Netzerneuerung mit Köpfchen spart Geld und schafft Vorteile

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1 Netzerneuerung mit Köpfchen spart Geld und schafft Vorteile Erfahrungsbericht der Stadtwerke Augsburg Wasser GmbH, des Büros für Rohrnetzanalysen und des IB Fischer-Uhrig Network Renewal with Wits saves money and builds advantages An experience report by Stadtwerke Augsburg Wasser GMBH, the bureau of utility network analysis and IB Fischer-Uhrig Von Dr. Franz Otillinger, Friedrich Fischer-Uhrig und Jürgen Ahrens In der Wasserversorgung ist das Rohrnetz das bedeutendste Investitionsgut und verschlingt das größte Instandhaltungsbudget. Eine effiziente Netzerneuerungs- und Instandhaltungsstrategie ist deshalb für ein effizientes Wasserversorgungsunternehmen ein MUSS. Dem Stand der Technik entsprechend, kann heute mittels moderner Software für jeden Netzabschnitt die Zuverlässigkeit und die Bedeutung für die Versorgungssicherheit ermittelt, die Rangfolge der notwendigen Erneuerungsmaßnahmen optimiert und ein jährliches Budget für die Reinvestitionen berechnet werden. Neu ist es, mit Softwarepaketen gleichzeitig auch die optimalen Rohrdurchmesser zu bestimmen und das vorhandene Netz langfristig in ein technisch-wirtschaftliches Bestnetz umzubauen. In dem untersuchten Wassernetz konnten durch den Einsatz der neuen Software jährliche Investitionseinsparungen von rund 25 % nachgewiesen werden. Ein ähnlicher Effizienzgewinn lässt sich aus Sicht der Autoren auch in anderen Druckrohrnetzen nachweisen. The most important asset in the water supply network is the pipeline network which also requires the largest maintenance budget. An efficient network renewal and maintenance strategy is a must for any efficient water supply company. With today s technology and software it is possible to analyze each network section s reliance and its integral part of the supply network. In addition, it allows the ability to establish a priority of necessary renewal measures and the calculation of an annual budget for reinvestments. A new addition is the use of software to also simultaneously determine the pipe diameter to rebuild the existing network into a technical and economical Top network. The utilization of the new software in the tested supply network lead to investment savings of 25% annually. The authors indicated that similar efficiency increases could be confirmed in other pressure pipe networks. Ausgangssituation Die Stadtwerke Augsburg Wasser GmbH (SWA) hat ihr Wasserrohrnetz in 20 Überwachungsbezirke unterteilt, von denen der Überwachungsbezirk Innenstadt (ÜB 17) mit rund 168 km der bedeutendste ist. Dieser umfasst u.a. den historischen Stadtkern, ist geprägt von teilweise erheblichem Alter der Graugussrohre und ist wegen vieler Netzschäden und Wasserverluste das Sorgenkind der Wasserversorgung. Die SWA hat bereits seit mehreren Jahren für die Bestimmung des technisch-monetären Zustandes die Software OptNet und für die hydraulischen Berechnungen die Software STANET im Einsatz. Damit waren gute Voraussetzungen für die Bestimmung einer optimalen Rehabilitationsstrategie gegeben. Durch den Rückgang des Wasserbedarfs um rund 30 % in den letzten 25 Jahren war es sicher, dass das vorhandene Netz nicht mehr optimal gestaltet ist. Nach gemeinsamer Problemdiskussion der SWA mit den oben genannten Softwareanbietern wurde für den Innnenstadtbezirk der Auftrag zur Bestimmung der optimalen Netzstruktur und der Erarbeitung eines darauf aufbauenden Maßnahmenkataloges für einen 10-jährigen Optimierungszeitraum erteilt. Die wichtigsten Zielstellungen waren: 1. Senkung des Investitions- und Betriebsmittelaufwands durch die Entwicklung einer Strategie für die zustandsorientierte Instandhaltung unter Bestimmung optimaler Durchmesser. 2. Erstellung eines objektkonkreten Maßnahmekatalogs für die nächsten zehn Jahre zur kostenoptimierten Erneuerung des Netzes unter Berücksichtigung der Risiken, moderner Rehabilitationsverfahren und optimal gestalteter Budgets. 3. Unterteilung des Innnenstadtbezirks in weitere Unterbezirke zur besseren Kontrolle der Wasserverluste. 4. Verringerung der Netzlänge durch Außerbetriebnahme unnötiger redundanter Netzabschnitte. 5. Qualitätsverbesserung durch Verkürzung der Verweilzeit. 6. Erhalt bzw. Erhöhung der Zuverlässigkeit des Netzes bei möglichst geringem Investitions- und Instandhaltungsaufwand. 7. Sensitivitätsprüfungen, um die Auswirkungen von Störungen zu simulieren. Bedingt durch die Vertragskonstruktion wurde die SWA in allen Bearbeitungsphasen intensiv eingebunden und erbrachte Teilleistungen selbst. Dadurch wurden etwa 20 % der Entwicklungskosten gespart und eine Einflussnahme bzw. Kontrolle der Bewertungen durch die SWA war im status nascendi möglich R international (47) Heft 8-9/2008

2 Ablauf der Bearbeitung Der Ablauf der Bearbeitung ist in Bild 1 dargestellt. Randbedingungen Der untersuchte Netzbezirk Innenstadt (ÜB 17) wird an vier Stellen gespeist und übergibt an neun Stellen Wasser in andere Überwachungsbezirke. Nur etwa 56 % der eingespeisten Wassermenge werden im ÜB 17 selbst verbraucht. Der Rest verlässt den Netzbezirk wieder, um z. B. nachts die beiden Gegenbehälter zu füllen. Im 1. Workshop wurde eine Verbrauchsprognose aufgestellt, die die möglichen weiteren Standortpotenziale berücksichtigt. Notwendig waren der Ausweis der Gewerbegebiete (erhöhter Grundschutz) und der Abnehmer mit Objektschutz. Es wurde weiterhin vereinbart, dass der heutige Energiebedarf für die Einspeisepumpen möglichst nicht erhöht werden darf. Aus Sicherheitsgründen wurde der Spitzenverbrauch des Spitzentages übergeben, für den Feuerlöschfall wurden weitere Verbrauchsdaten zur Verfügung gestellt. Eine Sensitivitätsprüfung mit 15 % Mehrverbrauch und der Kontrolle des Erhalts der Versorgungssicherheit bei Ausfällen sollte sicherstellen, dass die erwarteten Durchmesserreduzierungen nicht zu Versorgungsproblemen führen. Da das Netz bereits hydraulisch rechenfähig war, konnte ohne größere Datenaufbereitung mit der Optimierung begonnen werden. Für die Bearbeitung wurde der ÜB 17 aus dem Gesamtnetz der Stadt ausgeschnitten. Bild 1: Ablaufschema der Bearbeitung Fig. 1: Processing flow chart Ist-Zustand Zunächst wurde mit OptNet eine Ist-Zustandsanalyse erstellt und in einem ersten Teil der Expertise vorgestellt. Bemerkenswert sind der hohe GG- und Stahl- Anteil, siehe Bild 2. Bild 3 zeigt, dass die GG-Rohre im Mittel bereits 91 Jahre und die Stahlrohre 50 Jahre in Nutzung sind. Zuverlässigkeit und Schadensprognose Für die Ermittlung der Zuverlässigkeit steht in OptNet ein über viele Jahre erprobtes Bewertungsverfahren zur Verfügung. Auf der Basis von zwei Expertenbefragungen aus den Jahren 1977 und 2006 wurden ca. 40 Stressfaktoren gewichtet, die den Alterungsprozess beeinflussen können. Das Netz wird in max. 25 Materialgenerationen sowie drei Nennweitenklassen eingeteilt und über die historischen Schäden in Verbindung mit den mehr oder weniger umfangreich bereitgestellten Stressfaktoren (f1...fn) modelliert. Das diese Methode zu realistischen Ergebnissen führt, wurde von den Berliner Wasserbetrieben Bild 2: Längenverteilung der Hauptmaterialarten Fig. 2: Length distribution of main material types 3R international (47) Heft 8-9/

3 Bild 3: Baureihung der Hauptmaterialarten Fig. 3: Installation sequence of the main types of material validiert [1]. Die Abweichung der tatsächlich eingetretenen Schäden zu den prognostizierten betrug dort für den Prognosezeitraum von zehn Jahren nur 4,4 %. Die Bestimmung der Schadensfunktion (nähere Informationen in [2, 3]) erfolgt mit folgender Formel: (1) Wesentlich ist, dass die den Alterungsprozess bestimmenden Faktoren für jeden Netzabschnitt iterativ quantifiziert werden. Letztlich verbleibt nur noch das Alter (T) als Variable. Deshalb ist es nach der Kalibrierung der Alterungsfunktion sofort möglich, sichere Prognosen zur Zuverlässigkeit und zur Schadensentwicklung eines ungestört alternden Netzes aufzustellen, siehe Bild 4. Die Kalibrierung der Stressfaktoren führt zur Bestimmung des individuellen Anstiegs (a1) der Schadensfunktion, der für jeden Netzabschnitt gespeichert wird. Dieser Wert bildet die Grundlage für die Zuverlässigkeitsanalyse. Die beiden folgenden Formeln stellen einen Auszug der Berechnungsmethodik zur Risikoanalyse dar [4, 5]. Bestimmung der Zuverlässigkeit Einzelabschnitt: (2) λ = Systemausfallrate Ausfallwahrscheinlichkeit des Einzelabschnittes: (3) Für 2008 ergibt sich im Innenstadtbezirk der SWA eine mittlere Ausfallwahrscheinlichkeit von 16,6 %, das heißt es werden 23 Schäden erwartet. Für das ungestört alternde Netz ergibt sich für 2018 ein zusätzlicher Zuverlässigkeitsverlust von ca. 3 % und es werden dann ca. 34 Schäden/a erwartet (Bild 5). Die Ausfallwahrscheinlichkeit kann mittels STANET visualisiert werden und bildet eine erste Basis für die Priorisierung des Rehabilitationsmaßnahmekataloges (Bild 6). Bild 4: Verteilung der historischen und der berechneten Schadensverteilung für 2008 (hier nur die Durchmesser >80 bis 200 mm) Fig. 4: Distribution of historical and calculated damage for 2008 (only diameters >80 to 200 mm) Wiederbeschaffungswert, Substanzwert und Substanzverlust Ein internes Kalkulationsprogramm ermittelt den Wiederbeschaffungswert (WBW) jedes Netzabschnittes und den Aufwand für die Bild 5: Entwicklung der Ausfallwahrscheinlichkeit und der Schäden am ungestört alternden Netz Fig. 5: Development of failure probability and damage to ageing network without extermal influences 484 3R international (47) Heft 8-9/2008

4 Bild 6: Ausfallwahrscheinlichkeit in % für 2008 Fig. 6: Failure probability in % for 2008 Bild 7: Wiederbeschaffungswert des Ist-Netzes Fig. 7: Replacement value of present network Schadensbeseitigung auf Basis der aktuellen Rohrbaukosten der SWA (Bild 7). Der WBW ist ein wesentlicher Bestandteil der Kalkulation des Wasserpreises bzw. im Energiebereich der Netznutzungsentgelte und ist immer Voraussetzung zur Bestimmung des Substanzwertes (Wiederbeschaffungszeitwert) und des jährlichen Substanzverlustes. Für die Ermittlung dieser Werte ist die Kenntnis der optimalen wirtschaftlichen Nutzungsdauer (OND) notwendig. Sind WBW und die analog kalkulierten Reparaturkosten (RK) bestimmt, lässt sich die OND aus Formel 1 ableiten [6]. Die Faktoren Grenznutzungsdauer (FGrenzN), Inkrustationen (FInk) und Risiko (FRisiko) werden bei verschiedenen Untersuchungen zusätzlich genutzt. Bestimmung der optimalen Nutzungsdauer (4) Da die Bestimmung der Nutzungsdauer immer vom vorhandenen Ist-Netz ausgeht, können vor allem sehr alte Rohrmaterialien geschönt wirken. Unterschiedlich viele dieser Netzabschnitte wurden u. U. bereits gewechselt. Die noch vorhandenen Netzabschnitte bilden aber mit ihren Schäden wieder eine neue Gesamtheit und die bereits gewechselten können nicht mehr bei der Bestimmung der OND herangezogen werden. Dass der verbliebene Rest teilweise bereits über 150 Jahre genutzt wird zeigt, dass die Bestimmung einer ungewöhnlich hohen Nutzungsdauer für diesen Rest korrekt ist. Für den untersuchten ÜB 17 ergibt sich folgendes vereinfachtes Bild zur Darstellung der optimalen Nutzungsdauer (siehe Bild 8): Bild 8: Optimale Nutzungsdauer (hier nur für die Hauptmaterialarten) Fig. 8: Optimum use duration (main materials only) Verwendet man, wie vom DVGW [7] vorgeschlagen, eine Gauß sche Normalverteilung, kann mittels einer Überlebensfunktion die jährliche Rehabilitationsrate bestimmt werden (Bild 9): Die Rehabilitationsrate 2008 ist mit rund 1,6 % der Versorgungsnetzlänge (2,7 km von 168 km) relativ hoch. Der Substanzwert des gesamten Netzes beträgt nur noch 51 %. Deshalb wird durch die Realisierung des Rehabilitationsvorschlages der Aufbau eines weiteren Investitionsrückstaues mit den gleichzeitig steigenden Schadenszahlen und dem damit verbundenen Imageverlust verhindert. Beim Einsatz eines jährlichen Budgets von 0,7 Mio. für die Netzerneuerung ergibt sich eine deutliche Stabilisierung des Netzes (Bild 10). 3R international (47) Heft 8-9/

5 Der Ausgleich des jährlichen Substanzverlustes ist für den langfristigen Erhalt der Versorgungssicherheit unabdingbar. Da dieses Netz bereits einen hohen Verschleiß aufweist (siehe Bild 11), ist zunächst sogar ein Investitionsrückstau aufzulösen. Das Gesamtbudget für die Erneuerung entspricht einer notwendigen Rehabilitationsleistung von ca. 25,3 km bis Bild 9: Rehabilitationsrate Fig. 9: Rehabilitation rate Bild 10: Entwicklung der Rehabilitationsrate ohne Rehabilitation (Investitionsrückstau) und bei Realisierung der Rehabilitationsstrategie Fig. 10: Development of rehabilitation rate without rehabilitation (investment backlog) and with implementation of the rehabilitation strategy Bild 11: Erneuerungsbedarf und Substanzverlust für die nächsten zehn Jahre Fig. 11: Need for renewal and loss of substance for the next ten years Hydraulische Überprüfung des Ist-Netzes Im Ist-Netz wurden an 25 Messstellen Referenzdruckmessungen durchgeführt. Die Abweichungen der gemessenen zu den berechneten Netzdrücke lagen unter 0,1 bar. Die mit STANET durchgeführten hydraulischen Berechnungen zeigten, dass das Ist- Netz realistisch im Datenmodell abgebildet wird und ausgezeichnet funktioniert. Damit bestätigen diese Ergebnisse die Versorgungspraxis. Dies gilt sowohl für den Spitzentag als auch bei den für den Feuerlöschfall üblichen Verbrauchsituationen (Bild 12). Durchmesseroptimierung Die Ermittlung von Sollnetzen für städtische Versorgungsnetze ist eine Aufgabe, die seit der Liberalisierung des Strom- und Gasmarktes bei strategischen Planungen verstärkt in den Vordergrund des Interesses tritt. Nicht zuletzt die Anreizregulierung legt eine grundlegendere Sicht auf die Effizienz eines Versorgungsnetzes nahe. Die Effizienz eines Netzes war schon immer ein impliziter Planungsgrundsatz. Die explizite Neuberechnung eines Netzes auf der grünen Wiese war bislang kein vordringliches Thema; vor allem aber auch deshalb, weil die Rechner-Ressourcen Speicherplatz und Rechengeschwindigkeit eine direkte Berechnung eines optimalen Netzes einer größeren Stadt bislang nicht erlaubten. Auch wenn das Grüne-Wiese-Netz für das VU nur einen theoretischen Wert hat, kann die Berechnung für den Innenstadtbezirk der SWA zur Bildung von Benchmarks und zur Bestimmung des zusätzlichen Aufwandes für die Auslegung des Netzes für den Löschwasserbedarf herangezogen werden. Die Anzahl der zu untersuchenden Szenarien wurde mit der Aufgabenstellung wie folgt begrenzt: Bestimmung des Ideal-Netzes ohne Feuerlöschbedarf Bestimmung des Ideal-Netzes mit Feuerlöschbedarf Bestimmung des Best-Netzes mit Feuerlöschbedarf. Methoden Für die Berechnung der optimalen Durchmesser wurden zwei unterschiedliche Verfahren entwickelt: 486 3R international (47) Heft 8-9/2008

6 Ein analytisches Berechnungsverfahren in STANET Ein heuristisches Berechnungsverfahren in OptNet. Das analytische Verfahren bestimmt für alle Leitungsabschnitte die unbekannten optimalen Durchmesser. Vorgegeben werden die Lage und Größe der Lasten, die Einspeise- und Ausspeisepunkte sowie die topografischen Zwangspunkte. Optimiert werden die monetären Aufwendungen zum Bau des Netzes. Dabei spielen die bekannten Durchmesser des vorhandenen Netzes keine Rolle. Das heuristische Verfahren orientiert sich ebenfalls an den oben genannten Vorgaben, versucht jedoch Durchmesservergrößerungen auszuschließen. Das setzt voraus, dass das Ist-Netz alle versorgungstechnischen Aufgaben lösen kann, was hier gegeben ist. Beide Verfahren führen zu verschiedenen Netzen, die durch unterschiedliche Durchmesserstrukturen und unterschiedliche Wiederbeschaffungswerte charakterisiert sind (Bild 13). Analytische Verfahren zur Durchmesseroptimierung Bei der Bestimmung des Ideal-Netzes 1 wird ohne Beachtung der vorhandenen Durchmesser ein vom Durchfluss und vom Druck bestimmtes Netz erzeugt, also ein Netz auf der grünen Wiese. Die Trassierung wird voll- Bild 12: Ist-Netz Einspeisedrücke über 24 h (STANET-Tagessimulation) Fig. 12: Present network infeed pressures over 24 hrs (STANET daily simulation) Bild 13: Eingesetzte Verfahren zur Durchmesseroptimierung und Bestimmung des WBW Fig. 13: Processes used to optimise diameter and determine replacement value Bild 14: Ideal-Netz 1 (Ohne Löschwasser) Fig. 14: Ideal network 1 (without quenching water) Bild 15: WBW des Ideal-Netzes 1 (Ohne Löschwasser) Fig. 15: Replacement value of ideal network 1 (without quenching water) 3R international (47) Heft 8-9/

7 Bild 17: WBW des Ideal-Netzes 2 (Mit Löschwasser) Fig. 17: Replacement value of ideal network 2 (with quenching water) Bild 16: Ideal-Netzes 2 (Mit Löschwasser) Fig. 16: Ideal network 2 (with quenching water) ständig vom Ist-Netz übernommen. Diese Netzlokalisation ist deshalb gewählt worden, weil das Ist-Netz unzählige Zwangspunkte bei der Trassierung bereits berücksichtigt. Es ergibt sich eine Verringerung des Netzvolumens um 80 % (Ist-Netz = m 3, Ideal-Netz 1 = m 3 ). Das Berechnungsergebnis führt zu folgenden Veränderungen der Durchmesser (Bild 14): Verkleinern: 133,6 km Beibehalten: 21,4 km Vergrößern: 12,9 km. Dass dieses Ideal-Netz nicht angestrebt werden kann, liegt vor allem an der Tatsache, dass der Feuerlöschbedarf hier nicht berücksichtigt wurde. Für das Ideal-Netz 1 ergibt sich unter Berücksichtigung der Vorzugsmaterialien ein WBW von 49,7 Mio.. Das Ideal-Netz 1 (ohne Löschbedarf) könnte für 49,7 Mio. gebaut werden. Damit kann der monetäre Optimierungsgrad bezogen auf das Ist-Netz ohne Berücksichtigung des Löschwasserbedarfs mit ca. 78,8 % angegeben werden (Bild 15). Bild 18: WBW des Best-Netzes (mit Löschwasser) Fig. 18: Replacement value of optimum network (with quenching water) Bild 19: WBW des Best-Netzes (Mit Löschwasser) Fig. 19: Replacement value of optimum network (with quenching water) 488 3R international (47) Heft 8-9/2008

8 Bild 20: Ausschnitt des Maßnahmekataloges Fig. 20: Extract from action plan Berücksichtigt man den Löschwasserbedarf, ergibt sich eine deutlich andere Situation: Die Veringerung des Netzvolumens beträgt in diesem Fall 48 % (Ist-Netz = m 3, Ideal-Netz mit FW = m 3 ). Damit ist das Gesamtvolumen des Ideal-Netzes 2 ebenfalls deutlich geringer als im Ist-Netz. Jedoch sind die notwendigen Durchmesserveränderungen gravierend: Verkleinern: 47,99 km Beibehalten: 27,47 km Vergrößern: 92,99 km. Der Löschbedarf sorgt dafür, dass beim Ideal- Netz 2 viele überwiegend kleine Durchmesser vergrößert werden müssten (Bild 16). Aufgrund der gravierenden Veränderung der Rohrdurchmesser kann das Ergebnis der Optimierung für die angestrebte Effizienzsteigerung so nicht verwendet werden. Jedoch ist der Mehraufwand für den Feuerlöschschutz auf diesem Weg bestimmbar (Bild 17). Der Unterschied des WBW des Ideal-Netzes 1 (ohne Löschbedarf) zum WBW des Ideal- Netzes 2 (mit Löschbedarf) beträgt ca. 4,3 Mio.. Dieser Mehraufwand ist für die Bereitstellung des Grund- und Objektschutzes notwendig. Heuristische Verfahren zur Durchmesseroptimierung Das heuristische Verfahren erlaubt nicht die Bestimmung des optimalen oder idealen Netzes. Das im Ergebnis der Berechnungen vorgestellte Best-Netz stellt vielmehr einen Kompromiss zwischen dem Ist-Netz und dem Ideal-Netz 2 dar. Die Verbesserung der Netzgestaltung sollte berücksichtigen, dass die Durchmesser möglichst nicht vergrößert werden; jede beliebige Reihenfolge der Erneuerungsmaßnahmen möglich ist, ohne dass durch die Durchmesserverkleinerungen Engpässe im Netz entstehen dürfen; die Reihenfolge der Erneuerungsmaßnahmen nur durch die Zuverlässigkeit und andere Kriterien wahlfrei festgelegt werden kann; das Netz auch dann sicher arbeitet, wenn die geschätzte Verbrauchsentwicklung um 15 % höher verläuft oder Störungen die Nutzung beeinträchtigen; bei Durchmesserverkleinerungen das voreingestellte Rehabilitationsverfahren PE- Relining (PER) möglich ist; das durch die Verringerung der Hydrantenanzahl deutliche Einsparungen bei den Bau- und Instandhaltungskosten erreicht werden können. Unter Beachtung der hydraulischen Rohrnetzzustände wurden in 18 Optimierungsschritten die Durchmesser verbessert. Nach jedem Bearbeitungsschritt wurde automatisch STANET aufgerufen, Rohrnetzberechnungen für mehrere Lastfälle durchgeführt und die ausreichend bereitstehenden Löschwassermengen an den Hydranten und für die Häuser geprüft. Das Ergebnis der Optimierung bestätigte die Erwartungen der Fachleute. Das Netzvolumen verringert sich auf m 3 oder um 16,4 %, die Durchmesserstrukturen können im großen Umfang verkleinert werden (Bild 18): Verkleinern: 105,01 km Beibehalten: 62,15 km Vergrößern: 0,77 km. Unter Berücksichtigung des voreingestellten PE-Relining-Verfahrens (PER) und der Vorzugsmaterialien (PE bis <150, GGG ab 150 bis <300, Stahl ab 300 mm) ergibt sich der in Bild 19 dargestellte WBW des Best-Netzes. Der optimale Wert des Best-Netzes wird bei 46,4 Mio. (Preisbasis 2008) liegen. Der Optimierungsgrad des Ist-Netzes beträgt 2008 ca. 74 %! Damit wird das Best-Netz sogar kostengünstiger als das Ideal-Netz, was auf den verstärkten Einsatz des PER zurück zuführen ist. Empfohlene Maßnahmen Die bei den SWA genutzte Software OptNet unterstützt die Arbeit des Asset-Managements außerordentlich. Die Maßnahmen wurden entsprechend der eingestellten Wichtung (Zuverlässigkeit, Bedeutung, Versorgungssicherheit, Aufwand/Einsparungen) aufgelistet. Entsprechend dem zur Verfügung stehenden Budget wurde durch die Software für zehn Jahre ein Maßnahmekatalog erstellt (Bild 20). Dabei stellt das Programm den Aufwand für die Ersatzinvestitionen dem Aufwand gegenüber, der bei Einsatz der Vorzugsmaterialien und der neuen Rehabilitationsverfahren zu erwarten ist. Dieser Katalog wird nach einer Prüfung der für die Investitionen relevanten Randbedingungen gegebenenfalls für die einzelnen Jahresscheiben nochmals neu zusammengestellt. Hier sind noch Genehmigungen, Losgrößen, Verkehrsbeeinträchtigungen, Koordinierung des Baugeschehens mit anderen Medien und dem Straßenbau, Absprachen mit den Kun- Bild 21: Grafische Darstellung der Maßnahmen des Optimierungszeitraumes Fig. 21: Graphical presentation of actions in the optimisation period 3R international (47) Heft 8-9/

9 atp seminar für Ingenieure und Techniker Mehr Erfolg im Beruf Professionell präsentieren für technische Fach- und Führungskräfte Dienstag und Mittwoch, 2. und 3. Dezember 2008 in München ab 890, EUR Inhalt und Ziele: Möchten Sie als Ingenieur Ihre Ideen noch schlagkräftiger verkaufen? Dann sind Sie hier richtig: Je technischer und komplexer der Inhalt einer Präsentation, desto größer die Herausforderung, Techniker und Nicht-Techniker für sich zu gewinnen. Professionelle Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung einer Präsentation schaffen die Grundlage, Zuhörer zu begeistern und zu überzeugen. Lernen Sie jetzt die Faktoren erfolgreicher Präsentationen kennen. Zahlreiche Übungen mit Video-Kamera und professionellem Feedback zeigen sofort Wirkung. Damit wird Ihre nächste Präsentation ein voller Erfolg! Referent: Dipl.-Ing. Dirk Preußners studierte Luft- und Raumfahrttechnik in Aachen, war zehn Jahre als Fach- und Führungskraft in namhaften Industrieunternehmen tätig. Seit 2001 arbeitet er als Trainer und Berater für Ingenieure und lehrt an der TU München. Veranstaltungsort: Oldenbourg Verlag, Rosenheimer Str. 145, München. Maximal 12 Teilnehmer. Teilnahmegebühr: Die Teilnahmegebühr beträgt bei einer Anmeldung bis 3. November 2008 EUR 990, zzgl. MwSt, für atp-abonnenten EUR 890, zzgl. MwSt. Später eingehende Anmeldungen werden mit EUR 1.250, zzgl. MwSt resp. mit EUR 1.150, zzgl. MwSt für atp-abonnenten berechnet. Nutzen Sie den Frühbucherpreis und sparen Sie EUR 260,. Melden Sie sich bis zum 3. November 2008 an! Die Teilnahmegebühr schließt folgende Leistungen ein: Mittagessen an beiden Veranstaltungstagen, Dokumentation und Fachbuch, Erfrischungen in den Pausen. Weitere Informationen: Elmar Krammer, Oldenbourg Industrieverlag, Anmeldung: Barbara Pflamm, Vulkan-Verlag, Tel. +49/201/ , Übernachtungsmöglichkeit: Motel One München-City-Ost, Orleansstraße 87, München. Bitte reservieren Sie direkt im Hotel unter dem Stichwort»atp«. Beachten Sie: Zimmerkontingente sind bis reserviert. Buchungen danach nur nach Verfügbarkeit! Zimmerpreis: EUR 65,50 inkl. Frühstück. Tel.: +49/89/ , Fax: +49/89/ FAX-ANMELDUNG +49 (0) Hiermit melde ich mich verbindlich an zum Seminar»Professionell präsentieren«am 2./ in München. Name / Vorname Funktion Firma / Institution Postfach / Straße PLZ / Ort Telefon Telefax Datum / Unterschrift ggf. Abo-Nr. für reduzierte Teilnahmegebühr Rücktritt: Bei Absagen nach dem 24. November 2008 (es gilt das Eingangsdatum) oder bei Nichterscheinen wird die volle Teilnahmegebühr berechnet. Es kann jedoch ein Ersatzteilnehmer benannt werden. Stornierungen vor diesem Termin werden mit EUR 50, Verwaltungsgebühr berechnet. Stornierungen und Anmeldungen sind grundsätzlich schriftlich vorzunehmen. Der Veranstalter behält sich das Recht vor, die gesamte Veranstaltung oder einzelne Teile räumlich und/oder zeitlich zu verlegen, zu ändern oder auch kurzfristig abzusagen.

10 den u. a. berücksichtigt. Für den Fall, dass das PER aus technischen und wirtschaftlichen Überlegungen heraus nicht eingesetzt werden kann, können ähnliche Einsparpotenziale durch den verstärkten Einsatz von koordiniertem Bauen mit anderen Sparten sowie dem Straßenbau ausgeschöpft werden. Grundsätzlich wird das rechnerisch richtige Rehabilitationsjahr ausgewiesen. Bei der Darstellung in Bild 21 wurde auf die Einfärbung der Rehabilitationsjahre jedoch verzichtet, da diese Bearbeitung noch nicht abgeschlossen ist. Insgesamt sind 352 Maßnahmen bis 2018 in der Planung enthalten. Bei einer herkömmlichen Erneuerung ohne Einsatz von Vorzugsmaterialien und ohne PER beträgt das Investitionsvolumen auf der Preisbasis 2008 ca. 9,4 Mio. für zehn Jahre. Durch die beschriebenen Verbesserungen wird sich das benötigte Gesamtbudget voraussichtlich um ca. 2,0 Mio. verringern. Zusammenfassung Die Verbindung einer Zuverlässigkeitsuntersuchung mit der hydraulischen Durchmesseroptimierung und der monetären Bewertung stellt eine deutliche Verbesserung der bisherigen Rehabilitationsplanung dar. Nunmehr ist es möglich, das Ist-Netz langfristig so umzugestalten, dass mit dem geringsten Aufwand ein hocheffizientes Best-Netz entsteht. Das gewählte Optimierungsverfahren ermittelt für jeden Netzabschnitt die notwendigen Durchmesser. Unabhängige Untersuchungen haben bestätigt, dass keine hydraulischen Probleme auftreten werden. Damit kann in beliebiger Reihenfolge investiert werden. Innerhalb von zehn Jahren wird die erwartete Ausfallwahrscheinlichkeit um über 8 % gesenkt. Die Anzahl der erwarteten Schäden wird von 34 auf nur 20 Schäden pro Jahr im Netz reduziert. Insgesamt können bis 2018 ca. 65 Schäden vermieden werden. Gleichzeitig kann durch die Durchmesserreduzierungen, den Einsatz moderner Rehabilitationsverfahren sowie der Möglichkeit, nunmehr verbessert eine langfristige Koordination der Baumaßnahmen mit Dritten abzustimmen, der Investitionsaufwand um bis zu 2 Mio. (25 %) verringert werden. Die ermittelte Rehabilitationsrate und der jährliche Substanzverlust bestimmen das notwendige Budget. Bei abweichenden Budgets kann die jeweilige Entwicklung der Zuverlässigkeit und der Schäden simuliert werden. Zusammen mit den eingesparten Kosten für die Reparaturbeseitigung wurde eine gute Grundlage für die Prognose des notwendigen Investitionsvolumens für den Optimierungszeitraum geschaffen. Trotz der hohen Effektivität der Maßnahmen, kann bezogen auf den WBW des Ist-Netzes eine Verbesserung des Optimierungsgrades von nur 0,3 bis 0,4 % pro Jahr erreicht werden. Damit ist die Umgestaltung des Innnenstadtbezirks ÜB 17 zum Best-Netz in ca. 60 Jahren abgeschlossen. Literatur: [1] Maler, P.; Ahrens, J.: Schadensprognosen für das Wasserversorgungsnetz mit OptNet. GWF 148 (2007) Nr. 9 [2] Ahrens, J.: Zustandsbewertung von Druckrohrnetzen. wwt (2007) Nr. 1-2 [3] OptNet 5 Handbuch, Abschnitt 7 [4] Kloeppel/Adler/Sorin/Tislenko: Zuverlässigkeit von Elektroenergiesystemen. VEB Deutscher Verlag für die Grundstoffindustrie, Leipzig 1990 [5] Michalik, P.: Beitrag zur Ermittlung des ökonomisch günstigsten Rekonstruktionszeitpunktes von Wasserversorgungsleitungen unter Nutzung des Datenbankteils Wasserversorgungsnetze, Dissertationsschrift TU Dresden, 1985 [6] Dohnert, O.: Ersatzmodelle KdT-Fernkurs Systemtechnik/Operationsforschung 1971 [7] DVGW-Arbeitsblatt W 401 Entscheidungshilfen für die Rehabilitation von Wasserversorgungsleitungen (1997) Autoren: Dr. Franz Otillinger Stadtwerke Augsburg Wasser GmbH, Augsburg Tel / franz.otillinger@stawa.de Friedrich Fischer-Uhrig Ingenieurbüro Fischer-Uhrig, Berlin Tel / info@stafu.de Jürgen Ahrens Büro für Rohrnetzanalysen, Neuenhagen Tel / info@optnet.de GAS- UND WASSERVERSORGUNG Manches hält ein Leben lang Druckrohrformstücke, Armaturen und Schubsicherungssysteme von Düker machen auch unter härtesten Bedingungen nicht schlapp und halten sicher und absolut zuverlässig. Düker ein Hersteller mit breitem Produktspektrum, Service und Know-How made in Germany. Eisenwerke Fried. Wilh. Düker GmbH & Co. KGaA Laufach Tel info@dueker.de 3R international (47) Heft 8-9/