Bau & Handwerk

Druckverlust in Rohrleitungen berechnen

Geben Sie Durchfluss, Länge und Innendurchmesser der Leitung ein, dazu Rauheit, Wassertemperatur und die Summe der Zeta-Werte für Bögen und Armaturen.

Leitung und Durchfluss
Innenmaß, nicht Außendurchmesser. Bei Verbundrohr 16 × 2 also 12 mm.
Kunststoff und Kupfer etwa 0,0015 bis 0,007, Stahl neu etwa 0,045.
Bögen, T-Stücke und Ventile; ein 90-Grad-Bogen etwa 0,5 bis 1, ein Ventil deutlich mehr.
Ergebnis

Wie viel Druck geht in der Leitung verloren?

Wasser verliert auf dem Weg durch ein Rohr Druck. Reibung an der Rohrwand, Bögen, Abzweige und Armaturen bremsen die Strömung. Wie groß der Verlust ist, hängt vor allem von der Fließgeschwindigkeit ab: Halbiert man den Durchmesser, steigt die Geschwindigkeit auf das Vierfache, und der Druckverlust wächst noch viel stärker.

Der Rechner nutzt die Gleichung von Darcy und Weisbach. Die Rohrreibungszahl hängt davon ab, ob die Strömung laminar oder turbulent ist. Das entscheidet die Reynolds-Zahl. Bei Hausinstallationen ist die Strömung fast immer turbulent; dann bestimmt der Rechner die Reibungszahl mit der Näherung nach Swamee und Jain aus Reynolds-Zahl und Rauheit.

Einzelwiderstände wie Bögen, T-Stücke, Ventile und Filter fließen über Zeta-Werte ein. Ihre Summe wird mit dem Staudruck multipliziert. Die Werte stehen in Herstellerunterlagen und Tabellenbüchern; für eine erste Abschätzung genügt eine grobe Summe.

Δp = (λ × L ÷ d + Σζ) × ρ × v² ÷ 2; v = Durchfluss ÷ Querschnitt; Re = v × d ÷ ν; λ = 64 ÷ Re (laminar) oder 0,25 ÷ [log₁₀(k ÷ (3,7 d) + 5,74 ÷ Re⁰⋅⁹)]² (turbulent)\text{Δp = (λ × L ÷ d + Σζ) × ρ × v² ÷ 2; v = Durchfluss ÷ Querschnitt; Re = v × d ÷ ν; λ = 64 ÷ Re (laminar) oder 0,25 ÷ [log₁₀(k ÷ (3,7 d) + 5,74 ÷ Re⁰·⁹)]² (turbulent)}

Beispiel: 20 l/min Kaltwasser von 10 Grad fließen durch 20 m Rohr mit 16 mm Innendurchmesser, Rauheit 0,007 mm, Zeta-Summe 2. Die Geschwindigkeit beträgt 1,66 m/s, die Reynolds-Zahl rund 20.300, die Strömung ist turbulent mit λ = 0,0268. Die Rohrreibung kostet 0,460 bar, die Einzelwiderstände rund 0,03 bar, zusammen etwa 0,487 bar.

Ergebnisse einordnen

In Trinkwasserleitungen gelten Fließgeschwindigkeiten bis etwa 2 Meter je Sekunde als üblich, in Stockwerksleitungen oft weniger, damit keine Fließgeräusche entstehen. Liegt die Geschwindigkeit deutlich darüber, sollten Sie einen größeren Durchmesser wählen. Der Rechner markiert Werte über 2 m/s.

Für Heizungsanlagen ist der Druckverlust die Grundlage für die Pumpenauslegung. Die Pumpe muss den Verlust des ungünstigsten Strangs überwinden. Bei Gartenbewässerung entscheidet er darüber, ob am Ende des Schlauchs noch genug Druck für Regner oder Tropfer ankommt.

Warmes Wasser ist dünnflüssiger, die Reibung fällt etwas geringer aus. Ältere Stahlrohre mit Ablagerungen sind dagegen deutlich rauer und haben oft einen kleineren freien Querschnitt als angegeben. Für solche Leitungen sollten Sie Rauheit und Durchmesser vorsichtig ansetzen.

Die Rechnung gilt für Wasser und vollständig gefüllte Rohre. Für die Planung von Trinkwasser- und Heizungsanlagen gelten die einschlägigen Normen und Herstellerangaben. Das Rohrvolumen zeigt der Rohrinhalt-Rechner, den Druck aus der Höhe der Wasserdruck-Rechner, die nötige Antriebsleistung der Pumpenleistung-Rechner.

Tipps und typische Fehler

Leitungen richtig dimensionieren.

  • Innenmaß: Verwenden.
  • Geschwindigkeit: Unter 2 m/s.
  • Altrohre: Rauheit erhöhen.
  • Formteile: Mitrechnen.

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Häufige Fragen

Wie hoch darf der Druckverlust sein?

Das hängt von Vordruck und Bedarf an der Entnahmestelle ab; bei Hausinstallationen wenige zehntel bar je Strang.

Was ist der Zeta-Wert?

Ein Beiwert für den Druckverlust eines Formteils oder einer Armatur.

Warum ist der Innendurchmesser so wichtig?

Er geht etwa mit der fünften Potenz in den Druckverlust ein.

Welche Fließgeschwindigkeit ist in Wasserleitungen üblich?

Meist bis etwa 2 m/s, in Stockwerksleitungen weniger.

Woher bekomme ich Zeta-Werte?

Aus Herstellerangaben oder Tabellenbüchern der Haustechnik.

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