Der Werkstoff macht den Zeta-Wert

Aus hygienischen Gründen werden für Trinkwasser-Installationen möglichst geringe Volumina angestrebt, um den regelmäßigen Wasseraustausch zu unterstützen.

Dazu tragen bedarfsgerecht ausgelegte und entsprechend dimensionierte Rohrleitungen maßgeblich bei. Wie „schlank“ die Dimensionen ausfallen können, hängt aber wesentlich von den Zeta-Werten der Bauteile ab: Je offener der Rohrquerschnitt beispielsweise eines Verbinders ist, umso günstiger ist der Widerstandsbeiwert. Besonders deutlich wird das im direkten Vergleich von Press- oder Lötverbindern sowie Fittings aus Kupfer mit solchen aus Kunststoff, die aus konstruktiven Gründen einen innenliegenden Stützkörper benötigen.

Wasser muss fließen, aber hygienisch – deswegen werden Trinkwasser-Installationen immer „schlanker“ dimensioniert.
Quelle: Franke
Wasser muss fließen, aber hygienisch – deswegen werden Trinkwasser-Installationen immer „schlanker“ dimensioniert.

Verbindungen in Rohrleitungssystemen für Heizung und Sanitär werden heute in aller Regel nicht mehr gelötet, geschweißt oder – je nach Rohrwerkstoff und Medium – geschraubt, sondern „kalt“ gepresst, denn diese Technik ist wirtschaftlicher und sicherer. Durch konstruktive Unterschiede der Verbinder muss man hier jedoch mit Auswirkungen auf die Dimensionierung der Rohrleitungen rechnen: Entweder wird das Rohr in den Verbinder gesteckt oder der Verbinder mit seinem Stützkörper in das Rohr. Im ersten Fall bleibt der freie Rohrquerschnitt weitestgehend erhalten, bei der zweiten Variante wird zwangsläufig ein erhöhter Widerstand für das zu leitende Medium erzeugt. Das Rohrleitungssystem mit seinen jeweiligen Verbindern hat einen direkten Einfluss auf die Druckverhältnisse innerhalb einer Installation, damit also auch auf die Dimensionierung und das Volumen der gesamten Anlage. Dieser Aspekt sollte bei der Auslegung berücksichtigt werden, denn je nach System kann das Volumen der Anlage laut FH Münster aufgrund unterschiedlicher Rohrdimensionierungen zur bedarfsgerechten Versorgung um zehn bis dreißig Prozent variieren.

Trinkwassergüte durch ganzheitliche Betrachtung

Der technische Hintergrund: Fließendes Wasser stößt in einem Leitungssystem auf vielerlei Widerstände. Zuerst natürlich in den Rohren selbst, was in erster Linie vom verwendeten Werkstoff und dessen spezifischer „Absoluter Rauheit“ abhängt. Dieser Wert wird in der Rohrreibungszahl Lambda (λ) ausgedrückt. Darüber hinaus werden die in den Rohrleitungen geführten Medien zusätzlich von den einzelnen In­stallationskomponenten „ausgebremst“: T-Stücke, Wandscheiben, Ventile, Messgeräte, Winkel und Bögen und nicht zuletzt eben auch Verbinder hemmen die Strömung des Mediums. All diese Formteile haben dabei einen individuellen, unveränderlichen Strömungswiderstand, der mit einem bestimmten Druckverlust einhergeht. Dieser „Widerstandsbeiwert“ wird mit dem dimensionslosen Zeta-Wert (λ) ausgedrückt.

Die Summe ist entscheidend: Übersicht über die Verteilung der 
Druckverluste in einer Hausinstallation.
Quelle: Viega
Die Summe ist entscheidend: Übersicht über die Verteilung der Druckverluste in einer Hausinstallation.

Verglichen mit den gesamten Druckverlusten in einer Trinkwasser-Installation spielen die entsprechenden Werte der Fittings auf den ersten Blick nur eine eher untergeordnete Rolle. In einer typischen Hausinstallation tragen sie beispielsweise pro Etagenverteilung mit 300 bis 600 Millibar (mbar) zum gesamten Druckverlust der Anlage bei, die Druckdifferenz durch Reibung in den Rohrleitungen schlägt mit 300 mbar zu Buche. Da wiegen die Verluste durch das Überwinden der geodätischen Höhe (je zehn Meter etwa 1.000 mbar) oder durch Wasserzähler und zugehörige Armaturen (bis 850 mbar) doch deutlich schwerer. Wa­rum also sollte man sich als Planer oder planender Fachhandwerker dennoch mit den Zeta-Werten der Verbinder genauer befassen?

Der Grund ist einfach: Um dauerhaft zum Beispiel den Erhalt der Trinkwassergüte zu unterstützen, ist eine ganzheitliche Betrachtung der Trinkwasseranlage notwendig, also die bedarfsgerechte Auslegung genauso wie der Einsatz zertifizierter Produkte und der bestimmungsgemäße Betrieb. Möglichst knapp dimensionierte Rohrleitungssysteme erfüllen damit sowohl die Forderung „bedarfsgerecht“ als auch den „bestimmungsgemäßen Betrieb“. Und dazu gehören eben durchflussoptimale Verbinder, denn was in der gesamten Instal­lation nicht als Druckverlust durch Installationskomponenten und Fittings ver­­braucht wird, kann bei gleichbleibender Versorgungsqualität in schlankere Rohrdimensionen „investiert“ werden. Oder eben umgekehrt: Summieren sich hohe Zeta-Werte entlang der Leitungsstrecke, muss das mit größeren Nennweiten wieder ausgeglichen werden. Bei der sicheren Auslegung schlanker und damit hygienischer Installationen ist also die Kenntnis der individuellen Zeta-Werte jedes Bauteils zwingend notwendig.

Montag, 12.04.2021

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