Dimensionieren von Trinkwasserleitungen in Gebäuden
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- Christel Albrecht
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1 Dimensionieren von Trinkwasserleitungen in Gebäuden DIN ÖNORM EN November 2012 September 2012 Erich Draxler 1
2 Inhalt O Ermittlung der Rohrdurchmesser nach DIN O Berechnen der Rohrinnendurchmesser nach ÖNORM EN O Theoretische Hintergründe O Beispiel September 2012 Erich Draxler 2
3 Vergangenheit/Gegenwart Normalinstallationen Spezialinstallationen September 2012 Erich Draxler 3
4 Anwendungsbereiche ÖNORM B DIN ÖNORM EN O Trinkwasser-Installationen innerhalb von Gebäuden und Grundstücken O Kalt- und Warmwasserleitungen O Einfamilienhäuser O Wohngebäude O Bürogebäude O Wohngebäude O Bürogebäude O Verwaltungsgebäude O Hotelbetriebe O Kaufhäuser O Krankenhäuser (Bettenstationen) O Schulen O Einfamilienhäuser O Wohngebäude O Bürogebäude September 2012 Erich Draxler 4
5 DIN September 2012 Erich Draxler 5
6 Anwendungsbereich O Spezialinstallationen O Drucknachweise (DEA) O Wohngebäude O Büro- und Verwaltungsgebäude O Hotelbetriebe O Kaufhäuser O Krankenhäuser (Bettenstationen) O Schulen September 2012 Erich Draxler 6
7 Wesentliche Änderungen O O O O O O O Absenkung der Berechnungsdurchflüsse von Wasch- und Geschirrspülmaschinen Anpassung der Spitzenvolumenströme (z. B. Stockwerksbereich) Ausschluss sog. vereinfachter Rechengänge Beginn der Bemessung der Rohrleitungen nach dem Wasserzähler differenzierte Berechnung der Ringleitungen in der Stockwerksverteilung modifizierte Berechnung der Zirkulationssysteme (ähnlich DVGW W 553) Dokumentation der Berechnungsergebnisse!!!! Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 7
8 Begriff Nutzungseinheit (NE) Ein Raum mit Entnahmestellen im Wohngebäude (z. B. Bad, Küche, Hausarbeitsraum) oder auch im Nichtwohngebäude, wenn von einer wohnungsähnlichen Nutzung auszugehen ist (Bäder im Hotel, Altenheim, Bettenhaus eines Kranken-hauses u. ä.). Die Nutzung ist dadurch charakterisiert, dass maximal zwei Entnahmestellen zugleich geöffnet sind. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 8
9 Begriff Nutzungseinheit (NE) September 2012 Erich Draxler 9
10 Berechnungsgang Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 10
11 S1 S2 13,60 m Brausekopfhöhe NE WC NE Bad NE Küche 3.OG 10,60 m 2.OG 7,60 m Beispiel 1.OG 4,60 m 2,80 m EG S3 * 1,00 m m 3 C 0,00 m KG September 2012 Erich Draxler 11
12 Berechnungsdurchflüsse und die Mindestfließdrücke Grundsätzlich sind für die Bemessung der Rohrdurchmesser die Angaben der Hersteller über die Berechnungsdurchflüsse und die Mindestfließdrücke der Entnahmearmaturen zu berücksichtigen. Die in der Tabelle 2 angegebenen Referenzwerte dürfen nur unter den dort genannten Voraussetzungen verwendet werden. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 12
13 Tabelle 2 Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 13
14 Wichtige Hinweise in Tabelle 2 O O Hersteller müssen den Mindestfließdruck und die Berechnungsdurchflüsse auf der Kalt- und auf der Warmwasserseite angeben. Bemessung der Rohrdurchmesser mit Angaben der Hersteller O Abweichungen von Tabelle 2 O O Herstellerangaben unter den in der Tabelle genannten Werten O O Dimensionierung mit geringeren Werte (hygienische und wirtschaftliche Gründen), muss mit dem Bauherrn vereinbart werden Dimensionierung nicht mit geringeren Werte, Tabellenwerte einsetzen Herstellerangaben über den in der Tabelle genannten Werten O Dimensionierung mit den Herstellerwerten (MUSS) Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 14
15 Waschtischarmatur Quelle: Hansgrohe 4 l/min = 0,067 l/s KW: 0,034 WW: 0,034 September 2012 Erich Draxler 15
16 Küchenarmatur Quelle: Hansgrohe 7 l/min = 0,12 l/s KW: 0,06 WW: 0,06 September 2012 Erich Draxler 16
17 Badewanne 11 l/min = 0,18 l/s KW: 0,09 WW: 0,09 Quelle: Kludi September 2012 Erich Draxler 17
18 Badewanne-Thermostat 12 l/min = 0,2 l/s KW: 0,1 WW: 0,1 Quelle: Kludi September 2012 Erich Draxler 18
19 Thermostat-Batterie F September 2012 Erich Draxler 19
20 Berechnungsdurchfluss Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 20
21 Summendurchfluss Bei der Berechnung von Leitungsanlagen sind grundsätzlich alle Entnahmestellen mit ihren Berechnungsdurchflüssen einzusetzen. Hiervon ausgenommen ist der Fall, wenn in einer Nutzungseinheit (NE) ein zweites Waschbecken, eine Duschwanne zusätzlich zur Badewanne, ein Sitzwaschbecken ein Urinal oder Zapfventile in Vorräumen von Toilettenanlagen vorhanden ist. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 21
22 Zuordnung Summendurchfluss Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 22
23 Entnahmestellen F September 2012 Erich Draxler 23
24 Spitzendurchfluss Quelle: DIN F September 2012 Erich Draxler 24
25 Summen- Spitzendurchfluss Schule DIN 1988 TEIL 3; Ermittlung des Spitzendurchflusses über den Summendurchfluss Projekt: Bearbeiter: Datum: Blatt-Nr.: Mindestfließdruck Steigleitung (Strang) Nr. Geschoß Anzahl Entnahmearmatur, Entnahmearmaturenkombination Mischwasser p minfl TW Berechnungsdurchfluß TWW TW TWW TW TWW mbar l/s l/s l/s l/s l/s l/s l/s WC 0,13 2,60 6 DU 0,15 0,15 0,90 0,90 38 WT 0,15 5,70 29 WT 0,07 0,07 2,03 2,03 14 Pis 0,30 4,20 1 Spüle 0,07 0,07 0,07 0,07 1 WM 0,25 0,25 1 GS-Gewerblich 0,20 0,20 Anteil Stockwerksleitungen Summendurchfluß Steigleitungleitungen V & R V & R V & R V & R V & R V & R R V & Summendurchfluss 18,95 Spitzendurchfluss 6,33 Bemerkungen: März 2012 Erich Draxler 25
26 Volumenstrom Schule März 2012 Erich Draxler 26
27 Spitzendurchfluss Schule 1,80 1,60 1,40 1,20 Volumenstrom [l/s] 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 März 2012 Erich Draxler 27
28 Spitzendurchfluss Schule 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 Volumenstrom [l/s] 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 09:00:00 09:05:00 09:10:00 09:15:00 09:20:00 09:25:00 09:30:00 März 2012 Erich Draxler 28
29 Spitzenvolumenströme Schule 7,50 7,25 7,00 6,75 6,50 6,25 6,00 5,75 5,50 5,25 5,00 4,75 4,50 4,25 4,00 3,75 3,50 3,25 3,00 2,75 2,50 2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 DIN , Kurve H/I DIN März 2012 Erich Draxler 29
30 Spitzendurchfluss O Dauerverbraucher Der Durchfluss bei Dauerverbrauch wird zum Spitzendurchfluss der anderen Entnahmestellen addiert. Als Dauerverbrauch werden Wasserentnahmen mit einer Dauer von mehr als 15 min angesehen, z. B. Gartensprengventil. O Reihenanlagen Grundlage für die Berechnung ist der Summendurchfluss. Mit dem Betreiber ist die Gleichzeitigkeit der Wasserentnahme festzulegen. Die Spitzendurchflüsse der Reihenanlage und anderer Teilbereiche im Gebäude sind zu addieren, wenn sie gleichzeitig auftreten können. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 30
31 Spitzendurchfluss O Sonderbauten, Gewerbe- und Industrieanlagen In Industrie-, Landwirtschafts-, Gärtnerei-, Schlachthof-, Molkerei-, Wäschereibetrieben, Großküchen, öffentlichen Bädern usw. muss der Spitzendurchfluss in Absprache mit dem Betreiber der Anlage aus dem Summendurchfluss ermittelt werden. Dies gilt auch für Teilbereiche von Trinkwasser-Installationen, z. B. Gewerbebetriebe in Wohnhäusern. Die Spitzendurchflüsse der Teilbereiche der Trinkwasser-Installation sind zu addieren, wenn sie zeitlich zusammenfallen. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 31
32 Druckliniengefälle Rohrreibungsdruckgefälle O Versorgungsdruck O Höhenunterschied O Wasserzähler O Apparate 12,95 m Brausekopfhöhe I II O Mindestfließdruck 14 W9 W6 W8 W7 19 3,3 W13 3,3 1,6 1,8 13 0,6 12 1,2 8 3,3 1,2 9 1,2 W5 3,3 0,1 11 0,1 3,1 10 3,1 O Stockwerksleitungen 2,70 m 6,0 6,2 3,5 8,5 * O Rohrreibung 1,00 m m 3 3 2, ,8 C W1 1, ,3 O Einzelwiderstände 0,00 m 1 8,7 5,4 20 5,3 O Gerades Rohr September 2012 Erich Draxler 32
33 Mindestversorgungsdruck I O WVU O Mindest-Versorgungsdruck p min,v O O an der Anschlussstelle Hauseintritt O Druckminderventile O Ausgangsdruck O p Druckminderventil O DEA (DIN ) F September 2012 Erich Draxler 33
34 Mindestversorgungsdruck II O vom WVU genannte Mindestdruck (Fließdruck) nach dem Wasserzähler O kein Hauswasserzähler; Fließdruck nach der Hauptabsperreinrichtung (HAE) O Es liegt in der Verantwortung des Planers/Installateurs, diese Angabe einzuholen und in der Verantwortung des WVU, diesen Druck anzugeben. O Mindestversorgungsdruck in der Versorgungsleitung; Hausanschlussleitung und der Hauswasserzähler 850 hpa Quelle: DIN F September 2012 Erich Draxler 34
35 geodätischer Höhenunterschied O Messstelle von p minv O hydraulisch ungünstigsten, z. B. höchstgelegenen, Entnahmestelle F September 2012 Erich Draxler 35
36 Druckverluste in Apparaten I O Herstellerangaben O Diagramme O Wertepaar O Durchfluss O Druckverlust O k VS -Wert O ζ-wert September 2012 Erich Draxler 36
37 Druckverluste in Apparaten II Wird unmittelbar vor der Entnahmearmatur ein Einzeltrinkwassererwärmer installiert, ist dessen Druckverlust als Apparatedruckverlust zu erfassen. Bei Speichern (Einzeltrinkwassererwärmer) darf er vernachlässigt werden, bei Durchfluss- Trinkwassererwärmern (Einzeltrinkwassererwärmer) sind die Druckverluste nach den Angaben des Herstellers zu berücksichtigen. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 37
38 Druckverluste in Apparaten III Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 38
39 Mindestfließdruck O Mindestfließdruck an der hydraulisch ungünstigsten, meist höchstgelegenen, Entnahmestelle. O Tabelle 2 O Herstellerangaben September 2012 Erich Draxler 39
40 Thermostat-Batterie F September 2012 Erich Draxler 40
41 Vereinfachter Berechnungsgang O Prozentueller Anteil der Einzelwiderstände O Nur bei Wohnhausanlagen O 40 % - 60 % vom Gesamtdruckverlust O Erste Näherung beim differenzierten Verfahren Quelle: DIN F September 2012 Erich Draxler 41
42 Rohrreibungsdruckgefälle DIN ; Rohrreibungsdruckgefälle Projekt: Bearbeiter: Datum: Blatt-Nr.: Nr. Benennung Zeichen Einheit Strang 1 Mindestversorgungsdruck p min V hpa Druckverlust aus geodätischem 2 p geo hpa Höhenunterschied 3 Druckverlust in Apparaten Wasserzähler p WZ hpa Wohnungsw asserzähler p WZ hpa Filter p FIL hpa Enthärtungsanlage p EH hpa Dosieranlage p DOS hpa Gruppen-Trinkw assererw ärmer p TE hpa w eitere Apparate p AP hpa w eitere Apparate p AP hpa w eitere Apparate p AP hpa Mindestfließdruck 4 p min FL hpa Entnahmearmatur: Waschtisch 5 Summe der Druckverluste aus 2 bis 4 SDp hpa bei abgleichender Berechnung: Druckverlust 6 aus Rohrreibung und Einzelw iderständen in S(R.l+Z ) hpa bereits berechneten TS bis TS verfügbar für Druckverlust aus 7 Rohrreibung und Einzelw iderständen, S(R.l+Z ) v hpa Wert aus 1 minus Wert aus 5 a % 8 geschätzter Anteil für Einzelwiderstände p R hpa 9 verfügbar für Druckverluste aus Rohrreibung, Wert aus 6 bzw. 7 minus Wert aus 8 p R hpa 10 Leitungslänge l ges m verfügbares Rohrreibungsdruckgefälle, 11 R v hpa/m Wert aus 9 geteilt durch Wert aus 10 F September 2012 Erich Draxler 42
43 Auswahl der Rohrdurchmesser Spitzendurchfluss Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 43
44 Auswahl der Rohrdurchmesser Spitzendurchfluss NE Der Spitzendurchfluss in jeder Teilstrecke einer NE ist der Summendurchfluss der beiden größten an der Teilstrecke installierten Entnahmestellen (unabhängig vom berechneten Spitzendurchfluss). Wird an eine Teilstrecke (z. B. in der Steigleitung) eine zweite NE angeschlossen, addieren sich die Spitzendurchflüsse der beiden NEs, sofern der sich damit ergebende Spitzendurchfluss kleiner ist als der berechnete. Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 44
45 Spitzendurchfluss NE F September 2012 Erich Draxler 45
46 Auswahl der Rohrdurchmesser I Daten O Herstellerangaben O Rohrabmessungen O Zeta-Werte O Bezugstemperatur O Kaltwasser 10 C O Warmwasser 60 C Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 46
47 Auswahl der Rohrdurchmesser II Fließgeschwindigkeit Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 47
48 Auswahl der Rohrdurchmesser III Druckverlust Rohr Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 48
49 Auswahl der Rohrdurchmesser IV Einzelwiderstände Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 49
50 Auswahl der Rohrdurchmesser V Einzelwiderstände Quelle: DIN September 2012 Erich Draxler 50
51 Auswahl der Rohrdurchmesser VI Quelle: Geberit September 2012 Erich Draxler 51
52 Auswahl der Rohrdurchmesser VII DIN ; Ermittlung der Rohrdurchmesser Projekt: Bearbeiter: Datum: Blatt-Nr.: Strang Nr.: Rohrw erkstoff: Σ TS l DN d a s d i v R Σ ζ Z R xl+z - m l/s l/s l/s l/s l/s - mm mm mm m/s hpa/m - hpa hpa diff S (R.l+Z )v S (R.l+Z ) Quelle: Geberit F September 2012 Erich Draxler 52
53 ÖNORM EN Vereinfachtes Verfahren September 2012 Erich Draxler 53
54 Anwendungsbereiche ÖNORM B DIN ÖNORM EN O Trinkwasser-Installationen innerhalb von Gebäuden und Grundstücken O Kalt- und Warmwasserleitungen O Einfamilienhäuser O Wohngebäude O Bürogebäude O Wohngebäude O Bürogebäude O Verwaltungsgebäude O Hotelbetriebe O Kaufhäuser O Krankenhäuser (Bettenstationen) O Schulen O Einfamilienhäuser O Wohngebäude O Bürogebäude September 2012 Erich Draxler 54
55 Anwendungsbereich O Normalinstallationen O kein größerer Entnahmearmaturendurchfluss als in Tabelle 2 (1,5 l/s), O kein höherer Spitzendurchfluss als nach Bild B.1 O keine Dauerverbraucher mit Trinkwasser versorgen September 2012 Erich Draxler 55
56 Bild A.1 Beispiel für eine Normal- Installation Quelle: ÖNORM EN September 2012 Erich Draxler 56
57 Druckbedingungen O Ruhedruck an der Entnahmestelle O max. 500 kpa (Ausnahme: Entnahmearmatur für Garten/Garage: max kpa); O Fließdruck an der Entnahmestelle min. 100 kpa. O Einige Entnahmearmaturen, z. B. thermisch gesteuerte Mischer, können einen höheren Fließdruck erfordern. September 2012 Erich Draxler 57
58 Thermostat-Batterie September 2012 Erich Draxler 58
59 Zulässige Fließgeschwindigkeiten O Sammelzuleitungen, Steigleitungen, Stockwerksleitungen O max. 2,0 m/s O Einzelzuleitungen O max. 4,0 m/s September 2012 Erich Draxler 59
60 Anmerkungen O Einsetzbar für O Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser O Vorprojektierung, wenn kein Drucknachweis erforderlich ist, O Berücksichtigt keine unterschiedlichen Gebäudetypen O Dimensionierung der Rohrleitungen für alle anderen Fälle nach DIN 1988 September 2012 Erich Draxler 60
61 Beispiel September 2012 Erich Draxler 61
62 Tabelle 2 Quelle: ÖNORM EN September 2012 Erich Draxler 62
63 Auswahl der Rohrdurchmesser Quelle: ÖNORM EN September 2012 Erich Draxler 63
64 Auswirkungen F September 2012 Erich Draxler 64
65 DVGW-Arbeitsblatt W 553 September 2012 Erich Draxler 65
66 DVGW-Arbeitsblatt W 553 O O Enthält Regeln für die Auslegung von Zirkulationssystemen. Es werden drei Verfahren unterschieden: O O O Kurzverfahren (ohne Berechnungen, für Ein- und Zweifamilienhäuser) vereinfachtes Verfahren (einfache Berechnungen, für alle Anlagen) differenziertes Verfahren (genauere Berechnungen, für alle Anlagen) O Ziel der Berechnungen ist die Ermittlung der zur Deckung der Wärmeverluste nötigen Volumenströme in jedem Rohrsegment. September 2012 Erich Draxler 66
67 Temperaturabfall θ = 2,5 K θ = 2,5 K θ = 2,5 K θ min = 55 C September 2012 Erich Draxler 67
68 Berechnung? ON B 5019 September 2012 Erich Draxler 68
69 DVGW-Arbeitsblatt W 553 O O O O Realisierung über die Zirkulationsleitungen und die Zirkulationspumpe. Die Rohrleitungen müssen nach den anerkannten Regeln der Technik gedämmt werden (ÖNORM M 7580, ÖNORM H 5155). Die Fließgeschwindigkeit in den Rohrleitungen soll 0,5 m/s nicht überschreiten (in Pumpennähe bei Nicht-Kupferleitungen auch 1,0 m/s). Ein hydraulischer Abgleich der Anlage ist zwingend nötig. September 2012 Erich Draxler 69
70 Viel Erfolg!!!! September 2012 Erich Draxler 70
71 Kurzverfahren Quelle: DVGW W 553 September 2012 Erich Draxler 71
72 Bild B.1 Quelle: ÖNORM EN September 2012 Erich Draxler 72
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