Lernfeld 5 · Prüfung Teil 1

Druck in Trinkwasseranlagen

Druck in Trinkwasseranlagen: statischer Druck je Meter Höhe, Druckverluste in Rohren und Formteilen und Sicherungsarmaturen nach DIN EN 1717.

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Darum geht es

In einer ruhenden Wassersäule steigt der Druck mit der Tiefe, rund $0, 1 bar$ je Meter, also etwa 1 bar je 10 m. Für jeden Meter, den eine Zapfstelle höher liegt, steht dort entsprechend weniger Druck zur Verfügung. Manometer zeigen in der Regel den Überdruck; der absolute Druck liegt um den Luftdruck von etwa 1 bar höher.

Fließt Wasser, kommen Druckverluste hinzu. In geraden Rohren beschreibt das Rohrreibungsdruckgefälle $R$ den Verlust je Meter, Formteile und Armaturen erfasst du über ihren Verlustbeiwert $ζ$ . Der Verlust im Formteil steigt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit: doppelte Geschwindigkeit, vierfacher Druckverlust. Klagt ein Mieter im obersten Geschoss über zu wenig Wasser, fehlt meist Druck aus Höhe und Druckverlusten zusammen.

Das Trinkwasser muss vor Rückfließen geschützt werden. DIN EN 1717 teilt Flüssigkeiten in fünf Kategorien: 1 ist Trinkwasser, 2 ist ungefährlich verändert, etwa erwärmt, 3 enthält wenig giftige Stoffe, 4 giftige Stoffe wie Heizungswasser mit Inhibitoren, 5 Krankheitserreger wie Abwasser. Je höher die Kategorie, desto stärker die Sicherungseinrichtung; für Kategorie 4 brauchst du zum Beispiel einen Systemtrenner BA.

Das solltest du dir merken

Je 10 m Höhe etwa 1 bar statischer Druck.
Manometer zeigen Überdruck, absolut kommt etwa 1 bar Luftdruck hinzu.
Druckverlust der Teilstrecke gleich Rohrreibung mal Länge plus Einzelwiderstände.
Doppelte Geschwindigkeit bedeutet vierfachen Druckverlust im Formteil.
Heizungswasser mit Inhibitoren ist Kategorie 4 und braucht mindestens einen Systemtrenner BA.

Formeln

Statischer Druck: $p = ρ \cdot g \cdot h$; $p$ in Pa, $ρ = 1000 kg/m^{3}$ , $g = 9, 81 m/s^{2}$ , $h$ Höhe in m; $1 0^{5} Pa = 1 bar$
Druckverlust einer Teilstrecke: $Δ p = R \cdot l + Z$; $R$ Rohrreibungsdruckgefälle in Pa/m, $l$ Länge in m, $Z$ Druckverlust der Einzelwiderstände in Pa
Druckverlust durch Einzelwiderstände: $Z = Σ ζ \cdot \frac{ρ \cdot v ^{2}}{2}$; $ζ$ Verlustbeiwert ohne Einheit, $ρ$ in kg/m³, $v$ Fließgeschwindigkeit in m/s, $Z$ in Pa

Typische Fehler in der Prüfung

Pa, mbar und bar durcheinandergebracht; 1 bar sind 1000 mbar und 100 000 Pa.
Überdruck und absoluten Druck verwechselt.
Druckverlust im Formteil linear statt quadratisch mit der Geschwindigkeit gesteigert.
Flüssigkeitskategorie zu niedrig eingestuft und dadurch eine zu schwache Sicherungsarmatur gewählt.

Tipps aus der Werkstatt

Hydrostatischer Druck p = ρ · g · h. Faustregel: 10 m Wassersäule entsprechen etwa 1 bar, und 1 bar sind 100 000 Pa = 100 kPa.
Ruhedruck herrscht ohne Entnahme, Fließdruck während der Entnahme; er ist um den Druckverlust kleiner. An der Entnahmestelle muss der Mindestfließdruck aus der Herstellerangabe stehen, bei einem Auslaufventil mit Strahlregler etwa 1,0 bar.
Liegt der Ruhedruck am Hausanschluss über 5 bar, gehört ein Druckminderer in die Anlage. Der Druckverlust in der Leitung steigt etwa quadratisch mit dem Volumenstrom.

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27 Aufgaben zu „Druck in Trinkwasseranlagen“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Anlagenmechaniker/-in SHK (2016), Lernfeld 5; DIN EN 1717 und DIN EN 806; DIN 1988-100 und -300. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.