Als aktive Schutzmaßnahme in Gasinstallationen sorgen Gasströmungswächter (GS) nach DVGW-Prüfgrundlage VP 305-1 (Bild 1) für eine Unterbrechung der Gaszufuhr bei nicht bestimmungsgemäßem Gasaustritt. So kommt der Gasströmungswächter in Kunststoffleitungen als Brand- und Explosions-Sicherheitselement zum Einsatz, in metallenen Leitungen als Zusatzeinrichtung zum Schutz gegen Eingriffe Unbefugter. Der erste Gasströmungswächter muss daher auch gemäß DVGW-TRGI 2008 unmittelbar nach der Hauptabsperreinrichtung (HAE) bzw. dem direkt danach angeordneten Gasdruckregelgerät installiert werden. Im Betriebszustand (Bild 2) ist der auf den Nenndurchfluss ausgelegte GS vollständig geöffnet. Erhöht sich der Durchfluss aufgrund eines Druckabfalls in nachgeschalteten Rohrleitungen gravierend, steigt der Druck vor dem Ventilteller und die Federkraft des Federelements wird überwunden. Der Ventilteller unterbricht schlagartig den Durchfluss. Nach behobener Störung öffnet der GS selbsttätig – der Zeitraum hängt dabei von der Länge und der Nennweite des jeweiligen Leitungsnetzes ab.
Schließfaktor – bisher eine Frage der Einbaulage
Wann ein Gasströmungswächter die Gaszufuhr unterbricht, bestimmt der Schließdurchfluss VS. Er ist vom Schließfaktor fS, also dem Verhältnis von Schließdurchfluss VS zu Nenndurchfluss VN, abhängig (fS = VS/VN). Bei den bisherigen Gasströmungswächtern vom Typ MK war dieser Schließfaktor abhängig von der Einbaulage, ob senkrecht von unten nach oben oder waagerecht (Bild 3): Bei waagerechter Einbaulage (Typ K) mit einem maximalen Schließfaktor von fSmax = 1,45 muss im Störungsfall der erhöhte Volumenstrom nur die Federkraft und den Reibungswiderstand des Ventilteller-Führungsstiftes überwinden. Bei senkrechtem Einbau (Typ M) von unten nach oben kommt hingegen noch das Eigengewicht des Ventiltellers hinzu. Daraus ergibt sich zwangsläufig ein höherer Schließfaktor von fSmax = 1,8. (Bild 4). Bislang musste aber nicht nur dieser Unterschied beachtet werden, sondern auch noch der Betriebsdruckbereich, in dem der GS eingesetzt werden sollte. Das hat sich durch die DVGW-TRGI 2008 geändert. Statt der bisherigen drei Betriebsdruckbereiche wird jetzt nur noch der Bereich von 15 bis 100 mbar betrachtet, der mehr als 95 % aller Installationen betrifft. Außerdem wurde mit dem neuen Regelwerk das Bemessungsverfahren der Leitungsanlage vereinfacht: Es beruht auf den DVGW-Arbeitsblättern G 6162) sowie G 6173), in das die aktuellen Installationstechniken ebenso Eingang gefunden haben wie die Neu- und Weiterentwicklung von Bauteilen. Das wirkt sich auch auf die Gasströmungswächter Typ K aus, wenn die Ermittlung der Druckverluste von Bauteilen und Rohren sowie die Ermittlung der Rohrdurchmesser gemäß der DVGW-TRGI 2008, Kapitel III „Bemessung der Leitungsanlage“, durchgeführt wird. In metallenen Rohrleitungen kann dann nämlich bei GS Typ K der Abgleich (Tafel 5, DVGW-TRGI 2008) nachfolgender absicherbaren Rohrlänge entfallen. In Kunststoffleitungen hingegen wird der Abgleich immer gefordert. Bei Gasströmungswächtern Typ M wird ebenso ein Abgleich nach DVGW TRGI 2008, Tabelle 27, gefordert. Aus diesem Abgleich resultiert neben dem Zeitaufwand gegebenenfalls noch
• eine Korrektur der Geräteanschlussarmatur (Bild 5),
• eine Korrektur der Rohrdurchmesser (Bild 5), oder
• der Einbau eines zusätzlichen Gasströmungswächters.
Das gilt auch für alle Gasdruckregelgeräte mit integriertem Gasströmungswächter. Diese werden unabhängig von der Einbaulage ebenfalls immer als Typ M betrachtet. Nach DVGW-TRGI 2008 sind für häusliche Gasinstallationen jetzt auch Kunststoffrohrleitungen – als Innenleitungen bis 100 mbar Betriebsdruck – zugelassen. Hier verlangt das Regelwerk aber grundsätzlich den Einbau von Gasströmungswächtern Typ K, um das geforderte Schutzziel (Bild 6) zu garantieren. Daher ist im Hinblick auf die Brand- und Explosionssicherheit bei Kunststoffrohren über den leistungsangepassten Gasströmungswächter vom Typ K hinaus außerdem eine Thermisch Auslösende Absperreinrichtung (TAE) gefordert. Gasströmungswächter und TAE sind dabei unmittelbar wärmeleitend miteinander zu verbinden. Ferner ist bei Einsatz von GS in Kunststoffleitungen immer ein Abgleich der absicherbaren Rohrlänge erforderlich.
Zusätzliche Gasströmungswächter entwickelt
Um bei metallenen Rohrleitungen diesen Abgleich weitestgehend überflüssig zu machen, sind über die bisherigen Gasströmungswächter Typ K für den waagerechten Einbau hinaus zusätzlich auch solche für die Einbaulage senkrecht nach oben entwickelt worden. Bei nicht ordnungsgemäßem Einbau entsteht daraus jedoch die Gefahr der Verwechslung:
• Wird ein für die senkrechte Einbaulage vorgesehener GS Typ K waagerecht eingebaut, reduziert sich der Schließfaktor. Der GS schließt also eher als vorgesehen, Anlagenstörungen können die Folge sein.
• Wird ein für die waagerechte Einbaulage vorgesehener GS Typ K in senkrechte Rohrleitungen eingebaut, erhöht sich der Schließfaktor des GS auf den eines Typ M (also 1,8 statt 1,45) – das Schutzziel ist möglicherweise nicht mehr sichergestellt. Vermieden werden können solche potenziellen Installationsfehler in der Praxis nur durch planerische Sorgfalt im Vorfeld, die präzise Berücksichtigung der Angaben des Netzbetreibers sowie die genaue Beachtung der Kennzeichnung.
Kein Verwechslungsrisiko mehr
Vor dem nicht unerheblichen Verwechslungsrisiko schützen zuverlässig Gasströmungswächter, die für den lageunabhängigen Einbau entwickelt wurden. Sie garantieren als Typ K durchgängig den Schließfaktor fSmax = 1,45 für beide Einbaulagen (Bild 7 und 8). Das hat auf das verarbeitende Fachhandwerk und den Fachgroßhandel folgende Auswirkungen:
- Die Lagerhaltung reduziert sich, denn in metallenen Rohrleitungen wie auch in Kunststoffrohrleitungen kann durchgängig immer der gleiche Gasströmungswächter (Bild 7) eingebaut werden.
- Die Einbaulage und die damit einher gehende Verwechslungsgefahr spielt keine Rolle mehr, denn in jedem Fall ist die Einhaltung des geforderten Schutzziels – bei metallenen Rohrleitungen Erschwerung der Manipulation, bei Kunststoffrohren die Brand- und Explosionssicherheit – gewährleistet.
- Der Einbau auf der Baustelle wird erleichtert, denn die Mitarbeiter des Vertragsinstallationsunternehmens werden mit der Handhabung schneller vertraut als bei der bisherigen GS-Typenvielfalt.
Die Neuentwicklung und Zulassung eines Gasströmungswächters Typ K mit dem Schließfaktor fSmax = 1,45 sowohl für den waagerechten als auch für den senkrechten Einbau, von unten nach oben, vereinfacht die zukünftige Anwendung der DVGW-TRGI 2008. Vor allem, da bei metallenen Rohrleitungen mit den neuen lageunabhängigen GS auf den Längenabgleich des nachfolgenden Rohrnetzes verzichtet werden kann.
Literatur
1) DVGW-Arbeitsblatt G 600, DVGW-TRGI 2008, Technische Regel für Gasinstallationen
2) DVGW G 616 (A) Ermittlung von Zeta-Werten für Form- und Verbindungsstücke in Rohrleitungen und Lambda-Werten von Wellrohrleitungen der Gas-Inneninstallation
3) DVGW G 617 (A) Berechnungsgrundlagen zur Dimensionierung der Leitungsanlage von Gasinstallationen
Produktanforderungen nach VP 305-1
Die DVGW-Prüfgrundlage VP 305-1 „Gasströmungswächter für die Gasinstallation” beschreibt die Parameter von Druckverlust und Schließverhalten von GS. Einige davon sind:
Δp0,5 – der Druckverlust von 0,5 mbar wird gefordert, insbesondere zur Anordnung von zwei Gasströmungswächtern in Reihe hinter dem Gasdruckregelgerät.
fSmin – Der Schließfaktor fSmin = 1,3 ist zur Sicherung des störungsfreien Betriebs erforderlich. Der Gasströmungswächter Typ K wie Typ M muss bis zu einem Volumenstrom von 130 % des Nenndurchflusses VN geöffnet bleiben.
fSmax1,45 – Der maximale Schließfaktor fSmax1,45 = 1,45 bestimmt den Schließdurchfluss VS für den GS Typ K; bei einem Nenndurchfluss VN von > 145 % (= VS) muss der GS also geschlossen sein.
fSmax1,8 – Der maximale Schließfaktor fSmax1,8 = 1,8 bestimmt den Schließdurchfluss VS für den GS Typ M; bei einem Nenndurchfluss VN von > 180 % (= VS) muss der GS also geschlossen sein.
Ein Gasströmungswächter — fünf Vorzüge
Ein lageunabhängiger Gasströmungswächter Typ K erleichtert die tägliche Arbeit von Fachhandwerkern und Fachgroßhandel:
• Nur ein Gasströmungswächter Typ K für Einbaulage waagerecht und senkrecht nach oben erforderlich
• keine Verwechslungsgefahr bei Einhaltung des Schutzziels
• kein Abgleich der absicherbaren Rohrlänge bei metallenen Rohrleitungen
• keine Unsicherheit bei der Auslegung, Handhabung und Installation
• Vereinfachung der Lagerhaltung
Weitere Informationen
Unser Autor Peter Büdenbender ist in der Anwendungstechnik bei Systemanbieter Viega tätig und Mitglied des DVGW-Projektkreises TRGI 2008, Teil 2 „Leitungsanlagen“, 57428 Attendorn, Telefon (0 27 22) 61-0, Telefax (0 27 22) 61-14 15, https://www.viega.de/de/homepage.html
Bild 5 Beispiel, Gasinstallation aus Kupfer, Vergleich Auslegung GS Typ K und Typ M
Beispiel: Gasströmungswächter Typ K
Bei Einsatz von GS-Typ K ist die korrekte Bemessung der Leitungsanlage ausreichend. Durch die Auslegung auf einen Gesamtdruckverlust Δpges ≤ 300 Pa und die Auswahl des GS-Typ K nach DVGW-TRGI 2008, Tabelle 13.2, ist die Wirksamkeit gegeben.
Gasströmungswächter Typ M
Bei Einsatz von GS-Typ M ist neben der korrekten Bemessung der Leitungsanlage, Δpges ≤ 300 Pa, ein zusätzlicher Abgleich nach DVGW-TRGI 2008, Tabelle 27, über die maximal absicherbare Rohrlänge (lGSges) gefordert. Gegebenenfalls ist eine Korrektur der Geräteanschlussarmaturen oder eine Rohrnennweitenänderung erforderlich, siehe Korrektur GS-Abgleich (graue Ergänzung).
