují informace o výkopových pracích, podsypech, obsypech, zásypech a konstrukčních vrstvách vozovky.

Přemýšleli jste také o tom, že byste projektovali pro zákazníky z různých zemí? Znamená to, že je nutné vždy přizpůsobit vzhled dokumentace místním podmínkám a všechny texty v dokumentaci musí být v cizím jazyce. V případě, že chcete zajistit soulad dokumentace s místními zvyklostmi, často to může znamenat nákup jiného software nebo alespoň místní jazykové mutace. Program SiteFlow umožňuje svým uživatelům plně nastavit všechny texty a vzhled dokumentace tak, aby odpovídala zvyklostem v různých zemích.

Při navrhování trubních sítí projektant potřebuje jistotu, že navržené průměry a sklony potrubí a s tím související kapacita potrubí odpovídá současnému stavu i budoucím potřebám v místě. Bez výpočtů kapacity je těžké odhadnout, zda je návrh správný. Ruční výpočty je možné použít vždy, jen znamenají čas navíc. Program SiteFlow pro projektanty můžete rozšířit o výpočty trubních sítí. U kanalizace jsou výpočty kapacitních průtoků, rychlostí a hladin v kruhových, vejčitých a tlamových stokách součástí programu, stejně jako součtová a Máslova metoda.

Pracnou částí, kterou by si každý projektant přál mít co nejlehčí, je tvorba seznamů dotčených pozemků a zaznamenávání jejich hranic do podélných profilů. Sami víte, že ručně udržet zejména zobrazení hranic a délek dotčených pozemků v podélném profilu, je téměř nemožné, pokud dochází k častým změnám v průběhu sítí. Častá otázka je, zda takové řešení není příliš drahé. Nemusíte se obávat, program SiteFlow a jeho jednotlivé části dodáváme za příznivé ceny. Nákup programu je potřeba brát jako investici, která se rychle vrátí.

Projektování je velmi náročnou činností, která se zdá být v současné době, oproti některým jiným profesím, podhodnocena. Přitom je projektování velmi odbornou činností, kde projektant nese za výsledek projektu a stavby plnou zodpovědnost. Projektujeme s velkým nasazením, někdy se může zdát, že z přemíry rychlé práce téměř můžeme ztratit duši. Investice do programu SiteFlow se vyplatí, navrátí se rychle díky úsporám času a jistoty kvalitní práce. S investicí do SiteFlow si můžete vylepšit život.

 

Výpočty vodovodů a kanalizací

Při projektování vodovodů a kanalizací nebo plánování rozvoje vodovodů a kanalizací potřebujeme provést výpočty a posoudit funkci těchto sítí ve stávajícím stavu a v budoucnosti. Plánování můžeme sice provést subjektivně, bez výpočtů, to však má za následek vysokou pracnost a časté poddimenzování nebo předimenzování potrubí a celé stavby. Výpočty můžeme provést také za pomoci vhodného software. V případě, že již projektujeme vybraný investiční záměr, musíme se často spolehnout na podklady od investora. Běžné programy pro projektování neobsahují možnosti rozsáhlých výpočtů. To v případě, že máte na projekt omezený čas, může zdržovat a brzdit snahy o ověření správnosti návrhu. Program SiteFlow spojuje projekční funkce s funkcemi simulačních výpočtů, a tím zkracuje čas potřebný pro ověření správnosti projektu.

AQUION v časopise Technika

Obr. 2 V případě, že potřebujete přepočítat vodovod, můžete využít výpočty tlakových poměrů, rychlostí a stáři vody.

Ideální stav je takový, který umožní nasimulovat funkci vodovodu jako celku v čase. K tomu potřebujeme do modelu zadat odběrové křivky pro příslušné typy odběrů, zapínání a vypínání různých čerpadel a uzávěrů, pokud je řízeno časem a zpětné vazby v systému, které regulují například čerpání a přítoky a odtoky do nádrží. Bez těchto vazeb je téměř nemožné modelovat chování vodovodu tak, aby odpovídal reálnému chování v čase. V SiteFlow používáme metody výpočtu ustáleného proudění a metodu výpočtu složené z kroků ustáleného proudění pro výpočty v čase. Výpočty jsou prováděny výpočetním jádrem EPANETu, které je do SiteFlow připojeno. Důležitý je také dobrý přehled o výsledcích. Je možné výsledky exportovat do protokolů, u rozsáhlejších výpočtů to však není příliš praktické a vlastně to může trochu zdržovat. Výsledky proto analyzujeme v prostředí SiteFlow více způsoby. Zobrazovat můžete jakékoliv parametry, vstupní data i výsledky. Zobrazit si tyto údaje můžete v situaci textovým popisem, velikostí značky a barvou. Výpočty v čase můžete zobrazit také v grafech, kde současně vidíte, o jaký čas simulace se jedná. Výsledky je také možné zobrazovat v podélných profilech a to dvěma způsoby - v popisných rámečcích anebo čáru průběhu hydrodynamického tlaku

AQUION v časopise Technika

Obr. 3 Provozovatelé městských a obecních kanalizací nebo vlastnící průmyslových areálů můžou pomocí SiteFlow posoudit kapacitu systému, zjistit rizika související s rozvojem území nebo navrhnout opatření pro zlepšení stávajícího stavu kanalizace.

Výpočty kanalizací zahrnují výpočty oddílných - splaškových a dešťových kanalizací a jednotné kanalizace. Vzhledem k tomu, že i povrchové prvky odvodnění spolupracují za extrémních dešťů s kanalizací a pomáhají odvádět vodu z měst, je do jisté míry umožněna simulace také v otevřených kanálech. To pomáhá v případě, že potřebujeme počítat dohromady prvky podzemního a povrchového odvodnění. Pokud by to nebylo takto možné, museli bychom použít dva programy - simulační modely - jeden pro kanalizaci a druhý pro povrchové odvodnění. A to je zbytečně pracné. V programu SiteFlow můžeme počítat dohromady jak proudění v podzemní kanalizaci a v povrchových prvcích odvodnění. Omezení je pouze v tom, že nemáme ještě naimplementovány některé méně často se vyskytující prvky v korytech. Není potřeba se toho obávat, v případě, že se takový objekt objeví, ho do programu SiteFlow přidáme.

Simulační výpočty kanalizace používají složitější výpočetní algoritmus než výpočty vodovodu. Nejčastější metodu výpočtu, kterou používáme, je výpočet pomocí hydrodynamické vlny, který nejlépe odpovídá proudění ve skutečnosti. SiteFlow obsahuje i výpočet pomocí součtové metody nebo Máslovy metody, to jsou však postupy, které jsou již překonané. Pro výpočty je do SiteFlow připojeno simulační jádro SWMM v aktuální verzi. Množství srážkových vod, vtékajících do kanalizace, je ideální v případě jednotné kanalizace doplnit o přítoky splaškových vod. Bez kombinace splaškových a srážkových vod nejsme schopni stanovit znečištění vody, které za velkých dešťů přepadá přes hrany odlehčovacích komor a vtéká do recipientu. Odpověď na tuto otázku bývá zadavateli často při posuzování kanalizace požadována. Přítoky splaškových odpadních vod jsme vyřešili pro uživatele co nejsnadněji. Používá obdobné postupy, jako používá u vodovodu pro stanovení odběrů, včetně křivek přítoku splaškových nebo technologických vod a parametrů jejich kvality.

Uživatel, který často provádí výpočty kanalizací, se setkává se širokou škálou pravidelných, typizovaných příčných profilů a občas také s příčným průřezem atypickým nebo nepravidelným. V té chvíli se objevuje otázka, jak takové netypické příčné profily zadat a zda je to vůbec možné. V případě simulačních výpočtů je k dispozici knihovna příčných profilů, která obsahuje běžně používané příčné profily, jako kruhový, čtyřúhelníkový nebo tlamový apod. tak umožňuje zadat uživatelsky uzavřené i otevřené kanály. Jedním ze základních kamenů výpočtů odvádění srážkových vod jsou parametry odvodňovaných ploch příslušných k jednotlivým kanalizačním šachtám nebo jiným bodům vtoku srážkových vod. Ruční pořizování těchto dat je zdlouhavé. Kvůli zdlouhavosti se často mohou vyskytnout chyby z nepozornosti. Z těchto důvodů je vhodné využít modul pozemků, resp. polygonové topologie. Tento modul v současnosti počítá plochu povodíčka.

Množství výsledků výpočtů v případě simulačního modelování pomocí hydrodynamické vlny je mnohem větší, než u modelování časově pomalu proměnného proudění u vodovodů. Přestože je možné výsledky uložit do souboru, není to příliš praktické. Výsledky tabelární často zdržují a nejsou vždy zapotřebí. Proto je v SiteFlow využito více možností jak zobrazit výsledky - několika způsoby v situaci, náhledu podélného profilu a v exportu výkresu podélného profilu a v časovém grafu, kde je možné současně zobrazovat výsledky výpočtů ve vybraných uzlech a potrubích sítě. Tyto výsledky zobrazujeme pomocí animace výsledků v uživatelsky nastavených časových krocích.

Tento moderní software pro projektování a výpočty vodovodů a kanalizací představuje rozdíl mezi rychlou, jednoduchou a kvalitní prací a starostmi a nízkou produktivitou práce. Propojení topologického modelu sítě, polygonové topologie, digitálního modelu terénu, popisných knihoven o materiálech, objektech a zemních a výkopových pracích, nástrojů pro projektování a tvorbu výkresů a tabulek projektové dokumentace, společně se simulačním modelováním, dělá z programu SiteFlow výjimečný software

 

Autoři: Ing. Lubomír Macek, CSc., MBA, Ing. Ján Škripko

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
4 + 4 =
Odoslanie formulára

Priemyselné utierky

MEWA - priemyselne_utierky