Wie SprinklerMap Regner automatisch platziert
Wie die automatische Regnerplatzierung in SprinklerMap funktioniert: vier Algorithmen im Vergleich auf demselben 97 m² großen Garten, mit gemessener Regneranzahl und abgedeckter Fläche.
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So funktioniert SprinklerMap: Berechnungsmethodik
Volle Transparenz darüber, wie das Tool die Regnerabdeckung, die Druckverluste, die Anzahl der Zonen und die Materialliste berechnet. Mit angegebenen Quellen, Formeln und Einschränkungen.
Angewendete Planungsprinzipien
SprinklerMap wendet die Prinzipien der professionellen Bewässerungsplanung an, die von der ASABE (American Society of Agricultural and Biological Engineers) sowie den technischen Richtlinien von Rain Bird, Hunter Industries und der Irrigation Association definiert wurden.
Die drei grundlegenden, im Tool integrierten Prinzipien:
- Head-to-Head-Abdeckung: Der Abstand zwischen benachbarten Regnern überschreitet nie den Wurfradius. Das ist das von den Herstellerrichtlinien und den Best Management Practices der IA (Irrigation Association) empfohlene Abstandskriterium; die IA nennt für Rasenflächen einen Zielwert der Verteilungsgleichmäßigkeit (DU) von 75–90 %. Die Überlappung begünstigt die Gleichmäßigkeit, garantiert sie aber nicht allein: Der tatsächlich gemessene DU hängt zusätzlich vom Verteilprofil der Düse, vom Betriebsdruck, vom Wind, vom Sektor und von der Ausführungsqualität ab.
- Matched Precipitation Rate (MPR): Regner im selben Kreis müssen die gleiche Durchflussmenge pro Flächeneinheit haben. Ein 180°-Regner muss bei gleichem Radius genau die doppelte Menge eines 90°-Regners desselben Modells abgeben.
- Trennung nach Hydrozone: Pflanzen mit unterschiedlichem Wasserbedarf oder inkompatiblen Verteilsystemen (Versenkregner vs. Tropfbewässerung) werden nie im selben Kreis platziert.
Berechnung der Regnerabdeckung
Verteilungsmodell
SprinklerMap verwendet ein vereinfachtes radiales Verteilungsmodell, das mit den von den Regnerherstellern veröffentlichten Durchflussprofilen übereinstimmt. Die Beregnungsrate (Durchfluss pro Flächeneinheit) ist in den zentralen Bereichen am höchsten und nimmt zum Rand hin gemäß einer angenäherten nichtlinearen Funktion ab.
Theoretische Formel der Beregnungsrate für Sektorregner:
PR (mm/h) = (60 × Q) / (π × R² × (Sektor/360))
Dabei ist: Q = Durchfluss in L/min, R = Radius in Metern, Sektor in Grad. Die Konstante 60 ist nichts weiter als die Umrechnung von Minuten in Stunden: 1 L/min gleichmäßig auf 1 m² über 60 Minuten sind 60 L/m², also 60 mm/h. Dafür braucht es keine externe Quelle — es ist eine dimensionsbezogene Identität, und der Nenner ist einfach die benetzte Sektorfläche.
Verteilungsgleichmäßigkeit (DU)
Die Abdeckungssimulation berechnet die Low-Quarter-Verteilungsgleichmäßigkeit (DULQ) über das Raster der bewässerten Zellen:
DULQ = Mittelwert des trockensten Viertels der Zellen / Mittelwert aller bewässerten Zellen
Das ist nicht der CU nach Christiansen, der etwas anderes misst (die mittlere absolute Abweichung vom Mittelwert) und hier nicht berechnet wird. Zellen ohne Wasser bleiben außen vor: Sie einzubeziehen würde die Abdeckung messen, nicht die Gleichmäßigkeit. DULQ ≥ 0,75 gilt im privaten Bereich allgemein als ausreichend, ≥ 0,85 ist der professionelle Zielwert — dieser Wert stammt jedoch aus dem Modell, nicht aus einer Messung: An der gebauten Anlage wird die Gleichmäßigkeit mit einem Messbechertest überprüft.
Berechnung der Druckverluste
Die Druckverluste entlang der Rohrleitungen werden mit der Hazen-Williams-Formel berechnet, dem hydraulischen Branchenstandard für Polyethylenrohre (Koeffizient C = 140–150 für PE):
hf = 10,67 × L × Q1,852 / (C1,852 × D4,87)
Dabei ist: L = Rohrlänge in m, Q = Durchfluss in m³/s, C = Hazen-Williams-Koeffizient, D = Innendurchmesser in m.
Die örtlichen Verluste in Magnetventilen, Filtern und Fittings werden aus den in den Herstellerdatenblättern veröffentlichten Werten geschätzt (Hunter, Rain Bird, Bermad). Eine Anmerkung zur Begrifflichkeit, weil beides oft in einem Atemzug genannt wird: Der Widerstandsbeiwert K (h = K · v²/2g) und die Methode der äquivalenten Rohrlängen (jedes Formstück wird durch ein Rohrstück mit gleichem Verlust ersetzt) sind zwei verschiedene Ansätze, nicht dasselbe Verfahren unter zwei Namen.
Berechnung der Zonenanzahl
Die Anzahl der Zonen (unabhängige hydraulische Kreise) wird durch drei Randbedingungen bestimmt:
- Durchflussbedingung: Die Summe der Regnerdurchflüsse eines Kreises bleibt bei etwa 78 % des verfügbaren Durchflusses. Diese 78 % sind ein von SprinklerMap gewählter Planungsspielraum, keine Norm und keine Vorschrift: Sie lassen Raum für Druckschwankungen im Netz und für Verluste, die das Modell nicht abbildet. Eine Planerin oder ein Planer kann durchaus einen anderen Spielraum ansetzen.
- Druckbedingung: Der an den entferntesten Regnern des Kreises verfügbare Druck muss mindestens dem Mindestbetriebsdruck des gewählten Regners entsprechen.
- Kompatibilitätsbedingung: Versenkregner und Tropfer können wegen inkompatibler Betriebsdrücke (2–3 bar vs. 0,5–1,5 bar) niemals denselben Kreis teilen.
Berechnung der Materialliste
Die Rohrleitungen werden berechnet, indem der kürzeste Weg zwischen allen Regnern jeder Zone gemessen wird (ein angenäherter Spanning-Tree-Algorithmus), zuzüglich eines Spielraums von 10 % für Fittings, Messfehler und Streckenänderungen während der Verlegung.
T-Stücke werden anhand der Abzweigungen entlang der Strecke gezählt. Ausgangsfittings (Sattelklemmen oder Direktanschlüsse) werden mit einem Stück pro Regner gezählt.
Der Hauptrohrdurchmesser (25 mm, 32 mm oder 40 mm) wird anhand des Kreisdurchflusses so gewählt, dass die Fließgeschwindigkeit unter 1,5 m/s bleibt (empfohlener Grenzwert zur Reduzierung von Druckstößen in PE-Rohren, Quelle: Plastics Pipe Institute TR-4).
Quellen der auf der Website verwendeten Zahlenangaben
| Angabe | Wert | Quelle und Anmerkungen |
|---|---|---|
| Wassereinsparung bei gut geplanter Anlage | 20–40 % | UCANR (University of California): Studien an 1.200 Wohnhäusern in mediterranem Klima, 2015–2020. Die tatsächliche Einsparung hängt von Druck, Exposition, Bodenart und bisherigen Gewohnheiten ab. |
| Zusätzliche Einsparung mit ET-basiertem Steuergerät | 20–44 % | EPA-WaterSense-Programm: Vergleichsanalyse smarter vs. fest programmierter Steuergeräte an einer Stichprobe von über 500 Einheiten in 12 US-Bundesstaaten, 2019. Höhere Werte im Sommer, niedrigere im Frühjahr. |
| Einsparung mit Regensensor | 15–30 % | Florida Department of Environmental Protection: dreijährige Studie an 300 Wohnhäusern in subtropischem Klima. Konservativer Wert für mediterranes Klima mit stärker saisonalen Niederschlägen. |
| Einsparung mit 5–8 cm Mulchschicht | 50–70 % Reduktion der Bodenverdunstung | University of Georgia Cooperative Extension: Verdunstungsstudien an mit Kiefernrinde gemulchten Böden. Die Einsparung beim insgesamt bewässerten Volumen hängt vom Anteil der Verlustquelle Bodenverdunstung ab (20–40 %). |
| Kosten einer Wohnanlage | 300–800 Euro (50–100 m²) | Schätzung basierend auf den Preislisten 2024 von Hunter, Rain Bird, Gardena und Claber. Enthält Regner, Rohre, Fittings, Ventile, Steuergerät. Ohne Arbeitskosten. |
| Wasserdruck im italienischen Leitungsnetz | 2–4 bar, im Mittel 2,5–3 bar | ARERA (italienische Regulierungsbehörde für Energie, Netze und Umwelt): technischer Qualitätsbericht SII 2023. Die garantierten Mindestwerte liegen bei 1,5–2 bar; der tatsächliche Druck ist oft höher. |
| Verdunstung Mittagsstunden vs. Morgen | Bis zu 30 % gegenüber unter 5 % | FAO Irrigation and Drainage Paper 56 (Allen et al., 1998): Penman-Monteith-Evapotranspirationsmodell. Die direkten Verdunstungsverluste bei oberirdischer Bewässerung hängen von Temperatur, Strahlung und Wind ab. |
Die auf der Website angegebenen Werte sind Richtwerte und stellen typische Szenarien unter normalen Bedingungen dar. Die tatsächliche Einsparung hängt von spezifischen lokalen Faktoren ab.
Erklärte Einschränkungen des Tools
- SprinklerMap berücksichtigt keine stark geneigten Böden (>15 %), die höhenabhängig differenzierte Druckberechnungen erfordern.
- Das Wasserverteilungsmodell ist vereinfacht: Es simuliert nicht die Windwirkung auf die Wurfweite der Regner.
- Die Preise in der Materialliste sind Richtwerte auf Basis der Preislisten 2024. Die tatsächlichen Preise variieren je nach Händler und Land.
- Das Tool ist für Wohnanlagen konzipiert (Gärten bis etwa 2.000 m²). Für größere oder landwirtschaftliche Anlagen wird ein zertifizierter Bewässerungsplaner oder Agraringenieur empfohlen.
Fragen zur Methodik? Kontaktieren Sie uns. Um das Tool zu nutzen: SprinklerMap öffnen →
Vertiefungen zu den Algorithmen
Zwei Seiten dazu, wie die Automatik der App arbeitet, mit denselben gemessenen Beispielen im selben Garten:
Die beiden Wassersimulationen: wie viel Wasser ankommt und wie schnell
Wie die beiden Wassersimulationen von SprinklerMap funktionieren: Water Coverage misst die Wassermenge gegen den Bedarf, Runoff Risk die Geschwindigkeit gegen die Bodenaufnahme. Mit Messwerten aus demselben Garten.
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