Rohrdurchmesser aus Volumenstrom und Zielgeschwindigkeit
Welchen Innendurchmesser braucht ein Rohr, damit der Volumenstrom V̇ mit der Geschwindigkeit v fließt?
Bei der Rohrdimensionierung ist der Volumenstrom aus der Wärme- oder Wasserbilanz bekannt, und gesucht ist der Durchmesser, bei dem sich eine sinnvolle Strömungsgeschwindigkeit einstellt. Die Zielgeschwindigkeit ist ein Erfahrungswert: zu niedrig bedeutet unnötig große und teure Rohre, zu hoch bedeutet hohen Druckverlust, Geräusche und Verschleiß. Die Formel folgt direkt aus V̇ = π · d² / 4 · v, aufgelöst nach d.
Der so berechnete Durchmesser ist ein rechnerischer Mindestwert. In der Praxis wird die nächstgrößere handelsübliche Rohrdimension gewählt und anschließend die tatsächliche Geschwindigkeit nachgerechnet. Die Tabelle „Empfohlene Strömungsgeschwindigkeiten“ gibt Richtwerte für Heizung, Trinkwasser, Lüftung und Druckluft.
Größen und Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| erforderlicher Innendurchmesserrechnerischer Innendurchmesser; nächstgrößere Handelsgröße wählen | mm | |
| Volumenstromgeforderter Volumenstrom in Kubikmetern je Stunde | m³/h | |
| Zielgeschwindigkeitangestrebte mittlere Strömungsgeschwindigkeit (siehe Tabelle) | m/s |
Rechenweg
- Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.
Grafik
Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.
Beispiel
Ein Heizkreis soll 2,5 m³/h Wasser führen. Welcher Innendurchmesser ist für eine Zielgeschwindigkeit von 0,8 m/s erforderlich, und welches Kupferrohr wird gewählt?
- Gegeben: V̇ = 2,5 m³/h = 2,5 ÷ 3 600 m³/s = 6,944 · 10⁻⁴ m³/s, v = 0,8 m/s. Gesucht: d.
- Formel: d = √(4 · V̇ / (π · v)).
- Einsetzen: d = √(4 · 6,944 · 10⁻⁴ m³/s ÷ (π · 0,8 m/s)) = √(1,105 · 10⁻³ m²) = 0,03325 m ≈ 33,2 mm.
- Rohrwahl: Kupferrohr 35 × 1,5 mm hat 32 mm Innendurchmesser. Nachrechnung: v = 4 · 6,944 · 10⁻⁴ ÷ (π · 0,032²) ≈ 0,86 m/s – im Richtwertbereich für Heizungsrohre.
Ergebnis: ≈ 33,2 mm → Kupferrohr 35 × 1,5 (d_i = 32 mm)
Gültigkeit & Hinweise
- Das Ergebnis ist ein Mindest-Innendurchmesser; immer auf die nächstgrößere Handelsgröße aufrunden und die Geschwindigkeit nachrechnen.
- Die Zielgeschwindigkeit ist ein Erfahrungswert, keine Normvorgabe. Für Heizungsrohre sind 0,3 bis 1,0 m/s üblich, für Trinkwasser-Verbrauchsleitungen höchstens 2 m/s.
- Eine Dimensionierung nach Druckverlust (z. B. Rohrreibungsgefälle 50 bis 150 Pa/m im Heizkreis) kann zu anderen Durchmessern führen als die Geschwindigkeitsregel; beides prüfen.
Typische Fehler
- Volumenstrom in l/h statt m³/h eingegeben (1 000 l/h = 1 m³/h).