SBZ 14/15-12

42

Rohrdurchmesser nach DIN 1988-300 Anfang Mai wurden die beiden letzten Teile (200 und 300) der DIN 1988 verffentlicht. Damit sind alle nationalen Ergnzungsnormen zur DIN EN 806 fertig-gestellt. Die DIN 1988-300 beschreibt die anzuwendenden Berechnungsgnge zur Dimensionie-rung von Trinkwasserinstallationen. Eine Berechnung von Hand ist aufgrund der Komplexitt der Zusammenhnge nicht mehr leistbar. Planer und Installateure sollten dennoch die Zusammen-hnge verstehen, um die Rechenergebnisse interpretieren zu knnen. Peter Reichert

Die DIN 1988-300 Ermittlung der Rohr-durchmesser mit Ausgabedatum Mai 2012 beschreibt die knftig anzuwendenden Berechnungsgrundlagen zur Dimensionie-rung von Trinkwasserinstallationen. Sie ist die nationale Ergnzungsnorm zur DIN EN 806-3, die aufgrund ihrer zu geringen Nor mungs-tiefe fr die deutschen Anwenderkreise wei-tergehende Regelungen erforderlich machte. Als Europischer Mindeststandard ist die Di-mensionierung von Trinkwasserinstallationen in DIN EN 806-3:2006-06 Berechnung der Rohrinnendurchmesser Vereinfachtes Ver-fahren geregelt. DIN EN 806-3 beschreibt ein vereinfachtes Dimensionierungsverfah-ren, welches ausschlielich fr Normalins-tallationen verwendet werden darf. Es han-delt sich hierbei um ein Belastungswertver-fahren, bei dem die Rohrdurchmesser in Abhngigkeit der Anzahl installierter Entnah-mestellen und Sanitrapparate ber Tabellen ermittelt werden. Die tatschlichen Druck-verhltnisse vor Ort und weitere wichtige Pa-rameter wie z. B. die geodtische Hhe, Druckverlust in Apparaten und Mindest-fliedruck der Entnahmearmaturen werden hierbei nicht bercksichtigt. Auch die Bemes-sung von Zirkulationssystemen ist in DIN EN 806-3 nicht beschrieben. Insofern ist die

Anwendung dieses Berechnungsverfahrens im Einzelfall sorgfltig zu prfen und abzuw-gen.

AnwendungsbereicheDie DIN 1988-300 beschrnkt den Anwen-dungsbereich der DIN EN 806-3. Danach drfen lediglich die Rohrdurchmesser fr Kalt- und Warmwasserverbrauchsleitungen in Wohngebuden mit bis zu sechs Wohnun-gen nach DIN EN 806-3 bestimmt werden, sofern der Versorgungsdruck ausreicht und die Hygiene sichergestellt ist. Alle anderen Trinkwasserinstallationen mssen nach dem differenzierten Berechnungsverfahren di-mensioniert werden.

Die DIN 1988-300 gilt in Verbindung mit den Reihen DIN 1988 und DIN EN 806 fr Planung, Errichtung, nderung, Instandhal-tung und Betrieb von Trinkwasserinstallatio-nen in Gebuden und auf Grundstcken und dient zur Ermittlung der Rohrdurchmesser fr Trink- und Warmwasserleitungen sowie zur Bestimmung der Bauteilgren (Zirkulations-leitungen, Pumpe, Drosselventile) fr Zirkula-tionssysteme. Das Regelwerk zielt darauf ab, bei Spitzenbelastung des Systems die kleinst-mglichen Innendurchmesser zu ermgli-chen und dabei die Mindestdurchflsse an

allen Entnahmestellen sicherzustellen. Ana-log zur DIN 1988-3 ist das ermittelte Rohrrei-bungsdruckgeflle der Dimensionierungs-parameter fr alle Teilstrecken.

Wesentliche NeuerungenDie wesentlichen Neuerungen der DIN 1988-300 sind: Anpassung der Berechnungs- und

Spitzendurchflsse an die heutigen Gegebenheiten

Einfhrung von Nutzungseinheiten zur besseren Erfassung der Spitzen-belastungen am Strangende

Berechnungsstartpunkt nach dem Wasserzhler

Bercksichtigung herstellerspezifischer Daten

Bercksichtigung der Temperatur-abhngigkeit

Modifiziertes Berechnungsverfahren fr Zirkulationsanlagen

Im Folgenden sind die Grundlagen zur Dimensionierung von Trinkwasserleitungen dargestellt. Das in DIN 1988-300 beschriebe-ne Verfahren zur Dimensionierung von Zirku-lationsleitungen ist eine Weiterentwicklung des differenzierten Verfahrens nach DVGW W

Grundlagen zur Dimensionierung

SaNItR - - - Trinkwasserinstallation

www.sbz-online.de

43

553. Das Kurzverfahren und das vereinfachte Verfahren nach DVGW W 553 finden auf-grund des pauschalierten Ansatzes keine An-wendung mehr in DIN 1988-300. Diese voll-zogene Weiterentwicklung des differenzier-ten Verfahrens nach DVGW W 553 besteht in der Ausschpfung des sogenannten Bei-mischpotenzials in den Stromvereinigungs-punkten.

Whrend bei der Auslegung nach DVGW W-553 von konstanten Strangkopftempera-turen ausgegangen wird, sind diese bei Aus-nutzung des Beimischpotenzials unterschied-lich. Dabei werden die Temperaturen in der Sammelleitung vor den Stromvereinigungs-punkten abgesenkt. Aus den Strngen wird dagegen wrmeres Wasser beigemischt, so-dass die in Flierichtung gesehen nchste Sammelleitungsteilstrecke in der Temperatur wieder angehoben wird. Diese Beimischung hat zur Folge, dass die Temperaturspreizun-gen zum Ende des Netzes hin grer und die Zirkulationsvolumenstrme und Druckverlus-te entsprechend kleiner werden als bei der Aufteilung nach DVGW W-553.

Rohrdurchmesser ermittelnDie Rohrdurchmesser aller Teilstrecken einer Trinkwasserinstallation werden im Grundsatz nach folgendem Schema ermittelt: Berechnungsdurchflsse der Entnahme-

armaturen ermitteln Summendurchflsse ermitteln und den

Teilstrecken zuordnen Spitzendurchfluss aus dem Summen-

durchfluss ermitteln Verfgbares Rohrreibungsdruckgeflle fr

alle Fliewege berechnen Rohrdurchmesser fr den ungnstigsten

Flieweg bestimmen Verfgbares Rohrreibungsdruckgeflle

und Rohrdurchmesser fr den nchsten ungnstigen Flieweg bestimmen

Schritt 6 wiederholen, bis alle Teilstre-cken bemessen sind

BerechnungsdurchflussDer Berechnungsdurchfluss V R ist der Ent- nahmearmaturendurchfluss. Um die Ge-brauchstauglichkeit einer Entnahmearmatur zu gewhrleisten, muss unmittelbar vor der Armatur der Mindestfliedruck pminFl zur Ver-fgung stehen. Er korrespondiert mit dem Mindestarmaturendurchfluss V min , der an der hydraulisch ungnstigsten Stelle bei Belas-tung mit dem Spitzendurchfluss noch garan-tiert sein muss. Der dem Rechengang zu-grunde gelegte Berechnungsdurchfluss V R gibt unter Bercksichtigung der oberen und unteren Fliebedingungen den Mindest-durchfluss der Armatur oder einen Mittelwert an. Grundstzlich sind hierbei die Angaben

der Hersteller zu bercksichtigen. Diese ms-sen folglich den Mindestfliedruck und den Berechnungsdurchfluss angeben.

Wenn zum Zeitpunkt der Planung noch keine Festlegung auf die Fabrikate vorliegt, kann unter Beachtung der nachstehenden Erlute-rungen mit Referenzwerten aus Tabelle 2 der DIN 1988-300 gerechnet werden. Dabei ist Folgendes zu beachten:A: Nach der Auswahl der Armaturen liegen

die tatschlichen Werte unter den Richt-werten aus Tabelle 2.

in Absprache mit dem Bauherrn nach-trgliche Neubemessung mit den tat-schlichen Werten und Aufnahme der Auslegungsvoraussetzungen in z. B. das Raumbuch

keine Nachberechnung mit Schaffung von Reserven

B: Die tatschlichen Werte liegen ber den Richtwerten aus Tabelle 2.

Neubemessung mit den tatschlichen Werten.

SummendurchflussDer Summendurchfluss V R wird durch Addi-tion der Berechnungsdurchflsse gebildet. Am Ende eines Flieweges beginnend, wer-den entgegen der Flierichtung in Richtung Berechnungsstartpunkt die einzelnen Berech-nungsdurchflsse aufsummiert und den je-weiligen Teilstrecken zugeordnet. Eine Teil-strecke beginnt, in Flierichtung gesehen, mit dem Formstck, an dem sich der Summen-durchfluss, der Rohrwerkstoff oder der Rohr-durchmesser ndert. Die Summendurchflsse sind fr den Kalt- und Warmwasserweg sepa-rat zu bestimmen, an der Abzweigstelle vor dem Trinkwassererwrmer addieren sich die beiden Summendurchflsse von Kalt- und Warmwasserweg. Im Grundsatz sind alle Be-

rechnungsdurchflsse von Entnahmestellen und Sanitrapparaten zu erfassen. Wasserent-nahmen mit einer Dauer > 15 Minuten wer-den als Dauerverbraucher definiert. Sie gehen nicht in die rechnerische Ermittlung von Sum-men- und Spitzendurchfluss ein. Die Durch-flsse von Dauerverbrauchern werden zum Spitzendurchfluss der anderen Entnahmestel-len addiert. Innerhalb einer Nutzungseinheit greift jedoch eine Ausnahme von dieser Re-gel, die im Folgenden erlutert wird.

SpitzendurchflussDer Spitzendurchfluss V S ist der magebende Durchfluss, fr den die Rohrleitungen dimen-sioniert werden. Der Spitzendurchfluss redu-ziert unter Bercksichtigung der nutzungsab-hngigen Gleichzeitigkeit der Wasserentnah-me den Summendurchfluss V R. Der Spitzen-durchfluss wird nach folgender Gleichung bestimmt.

Fr die Konstanten a, b, c, gilt die folgende Tabelle 1.

Grafische Darstellung der Spitzenvolumenstromkurven.1

Nutzungsart a b c

Wohngebude, Einrichtung fr Betreutes Wohnen, Seniorenheim

1,48 0,19 0,94

Bettenhaus im Krankenhaus

0,75 0,44 0,18

Hotel 0,70 0,48 0,13

Schule, Verwaltungs-gebude

0,91 0,31 0,38

Pflegeheim 1,40 0,14 0,92

SBZ 14/15-12

44 SaNItR - - - Trinkwasserinstallation

Bild 1 zeigt die grafische Darstellung der Spitzen volumenstromkurven. Die Bilder 2 und 3 verdeutlichen die signifikanten Vern-derungen bei der Bewertung des Spitzen-durchflusses.

Einfhrung von Nutzungs einheitenDie Senkung der Spitzenvolumenstromkur-ven fhrt tendenziell zu kleineren Rohrdurch-messern in den Hausanschluss- und Verteillei-tungen. Aus den Bildern 2 und 3 ist ersicht-lich, dass sich bei geringen Volumenstrmen kaum nderungen ergeben, so dass in den endstrngigen Anlagenteilen (Stockwerksins-tallation) ein neuer Gleichzeitigkeitsansatz gefunden werden musste. Deshalb wurden sog. Nutzungseinheiten (NE) definiert. Eine

Nutzungseinheit ist ein Raum mit Entnahme-stellen oder Sanitrapparaten mit wohnungs-hnlicher Nutzung. Die Nutzung ist dadurch charakterisiert, dass maximal zwei Entnah-mestellen gleichzeitig geffnet sind.Beispiele fr Nutzungseinheiten sind: Bad im Wohnungsbau Kche Hausarbeitsraum Hotelbad Bad in Altenheim oder in BettenhausInnerhalb einer Nutzungseinheit gilt fr die Ermittlung des Summendurchflusses folgen-de Ausnahme: Innerhalb einer Nutzungseinheit wird ein

zweites Waschbecken, eine Duschwanne zustzlich zur Badewanne, ein Bidet und

Urinal bei der Ermittlung des Summen-durchflusses nicht bercksichtigt.

Fr die Spitzenvolumenstromermittlung gilt bei Nutzungseinheiten: Der Spitzenvolumenstrom innerhalb ei-

ner Nutzungseinheit wird durch die Auf-summierung der beiden grten Einzel-berechnungsdurchflsse bestimmt.

Werden an eine Teilstrecke zwei oder mehrere Nutzungseinheiten angeschlos-sen, addieren sich die Spitzendurchflsse der beiden Nutzungseinheiten, sofern der sich damit ergebende Spitzendurch-fluss kleiner ist als der nach Gleichung Nutzungsart berechnete.

Die nachstehenden Beispiele (Bild 4 + 5) zeigen die Systematik dieser Ausnahme regeln auf.

Grafische Darstellung der Spitzenvolumenstromkurven bei Wohngebuden. 2

3Grafische Darstellung der Spitzenvolumenstromkurven bei Schulen.

Die wesentlichen nderungenDie DIN 1988-300 Ermittlung der Rohrdurchmesser ersetzt die DIN 1988-3 aus dem Jahr 1988. ber mehr als zwei Jahrzehnte haben Planer und Ausfhrende in der Praxis gute Erfah-rungen mit den Berechnungsgngen der DIN 1988-3:1988-12 gemacht. Deshalb wurde der etablierte Kern des differenzierten Berechnungsganges fr die Ermittlung der Rohrdurchmesser fr die Kalt- und Warmwasserleitungen in DIN 1988-300 bernommen. Die wesentlichen nderungen in der ber-arbeitung sind:

Anpassung der Berechnungs- und Spitzendurchflsse auf die heutigen Gegebenheiten

Einfhrung von Nutzungseinheiten zur besseren Erfassung der Spitzen-belastungen am Strangende

Bercksichtigung herstellerspezifi-scher Daten

Berechnungsstartpunkt nach dem Wasserzhler

Bercksichtigung der Tempera-turabhngigkeit

Modifiziertes Berechnungsverfahren fr Zirkulationsanlagen

Diese Neuerungen mssen nun in die verschiedenen Rechenprogramme zur Dimensionierung von Trinkwasserlei-tungen implementiert werden. In eini-gen Softwarelsungen, wie Geberit ProPlanner 2012 oder Kemper Dendrit Studio 2012 sind die nderungen be-reits umgesetzt.

INFO

www.sbz-online.de

45

4

Beispiel 1

Badezimmer mit WC, Bidet, zwei Waschtischen, einer Dusche und einer Badewanne

Stockwerksleitung PWC eine Nutzungseinheit

SBZ 14/15-12

46 SaNItR - - - Trinkwasserinstallation

5

Beispiel 2 Badezimmer mit WC, Waschtisch, Dusche und

Badewanne (Nutzungseinheit NE 1) Kche mit Kchensple (Nutzungseinheit NE 2) Gemeinsame Stockwerksleitung PWC Nutzungsart Wohngebude

www.sbz-online.de

47

Ermittlung des verfgbaren DruckgefllesFr jeden Flieweg (Strmungsweg vom Be-rechnungsstartpunkt bis zur Entnahmearma-tur) in einer Trinkwasserinstallation muss das verfgbare Rohrreibungsdruckgeflle RV in hPa/m ermittelt werden.

Das Rohrreibungsdruckgeflle RV [hPa/m] ist als Orientierungswert zu verstehen, mit dem die Rohrdurchmesser bestimmt werden. Gendert haben sich der Berechnungsstart-punkt sowie die differenziertere Betrachtung weiterer Druckverluste. Der Startpunkt der Berechnung liegt nun hinter dem Wasserzh-ler und wird als Fliedruck pminWZ bezeichnet. Der Wasserversorger ist aufgefordert, auf An-frage den Fliedruck nach dem Wasserzhler anzugeben. Wenn das WVU lediglich den Mindestversorgungsdruck in der Versor-gungsleitung SPLN (pminV) angibt oder ber die Hausanschlussleitung keine hydraulisch relevanten Daten verfgbar sind, werden pauschal angesetzt: Druckverlust der Hausanschlussleitung pHAL = 200 hPa

Druckverlust im Hauswasserzhler pWZ = 650 hPa

Druckminderer beachtenIst der Einbau eines Druckminderers vorgese-hen, soll berprft werden, ob der fr die Be-rechnung angesetzte Versorgungsdruck dau-erhaft gewhrleistet ist. Ist dies sichergestellt, gilt als Startpunkt der Dimensionierung der als Sollwert eingestellte Ausgangsdruck des Druckminderers. Wenn in Zeiten zu geringen Versorgungsdruckes ein Druckminderer nicht notwendig ist, ist der Einzelwiderstand des geffneten Druckminderers als Apparate-widerstand zu bercksichtigen.

Bei den Druckverlusten aller im Flieweg eingebauten Apparate (pAp ) sind grund-stzlich die Herstellerangaben zu berck-sichtigen. Aus den fr einen Betriebspunkt angegebenen Werten sind die tatschlichen Druckverluste rechnerisch zu ermitteln. Dies gilt sowohl fr die Druckverluste in Filtern, Enthrtungs- und Dosieranlagen als auch fr Gruppen-Trinkwassererwrmer. Separat be-trachtet werden hierbei auch die Druckver-luste aus Rckflussverhinderern (pRV), weil sich diese Druckverluste aufgrund der un- terschiedlichen, herstellerspezifischen An-sprechdrcke nicht ber einen Widerstands-beiwert erfassen lassen. Fr alle anderen Ein-

zelwiderstnde aus Form- und Verbindungs-stcken ist in die Gleichung fr das verfg-bare Druckgeflle ein prozentualer Wert a einzusetzen. Als Erfahrungswert fr Wohnge-bude werden hierbei 40 bis 60 Prozent an-gesetzt. Dies ist jedoch lediglich eine Hilfs-gre zur Bestimmung des RV. Nach Festle-gung der Rohrdurchmesser und Berechnung der Druckverluste aus Rohrreibung und Ein-zelwiderstnden muss spter berprft wer-

den, ob die ge-troffene Annah-me des prozen-tualen Wertes a

zutreffend war. Gegebenenfalls ist ein zweiter Rechengang mit genderten Rohrdurchmes-sern erforderlich.

Bestimmung der RohrdurchmesserZunchst wird fr jede Teilstrecke des hyd-raulisch ungnstigsten Flieweges unter Be-rcksichtigung des rechnerischen Spitzen-durchflusses ein Rohrdurchmesser gewhlt, dessen Rohrreibungsdruckgeflle mglichst nahe am zuvor ermittelten Wert Rv liegt. Da-bei drfen die maximalen rechnerischen Fliegeschwindigkeiten und die verfgbare Druckdifferenz fr Rohrreibung und Einzelwi-derstnde nicht berschritten werden. Bei der Dimensionierung hat die max. zulssige Fliegeschwindigkeit lediglich eine Begren-zungsfunktion, sie ist nicht der Dimensionie-rungsparameter. In der Hausanschlussleitung darf sie 2 m/s nicht berschreiten, in Ver-brauchsleitungen kann sie in Abhngigkeit von Dauerverbrauchern und Widerstandsbei-werten von Absperrarmaturen bis zu 5 m/s betragen. Bei der Dimensionierung der hyd-raulisch gnstigeren Fliewege sind die Druckverluste der bereits bemessenen Teil-strecken zu bercksichtigen. Bei der Auswahl der Rohrdurchmesser wird zuknftig auch der Einfluss der Wassertemperatur auf den Rohrreibungsdruckverlust bercksichtigt. Bei erwrmtem Trinkwasser ergeben sich auf-grund der geringeren Dichte und der gerin-geren kinematischen Viskositt niedrigere Rohrreibungsdruckverluste als bei kaltem Trinkwasser. Die Rohrhersteller mssen knf-tig also Druckverlusttabellen fr Kaltwasser-leitungen (10 C) und Warmwasserleitungen (60 C) zur Verfgung stellen.

Produktneutrale AusschreibungNach DIN 1988-300 mssen im Grundsatz alle Druckverlust verursachenden Einflussgr-en herstellerspezifisch erfasst werden. Fr produktneutrale Berechnungen als Grundla-ge fr produktneutrale Ausschreibungen knnen die Rohrinnendurchmesser nach DIN 1988-300, Anhang A, Tabelle A.1 in Verbin-

dung mit den Widerstandsbeiwerten nach DIN 1988-300, Anhang A, Tabellen A.2 bis A.5 verwendet werden. Beim Einsatz von Gruppen-Trinkwassererwrmern knnen zu-dem die Referenzwerte fr Druckverluste nach DIN 1988-300, Tabelle 4 verwendet werden. Mit diesen Referenzwerten wird ein Dimensionierungsergebnis erzielt, welches mit hinreichender Genauigkeit fr alle Rohr-leitungssysteme im Ausschreibungsprozess anwendbar ist. Nach der Vergabe muss je-doch im Zuge der Montageplanung mit dem tatschlich zum Einsatz kommenden Rohrlei-tungssystem und gegebenenfalls mit dem tatschlich zum Einsatz kommenden Grup-pen-Trinkwassererwrmer nachgerechnet werden.

Fazit und Status quoAls Weiterentwicklung der schon bei der DIN 1988-3 zugrunde gelegten wissenschaftlichen Basis reflektiert die DIN 1988-300 die neuesten Erkenntnisse. Nachdem die Reihe der DIN EN 806 nun vollstndig vorliegt und auch die na-tionalen Ergnzungsnormen der Reihe 1988 in den Teilen 100 bis 600 fertiggestellt sind, sind die alten Teile der DIN 1988 1 bis 8 auer Kraft gesetzt. Wie schnell die DIN 1988-300 Ein-gang in die Praxis finden wird und den Status einer allgemein anerkannten Regel der Technik erlangt, hngt unter anderem von der Verfg-barkeit der Kenndaten der Hersteller ab. Zur-zeit arbeiten diese mit Hochdruck an der Erstel-lung dieser Datenstze sowie deren Integra-tionsfhigkeit in die entsprechenden Planungs-programme. Hierzu enthlt die DIN 1988-300 den Vorschlag, den Datenaustausch gem VDI 3805 zu regeln. Die Tiefe des in der DIN 1988-300 vorgeschriebenen Berechnungsver-fahrens hat zur Folge, dass nun wesentlich mehr Daten fr die Dimensionierung bentigt werden. Daraus resultiert wiederum die Not-wendigkeit, neue Softwareprogramme zu ent-wickeln, deren Logik den Vorgaben der DIN 1988-300 folgt. Eine Berechnung von Hand ist aufgrund der Komplexitt der Zusammenhn-ge von Hand nicht mehr leistbar. Planer und Installateure sollten dennoch die Zusammen-hnge verstehen, um die Rechenergebnisse interpretieren zu knnen.

Peter Reichert leitet das Produktmanage-ment Rohrleitungs-systeme der Geberit

Vertriebs GmbH in 88630 Pfullendorf, peter.reichert@geberit.com

autOR