Anwendungen und Lösungen - Warmwasser

261.0.051 / V6

13 Wärmedämmung

13.1 Hinweise zur Auslegung von Wärmedämmungen

Wärmedämmungen von Rohren und Anlagenteilen müssen umlaufend und durchgehend sein. Wärmebrücken und der Kontakt von Bauteilen sowie Luftströmungen zwischen dem Rohr und der Wärmedämmung führen zu Wärmeverlusten, z. B. bei Rohr-an-Rohr-Zirkulationsleitungen.

Für die Berechnung von Wärmedämmungen ist der Rohraussendurchmesser massgebend. Die folgende Tabelle weist den Nennweiten von Nussbaum Produkten den massgebenden Rohraussendurchmesser zu. Bei Armaturen und Verteilern ist die Halbierung der Dämmstärke zulässig, die für den entsprechenden Rohraussendurchmesser gefordert ist (SIA 385/1).

Nennweite DN	Optipress Edelstahl (DIN 17440/DIN 17455)	Optipress-Therm (DIN 2394)	Optifitt-Press	Optiflex	Gewinderohr (ISO 7-1/EN 10226)
[—]	[mm]	[mm]	[Zoll]	[mm]	[mm]
10	—	—	⅜	16 (x 3.8*)	17.2
12	15	15	—	16 (x 2.2*)	—
15	18	18	½	20	21.3
20	22	22	¾	25	26.9
25	28	28	1	32	33.7
32	35	35	1¼	40	42.4
40	42	42	1½	50	48.3
50	54	54	2	63	60.3
60**	64	64	—	—	—
65	76.1	76.1	2½	—	76.1
80	88.9	88.9	2	—	88.9
100	—	108	4	—	114.3
* Wandstärke des Rohrs ** Optipress-spezifische Nennweite der Versorgungsleitung

Nennweite und entsprechender Rohraussendurchmesser von Nussbaum Systemrohren und handelsüblichen Gewinderohren nach ISO 7-1/EN 10226.

13.2 Warmwasserleitungen

Warmwasserleitungen müssen gedämmt werden, um die Wärmeverluste zu minimieren und die Auswirkungen von zu hohen Oberflächentemperaturen zu vermeiden.

Der Verteiler und die Verbindungsleitungen zu Steigleitungen und zum Wassererwärmer müssen gedämmt werden, wenn die Gesamtlänge von Verteiler und Verbindungsleitung ≤ 1 Meter beträgt.
Bei Rohr-an-Rohr-Zirkulationsleitungen ist als massgebender Aussendurchmesser die Summe der Aussendurchmesser von beiden Rohren zu verwenden.
Zur Wärmedämmung von Armaturen und Ventilen werden Dämmschalen aus expandierbarem Polypropylen (EPP) verwendet.
Ausstossleitungen erfordern keine Wärmedämmung.

	Dämmdicken bei Wassertemperaturen von 30 bis 90 °C (nach kantonalen Energiegesetzen)		Dämmdicken bei Wassertemperatur von 60 °C (nach Isolsuisse)
Nennweite DN	Polyiso-Hartschaum PIR λ ≤ 0.03 W/mK*	Elastomer-Schaumstoff λ ≤ 0.03 … 0.05 W/mK*	Polyiso-Hartschaum PIR λ ≤ 0.03 W/mK*	Elastomer-Schaumstoff λ ≤ 0.03 … 0.05 W/mK*
[—]	[mm]	[mm]	[mm]	[mm]
10	30	40	30	60
12	30	40	30	60
15	30	40	30	60
20	40	50	40	60
25	40	50	40	60
32	40	50	50	80
40	50	60	60	80
50	50	60	60	80
65	60	80	60	80
80	60	80	60	80
100	80	100	80	100
125	80	100	80	100
150	80	100	80	100
200	80	120	80	120
* bei 10 °C

Minimale Dämmdicken von Warmwasserleitungen (nach suisstec Merkblatt 07/2023)

13.3 Kaltwasserleitungen

Kaltwasserleitungen müssen gegen die Erwärmung durch Warmwasserleitungen und andere Wärmequellen gedämmt werden.

Rohraussendurchmesser	Elastomer-Schaumstoff	Polyiso-Hartschaum (PIR)
[mm]	[mm]	[mm]
17	13	30
22
28
35
42
48
60
76	19
89
114
140
168
175
219

Dämmdicken von Kaltwasserleitungen (nach suisstec Merkblatt 10/2020)

13.4 Verzögerung der Kaltwassererwärmung in Steigzonen

Die Trinkwasserhygiene rückt vermehrt auch auf der Kaltwasserseite in den Fokus. Grund dafür ist die zunehmende Zahl von Fällen, in denen Kaltwasser durch gebäudetechnische Anlagen oder durch erhöhte Umgebungstemperaturen auf Temperaturen von über 25 °C erwärmt und die Vermehrung von Legionellen begünstigt wird. Daher sind geeignete Massnahmen zu treffen, um die Temperatur des Trinkwassers kalt so kühl wie möglich und unter 25 °C zu halten.

13.4.1 Problematik

Die Temperaturhaltung im Kaltwasserverteilsystem hat Einfluss auf die gesamte Planung und Ausführung und ist frühzeitig zu berücksichtigen. Das Kaltwasserverteilsystem muss so ausgelegt sein, dass das Kaltwasser auf den Leitungsabschnitten zwischen dem Hausanschluss und den Entnahmestellen nur einen geringen Temperaturanstieg erfährt.

Bei bestimmungsgemässem Betrieb von Kaltwasserinstallationen, die nach der SVGW-Richtlinie W3/E3 ausgeführt sind, darf die Kaltwassertemperatur 30 Sekunden nach dem Öffnen einer Entnahmestelle maximal 25 °C betragen.

Um die regulatorischen Anforderungen für das Kaltwasser zu erfüllen, sind geeignete Verteilsysteme erforderlich, insbesondere in Gebäuden mit begrenztem Platzangebot. In Wohngebäuden zum Beispiel werden aus Platzmangel oft alle Steigleitungen in einem gemeinsamen Schacht oder in einer Installationswand installiert, wobei Heizungs-, Warmwasser-, Zirkulations- und Kaltwasserleitungen nebeneinander verlegt sind. In derartigen Fällen bieten sich je nach Bausituation unterschiedliche Lösungen an zur Verzögerung der Kaltwassererwärmung in Steigzonen.

13.4.2 Lösungen

Die SVGW-Richtlinie W3/E3:2020 beschreibt zwei Varianten zur thermischen Trennung von Leitungen mit unterschiedlichen Medientemperaturen in Steigzonen von Gebäuden: Steigzonen mit thermischer Trennwand und Steigzonen mit getrennten Schächten. Eine weitere, in der SVGW-Richtlinie W3/E3 nicht beschriebene, jedoch anerkannte Variante sind Kaltwasserleitungen mit verstärkter Dämmung.

13.4.2.1 Variante 1: Thermische Trennwand

Die thermische Trennung wird baulich durch Trennwände, z. B. aus Dämmmatten und Gipskartonplatten realisiert, welche die Schächte in wärmere Bereiche für Steigleitungen mit Medientemperaturen über 25 °C und kältere Bereiche für Steigleitungen mit Medientemperaturen gleich oder unterhalb von 25 °C unterteilen.

Thermische Trennwände sind so zu realisieren, dass die Wärmeabstrahlung aus dem warmen Schachtteil in den angrenzenden Raum grösser ist als die Wärmeabstrahlung aus dem warmen Schachtteil durch die Trennwand in den kalten Schachtteil. Das Material für die Beplankung hat dabei keinen Einfluss, da die Fläche der Beplankung im Vergleich zur Fläche der thermischen Trennwand viel grösser ist.

Installationsschacht oder Installationswand mit thermischer Trennwand

1	Kalter Schachtteil, Mediumstemperatur ≤ 25 °C
2	Thermische Trennung
3	Warmer Schachtteil
Φ₁	Wärmestrom durch die Schachttrennwand
Φ₂	Wärmestrom durch die Schachtvorwand

Merkpunkte:

Die thermische Trennung und Dämmung der Kaltwasser- und Warmwasserleitungen bis und mit Verteiler weiterführen, wenn deren Länge ≤ 1 m beträgt (SVGW W3/E3:2020).
Die Dämmung der Rohrleitungen muss fachgerecht und lückenlos ausgeführt sein.
Bei konventionellen Zirkulationssystemen, d. h. bei getrennt gedämmten PWH- und PWH-C-Leitungen, ist die Dämmung einfacher zu realisieren, aber der Wärmeverlust ist höher als bei Rohr-an-Rohr-Systemen.
Die Umgebungstemperatur ist ein wesentlicher Faktor für die Temperatur im kalten Schachtteil.
Das Brand- und Schallschutzkonzept muss berücksichtigt werden.
Die thermische Trennung funktioniert nur, wenn die Dämmungen fachgerecht und lückenlos ausgeführt sind.

Das folgende Bild zeigt den Einsatz einer thermischen Trennwand in einem Vorwandsystem:

Thermische Trennwand in einem Vorwandsystem

1	Zirkulationsleitung PWH-C
2	Warmwasser-Steigleitung PWH
3	Dämmmatte, z. B. eine 50 mm Mineralwollplatte
4	Thermische Trennwand: Gipskartonplatte, z. B. 12.5 mm
5	Kaltwasser-Steigleitung PWC

Undichtheiten in der Konstruktion und in der Ausführung von Trennwänden führen zu Luftbewegungen zwischen den Schachtbereichen. Dadurch kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen der Kaltwasserleitung und den Warmwasserleitungen, wie im folgenden Bild dargestellt:

Visualisierung der Luftzirkulation in einem simulierten Schacht mit thermischer Trennwand, die oben und unten Leckstellen aufweist. Die Bewegung der Luftteilchen wird durch die Bahnen dargestellt, die eine der Geschwindigkeit entsprechende Farbe aufweisen. Die Farbflächen visualisieren die Lufttemperaturen im Schacht. Aufgrund der Luftbewegungen kommt es zum unerwünschten Wärmeaustausch zwischen den Schachtbereichen.

13.4.2.2 Variante 2: Getrennte Schächte

Der Einsatz von getrennten Schächten ist vor allem in Industriebauten üblich mit festverbauten Steigschächten für Rohrleitungen mit unterschiedlichen Medientemperaturen und für Elektroinstallationen wie Kabelverbindungen.

Die prinzipielle Bauweise besteht aus separaten Schächten für warmgehende Installationen mit Medientemperaturen über 25 °C und für kaltgehende Installationen mit Medientemperaturen gleich oder unterhalb von 25 °C.

1	Kalter Schacht, Mediumstemperatur ≤ 25 °C
2	Warmer Schacht

Merkpunkte:

Die Koordination und Aufteilung von mehreren Gewerken ist erforderlich.
Die Dämmung der Rohrleitungen muss fachgerecht und lückenlos ausgeführt sein.
Das Brand- und Schallschutzkonzept muss berücksichtigt werden.

13.4.2.3 Variante 3: Kaltwasserleitungen mit verstärkter Dämmung

Kaltwasserleitungen mit verstärkter Dämmung werden in Wohnbauten mit Steigschächten eingesetzt, die nur für die Kaltwasser- und Warmwasserverteilung vorgesehen sind. Weitere Medien sind zulässig, wenn deren Temperatur maximal 40 °C beträgt. Die Steigleitungen sind in der Installationswand integriert.

1	Steigschacht
2	Kaltwasser-Steigleitung PWC mit PIR 50 mm Dämmung

In einem ausgeflockten Schacht ist es möglich, die Kaltwasserleitung weiterhin mit PIR 30 mm zu dämmen. Dazu muss aber zwischen Kalt- und Warmwasserleitung situativ ein Mindestabstand von ca. 70 cm eingehalten werden, da es infolge der komprimierten Flockung um die Warmwasserleitung zu einer Wärmeübertragung kommt. Die Angabe zum Mindestabstand ist ein Richtwert und ergibt sich aus den gemessenen und simulierten Prüfaufbauten.

Merkpunkte:

Ein Rohr-an-Rohr-System hat einen geringeren Wärmeverlust als ein konventionelles Zirkulationssystem.
Wenn Rohr-an-Rohr-Systeme verwendet werden, muss bei der Berechnung der Dämmstärke die Summe beider Aussendurchmesser berücksichtigt werden (SVGW W3/E3:2020).
Beim Einsatz von Mineralwolle im Kaltwasser muss die Thematik Schwitzwasser berücksichtigt werden.
Die Dämmungen müssen fachgerecht und lückenlos ausgeführt sein.
Das Brand- und Schallschutzkonzept muss berücksichtigt werden.

Das folgende Bild zeigt den Einsatz von verstärkt gedämmten Kaltwasserleitungen in einem Vorwandsystem:

Verstärkt gedämmte Kaltwasser-Steigleitung in einem Vorwandsystem

1	Gedämmte Kaltwasser-Steigleitung
2	Gedämmte Warmwasser-Steigleitung mit Warmwasserzirkulation Rohr-an-Rohr

Die folgende Bild zeigt die Temperaturverteilung in einem simulierten Schacht mit verstärkt gedämmter Kaltwasserleitung:

Visualisierung der Temperaturverteilung in einem simulierten Steigschacht ohne Schachtausflockung, Wärmeverteilung nach 12 Stunden Stagnation, PWC-Temperatur 21 °C, Achsabstand zwischen PWC- und PWH-Steigleitung 15 cm, Raumtemperatur 23 °C

1	Rohrleitung PWC PIR 50 mm, unabhängig vom Rohrdurchmesser
2	Rohrleitungen PWH und PWH-C als RAR-System PIR 50 mm

13.4.3 Schachtausflockung

Die Schachtausflockung dient zur Einhaltung der Schallschutz- und Brandschutzanforderungen. Die Schachtausflockung ist jedoch kein Ersatz für die Dämmungen der Rohrleitungen. Diese müssen unabhängig von der Schachtausflockung durchgehend und lückenlos ausgeführt sein, auch bei Wand-, Boden- und Deckendurchbrüchen. Die Schachtausflockung wirkt der Temperaturhaltung in der Warmwasserversorgung sogar entgegen. Sie führt bei nahe installierten Kalt- und Warmwasserleitungen aufgrund der Wärmeübertragung zur Erwärmung des Kaltwassers und verzögert in den Ausstossleitungen das Abkühlen des Warmwassers auf Umgebungstemperatur.

Ausgeflockte Schächte können weitere Nachteile aufweisen. Aufgrund der im Schacht eingebauten Elemente wie Spülkästen verteilt sich das Flockungsmaterial nicht gleichmässig und verdichtet sich mit der Zeit im unteren Schachtbereich, so dass im oberen Schachtbereich Lufträume entstehen. Das verwendete Flockungsmaterial kann mit chemischen Mitteln imprägniert sein. Diese können in Verbindung mit Feuchtigkeit zu Korrosion an Rohren und Einbauten führen, besonders bei unvollständigen oder beschädigten Dämmungen.

Das folgende Bild zeigt die Temperaturverteilung in einem Schacht mit Schachtausflockung:

Visualisierung der Temperaturverteilung in einem simulierten Schacht mit Schachtausflockung nach 12 Stunden Stagnation, PWC-Temperatur 23 °C, Achsabstand zwischen PWC- und PWH-Steigleitung 15 cm

1	Rohrleitung PWC PIR 30 mm
2	Rohrleitungen PWH und PWH-C als RAR-System, PIR 50 mm

13.4.4 Zusammenfassung

Durch den Einsatz von verstärkt gedämmten Kaltwasserleitungen kann die Kaltwassererwärmung in Steigzonen von Trinkwasserverteilungssystemen wirkungsvoll minimiert werden, besonders in Wohnbauten mit begrenztem Platzangebot. Dies kann mit planbarem Aufwand erreicht werden und hilft, die in den Richtlinien geforderten Wassertemperaturen einzuhalten. Eine optimale Dämmung der Kaltwasserleitungen wird durch die Verwendung der gleichen Dämmstärken wie für die Warmwasserleitungen erzielt.

Der Einbau von Trennwänden in Steigzonen zur thermischen Trennung von Kaltwasser- und Warmwasserleitungen ist eine weitere Möglichkeit zur Verzögerung der Kaltwassererwärmung. Allerdings kann es in der Praxis schwierig sein, die thermische Trennung durch Abgänge und Querungen in der Steigzone dicht auszuführen. Bei Grossbauten ist der Einsatz von getrennten Schächten anzustreben.

13.5 Frostschutz

Der Frostschutz von Trinkwasserleitungen kann mithilfe von Warmhaltebändern erfolgen. Wärmedämmungen können das Einfrieren von Trinkwasserleitungen nicht verhindern, sondern nur verzögern.

Weitere Informationen, 👉 Warmhalteband.