Rohrleitungen mit Zeta-Werten berechnen
Neue Dimensionen der Trinkwasser-Installation
„Auf der Etage nie kleiner als d 20.“ Diese Faustregel ist spätestens seit den Novellierungen der ÖNORM B 2531:2019 überholt. Während Trinkwasser-Installationen traditionell meist pauschal ausgelegt wurden, ist mittlerweile eine spezifische Rohrleitungsberechnung erforderlich. Zum Glück, denn dadurch lassen sich einerseits Bau- und Betriebskosten reduzieren, und andererseits kann die Trinkwassergüte gesichert werden.
Die entscheidende Größe, um Rohrleitungsdimensionen exakt berechnen zu können, ist der Zeta-Wert. Und genau diesen wollen wir in weiterer Folge etwas genauer unter die Lupe nehmen.
Normgerechte Rohrleitungsberechnung nach ÖNORM B 2531
Mit der Überarbeitung der ÖNORM B 2531 im April 2019 wurden neue Begriffe eingeführt. Einer davon ist die funktionale Totleitung als „Teil der Verbrauchsanlage, in welchem aufgrund der Betriebsweise der Anlage kein ausreichender Durchlauf von Wasser stattfindet“. Grund für solche funktionalen Totleitungen können überdimensionierte Rohre sein. Daher hat eine möglichst exakte Berechnung der Rohrinnendurchmesser die Annahme von Pauschalwerten abgelöst.
In der Umsetzung einer normgerechten Rohrleitungsberechnung helfen einfache Software-Tools wie „Viptool“ von Viega. Programmunabhängig sollte stets darauf geachtet werden, mit den realen Zeta-Werten des jeweiligen Rohrleitungssystems zu rechnen. Ansonsten besteht das Risiko einer Überdimensionierung oder einer Unterversorgung durch zu hohe Druckverluste.
Zeta-Werte und ihre Auswirkungen
Was genau ist nun also der Zeta-Wert? Dabei handelt es sich um die vom Hersteller messtechnisch bestimmten Widerstandsbeiwerte eines Rohrleitungssystems. Diese ermöglichen es, Einzelwiderstände von Abzweigstücken, Bögen, Reduzierstücken, Doppelwandscheiben, Armaturen etc. in den einzelnen Teilstrecken der Trinkwasser-Installation zu addieren. Auf diese Weise lässt sich der tatsächliche Druckverlust ermitteln.
Die DIN 1988-300 dient als normative Grundlage für die exakte Auslegung der Trinkwasser-Installation. Sie beschreibt die Berechnung der Rohrleitungsinnendurchmesser in Abhängigkeit von vorher definierten Spitzendurchflüssen. Neben den Zeta-Werten wird dafür auch der spezifische R-Wert der Rohrleitung – die sogenannte Rohrreibung berücksichtigt. Allerdings machen die Druckverluste der Formstücke die größten Unterschiede zwischen Rohrleitungssystemen aus.
Apropos Spitzendurchflüsse: Diese Größe beschreibt, wie viel Trinkwasser erwartungsgemäß gleichzeitig an den Zapfstellen der Trinkwasser-Installation entnommen werden wird. Damit bildet der bedarfsgerechte Spitzendurchfluss die realistischen Nutzungsbedingungen der Anlagen möglichst genau ab.
Rohrnetzberechnung in der Praxis
Als Fallbeispiel schauen wir uns an der Stelle ein Mehrfamilienhaus mit acht Wohneinheiten an. Die nachfolgende Tabelle stellt die Rohrinnendurchmesser unter Berücksichtigung der Druckverluste bei Standard-Pressverbindern einem strömungsoptimieren Rohrleitungssystem gegenüber:
| Standard-Pressverbinder | strömungsoptimiertes Rohrleitungssystem | |
| Hauptverteilung | überwiegend 40 mm | etwa 75 % 32 mm |
| Steigleitungen | zu gleichen Anteilen 32 und 26 mm | 25 mm |
| Stockwerksleitungen | 20 und 16 mm | 16 mm |
Wie ist diese Tabelle zu interpretieren? Viele Teilstrecken können aufgrund der geringeren Druckverluste deutlich kleiner dimensioniert werden. Bei den Stockwerksleitungen entfallen die meisten Rohrmeter. Die Folge sind erhebliche Material- und Kosteneinsparungen und ein um 31 Prozent reduziertes Rohrleitungsvolumen. Letzteres resultiert in einem sehr viel schnelleren Wasserwechsel, was sich wiederum positiv auf die Trinkwasserhygiene auswirkt.
Mit realen Zeta-Werten rechnen
Der Vergleich von Einzelwiderständen verschiedener Rohrsysteme unterstreicht, wie wichtig es ist, Rohrleitungsdimensionen mit realen Zeta-Werten zu berechnen. Exemplarisch sind nachfolgend die Zeta-Werte eines 90-Grad-Rohrbogens aus Kunststoff in DN 12 (Durchmesser 16 mm) angeführt, bei einer gleichen Strömungsgeschwindigkeit von 2,5 m/Sekunde:
| Zeta-Wert | Druckverlust | |
|---|---|---|
| Standard-Pressverbinder | 11,2 | ~ 349 mbar |
| strömungsgünstigstes System | 1,7 | ~ 53 mbar |
| DIN 1988-30 | 17,3 | ~ 536 mbar |
Eine exakte Rohrleitungsberechnung ist demnach für die Trinkwassergüte und den Versorgungskomfort unerlässlich – genauso wie die Voraussetzung, dass Installation und Planung des Rohrleitungssystems übereinstimmen.
Weiterer Wert für optimierte Hydraulik
Die ÖNORM B 2531 enthält eine weitere Regel, die bedingt, dass die Rohrleitungsberechnung stets zum sogenannten bestimmungsgemäßen Betrieb passt. Laut dieser muss das Wasser nach dem vollen Öffnen einer Entnahmestelle spätestens nach 30 Sekunden eine Mindestauslauftemperatur von 50 °C – bzw. 55 °C für warmes Trinkwasser – erreichen. Mit überdimensionierten Leitungen ist diese Vorgabe oft nicht einzuhalten.
Schlankere Dimensionierung = kürzere Ausstoßzeiten + höherer Komfort. Wir verraten Ihnen, welche Argumente sonst noch für eine exakte Rohrnetzberechnung sprechen.
Der Vorteil kleiner Zeta-Werte
Normative Neuerungen verpflichten von der Planung bis zur Installation zur Konstruktion einer hydraulisch optimierten Trinkwasser-Anlage – und letztlich profitieren tatsächlich alle Beteiligten von einer bedarfsgerechten Rohrnetzberechnung. Durch niedrige Zeta-Werte können Dimensionierungen reduziert werden. Damit überzeugen strömungsoptimierte Rohrleitungssysteme gleichermaßen in puncto Wirtschaftlichkeit, Trinkwasserhygiene und Komfort.
Bauteile von Viega Raxofix verfügen über sehr gute Zeta-Werte, was eine Etagenverteilung in d 16 statt d 20 möglich macht. Werden Einzelentnahmestellen angebunden, ist sogar die noch kleinere Rohrleitungsdimension DN 10 hygienisch vorteilhafter. Die Vorteile noch einmal zusammengefasst:
- einfachere Handhabung von kleineren Rohrdurchmessern
- erhebliche Kosteneinsparungen bei den Rohren selbst wie auch beim Befestigungsmaterial
- Betriebskosten-Ersparnisse – insbesondere beim Betreiben größerer Gebäude
