Rohrdimensionierung in Gasinstallationen - Berechnungen, Normen und praktische Beispiele

7 kwietnia 2026 | Gas

Die korrekte Dimensionierung von Gasleitungen ist die Grundlage einer sicheren und effizienten Installation. Zu kleine Durchmesser verursachen übermäßigen Druckabfall und Fehlfunktionen der Gasgeräte, während zu große Durchmesser unnötige Kosten verursachen. Bei kleinen Installationen mit einem einzelnen Verbraucher (z. B. ein Einfamilienhaus mit Gas-Brennwertkessel) reicht in der Regel ein Stahlrohr DN15 aus. Bei größeren Installationen mit mehreren Gasverbrauchern und einem umfangreichen Rohrleitungsnetz sind jedoch genaue hydraulische Berechnungen erforderlich.

Wenn Sie schnell Gasrohrdurchmesser bestimmen möchten, nutzen Sie unseren Rechner für Niederdruck-Gasinstallationen oder den Rechner für Mittel- und Hochdrucknetze.

Rohrdimensionierung in Gasinstallationen

Grundlegende Begriffe und Prinzipien

Bei der Berechnung von Niederdruck-Gasinstallationen (bis 5 kPa) ist die wichtigste Bedingung die Gewährleistung eines ausreichenden Gasdrucks an jedem Verbraucher, insbesondere am ungünstigsten gelegenen in Bezug auf die Gasquelle. Am Anfang der Installation, hinter dem Druckregler, liegt ein definierter verfügbarer Druck (üblicherweise 2,0-2,5 kPa) vor. Die Aufgabe des Planers besteht darin, die Rohrdurchmesser so zu wählen, dass der Druckabfall in der gesamten Installation keinen zu niedrigen Druck an einem Gasgerät verursacht.

Verfügbarer Druck und zulässiger Druckabfall

Der verfügbare Druck ist der Gasdruck am Ausgang des Druckreglers (oder am Eingang der Inneninstallation). Bei Niederdruckinstallationen beträgt er üblicherweise 2,0-2,5 kPa (20-25 mbar). Jedes Gasgerät hat einen festgelegten Betriebsdruckbereich, z. B. 1,3-2,5 kPa. Die Differenz zwischen dem verfügbaren Druck und dem vom Gerät geforderten Mindestdruck ergibt den zulässigen Druckabfall in der Installation.

In der Planungspraxis wird davon ausgegangen, dass der Gesamtdruckabfall in einer Niederdruck-Gasinstallation 150-200 Pa (1,5-2,0 mbar) nicht überschreiten sollte. Dieser Wert liegt deutlich unter dem theoretisch Zulässigen und bietet eine Sicherheitsmarge.

Druckanstieg in vertikalen Abschnitten

Ein wichtiges Phänomen ist der Druckanstieg von Erdgas in aufwärts gerichteten vertikalen Abschnitten. Erdgas ist leichter als Luft (relative Dichte ca. 0,6), daher steigt der Gasdruck pro Meter Steighöhe um 5,4 Pa. Dieses Phänomen wirkt sich bei Installationen, die Verbraucher in oberen Geschossen versorgen, zugunsten des Planers aus, da es einen Teil der durch Strömungswiderstand verursachten Druckverluste kompensiert.

Bei der Berechnung des Gesamtdruckabfalls muss dieser Gewinn von der Summe der linearen und örtlichen Verluste abgezogen werden:

$\Delta p_{calk} = \Delta p_{lin} + \Delta p_{miejsc} - h \cdot 5{,}4 \text{ [Pa]}$

Wobei $h$ die Steighöhe in Metern ist.

Berechnung des Gasdurchflusses

Der Gasdurchfluss durch die Installation ergibt sich direkt aus der Leistung der installierten Gasgeräte. Um den Volumenstrom zu bestimmen, wird die thermische Leistung des Geräts durch den Heizwert des Gases geteilt:

$V = \frac{Q}{W_d} \text{ [m}^3\text{/h]}$

Wobei:

$V$ - Volumenstrom des Gases [m³/h]
$Q$ - thermische Leistung des Geräts [kW]
$W_d$ - Heizwert des Gases [kWh/m³]

Für hochmethaniges Erdgas (Gruppe E) beträgt der Heizwert ca. 9,44 kWh/m³ (34 MJ/m³). Beispielsweise verbraucht ein Kessel mit 24 kW:

$V = \frac{24}{9{,}44} = 2{,}54 \text{ m}^3\text{/h}$

Für schnelle Durchflussumrechnungen für verschiedene Gase und Einheiten ist der Gas-Durchflussumrechner hilfreich.

Typische Leistungen von Gasgeräten und Gasverbrauch

Die folgende Tabelle zeigt ungefähre Leistungen und Gasdurchflüsse für typische Geräte in Niederdruckinstallationen:

Gasgerät	Leistung [kW]	Gasdurchfluss [m³/h]
Gasherd (4-flammig)	8-10	0,85-1,06
Durchlauferhitzer für Warmwasser	18-28	1,91-2,97
Einkreis-Heizkessel	15-30	1,59-3,18
Kombi-Brennwertkessel	20-35	2,12-3,71
Gaslufterhitzer	10-50	1,06-5,30
Gas-Heizstrahler	5-40	0,53-4,24

Berechnung des Druckabfalls

Der Druckabfall in einer Niederdruck-Gasinstallation wird mit der vereinfachten Renouard-Formel berechnet:

$\Delta p = 23{,}2 \cdot d \cdot \frac{L \cdot V^{1{,}82}}{D^{4{,}82}} \text{ [daPa]}$

Wobei:

$\Delta p$ - Druckabfall [daPa]
$d$ - relative Gasdichte (für Gas E: 0,6) [-]
$L$ - Berechnungslänge des Abschnitts [km]
$V$ - Volumenstrom des Gases [m³/h]
$D$ - Rohrinnendurchmesser [cm]

Um das Ergebnis in Pa/m umzurechnen, wird $\Delta p$ mit 10 multipliziert (Umrechnung von daPa in Pa) und durch die Abschnittslänge in Metern geteilt.

Diese Formel gilt für turbulente Strömungen, was der typische Fall in Gasinstallationen ist. Auf dieser Grundlage kann der spezifische Druckabfall (Pa/m) berechnet und mit dem zulässigen Wert verglichen werden.

Durchmesserauswahl - empfohlene Werte

Die folgende Tabelle zeigt ungefähre Durchflussbereiche für Standard-Stahlrohrdurchmesser:

Nennweite	Innendurchm. [mm]	Max. Durchfluss [m³/h]	Typische Anwendung
DN15 (1/2")	16,1	~2,5	Einzelverbraucher bis 24 kW
DN20 (3/4")	21,7	~5,0	Kessel + Herd
DN25 (1")	27,2	~10,0	Sammelleitungen, kleine Gebäude
DN32 (1 1/4")	36,0	~20,0	Mehrfamilienhäuser
DN40 (1 1/2")	41,9	~30,0	Gas-Steigleitungen
DN50 (2")	53,1	~55,0	Hauptversorgungsleitungen

Die maximalen Durchflusswerte gelten für einen spezifischen Druckabfall von ca. 10 Pa/m. Die endgültige Dimensionierung erfordert die Überprüfung, dass die Strömungsgeschwindigkeit im am stärksten belasteten Abschnitt 6 m/s nicht überschreitet (K. Bąkowski, "Sieci i instalacje gazowe").

Örtliche Verluste - Ersatzlängen

Neben den linearen Verlusten (auf geraden Abschnitten) treten in Gasinstallationen örtliche Verluste an Formstücken, Ventilen und Armaturen auf. Diese werden am häufigsten mit der Methode der Ersatzlängen berücksichtigt - jedes Armaturenelement wird durch einen äquivalenten Abschnitt geraden Rohres gleichen Durchmessers ersetzt. Die folgende Tabelle enthält Ersatzlängen (in Metern) für typische Armaturen:

Art des örtlichen Widerstands	DN10	DN15	DN20	DN25	DN32	DN40	DN50	DN65
Kugelhahn	0,10	0,15	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,80
Eckventil	0,30	0,40	0,70	0,80	1,00	1,70	2,00	3,00
Rohrbogen	0,40	0,50	1,30	1,30	1,50	1,50	1,70	1,70
Reduzierung	-	0,20	0,40	1,20	1,20	1,60	1,60	-
T-Stück Durchgang	0,10	0,40	0,40	0,50	0,60	0,90	1,30	1,80
T-Stück Abzweig	0,25	0,40	0,90	1,10	1,40	1,90	2,70	4,50

Bei vereinfachten Berechnungen wird anstelle der Zählung einzelner Armaturen angenommen, dass die örtlichen Verluste 20-30 % der linearen Verluste betragen. Dies ist bei Installationen mit einfacher Konfiguration zulässig.

Rohrmaterialien für Gasleitungen

Die Wahl des Rohrmaterials hängt vom Installationsort ab und ist streng geregelt.

Inneninstallationen

Innerhalb von Gebäuden werden Gasleitungen ausschließlich aus Stahlrohren (schwarz oder verzinkt) hergestellt, die durch Schweißen verbunden werden. Gewindeverbindungen sind nur dort zulässig, wo Schweißen nicht möglich ist (z. B. bei der Montage von Armaturen). Stahlrohre werden gemäß PN-EN 10255 (geschweißte Rohre) oder PN-EN 10216 (nahtlose Rohre) verwendet.

Auch Kupferrohre (PN-EN 1057) sind in Inneninstallationen mit einem Druck bis 5 kPa zulässig, sofern es sich um harte oder halbharte Rohre mit einer Wandstärke von mindestens 1 mm handelt. Die Verbindungen werden durch Hartlöten hergestellt.

Außeninstallationen (Hausanschlüsse, Netze)

Gasanschlüsse und Verteilernetze, die im Erdreich verlegt werden, bestehen meist aus PE-Rohren (Polyethylen) der Bezeichnung PE100 SDR11 oder SDR17,6 gemäß PN-EN 12007. PE-Rohre werden durch Stumpfschweißen oder Elektroschweißmuffen verbunden. Am Übergang von PE auf Stahl (vor dem Gebäudeeintritt) werden PE/Stahl-Übergangsstücke verwendet.

PE-Rohre dürfen nicht innerhalb von Gebäuden oder oberirdisch verlegt werden (Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung und mechanischer Beschädigung).

Gaszähler und Druckregler

Auswahl des Gaszählers

Der Gaszähler wird auf der Grundlage des maximalen Gasdurchflusses ausgewählt, der aus der Summe der Leistungen aller Gasgeräte unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors berechnet wird (nicht alle Geräte arbeiten gleichzeitig mit voller Leistung). Der Maximaldurchfluss des Gaszählers (Q_max) muss größer oder gleich dem berechneten Durchfluss sein. Gleichzeitig muss der Minimaldurchfluss (Q_min) eine korrekte Messung beim Betrieb des kleinsten Geräts gewährleisten.

Typische Balgengaszähler in Wohninstallationen:

G4 - Q_max = 6 m³/h - für einzelne Wohnungen (Kessel + Herd)
G6 - Q_max = 10 m³/h - für Wohnungen mit höherem Verbrauch
G10 - Q_max = 16 m³/h - für Einfamilienhäuser mit großem Kessel
G16 - Q_max = 25 m³/h - für kleine Mehrfamilienhäuser
G25 - Q_max = 40 m³/h - für Mehrfamilienhäuser

Druckregler

Der Druckregler reduziert den Gasdruck vom Netzniveau (Mitteldruck, üblicherweise 100-400 kPa) auf den Betriebsdruck der Inneninstallation (Niederdruck, 2,0-2,5 kPa). Er wird auf der Grundlage des maximalen Durchflusses und des erforderlichen Ausgangsdrucks ausgewählt. Der Druckregler muss ein Sicherheitsventil (Abblasventil) besitzen, das die Installation bei übermäßigem Druckanstieg im Falle einer Störung schützt.

Praktisches Beispiel - Schritt für Schritt

Analysieren wir die Berechnungen für eine Gasinstallation in einer kleinen Halle mit drei Gaslufterhitzern mit jeweils 15 kW Leistung.

Ausgangsdaten

3 Gaslufterhitzer, Leistung: je 15 kW
Druck hinter dem Druckregler: 2,5 kPa (aus den Anschlussbedingungen)
Vom Heizgerät geforderter Mindestdruck: 2,0 kPa (aus dem Datenblatt)
Zulässiger Druckabfall: 2,5 - 2,0 = 0,5 kPa = 500 Pa (wir nehmen jedoch max. 200 Pa an)
Hochmethaniges Erdgas E, W_d = 9,44 kWh/m³

Schritt 1: Berechnung der Durchflüsse

Gasdurchfluss für einen Lufterhitzer:

$V_1 = \frac{15}{9{,}44} = 1{,}59 \text{ m}^3\text{/h}$

Durchflüsse in den einzelnen Installationsabschnitten:

Abschnitt III (von der Verteilung zum letzten Lufterhitzer): 1,59 m³/h (15 kW)
Abschnitt II (von der ersten Verteilung zur zweiten): 3,18 m³/h (30 kW)
Abschnitt I (vom Druckregler zur ersten Verteilung): 4,77 m³/h (45 kW)

Schritt 2: Durchmesserauswahl

Mit dem Rechner für Niederdruck-Gasinstallationen geben wir die Durchflüsse ein und lesen die vorgeschlagenen Durchmesser ab:

15 kW (1,59 m³/h) - DN15 - spezifischer Druckabfall: 4,95 Pa/m
30 kW (3,18 m³/h) - DN20 - spezifischer Druckabfall: 5,41 Pa/m
45 kW (4,77 m³/h) - DN25 - spezifischer Druckabfall: 3,41 Pa/m

Schritt 3: Berechnung der linearen Verluste

Wir nehmen folgende Abschnittslängen an: jeder horizontale Abschnitt beträgt 10 m und die Steigleitung 4 m. Abschnitt I ist 14 m (10 m horizontal + 4 m Steigleitung), Abschnitt II ist 10 m, Abschnitt III ist 10 m.

$\Delta p_{lin} = 3{,}41 \cdot 14 + 5{,}41 \cdot 10 + 4{,}95 \cdot 10 = 151{,}3 \text{ Pa}$

Schritt 4: Berücksichtigung der örtlichen Verluste

Vereinfacht nehmen wir die örtlichen Verluste als 20 % der linearen Verluste an:

$\Delta p_{miejsc} = 0{,}2 \cdot 151{,}3 = 30{,}3 \text{ Pa}$

Schritt 5: Berücksichtigung des Druckanstiegs in der Steigleitung

Im 4-Meter-Steigleitungsabschnitt steigt der Gasdruck um:

$\Delta p_{pion} = 4 \cdot 5{,}4 = 21{,}6 \text{ Pa}$

Schritt 6: Gesamtdruckabfall

$\Delta p_{calk} = 151{,}3 + 30{,}3 - 21{,}6 = 160{,}0 \text{ Pa}$

Der Gesamtdruckabfall beträgt 160 Pa, was weniger als die zulässigen 200 Pa ist. Die gewählten Durchmesser erfüllen die Anforderungen.

Auswahl des Gaszählers

Der Gesamtgasdurchfluss beträgt 4,77 m³/h. Ein Gaszähler G6 (Q_max = 10 m³/h) ist geeignet, da er eine Durchflussreserve bietet und eine korrekte Messung beim Betrieb eines einzelnen Lufterhitzers gewährleistet.

Normen und Vorschriften

Die Planung und Ausführung von Gasinstallationen in Polen wird durch folgende Dokumente geregelt:

PN-EN 1775 - Gasversorgung. Gasleitungen in Gebäuden. Maximaler Betriebsdruck bis 5 bar. Funktionale Empfehlungen
PN-M-34507 - Gasinstallationen für gasförmige Brennstoffe aus Kupferrohren. Technische Anforderungen
Verordnung des Ministers für Infrastruktur über die technischen Bedingungen, denen Gebäude und ihre Lage entsprechen müssen (Dz.U. 2019 Pos. 1065 mit späteren Änderungen) - Teil IV, Kapitel 7: Gasinstallation
PN-EN 12007 - Gasinfrastruktur. Rohrleitungen für maximalen Betriebsdruck bis 16 bar
PN-EN 10255 - Rohre aus unlegierten Stählen zum Schweißen und Gewindeschneiden

Der Planer muss über entsprechende Bauberechtigungen in der Fachrichtung Installationstechnik für Heizungs-, Lüftungs-, Gas-, Wasserversorgungs- und Abwassernetze, -installationen und -geräte verfügen.

Sicherheit von Gasinstallationen

Erdgas ist ein brennbarer und explosiver Brennstoff, daher müssen bei der Planung und Ausführung von Gasinstallationen besondere Sicherheitsregeln eingehalten werden:

Dichtheit - die Installation muss dicht sein. Nach der Fertigstellung wird eine Dichtheitsprüfung mit 5 kPa (50 mbar) Druck für Niederdruckinstallationen durchgeführt. Der Druckabfall innerhalb von 30 Minuten darf 0,1 kPa nicht überschreiten
Belüftung - Räume mit Gasgeräten müssen eine ausreichende Belüftung (Zuluft und Abluft) aufweisen
Abgasabführung - jedes Gasgerät mit offener Brennkammer muss an einen Schornstein angeschlossen sein
Gasmelder - in öffentlich genutzten Räumen wird die Installation von Gasmeldern empfohlen
Kennzeichnung - Gasleitungen werden gelb gekennzeichnet
Abstände - Gasleitungen müssen die vorgeschriebenen Abstände zu Elektro-, Wasser- und anderen Installationsleitungen einhalten
Absperrarmaturen - vor jedem Gasgerät und an jeder Steigleitung muss eine Absperrarmatur (Gashahn) vorhanden sein

Zusammenfassung

Die Dimensionierung von Gasleitungen erfordert die Berücksichtigung vieler Faktoren: Gasdurchfluss aus der Leistung der Verbraucher, zulässiger Druckabfall, lineare und örtliche Verluste sowie das Phänomen des Druckanstiegs in Steigleitungen. Bei einfachen Installationen mit einem einzelnen Verbraucher ist ein Rohr DN15 in der Regel ausreichend. Bei größeren Installationen sind genaue hydraulische Berechnungen unerlässlich.

Eine korrekt dimensionierte Gasinstallation gewährleistet den sicheren und effizienten Betrieb aller Gasgeräte. Beachten Sie die geltenden Normen und Vorschriften und führen Sie nach Abschluss der Montage eine Dichtheitsprüfung durch.

Dimensionieren Sie Gasleitungen mit dem Rechner für Niederdruck-Gasinstallationen oder dem Rechner für Mittel-/Hochdrucknetze. Zur Umrechnung von Durchflüssen zwischen verschiedenen Einheiten und Bedingungen nutzen Sie den Gas-Durchflussumrechner.

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