Rohrleitung berechnen (Nennweite und Druckverlust)
Geben Sie den Wasservolumenstrom und entweder Druckgefälle oder Geschwindigkeit ein, und Sie erhalten sofort den erforderlichen Innendurchmesser, die empfohlene Nennweite sowie deren tatsächliche Geschwindigkeit und das Druckgefälle. Sie können auch selbst eine Nennweite wählen und prüfen. Die Gleichungen mit eingesetzten Zahlen stehen unter dem Ergebnis bei „Berechnungsschritte“, Maßtabellen, Konstanten und Quellen weiter unten bei „Berechnungsgrundlagen“.
Tauwasser an gedämmten Rohren prüfen Prüfen Sie, ob sich an der Oberfläche einer gedämmten Kaltwasserleitung Tauwasser bildet, und berechnen Sie die Mindestdämmdicke dagegen nach Dämmstoff und Ummantelung.
Rohrtabelle (zulässiger Volumenstrom je Nennweite)
Mit denselben Gleichungen wie im Rechner oben (Darcy-Weisbach, Wasser mit 20 °C, Anfangsrauigkeit der jeweiligen Rohrart) wurde für jede Nennweite der Volumenstrom bestimmt, bei dem das Druckgefälle 300 Pa/m beträgt (Anfangswert des Rechners), mit der zugehörigen Geschwindigkeit, sowie der Volumenstrom an der ASHRAE-Obergrenze (1,2 m/s bis 50A (DN 50), darüber 400 Pa/m). Die Rauigkeit ε beträgt für SGP-Stahlrohr 0,046 mm und für Kupferrohr 0,0015 mm. In einigen Zeilen, etwa Kupfer 50A, liegt der Volumenstrom bei 300 Pa/m über dem an der ASHRAE-Grenze; maßgeblich ist dann der kleinere der beiden Werte.
| Nennweite | Innen-Ø mm | Volumenstrom bei 300 Pa/m L/min | Gleicher Volumenstrom m³/h | Geschwindigkeit m/s | Volumenstrom an der ASHRAE-Grenze L/min | Grenze |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kohlenstoffstahlrohr SGP (JIS G 3452) | ||||||
| 15A | 16.1 | 6.3 | 0.38 | 0.52 | 14.7 | 1.2 m/s |
| 20A | 21.6 | 14.0 | 0.84 | 0.64 | 26.4 | 1.2 m/s |
| 25A | 27.6 | 27.1 | 1.63 | 0.76 | 43.1 | 1.2 m/s |
| 32A | 35.7 | 54.2 | 3.25 | 0.90 | 72.1 | 1.2 m/s |
| 40A | 41.6 | 81.7 | 4.90 | 1.00 | 97.9 | 1.2 m/s |
| 50A | 52.9 | 155 | 9.31 | 1.18 | 158 | 1.2 m/s |
| 65A | 67.9 | 302 | 18.10 | 1.39 | 351 | 400 Pa/m |
| 80A | 80.7 | 477 | 28.62 | 1.55 | 555 | 400 Pa/m |
| 90A | 93.2 | 699 | 41.93 | 1.71 | 813 | 400 Pa/m |
| 100A | 105.3 | 965 | 57.91 | 1.85 | 1 123 | 400 Pa/m |
| 125A | 130.8 | 1 712 | 102.70 | 2.12 | 1 990 | 400 Pa/m |
| 150A | 155.2 | 2 687 | 161.22 | 2.37 | 3 122 | 400 Pa/m |
| Kupferrohr Typ L (ASTM B88) | ||||||
| 15A (1/2) | 13.8 | 4.4 | 0.27 | 0.49 | 10.8 | 1.2 m/s |
| 20A (3/4) | 19.9 | 12.0 | 0.72 | 0.64 | 22.5 | 1.2 m/s |
| 25A (1) | 26.0 | 24.8 | 1.49 | 0.78 | 38.3 | 1.2 m/s |
| 32A (1-1/4) | 32.1 | 43.8 | 2.63 | 0.90 | 58.4 | 1.2 m/s |
| 40A (1-1/2) | 38.2 | 70.0 | 4.20 | 1.02 | 82.6 | 1.2 m/s |
| 50A (2) | 50.4 | 147 | 8.83 | 1.23 | 144 | 1.2 m/s |
| 65A (2-1/2) | 62.6 | 263 | 15.78 | 1.42 | 309 | 400 Pa/m |
| 80A (3) | 74.8 | 423 | 25.39 | 1.61 | 496 | 400 Pa/m |
| 100A (4) | 99.2 | 898 | 53.88 | 1.94 | 1 053 | 400 Pa/m |
Wählen Sie die kleinste Nennweite, deren aufgeführter Volumenstrom mindestens Ihrem Auslegungsvolumenstrom entspricht, dann wird die jeweilige Grenze nicht überschritten. Für andere Wassertemperaturen, Rohrarten oder Volumenströme nutzen Sie den Rechner oben.
Berechnungsgrundlagen
Der Druckverlust wird mit der Darcy-Weisbach-Gleichung (Rohrreibungszahl nach Colebrook) oder mit der Hazen-Williams-Formel bestimmt. Bei der Dimensionierung nach Druckgefälle oder Geschwindigkeit ergibt sich ein erforderlicher Innendurchmesser; aus der Maßtabelle wird die kleinste Nennweite gewählt, die mindestens so groß ist, und mit ihrem tatsächlichen Innendurchmesser neu gerechnet.
| Größe | Gleichung | Erläuterung · Grundlage |
|---|---|---|
| Druckverlust (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R in Pa/m, D der Innendurchmesser in m, ρ in kg/m³, V in m/s. Die allgemeine Gleichung für jedes Fluid und jede Temperatur |
| Rohrreibungszahl (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. Dasselbe Lösungsverfahren wie im Luftkanal-Rechner (iteriert ab der Haaland-Näherung). Auch der Übergangsbereich Re 2300 bis 4000 nutzt diese Gleichung, was den Druckverlust eher zu hoch ansetzt |
| Rohrreibungszahl (laminar) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Hagen-Poiseuille); im Ergebnis als laminar gekennzeichnet |
| Hazen-Williams (SI) | h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/L | Q in m³/s, D in m, h die Verlusthöhe in m. Eine empirische Anpassung für turbulentes Wasser bei Raumtemperatur: Viskosität (Temperatur) und laminare Strömung bleiben unberücksichtigt. Üblich für Trinkwasser- und Löschwasserleitungen |
| Reynolds-Zahl, Geschwindigkeit | Re = V·D / ν, V = Q / (πD²/4) | ν = μ/ρ. Bei der Dimensionierung nach Geschwindigkeit gilt D = √(4Q / (πV)) |
| Nennweite wählen | Innendurchmesser = Außendurchmesser − 2 × Wanddicke ≥ D | Empfohlen wird die kleinste Nennweite, die dies erfüllt; mit ihrem tatsächlichen Innendurchmesser werden Geschwindigkeit und Druckgefälle neu berechnet. Die nächstgrößere Nennweite wird ebenfalls gezeigt |
| Druckeinheiten | 1 kPa/100 m = 10 Pa/m, 1 mmWS = 9,80665 Pa | Dieselbe Konvention wie im Einheiten-Umrechner. 300 Pa/m = 30 kPa/100 m = 30,6 mmWS/m |
Maßtabellen der Rohre
Maße in mm, Innendurchmesser = Außendurchmesser − 2 × Wanddicke. Aufgenommen sind nur Nennweiten, deren Maße sich mit einer Quelle abgleichen ließen. Prüfen Sie vor Bestellung und Einbau die Norm oder die Herstellertabelle.
Kohlenstoffstahlrohr SGP (JIS G 3452)
Außendurchmesser und Wanddicke von Kohlenstoffstahlrohr SGP nach JIS G 3452. Es handelt sich um eine japanische Norm ohne unmittelbare deutsche Entsprechung; in Europa verwendet man Rohre nach DIN EN 10255 bzw. EN 10216, deren Maße nicht übernommen wurden. Die Nennweiten sind in der A-Bezeichnung angegeben, zum Beispiel 50A (DN 50).
| Nennweite | Außendurchmesser mm | Wanddicke mm | Innendurchmesser mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 90A | 101.6 | 4.2 | 93.2 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 175A | 190.7 | 5.3 | 180.1 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 225A | 241.8 | 6.2 | 229.4 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
Kupferrohr Typ L (ASTM B88)
Kupferrohr Typ L nach ASTM B88. Die Zollmaße (Außendurchmesser 0,625 in usw.) wurden mit 25,4 in mm umgerechnet; die Nennweite ist zusätzlich in der A-Bezeichnung angegeben (1/2 = 15A). In Europa ist DIN EN 1057 mit anderen Wanddickenreihen üblich, deren Tabellen nicht geprüft wurden.
| Nennweite | Außendurchmesser mm | Wanddicke mm | Innendurchmesser mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 1.02 | 13.84 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 1.14 | 19.94 |
| 25A (1) | 28.58 | 1.27 | 26.04 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.4 | 32.13 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.52 | 38.23 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.78 | 50.42 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 2.03 | 62.61 |
| 80A (3) | 79.38 | 2.29 | 74.8 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.79 | 99.19 |
Kupferrohr Typ M (ASTM B88)
Kupferrohr Typ M nach ASTM B88 (gleicher Außendurchmesser wie Typ L, dünnere Wand).
| Nennweite | Außendurchmesser mm | Wanddicke mm | Innendurchmesser mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 0.71 | 14.45 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 0.81 | 20.6 |
| 25A (1) | 28.58 | 0.89 | 26.8 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.07 | 32.79 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.25 | 38.78 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.47 | 51.03 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 1.65 | 63.37 |
| 80A (3) | 79.38 | 1.83 | 75.72 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.41 | 99.95 |
Edelstahlrohr Sch 10S (JIS G 3459)
Edelstahlrohr Sch 10S nach JIS G 3459. 90A wurde weggelassen, weil es sich nicht abgleichen ließ.
| Nennweite | Außendurchmesser mm | Wanddicke mm | Innendurchmesser mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.1 | 17.5 |
| 20A | 27.2 | 2.1 | 23.0 |
| 25A | 34.0 | 2.8 | 28.4 |
| 32A | 42.7 | 2.8 | 37.1 |
| 40A | 48.6 | 2.8 | 43.0 |
| 50A | 60.5 | 2.8 | 54.9 |
| 65A | 76.3 | 3.0 | 70.3 |
| 80A | 89.1 | 3.0 | 83.1 |
| 100A | 114.3 | 3.0 | 108.3 |
| 125A | 139.8 | 3.4 | 133.0 |
| 150A | 165.2 | 3.4 | 158.4 |
| 200A | 216.3 | 4.0 | 208.3 |
| 250A | 267.4 | 4.0 | 259.4 |
| 300A | 318.5 | 4.5 | 309.5 |
Rauigkeit ε (Darcy-Weisbach)
Materialwerte aus dem Rohrreibungsdiagramm von Moody (1944), in mm umgerechnet. Die Rauigkeit wächst mit Alter und Wasserqualität; andere Werte geben Sie unter „Eigene Eingabe“ ein.
| Material | ε (mm) | Originalwert von Moody |
|---|---|---|
| Handelsübliches Stahlrohr | 0.046 | 0.00015 ft |
| Verzinktes Stahlrohr | 0.15 | 0.0005 ft |
| Gezogenes Rohr (Kupfer, Messing) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Beiwert C (Hazen-Williams)
Das ASHRAE-Kapitel „Pipe Sizing“ im Handbook Fundamentals nennt als Richtwerte 150 für Kunststoff- und Kupferrohre, 140 für neue Stahlrohre und 100 oder weniger für stark korrodierte oder sehr raue Rohre. NFPA 13 (Sprinkler) setzt 120 für nasse Stahlrohrnetze und 150 für Kupfer, Edelstahl und CPVC an. Ein kleineres C ergibt einen größeren Druckverlust.
| Rohr | C | Quelle |
|---|---|---|
| Stahlrohr 120 (NFPA 13) | 120 | NFPA 13 (Stahlrohr, Nassanlage) |
| Neues Stahlrohr 140 (ASHRAE) | 140 | ASHRAE (neues Stahlrohr) |
| Korrodiertes Stahlrohr 100 (ASHRAE) | 100 | ASHRAE (korrodiert oder rau), NFPA 13 (Stahlrohr, Trockenanlage) |
| Kupfer, Edelstahl, Kunststoff 150 | 150 | ASHRAE (Kunststoff, Kupfer), NFPA 13 (Kupfer, Edelstahl, CPVC) |
Stoffwerte von Wasser (101,325 kPa)
Die Dichte wurde nach IAPWS-95 und die Viskosität nach der Formulierung IAPWS 2008 berechnet. Der Rechner interpoliert eine Tabelle mit 5-°C-Schritten (5 bis 95 °C) über die vier nächsten Punkte; zwischen den Tabellenzeilen liegt die Abweichung innerhalb von 0,02 %.
| Temperatur °C | Dichte ρ kg/m³ | Dynamische Viskosität μ mPa·s | Kinematische Viskosität ν m²/s |
|---|---|---|---|
| 5 | 999.967 | 1.5182 | 1.518 × 10⁻⁶ |
| 10 | 999.702 | 1.3059 | 1.306 × 10⁻⁶ |
| 15 | 999.103 | 1.1376 | 1.139 × 10⁻⁶ |
| 20 | 998.207 | 1.0016 | 1.003 × 10⁻⁶ |
| 30 | 995.649 | 0.7972 | 8.007 × 10⁻⁷ |
| 40 | 992.216 | 0.6527 | 6.579 × 10⁻⁷ |
| 50 | 988.035 | 0.5465 | 5.531 × 10⁻⁷ |
| 60 | 983.196 | 0.4660 | 4.740 × 10⁻⁷ |
| 70 | 977.765 | 0.4036 | 4.127 × 10⁻⁷ |
| 80 | 971.790 | 0.3540 | 3.643 × 10⁻⁷ |
| 90 | 965.310 | 0.3142 | 3.255 × 10⁻⁷ |
| 95 | 961.888 | 0.2971 | 3.089 × 10⁻⁷ |
Geschwindigkeit und Druckgefälle wählen
Das ASHRAE-Kapitel „Pipe Sizing“ im Handbook Fundamentals beschreibt als übliche Planungspraxis für Heiz- und Kühlwasserleitungen höchstens 1,2 m/s bei Rohren bis 50A (DN 50) und höchstens 400 Pa/m bei größeren Rohren. Einige Quellen (Carrier 1960) ergänzen, dass 4,6 m/s nie überschritten werden sollten. Der Rechner prüft die empfohlene Nennweite und die nächstgrößere anhand dieser Werte.
Grenzen für Schall und Erosion hängen von Rohrmaterial, jährlichen Betriebsstunden sowie Luft und Partikeln im Wasser ab. Zahlenwerte entnehmen Sie dem genannten Kapitel und den Herstellerangaben; passen Sie die Richtwerte an örtliche Regeln an.
Der Vorgabewert 300 Pa/m ist ein Beispiel innerhalb von 400 Pa/m. Wählen Sie ihn niedriger, um die Förderhöhe der Pumpe zu verringern, und höher, um die Rohrgröße zu verringern.
Rechenbeispiel
Volumenstrom 100 l/min, Wasser mit 20 °C, SGP-Stahlrohr (ε 0,046 mm), Druckgefälle 300 Pa/m, Darcy-Weisbach: Q = 1,667 × 10⁻³ m³/s, erforderlicher Innendurchmesser 44,87 mm → empfohlen 50A (Innendurchmesser 52,9 mm): V = 0,758 m/s, Re = 39.979, f = 0,0245, R = 132,8 Pa/m (13,3 kPa/100 m, 13,5 mmWS/m). Die nächstgrößere Nennweite 65A: V = 0,460 m/s, R = 39,0 Pa/m.
Mit Hazen-Williams und C = 120 ergibt sich bei gleichen Bedingungen ein erforderlicher Innendurchmesser von 47,30 mm, und 50A hat R = 173,9 Pa/m. Das sind rund 30 % mehr als nach Darcy beim selben Rohr. Das Ergebnis hängt stark vom gewählten C ab.
Quellen
- ASHRAE Handbook Fundamentals (SI), Kapitel „Pipe Sizing“: Darcy-Weisbach und Colebrook, übliche Werte für Hazen-Williams C, Planungspraxis für Geschwindigkeit und Druckgefälle
- Moody, L. F. (1944), Friction factors for pipe flow, Transactions of the ASME 66: Materialrauigkeit
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems: Tabelle der Hazen-Williams-Werte C
- IAPWS R6-95 (Zustandsgleichung von Wasser, Dichte), IAPWS R12-08 (Viskosität von Wasser)
- JIS G 3452 Kohlenstoffstahlrohre für allgemeine Rohrleitungen, JIS G 3459 Edelstahlrohre, ASTM B88 nahtlose Kupferrohre für Wasser
Häufige Fragen
Welche Geschwindigkeitsgrenze gilt für Kaltwasserleitungen?
Das ASHRAE-Kapitel „Pipe Sizing“ im Handbook Fundamentals nennt als übliche Planungspraxis höchstens 1,2 m/s für Rohre bis 50A (DN 50) und höchstens 400 Pa/m für größere Rohre; Carrier (1960) empfiehlt, 4,6 m/s in keinem Fall zu überschreiten. Dieser Rechner prüft die empfohlene Nennweite anhand dieser Werte.
Wie ermittle ich den Rohrdurchmesser aus dem Volumenstrom?
Legen Sie ein Druckgefälle (zum Beispiel 300 Pa/m) oder eine Geschwindigkeit fest, bestimmen Sie den erforderlichen Innendurchmesser und wählen Sie die kleinste Nennweite, die mindestens so groß ist. Beispiel: Bei 100 l/min Wasser mit 20 °C in SGP-Stahlrohr und 300 Pa/m ergibt sich ein erforderlicher Innendurchmesser von 44,87 mm, also wählen Sie 50A (Innendurchmesser 52,9 mm, 0,758 m/s, 132,8 Pa/m).
Wie entsprechen sich die Nennweiten von SGP-Stahlrohr und Kupferrohr?
Die Nennweite 15A entspricht einem Kupferrohr von 1/2 Zoll, 20A einem von 3/4 Zoll und 25A einem von 1 Zoll. Auch bei gleicher Nennweite unterscheiden sich Außendurchmesser und Wanddicke, daher weichen Innendurchmesser und zulässiger Volumenstrom je nach Rohrart ab; prüfen Sie das in der Rohrtabelle oben.
Zuletzt aktualisiert: 2026-10-12.