Niederdruck-Flüssiggasinstallation (LPG) — Rohrdimensionierung (Propan und Gemisch)

29 maja 2026 | Gas

Eine Flüssiggasinstallation (LPG), die aus einem Haustank oder einer Flaschenbatterie gespeist wird, ist für viele Häuser außerhalb der Reichweite des Erdgasnetzes die einzige Alternative zu Öl oder Pellets. Das Herzstück jedes solchen Projekts ist die Rohrdimensionierung. Ein zu enges Rohr verursacht einen übermäßigen Druckabfall und einen instabilen Betrieb von Kessel oder Herd, ein zu weites Rohr erhöht unnötig die Kosten. Im Gegensatz zu Erdgas ist LPG schwerer als Luft und hat völlig andere physikalische Eigenschaften, was sich unmittelbar auf die Berechnungen auswirkt.

Wenn Sie die Durchmesser für Ihre Installation schnell bestimmen möchten, nutzen Sie den Rechner für Niederdruck-LPG-Installationen — er berücksichtigt beide Brennstoffarten, drei Rohrmaterialien sowie die Widerstände der Formstücke.

Niederdruck-LPG-Installation — Rohrdimensionierung

Was ist eine Niederdruck-LPG-Installation

Flüssiggas wird in einem Tank oder einer Flasche unter einem Druck von einigen bar in flüssiger Phase gelagert. Zu den Verbrauchern gelangt es jedoch als Gas, unter deutlich reduziertem Druck. In Hausinstallationen erfolgt die Druckreduzierung meist zweistufig:

1. Stufe — der Regler am Tank senkt den Druck auf etwa 0,7–1,5 bar (Mitteldruck),
2. Stufe — der Regler vor dem Gebäudeeintritt stellt den Betriebsdruck der Niederdruckinstallation ein.

Der Nenndruck zur Versorgung der Verbraucher beträgt 37 mbar (3,7 kPa) für Propan und das Propan-Butan-Gemisch sowie 30 mbar für reines Butan. Genau der Abschnitt hinter dem Regler der 2. Stufe — vom Gebäudeeintritt bis zu den Absperrhähnen an den Geräten — ist Gegenstand der in diesem Artikel beschriebenen hydraulischen Berechnungen.

Zulässiger Druckabfall

Aufgabe des Planers ist es, die Durchmesser so zu wählen, dass der Druck am ungünstigsten gelegenen Verbraucher nicht unter den vom Gerät geforderten Wert fällt. In der Praxis wird für Niederdruck-LPG-Installationen angenommen, dass der Druckabfall in der Inneninstallation ca. 2,5 mbar (250 Pa) nicht überschreiten sollte. Dies lässt eine sichere Marge gegenüber den nominalen 37 mbar und der Toleranz der Verbraucher.

LPG-Niederdruck und Erdgas — die wichtigsten Unterschiede

Obwohl die Berechnungsmethode ähnlich ist, unterscheidet sich LPG von Erdgas (GZ-50) auf drei wesentlichen Ebenen:

Betriebsdruck — 37 mbar für LPG gegenüber 20–25 mbar für Niederdruck-Erdgas.
Heizwert — LPG hat einen mehrfach höheren Heizwert je m³, sodass für dieselbe Leistung ein deutlich geringerer Volumenstrom erforderlich ist.
Dichte relativ zur Luft — das ist der Unterschied mit den größten Konsequenzen. Erdgas ist leichter als Luft, LPG ist schwerer als diese. Das wirkt sich sowohl auf die Berechnung der Steigleitungen als auch auf die Sicherheitsregeln aus (siehe weiter unten).

Wenn Sie eine Installation für Netzgas planen, ist der Rechner für Niederdruck-Erdgasinstallationen das richtige Werkzeug. Für Netze, die größere Objekte versorgen, eignet sich der Rechner für Mittel- und Hochdrucknetze.

Technisches Propan vs. Gemisch 60/40 Propan-Butan

Unter polnischen Bedingungen sind zwei grundlegende Brennstoffe anzutreffen. Technisches Propan dominiert in Tankinstallationen, da es bereits bei Minusgraden verdampft (Siedetemperatur ca. −42 °C) und sich den ganzen Winter über gut bewährt. Das Gemisch 60/40 (60 % Propan, 40 % Butan) ist typisch für Flaschen, doch Butan verdampft bereits bei ca. 0 °C nicht mehr, weshalb seine Wirksamkeit als Gasphase im Winter abnimmt.

Unterschiede in Dichte, Viskosität und Heizwert wirken sich unmittelbar auf den Strömungswiderstand und die Durchmesserauswahl aus. Die folgende Tabelle enthält die in den Berechnungen verwendeten Parameter:

Parameter	Technisches Propan	Gemisch 60/40
Gasdichte [kg/m³]	1,90	2,15
Kinematische Viskosität [m²/s]	4,22 · 10⁻⁶	3,64 · 10⁻⁶
Heizwert [kWh/m³]	26,7	27,8

Das Gemisch ist dichter und hat einen höheren Heizwert — bei gleicher Verbraucherleistung erfordert es einen etwas geringeren Volumenstrom, erzeugt aber aufgrund der Dichte höhere Verluste. Deshalb lohnt es sich bei der Durchmesserauswahl immer, in den Berechnungen den richtigen Brennstoff anzugeben.

Was die Durchmesserauswahl beeinflusst

Die endgültige Wahl des Rohrquerschnitts ergibt sich aus mehreren Faktoren, die der Rechner gleichzeitig analysiert:

Durchfluss (oder Verbraucherleistung) — je größer der Bedarf, desto größer der erforderliche Durchmesser.
Länge der Installation — eine längere Trasse erhöht den Gesamtdruckabfall.
Rohrmaterial und seine Rauheit — Stahl, Kupfer und Polyethylen unterscheiden sich in der Glätte der Wandung, was den Reibungswiderstand beeinflusst.
Zulässiger Druckabfall — der Grenzwert, der nicht überschritten werden darf.
Gasgeschwindigkeit — begrenzt auf 6 m/s, um Geräusche und Wanderosion zu vermeiden.

Absolute Rauheit der Materialien

Jedes Material hat eine andere Glätte der Innenwandung, beschrieben durch die absolute Rauheit ε. Je niedriger der Wert, desto geringer der Reibungswiderstand:

Stahl	0,15 mm
Kupfer	0,0015 mm
Polyethylen (PE)	0,007 mm

Warum die Gasgeschwindigkeit auf 6 m/s begrenzt wird

Ein Überschreiten der Geschwindigkeit von 6 m/s führt zu lästigen Geräuschen (Pfeifen in den Leitungen) sowie zu beschleunigter Wanderosion, insbesondere an den Bögen. Wichtig ist: Der Strömungswiderstand wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit — eine Verdoppelung der Geschwindigkeit bedeutet einen vierfach höheren Druckabfall. Das Einhalten des Grenzwerts ist daher nicht nur eine Frage des akustischen Komforts, sondern auch der Energieökonomie der Installation.

Wie der Druckabfall berechnet wird

Der spezifische Druckabfall (pro Meter Leitung) wird mit der Darcy-Weisbach-Gleichung bestimmt:

$\frac{\Delta p}{L} = \rho \cdot \frac{\lambda}{D} \cdot \frac{v^2}{2} \ \left[\mathrm{Pa/m}\right]$

Wobei:

$\rho$ — Gasdichte [kg/m³]
$\lambda$ — Reibungsbeiwert [-]
$D$ — Rohrinnendurchmesser [m]
$v$ — Strömungsgeschwindigkeit [m/s]

Über den Charakter der Strömung entscheidet die Reynolds-Zahl:

$Re = \frac{v \cdot D}{\nu}$

wobei $\nu$ die kinematische Viskosität des Gases ist. Der Reibungsbeiwert $\lambda$ hängt vom Strömungsregime ab:

für laminare Strömung ( $Re < 2300$ ): $\lambda = \dfrac{64}{Re}$ ,
für turbulente Strömung ( $Re \geq 2300$ ) — aus der Colebrook-White-Gleichung:

$\frac{1}{\sqrt{\lambda}} = -2 \log_{10}\left(\frac{\varepsilon}{3{,}7\,D} + \frac{2{,}51}{Re\sqrt{\lambda}}\right)$

In Gasinstallationen ist die Strömung fast immer turbulent, und die Colebrook-White-Gleichung ist implizit — sie erfordert eine iterative Lösung. Das manuelle Berechnen für jeden Abschnitt, bei mehreren Bögen und T-Stücken, ist eine Arbeit von mehreren Dutzend Minuten mit einem realen Fehlerrisiko. Der LPG-Installationsrechner führt für jeden vorgeschlagenen Durchmesser in Sekundenbruchteilen die vollständige Iteration durch.

Ersatzlänge der Formstücke

Der Druckabfall entsteht nicht nur auf geraden Abschnitten (lineare Verluste), sondern auch an Formstücken und Armaturen — Bögen, T-Stücken, Reduzierungen und Hähnen (örtliche Verluste). Am bequemsten werden sie mit der Methode der Ersatzlänge berücksichtigt: Jedes Element wird durch einen äquivalenten Abschnitt geraden Rohres gleichen Durchmessers ersetzt, der denselben Widerstand erzeugt.

Nachfolgend orientierende Ersatzlängen für Kupferrohre in typischen Haushaltsdurchmessern:

Element	15×1	18×1	22×1
Bogen 90°	0,40	0,50	0,60
Kugelhahn	0,15	0,20	0,25
T-Stück (Durchgang)	0,30	0,40	0,50

Die praktische Schlussfolgerung: Eine gerade Trasse von 15 m Länge mit einigen Bögen und Hähnen kann eine Berechnungslänge von nahezu 20 m haben. Das Vernachlässigen der Formstücke ist einer der häufigsten Gründe für eine Unterschätzung des Druckabfalls. Der Rechner erlaubt es, die Anzahl der einzelnen Formstücke einzugeben, und addiert ihre Ersatzlänge automatisch hinzu.

Steigleitungen bei LPG — Achtung auf die Dichte

Da LPG schwerer als Luft ist, sinkt der Gasdruck in aufwärts gerichteten Steigleitungen (umgekehrt als bei Erdgas, wo er steigt). Der Abfall beträgt ca. 7 Pa pro Meter Steighöhe für Propan und ca. 9 Pa/m für das Gemisch. Dieser Verlust muss zur Summe der Widerstände addiert werden, wenn sich der Verbraucher oberhalb des Gaseintritts in das Gebäude befindet.

Umrechnung der Verbraucherleistung in den Durchfluss

Der Gasdurchfluss ergibt sich direkt aus der Leistung der installierten Geräte. Um ihn zu bestimmen, teilen wir die thermische Leistung durch den Heizwert des Brennstoffs:

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

Wobei $Q$ die Leistung [kW] und $W_d$ der Heizwert [kWh/m³] ist. Für Propan ist $W_d = 26{,}7$ , für das Gemisch $27{,}8$ . Beispielsweise verbraucht ein Kessel mit 24 kW Leistung bei Propan $24 / 26{,}7 = 0{,}90$ m³/h. Der Durchfluss kann auch in kg/h ausgedrückt werden, indem man das Volumen mit der Gasdichte multipliziert — in der LPG-Branche wird häufig mit Kilogramm gerechnet.

Gerät	Leistung [kW]	Durchfluss [m³/h]	Verbrauch [kg/h]
Gasherd (4-flammig)	8–9	0,30–0,34	0,57–0,65
Kombi-Brennwertkessel	20–24	0,75–0,90	1,42–1,71
Einkreis-Heizkessel	15–30	0,56–1,12	1,07–2,13
Durchlauferhitzer für Warmwasser	18–28	0,67–1,05	1,28–1,99
Heizstrahler / Gaslufterhitzer	5–40	0,19–1,50	0,36–2,85

Die Werte sind für Propan angegeben ( $W_d = 26{,}7$ kWh/m³, Dichte 1,90 kg/m³). Bei der Planung ist zusätzlich der Gleichzeitigkeitsfaktor zu berücksichtigen — selten arbeiten alle Geräte gleichzeitig mit voller Leistung.

Verdampfungsleistung der Quelle

Die Durchmesserauswahl ist nur die halbe Aufgabe. Die andere ist die Prüfung, ob die Quelle mit der Verdampfung des Gases mithält. Die Leistung der Gasphase eines Tanks oder einer Flasche hängt von der von der Flüssigkeit benetzten Fläche, dem Füllstand und der Umgebungstemperatur ab. Im Winter, bei niedrigem Gasstand in der Flasche, kann die Verdampfungsleistung drastisch sinken — selbst das am besten dimensionierte Rohr hilft nicht, wenn der Verbraucher nicht genug Gasphase erhält.

Praktisches Beispiel — Schritt für Schritt

Betrachten wir ein Einfamilienhaus, das mit Propan aus einem Haustank versorgt wird. Verbraucher: Gasherd 9 kW und Brennwertkessel 24 kW. Inneninstallation aus Kupferrohr.

Heizraum mit LPG-Gaskessel und Kupferinstallation

Schritt 1: Durchflüsse

Kessel: $24 / 26{,}7 = 0{,}90$ m³/h
Herd: $9 / 26{,}7 = 0{,}34$ m³/h
Hauptabschnitt (beide Verbraucher): $33 / 26{,}7 = 1{,}24$ m³/h

Schritt 2: Durchmesserauswahl

Durch Eingabe der Durchflüsse in den LPG-Installationsrechner (Brennstoff: Propan, Material: Kupfer) lesen wir die vorgeschlagenen Durchmesser und ihre Parameter ab:

1,24 m³/h (Hauptabschnitt) → Kupfer 18×1 — Geschwindigkeit ca. 1,7 m/s, spezifischer Druckabfall ca. 6 Pa/m
0,90 m³/h (zum Kessel) → Kupfer 15×1 — Geschwindigkeit ca. 1,9 m/s
0,34 m³/h (zum Herd) → Kupfer 12×1 — Geschwindigkeit ca. 1,2 m/s

Alle Geschwindigkeiten liegen unter dem Grenzwert von 6 m/s.

Schritt 3: Berechnungslänge des Hauptabschnitts

Nehmen wir 12 m gerades Rohr 18×1 sowie folgende Armatur an: 3 Bögen, 1 Kugelhahn, 1 T-Stück Durchgang. Aus der Tabelle der Ersatzlängen:

$L_{obl} = 12 + 3 \cdot 0{,}50 + 0{,}20 + 0{,}40 = 14{,}1 \ \mathrm{m}$

Schritt 4: Verluste im Hauptabschnitt

$\Delta p = 6 \cdot 14{,}1 = 84{,}6 \ \mathrm{Pa}$

Schritt 5: Korrektur um die Steigleitung

Der Kessel befindet sich 3 m oberhalb des Gaseintritts. Da Propan schwerer als Luft ist, sinkt der Druck in der aufwärts gerichteten Steigleitung — wir addieren den Verlust:

$\Delta p_{pion} = 3 \cdot 7 = 21 \ \mathrm{Pa}$

Schritt 6: Gesamtdruckabfall

$\Delta p_{calk} \approx 84{,}6 + 21 = 105{,}6 \ \mathrm{Pa}$

Der Gesamtdruckabfall (ca. 106 Pa) liegt deutlich unter den zulässigen 250 Pa — die gewählten Durchmesser erfüllen die Anforderungen, mit Reserve für eine Erweiterung. Die genauen Werte für Ihre Konfiguration prüfen Sie am besten direkt im LPG-Installationsrechner, der den Druckabfall für alle Abschnitte und Formstücke auf einmal berechnet.

Die häufigsten Fehler

Vernachlässigung der Formstücke — die Berechnung nur der geraden Abschnittslängen unterschätzt den Druckabfall um bis zu mehrere zehn Prozent.
Verwechslung des Brennstoffs — Propan und Gemisch haben unterschiedliche Dichte und Heizwert; Berechnungen für das falsche Gas ergeben einen falschen Durchfluss und falsche Widerstände.
Falsche Behandlung der Steigleitungen — bei LPG bedeuten aufwärts gerichtete Steigleitungen einen zusätzlichen Verlust, keinen Gewinn wie bei Erdgas.
Überschreiten der Geschwindigkeit von 6 m/s — führt zu Geräuschen und einem quadratischen Anstieg der Verluste.
Verwechslung der Einheiten — mbar, kPa und Pa lassen sich leicht verwechseln (1 mbar = 100 Pa = 0,1 kPa).
Verlegung von Rohren in Räumen unterhalb des Geländeniveaus — siehe Sicherheit.

Sicherheit und Materialien

Die wichtigste Regel, die sich aus der Physik von LPG ergibt: Das Gas, das schwerer als Luft ist, sammelt sich am Boden, in Vertiefungen, Kanälen und Kellern. Deshalb wird die LPG-Installation nicht in Räumen und Bereichen unterhalb des Geländeniveaus ohne entsprechende Belüftung, in Kanälen oder Schächten verlegt, in denen ein gefährliches explosives Gemisch entstehen könnte.

Aus demselben Grund müssen Räume mit Flüssiggasgeräten eine Abluftlüftung mit einer Öffnung direkt am Boden haben — das ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal gegenüber Erdgas, wo die Abluft unter der Decke angeordnet wird, da Erdgas nach oben steigt.

Hinsichtlich der Materialien:

Innerhalb des Gebäudes — Stahlrohre (durch Schweißen verbunden) oder Kupferrohre (durch Hartlöten verbunden, Lot mit einer Schmelztemperatur über 450 °C).
Im Außenbereich / unterirdisch — der Anschluss vom Tank wird mit einem PE-Rohr verlegt, das durch Schweißen verbunden wird; PE darf nicht innerhalb von Gebäuden oder oberirdisch verlegt werden (Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung und mechanischer Beschädigung). PE endet im Erdreich, und der Austritt an der Gebäudewand erfolgt über einen PE/Stahl-Übergang — die Zuleitung zum Hauptabsperrhahn übernimmt bereits ein Stahlrohr.

Die Planung und Ausführung von Flüssiggasinstallationen wird u. a. geregelt durch: PN-EN 1775 (Gasleitungen in Gebäuden), die polnische Verordnung des Ministers für Infrastruktur über die technischen Bedingungen, denen Gebäude und ihre Lage entsprechen müssen (Abschnitt IV, Kapitel 7 — Flüssiggasinstallationen, einschließlich der vorgeschriebenen Tankabstände) sowie Normen für Niederdruckregler für LPG (PN-EN 16129). Nach der Ausführung der Installation ist eine Dichtheitsprüfung verpflichtend.

Zusammenfassung

Die Rohrdimensionierung von Niederdruck-LPG-Installationen beruht auf denselben Prinzipien der Hydraulik wie bei Erdgas, erfordert jedoch die Berücksichtigung der abweichenden Eigenschaften von Flüssiggas: höherer Betriebsdruck (37 mbar), höherer Heizwert und — vor allem — die größere Dichte gegenüber Luft, die das Verhalten des Gases in Steigleitungen verändert und strenge Sicherheitsregeln vorgibt. Denken Sie an die Unterscheidung zwischen Propan und Gemisch, an die Hinzurechnung der Ersatzlänge der Formstücke sowie an das Einhalten der Geschwindigkeit unter 6 m/s.

Anstatt die Colebrook-White-Gleichung für jeden Abschnitt manuell zu lösen, dimensionieren Sie die Durchmesser im Rechner für Niederdruck-LPG-Installationen — Sie geben Brennstoff, Material und Formstücke an, und das Werkzeug schlägt die optimalen Durchmesser samt Druckabfall und Strömungsgeschwindigkeit vor. Zur schnellen Umrechnung von Durchflüssen zwischen verschiedenen Einheiten ist der Gas-Durchflussumrechner hilfreich.

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