Je stěžejním úkolem projektanta, jehož cílem je hospodárný a provozně spolehlivý návrh dimenzí řadů rozvodné sítě, který za všech běžných provozních situací zajistí plynulé zásobení celého spotřebiště, při optimálních tlakových poměrech.
Předchází mu výpočet potřeby vody a podrobný směrový a výškový návrh rozvodné sítě, včetně volby trubního materiálu, který ovlivní hydrauliku řešení.

Složitost vlastního hydrotechnického výpočtu závisí na tom, zdali půjde o síť větevnou, okruhovou ( Metoda Lobačev-Cross a Metoda nulových bodů) nebo kombinovanou.

Větevná síť

Její přednosti je jednoduchost návrhu a hydrotechnického výpočtu.

To je možno shrnout do následujících dílčích kroků:

1. stanovení odběrů v jednotlivých úsecích rozvodné sítě (úsekových odběrů) q,
2. transformace úsekových odběrů q do uzlových odběrů Q_u,
3. výpočet návrhových průtoků Q_n v jednotlivých úsecích sítě,
4. nadimenzování jednotlivých řadů (úseků) rozvodné sítě, včetně stanovení sklonů čar energie i_E,
5. výpočet tlakových ztrát v jednotlivých úsecích sítě a tlakových poměrů v celé síti (hodnot minimálního hydrodynamického přetlaku ve všech uzlech sítě).

a) Stanovení úsekových odběrů

Vychází se z maximální hodinové potřeby vody Q_h, která je dána součtem hodinové potřeby pro obyvatelstvo Q_o a tzv. bodových odběrů (velkoodběrů) Q_b reprezentovaných hlavně průmyslovými nebo zemědělskými odběrateli.
Tyto bodové odběry se umísťují přímo do uzlů, ve kterých vznikají, a potřeba obyvatelstva Q_o se rovnoměrně rozdělí po celé síti (do všech úseků).

Při stanovení úsekových odběrů q je nutno zohlednit:

• délky úseků a charakter zástavby v nich,
• velikost ploch zásobovaných úseky a hustotu zástavby v nich,
• počet zásobovaných obyvatel a vybavenost bytů v úsecích (počet výtokových jednotek).

Z různých metod je nepoužívanější pro svoji jednoduchost a dostatečnou přesnost a výstižnost metoda redukovaných délek. Při ní se skutečná délka každého úseku násobí tzv. součinitelem uličního zalidnění γ. Ten vyjadřuje charakter zástavby (hustotu, počet podlaží) a určí se podle jednoduchého klíče znázorněného na následujícím obrázku.

Obr. Metoda redukovaných délek – princip stanovení součiniteli γ

Redukovaná délka i-tého úseku lri se vypočítá

kde:

l_i je skutečná délka i-tého úseku
γ_i je součinitel uličního zalidnění příslušného úseku

Úsekový odběr v i-tém úseku qi se vypočítá:

Q_O – maximální hodinová potřeba vody pro obyvatelstvo [l/s],
∑l_ri - součet redukovaných délek všech úseků sítě [m],
l_ri – redukovaná délka i-tého úseku [m].

b) Transformace úsekových odběrů q do uzlových odběrů Q_u

Stanovení uzlových odběrů Q_u je dalším nezbytným krokem výpočtu sítě směřujícím k výpočtu návrhových průtoků.
Uzlový odběr je zpravidla definován jako součet poloviční hodnoty součtu úsekových odběrů v úsecích přilehajících k uvažovanému uzlu a plné hodnoty případných bodových odběrů Qb v daném uzlu (viz obrázek)

kde:
n je počet větví v uzlu,
q úsekové odběry [l/s],
Q_u uzlové odběry [l/s],
Q_b bodový odběr [l/s].

Stanovení uzlových odběrů	Příklad výpočtu uzlových odběrů

Konkrétní způsob a postup výpočtu uzlových odběrů lze ukázat na následujícím jednoduchém příkladu:

Q₄=0,5 x 3,20=1,60l/s
Q₅=0,5 x 0,80=0,40l/s
Q₃=0,5 x 0,80 +3,20 +2,60+ 5,60=8,90l/s

c) Výpočet návrhových průtoků Q_n

U větevných sítí je to postup jednoduchý a snadno pochopitelný, protože u těchto sítí je jednoznačně znám směr proudění vody.

Vychází se ze známých uzlových odběrů Q_u a z podmínky rovnováhy v každém uzlu (tzv. uzlové podmínky), tj. že množství vody do uzlu přitékající se musí rovnat součtu odtékajícího množství a hodnotě uzlového odběru.
Při výpočtu se postupuje od konce sítě proti směru proudění a úsekové průtoky se stanoví postupným nasčítáváním uzlových odběrů až ke zdroji tlaku (k vodojemu).
Princip je zřejmý z následujícího jednoduchého příkladu.

d) Dimenzování vodovodních řadů

Zahrnuje stanovení potřebné průřezové plochy (světlosti) potrubí v příslušném úseku (řadu) sítě.

Vychází se ze stanoveného návrhového průtoku Q_n, zvoleného materiálu potrubí (drsnosti) a doporučených hodnot rychlosti proudění vody v potrubí, kterými jsou:

Vychází se ze základní rovnice Q = S . v   (m^₃.s^-1)

ze kterého je možno vypočítat pro kruhový profil světlost potrubí  

kde:
Q_n – návrhový průtok [m³ . s^-1]
v – střední profilová rychlost [m.s^-1].

Praktické dimenzování potrubí se provádí podle tabulek nebo nomogramů sestavených různými autory, ve kterých jsou zohledněny drsnostní charakteristiky jednotlivých druhů materiálů.
Pro návrhový průtok Q_n a zvolený druh materiálu (drsnost) stanoví z tab. nebo nomogramu potřebnou DN a jí odpovídající střední profilovou rychlost v, a současně i sklon čáry energie i_E v ‰ [%].

Tabulka - Výtokové jednotky

e) Výpočet tlakových ztrát a zjištění tlakových poměrů v síti

Jestliže předchozím postupem byl pro každý úsek rozvodné sítě zjištěn sklon čáry energie i_E [‰] a jsou známy skutečné délky úseků L [m], je možno snadno vypočítat ztrátové výšky ve všech úsecích dle známého praktického vztahu:

Posledním krokem celého výpočtu je stanovení tlakových poměrů v síti, tj. hodnot min. hydrodynamického přetlaku ve všech uzlech sítě a jejich porovnání s doporučenými mezními hodnotami. Ze základního schématu tlakového gravitačního zásobení spotřebiště z vodojemu (viz obr. I.13) vyplývá, že minimální přetlaková výška h_p v určitém uzlu sítě se vypočítá:

kde
K_min - kóta minimální hladiny ve vodojemu,
součet ztrátových výšek třením ve všech úsecích sítě od vodojemu až po sledovaný uzel,
K_t – kóta terénu ve sledovaném uzlu.

Okruhová síť

Výpočet okruhových sítí je podstatně složitější než u sítí větevných, protože není možno jednoznačně stanovit ani průtoky, ani směry proudění vody.

Z řady výpočtových metod je možno uvést např. metodu nulových bodů a metodu Lobačev – Cross.

Metoda nulových (dělících) bodů

U této metody se okruhová síť převede na síť větevnou volbou tzv. nulových (dělících) bodů. To jsou navržená místa ve vybraných uzlech rozvodné sítě, do kterých voda přitéká ze dvou stran, a ve kterých se průtoková rychlost předpokládá nulová.
Správné určení nulových bodů je nejobtížnější úkol a vyžaduje zkušenost projektanta.

Další postup je pak stejný jako u větevné sítě, tj. stanovení úsekových a uzlových odběrů, návrhových průtoků, nadimenzování potrubí, výpočet tlakových ztrát a tlakových poměrů (viz větevná síť).

Metoda Lobačev – Cross

Princip metody spočívá v uplatnění dvou základních podmínek daných tzv. I. a II. Kirchhoffovým zákonem:

1., tj. že součet průtoků v uzlu se rovná 0 (uzlová podmínka),

2.,tj. že součet ztrát v okruhu je roven 0 (okruhová podmínka)

P₁ značí přítok do uzlu 1

Postup výpočtu podle této metody je následující:

1. Návrh průtoků v jednotlivých úsecích a okruzích sítě tak, aby byla ve všech uzlech dodržena uzlová podmínka.
2. Nadimenzování potrubí v jednotlivých úsecích sítě a stanovení průtočné rychlosti, sklonů čar energie a výpočet tlakových ztrát v úsecích.
3. Posouzení splnění okruhové podmínky II. Kirchhoffova zákona, tj. zajištění rovnováhy v okružích výpočtem . Pokud platí, že m vodního soupce, je možno výpočet ukončit.
   
   
4. Vyjde-li, že m vodního sloupce, zadají se opravné průtoky a celý postup se opakuje. Postupuje se v jednotlivých iteračních krocích, až do splnění výše uvedené okruhové podmínky.

   Pro řešení okruhových rozvodných sítí je vyvinuta řada softwarových programů – z tuzemské nabídky jsou to např. programy ODULA, Water, SiteNet, Autopen.