Bauteile, Höhen und DGM-Anschluss

Das Netz aus dem ersten Tutorial steht im Lageplan, aber es liegt höhenmäßig noch irgendwo. Jetzt kommt der Teil, an dem sich entscheidet, ob daraus eine bauverwertbare Planung wird: Deckelhöhen aus dem Gelände, Sohlhöhen mit Gefälle in Fließrichtung, ausreichende Überdeckung und Regeln, die das dauerhaft überwachen.

Das ist der Kern des Kapitels und zugleich die Stelle, an der die meisten Fragen entstehen. Der häufigste Fall ist schnell erzählt: Alle Schachtdeckel stehen auf 0, weil dem Netz das Bestands-DGM nicht zugewiesen ist. Fangen wir also mit der Höhenlogik an, dann ist klar, welche Zahl wo hingehört.

Konzept Deckel, Sohle, Überdeckung: die Höhenlogik

Am Schacht gibt es zwei Höhen, und sie werden gern verwechselt. Die Deckelhöhe ist oben, dort wo der Schacht die Oberfläche trifft. Sie muss der Geländehöhe an dieser Stelle folgen, sonst steht der Deckel im Plan über der Straße oder verschwindet darunter. Die Sohlhöhe des Schachts ist unten, der Schachtboden.

Die Haltung hat eine eigene Sohle, die Rohrsohle, und die ist nicht dasselbe wie die Schachtsohle. Liegt der Schachtboden tiefer als die Rohrsohle, entsteht darunter ein Raum, in dem sich Feststoffe sammeln. Civil 3D nennt diesen Raum in den Schacht-/Bauwerkseigenschaften Sumpf-Tiefe, als Regelparameter heißt derselbe Wert Sumpftiefe. Manche Quellen sprechen auch von Stautiefe, gemeint ist dieselbe Sache. Wer nach dem einen Namen sucht und den anderen findet, hat nichts falsch gemacht.

Die Überdeckung ist der Abstand vom Gelände nach unten bis zur Oberkante des Rohrs, nicht bis zur Sohle. Das ist wichtig, weil ein DN 300 allein schon 30 Zentimeter zwischen Sohle und Scheitel liegen hat. Wer die Überdeckung von der Sohle aus rechnet, liegt um genau diesen Betrag zu günstig.

Zwei Begriffe, die dabei gern zusammenfallen: Der Scheitel ist die höchste Stelle im Inneren des Rohrs, liegt also genau einen Innendurchmesser über der Sohle. Die Überdeckung misst Civil 3D dagegen ab der äußeren Oberkante bis zum Referenz-DGM. Zwischen beiden liegt eine Wandstärke. Für die Überschlagsrechnung im Kopf ist der Unterschied klein, für die Regelprüfung nicht: Wer knapp am Grenzwert plant, verliert genau diese Wandstärke.

Referenz Wie die Höhen in den Eigenschaften heißen

Die deutschen Feldnamen sind an ein paar Stellen unerwartet. Diese Tabelle spart die Sucherei.

Zum Sprachgebrauch: Die deutsche Hilfe nennt das Gefälle durchgängig Neigung. Gefälle ist die abwärts gerichtete Neigung und im Tiefbau der geläufigere Ausdruck; wir benutzen beides, meinen aber dasselbe. Und die Flusslinie ist nur ein anderes Wort für die Sohle, kein eigenes Feld in den Eigenschaften.

Praxis Referenz-DGM setzen, damit die Deckel dem Gelände folgen

Wenn du im Dialog Kanalnetz erstellen bereits ein DGM gewählt hast, ist die Zuweisung schon da. Trotzdem lohnt der Blick, denn sie geht verloren: beim Kopieren des Netzes in eine andere Zeichnung, beim Arbeiten mit Datenverknüpfungen oder wenn das DGM selbst umbenannt oder gelöscht wurde. Das Symptom ist immer dasselbe, Deckelhöhe 0.

1. Schacht-/Bauwerkseigenschaften öffnen: Einen Schacht in der Zeichnung anwählen, Rechtsklick, dann Schacht-/Bauwerkseigenschaften. Der Dialog zeigt alles, was dieses eine Bauteil über sich weiß.
   Screenshot anzeigen

   

2. Referenz-DGM zuweisen: Auf die Registerkarte Komponenteneigenschaften wechseln, Abschnitt Allgemein. Dort im Feld Referenz-DGM das Bestands-DGM eintragen. Ab jetzt liest der Schacht seine Deckelhöhe an seiner eigenen Position aus dem Gelände, statt bei 0 zu bleiben.
   Screenshot anzeigen

   

3. DGM-Anpassung prüfen: Direkt daneben liegen Automatische DGM-Anpassung, Anpassungswert für DGM und DGM-Höhe an Einfügepunkt. Die automatische Anpassung sorgt dafür, dass der Deckel dem Gelände folgt; der Anpassungswert verschiebt ihn bewusst dagegen, zum Beispiel wenn der Deckel um wenige Zentimeter unter Straßenoberkante liegen soll. Steht dort versehentlich ein Wert, wandert der Deckel dauerhaft mit. Genau hier entsteht der Wert oft unbeabsichtigt: Ziehst du den Deckel bei aktiver automatischer Anpassung am Griff auf eine neue Höhe, schreibt Civil 3D die Differenz in den Anpassungswert statt in die Deckelhöhe selbst, und der Schacht hängt ab dann mit diesem Versatz dauerhaft am Gelände, auch wenn sich das DGM später ändert.
   Screenshot anzeigen

   

4. Ergebnis an der Einfügungs-Deckelhöhe ablesen: Nach dem Bestätigen zeigt die Zeile Einfügungs-Deckelhöhe die neue Höhe. Sie sollte jetzt der Geländehöhe an dieser Stelle entsprechen. Prüfe das an zwei, drei Schächten quer über die Strecke, denn ein einzelner Treffer kann Zufall sein.
   Screenshot anzeigen

   

Konzept Gefälle, Mindestneigung und Mindestüberdeckung

Das Gefälle einer Haltung ist der Höhenunterschied der beiden Sohlen geteilt durch die Länge. Bei 0,50 Meter auf 40 Meter sind das 1,25 Prozent oder 12,5 Promille. Mehr Rechnung steckt nicht dahinter, und trotzdem hängt daran der halbe Entwurf.

Wie flach darf es werden? Die gebräuchliche Faustregel im Freispiegelkanal lautet 1:DN: Das Mindestgefälle in Metern je Meter entspricht dem Kehrwert der Nennweite in Millimetern. Bei DN 300 sind das 1:300, also 0,33 Prozent. Bis DN 150 wird üblicherweise mit 1 Prozent gerechnet, weil kleine Querschnitte empfindlicher auf Ablagerungen reagieren. Die Regel stammt aus der Entwässerungspraxis nach DIN EN 1610 und DIN 1986-100 und ist als Planungswert zu verstehen, nicht als wörtliches Normzitat.

Wer die Sohlhöhe am unteren Ende nicht im Kopf ausrechnen will, nimmt den Haltungsrechner im Tool-Lab: Sohle oben, Länge und Gefälle rein, Sohle unten raus, und umgekehrt.

Die zweite Grenze kommt von oben: die Mindestüberdeckung. Sie hält das Rohr frostfrei und schützt es gegen Verkehrslast. Im Straßenraum wird meist mit 1,0 bis 1,5 Meter gerechnet, je nach Frosttiefe, Belastung und örtlicher Satzung. Genau hier entsteht der typische Zielkonflikt: Am Anfang der Strecke drückt die Überdeckung das Rohr nach unten, am Ende zieht die Mindestneigung es weiter nach unten, und irgendwann liegt der letzte Schacht tiefer, als der Bauherr zahlen will. Wer diesen Konflikt früh sieht, plant den Absturzschacht oder das Pumpwerk rechtzeitig ein statt hinterher. Was jeder zusätzliche Meter Tiefe an Aushub kostet, überschlägst du mit dem Rohrgrabenaushub-Rechner im Tool-Lab.

Praxis Sohlhöhen in den Kanalnetzansichten setzen

Für den Sammler rechnen wir mit vier Schächten S1 bis S4, verbunden über die Haltungen H05 (23,20 Meter), H06 (29,88 Meter) und H07 (31,15 Meter), alle DN 300. Das Gelände bewegt sich uneinheitlich: An S1 liegt es auf 267,85, sinkt bis S2 leicht auf 267,67, steigt dann bis S3 auf 267,89 und legt bis S4 nochmal kräftig zu auf 268,37 Meter. Nur zwischen S1 und S2 fällt die Straße also, danach steigt sie durchgehend an. Die Sohlen legen wir so: H05 von 265,47 auf 265,30, H06 von 265,29 auf 265,15, H07 von 265,15 auf 264,99.

Damit fällt jede Haltung, am flachsten liegt H06 mit rund 4,7 Promille, deutlich über den geforderten 3,3 Promille für DN 300. Bei der Überdeckung gibt es hier keinen Zielkonflikt: Gerechnet vom Gelände bis zum Rohrscheitel bleiben an S1 und S2 rund 2,0 Meter, an S3 wächst sie auf etwa 2,4 Meter und an S4 sogar auf gut 3,0 Meter, weil das Gelände steigt, während die Sohle weiter fällt. Zwei Dinge gehören trotzdem dazu: Civil 3D zieht bei der Regelprüfung die Rohraußenkante heran, rechnet die Wandstärke also mit, wodurch der geprüfte Wert real etwas unter dieser Überschlagsrechnung liegt. Und in engeren Fällen als diesem plant man zusätzlich ein paar Zentimeter Luft ein, weil ein späterer Deckelabgleich oder ein größeres DN den Wert schnell kippen lässt.

1. Kanalnetzansichten öffnen: Im Werkzeugkasten Kanalnetzwerkzeuge die Schaltfläche Kanalnetzansichten anklicken. Ist der Werkzeugkasten nach dem Zeichnen nicht mehr zu sehen, holst du ihn zurück, indem du ein Bauteil des Netzes anwählst und die Netzbearbeitung aufrufst; je nach Version läuft das über das Kontextmenü des Bauteils oder über die kontextabhängige Registerkarte des Kanalnetzes im Menüband. Es öffnet sich das Fenster Panorama mit den Registerkarten Haltungen und Schächte/Bauwerke. Hier bearbeitest du Werte als Tabelle, statt Bauteil für Bauteil Dialoge zu öffnen.
   Screenshot anzeigen

   

2. Sohlhöhen der ersten Haltung eintragen: Auf der Registerkarte Haltungen in der Zeile der ersten Haltung die Werte in Sohlhöhe am Anfang und Sohlhöhe am Ende eintragen, also 265,47 und 265,30. Anfang und Ende beziehen sich auf die Fließrichtung, nicht auf die Zeichenreihenfolge.
   Screenshot anzeigen

   

3. Neigung gegenprüfen: In derselben Zeile die Spalte für die Neigung ansehen. Sie rechnet sich aus den beiden Sohlhöhen und der Länge und muss ein positives Vorzeichen in Fließrichtung haben. Ein Minus bedeutet Gegengefälle, dann steht die Haltung falsch herum oder die Sohlen sind vertauscht.
   Screenshot anzeigen

   

4. Restliche Haltungen setzen: Für die zweite und dritte Haltung ebenso verfahren. Beim Ändern einer Haltungssohle zieht Civil 3D die Sohle im angeschlossenen Schacht nach, du musst also nicht beide Seiten von Hand gleich halten. Achte darauf, dass die Sohle am Ende einer Haltung und am Anfang der nächsten zusammenpassen, sonst entsteht ein ungewollter Absturz.
   Screenshot anzeigen

   

5. Deckelhöhe in der Tabelle kontrollieren: Auf die Registerkarte Schächte/Bauwerke wechseln und dort die Spalte Einfügungs-Deckelhöhe durchsehen. Sie soll überall dem Gelände folgen, also den vier Werten von oben entsprechen.
   Screenshot anzeigen

   

6. Sohlhöhe und Sumpf-Tiefe in den Eigenschaften prüfen: Diese beiden Werte zeigt die Panorama-Tabelle nicht als Spalte. Dafür einen Schacht markieren, per Rechtsklick die Schacht-/Bauwerkseigenschaften öffnen und auf der Registerkarte Komponenteneigenschaften im Abschnitt Schacht- und Bauwerkssohlenverhalten nachsehen. Sohlhöhe steht dort ausgegraut, weil sie sich rechnerisch aus der tiefsten angeschlossenen Rohrsohle und der Sumpf-Tiefe ergibt, gesteuert über das Feld Schacht- und Bauwerkssohle steuern über (Vorgabe: Tiefe). Im Standard liegt die Sumpf-Tiefe bei 0,000 Meter, die Schachtsohle sitzt also genau auf der tiefsten Rohrsohle. Sie darf darunter liegen, aber nicht darüber, sonst hängt das Rohr in der Luft.
   Screenshot anzeigen

   

Praxis Regeln: was sie prüfen und was sie nicht tun

Bis hierher hast du die Höhen von Hand gesetzt. Ein Regelsatz nimmt dir das Kontrollieren ab: Er prüft nach jeder Änderung, ob Überdeckung, Neigung und Schachttiefe im vereinbarten Rahmen liegen, und markiert Verstöße mit einem Warndreieck in den Kanalnetzansichten.

Ein Punkt, der oft falsch erwartet wird: Die Regel meldet die Verletzung, sie verhindert die Eingabe nicht. Du kannst eine Haltung waagerecht ziehen, Civil 3D lässt dich, setzt aber ein Warndreieck. Das ist gewollt, weil in der Planung immer wieder Zustände gebraucht werden, die eine Regel formal verletzen.

Die Sammlungen liegen nicht unter Kanalnetz, sondern auf der obersten Ebene der Registerkarte Einstellungen. Das ist der Grund, warum viele sie beim ersten Mal nicht finden.

1. Neuen Haltungs-Regelsatz anlegen: Im Projektbrowser auf die Registerkarte Einstellungen wechseln, Sammlung Haltung, darin Haltungsregeln. Rechtsklick, dann Neu. So entsteht ein eigener Regelsatz, statt den mitgelieferten zu überschreiben, den vielleicht noch andere Projekte nutzen.
   Screenshot anzeigen

   

2. Regel hinzufügen und Werte setzen: Im Dialog auf die Registerkarte Regeln, dort die Regel Überdeckung und Neigung hinzufügen. Als Minimalüberdeckung 1,00 Meter eintragen, als Mindestneigung den Wert für DN 300, also 0,33 Prozent. Diese Regel prüft beide Bedingungen zusammen, deshalb ist sie im Straßenraum meist die passendere Wahl gegenüber Nur Überdeckung. Unter der Registerkarte Informationen noch einen Namen vergeben.
   Screenshot anzeigen

   

   Screenshot anzeigen

   

3. Schacht-Regelsatz anlegen: Genauso in der Sammlung Schacht/Bauwerk unter Schacht-/Bauwerksregeln einen Regelsatz erstellen und darin Sumpftiefe festlegen sowie Haltungsabsturz über Schacht/Bauwerk aufnehmen. Damit ist geregelt, wie tief der Schachtboden unter der Rohrsohle liegt und wie viel Absturz an einem Knoten erlaubt ist.
   Screenshot anzeigen

   

4. Regelsätze der Komponentenliste zuweisen: Zurück auf Einstellungen, Sammlung Kanalnetz, Komponentenliste, Rechtsklick auf die verwendete Liste, dann Komponentenliste bearbeiten. Im Dialogfeld Netzkomponentenliste trägst du je Haltungs- und Schachttyp den passenden Regelsatz ein. Diese Zuweisung greift damit an jedem künftig eingefügten Bauteil.
   Screenshot anzeigen

   

5. Regelsatz an den bestehenden Bauteilen nachziehen: Beim Einfügen merkt sich jedes Bauteil seinen Regelsatz selbst. Eine spätere Änderung an der Komponentenliste erreicht die schon gezeichneten Haltungen und Schächte deshalb nicht, und ohne diesen Schritt bleibt das Netz aus dem ersten Tutorial ungeprüft. Also die vorhandenen Haltungen markieren, die Haltungseigenschaften öffnen und den neuen Regelsatz auf der Registerkarte Regeln setzen; für die Schächte dasselbe über die Schacht-/Bauwerkseigenschaften, Registerkarte Regeln. Die Beschriftung dieser Registerkarte kann je nach Version abweichen, den genauen Wortlaut also an der eigenen Oberfläche prüfen. Danach die Regeln anwenden lassen, damit sie das bestehende Netz durchrechnen.
   Screenshot anzeigen

   

   Screenshot anzeigen

   

6. Warnungen lesen: Die Kanalnetzansichten wieder öffnen und die Zeilen durchsehen. Eine Warnung markiert die Bauteile, die gegen eine Regel verstoßen. Beim Überfahren erscheint der Grund. Jetzt zahlt sich die saubere Zuweisung aus: Du siehst auf einen Blick, welche Haltung zu flach liegt und welcher Schacht zu wenig Überdeckung hat. Ein Netz ohne Warnungen ist aber nur so gut wie sein Regelsatz: Kommt ein Netz per LandXML oder aus dem Kanalkataster herein, bringt es in der Regel gar keinen Regelsatz mit, und dann heißt keine Warnung nicht geprüft, nicht sauber.
   Screenshot anzeigen