Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung durch smarte Regentonnen
Zusammenfassung Regentonnen sind temporäre Speichereinheiten und werden für eine multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung eingesetzt, mit der Aufgabe, Niederschlagswasser für Bewässerungszwecke bereitzustellen. Jedoch weisen einzelne Regentonnen im Vergleich zum zentralen Regenbewirtschaftungssystem kleine Speichereinheiten auf. Um Regentonnen dennoch effizient in das Gesamtsystem einbinden zu können, sind daher neue Ansätze für den Betrieb erforderlich, wie zum Beispiel das Konzept der smarten Regentonnen (SRT). Die SRT sind kleine Speichereinheiten, die in Echtzeit kontrolliert und gesteuert werden. Durch die Einbindung in eine smarte Wasserinfrastruktur sind die aktuellen Systemzustände bekannt, wodurch die SRT hoch effizient genutzt werden können, um (a) die Spitzenabflüsse im Kanalsystem zu reduzieren und (b) den Trinkwasserverbrauch durch die Verwendung von Regenwasser für die Bewässerung zu vermindern. Um die Wirksamkeit des SRT-Konzeptes zu demonstrieren, wurde in Kombination mit der Wettervorhersage ein zweistufiger Ansatz verfolgt: Erstens wurde ein Versuchsmodell der SRT entwickelt, welches im Frühjahr 2019 am Campus Technik der Universität Innsbruck für Demonstrations- und Testzwecke aufgestellt und betrieben wird. Des Weiteren wurde durch Simulationen eine Wirksamkeitsanalyse auf Haushaltsebene durchgeführt. Wie die Ergebnisse zeigen, kann durch die SRT das Retentionsvolumen im Vergleich zu einer herkömmlichen Regentonne deutlich erhöht werden. Die SRT bieten neben der Technik (Einbindung in das Gesamtsystem) den Vorteil, dass sie einfach in das bestehende System integriert werden können, und bei einer großflächigen Implementierung steht in Summe ein bedeutendes Speichervolumen zur Verfügung.
Abstract Rain barrels are temporary storage volumes and can be used for a multi-functional rainwater management, with the purpose of retaining stormwater for irrigation. However, compared to the overall system rain barrels provide only small storage volumes. Therefore, new possibilities for the operation are needed, such as the smart rain barrel (SRB) concept. The SRBs are micro-scale storage volumes which are monitored and controlled in real-time. Through the integration in a smart water infrastructure the overall state of the system is known and the SRBs can be used efficiently to (a) reduce peak run-off rates in the sewer system and (b) decrease the potable water consumption by using rain water for irrigation. To show the effectiveness of the SRB concept, a two-stage approach in combination with weather forecasts was used. First, a test model was developed, which is situated at the Campus Technik of the University of Innsbruck and will be implemented for demonstration and test purposes in spring 2019. Second, simulations on household level were carried out. As the results show, the retention volume can be increased significantly through the SRBs by adding weather forecasts to the control strategy. Besides the technology (integrating the SRBs into the main system), the SRBs offer the advantage that they can be easily integrated into existing systems and, in case of large-scale implementation, a significant total retention volume is available.
Multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung durch smarte Regentonnen
Zusammenfassung Regentonnen sind temporäre Speichereinheiten und werden für eine multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung eingesetzt, mit der Aufgabe, Niederschlagswasser für Bewässerungszwecke bereitzustellen. Jedoch weisen einzelne Regentonnen im Vergleich zum zentralen Regenbewirtschaftungssystem kleine Speichereinheiten auf. Um Regentonnen dennoch effizient in das Gesamtsystem einbinden zu können, sind daher neue Ansätze für den Betrieb erforderlich, wie zum Beispiel das Konzept der smarten Regentonnen (SRT). Die SRT sind kleine Speichereinheiten, die in Echtzeit kontrolliert und gesteuert werden. Durch die Einbindung in eine smarte Wasserinfrastruktur sind die aktuellen Systemzustände bekannt, wodurch die SRT hoch effizient genutzt werden können, um (a) die Spitzenabflüsse im Kanalsystem zu reduzieren und (b) den Trinkwasserverbrauch durch die Verwendung von Regenwasser für die Bewässerung zu vermindern. Um die Wirksamkeit des SRT-Konzeptes zu demonstrieren, wurde in Kombination mit der Wettervorhersage ein zweistufiger Ansatz verfolgt: Erstens wurde ein Versuchsmodell der SRT entwickelt, welches im Frühjahr 2019 am Campus Technik der Universität Innsbruck für Demonstrations- und Testzwecke aufgestellt und betrieben wird. Des Weiteren wurde durch Simulationen eine Wirksamkeitsanalyse auf Haushaltsebene durchgeführt. Wie die Ergebnisse zeigen, kann durch die SRT das Retentionsvolumen im Vergleich zu einer herkömmlichen Regentonne deutlich erhöht werden. Die SRT bieten neben der Technik (Einbindung in das Gesamtsystem) den Vorteil, dass sie einfach in das bestehende System integriert werden können, und bei einer großflächigen Implementierung steht in Summe ein bedeutendes Speichervolumen zur Verfügung.
Abstract Rain barrels are temporary storage volumes and can be used for a multi-functional rainwater management, with the purpose of retaining stormwater for irrigation. However, compared to the overall system rain barrels provide only small storage volumes. Therefore, new possibilities for the operation are needed, such as the smart rain barrel (SRB) concept. The SRBs are micro-scale storage volumes which are monitored and controlled in real-time. Through the integration in a smart water infrastructure the overall state of the system is known and the SRBs can be used efficiently to (a) reduce peak run-off rates in the sewer system and (b) decrease the potable water consumption by using rain water for irrigation. To show the effectiveness of the SRB concept, a two-stage approach in combination with weather forecasts was used. First, a test model was developed, which is situated at the Campus Technik of the University of Innsbruck and will be implemented for demonstration and test purposes in spring 2019. Second, simulations on household level were carried out. As the results show, the retention volume can be increased significantly through the SRBs by adding weather forecasts to the control strategy. Besides the technology (integrating the SRBs into the main system), the SRBs offer the advantage that they can be easily integrated into existing systems and, in case of large-scale implementation, a significant total retention volume is available.
Multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung durch smarte Regentonnen
Multifunctional rainwater management through smart rainwater barrels
DI Oberascher, Martin (Autor:in) / DI Zischg, Jonatan (Autor:in) / Kastlunger, Ulrich (Autor:in) / Schöpf, Martin (Autor:in) / Dr. Kinzel, Carolina (Autor:in) / Zingerle, Christoph (Autor:in) / Univ.-Prof. DI Dr. Rauch, Wolfgang (Autor:in) / Univ.-Prof. DI Dr. Sitzenfrei, Robert (Autor:in)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 71 ; 348-358
06.05.2019
11 pages
Aufsatz (Zeitschrift)
Elektronische Ressource
Deutsch
Digitalisierung , Echtzeitsteuerung , Intelligentes Regenwassermanagement , Regentonnen , Wettervorhersage Digitalisation , Intelligent Stormwater management , Rain barrels , Real-time control , Weather forecast Engineering , Engineering, general , Water Industry/Water Technologies , Chemistry/Food Science, general , Waste Water Technology / Water Pollution Control / Water Management / Aquatic Pollution , Waste Management/Waste Technology
Multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung durch smarte Regentonnen
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