IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 19/1999, Seite 32 ff.


SANITÄRTECHNIK


Die Klosettspülung in der Normung

Manipulation?

Dr.-Ing. Hugo Feurich VDI Teil 2

Im ersten Teil dieses Fachartikels, erschienen in der IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 17/99, erläuterte der Autor die Vorgaben zur Klosettspülung nach dem Stand der Normung und ging auf den derzeitigen Kenntnisstand aus Praxis und Forschung ein. Der nachfolgende zweite Teil wird mit den Ergebnissen aus meßtechnischen Untersuchungen abgeschlossen.

Grasmeier behandelt in dem Forschungsbericht "Einschränkung des Wasserverbrauchs (Spülwasserverbrauch) von Klosettanlagen" [18] ob eine Verminderung des bisherigen Spülwasservolumens von 9 auf 6 l zu störenden Ablagerungen in den anschließenden Abflußleitungen führt. Die Funktionsprüfungen wurden an neun handelsüblichen Klosettmodellen in bodenstehender und wandhängender Ausführung vorgenommen. Die Meßergebnisse des Spülstromverlaufes bei Austritt aus dem Spülrand und am Klosettabgang ohne angeschlossene Abflußleitung, mit einem Spülwasservolumen von 9 l, sind in Tabelle 5 zusammengestellt. Der Spülstrom verringert sich beim bodenstehenden Tiefspülklosett mit Spülkasten um 2,4 bis 5% bzw. um 9 bis 12,4%, beim wandhängenden Tiefspülklosett mit Spülkasten um 5,8 bis 12,1% bzw. um 9,6 bis 16,9% und beim bodenstehenden Tiefspülklosett mit Druckspüler DN 20 um 1,8 bis 4,5%, beim wandhängenden Tiefspülklosett mit Druckspüler um 3,6 bis 7,3%.

Tabelle 5: Mittelwerte des Spülstromverlaufes von auf bei 4 bodenstehenden und 3 wandhängenden Tiefspülklosetts mit Spülkasten und Druckspüler bei einem Spülwasservolumen von 9 Liter [18]

Klosett/
Spüleinrichtung

Prüfhöhe in mm

Spülstrom in l/s

Bodenstehendes
Tiefspülklosett/
Spülkasten

120
120
120
120

2,08
2,11
1,50
1,39

1,92
2,06
1,48
1,32

Bodenstehendes
Tiefspülklosett/
Spülkasten

250
250
250
250

2,54
2,55
1,76
1,69

2,36
2,32
1,65
1,48

Wandhängendes
Tiefspülklosett/
Spülkasten

120
120
120

2,14
1,76
1,54

1,88
1,54
1,45

Wandhängendes
Tiefspülklosett/
Spülkasten

250
250
250

2,43
2,22
1,78

2,02
1,87
1,61

Bodenstehendes
Tiefspülklosett/
Druckspüler

1,10
1,10
1,10
1,10

1,06
1,08
1,05
1,07

Wandhängendes
Tiefspülklosett/
Druckspüler

1,10
1,10
1,10

1,05
1,02
1,06

Zur Problemstellung eines verringerten Abwasseranfalls innerhalb der Entwässerungsanlage und zum Nachspülwasservolumen wurde bei einem Langzeitversuch über die Dauer von mehr als zwei Jahren im Keller eines Gebäudes der Universitätskliniken Mainz bei Sammelleitungen in Boresist®-Glasrohren folgendes festgestellt:

"Die Leitungen zeigen eine Sielhautbildung über den ganzen Querschnitt im Fußbogenbereich der Falleitung und mit einer Schwärzung im Sohlbereich nach Eintritt der Beruhigung am Ende der 10 m-Strecke. Etwaige Ablagerungen von Papier oder unzerkleinerten Fäkalstoffen sind auch nach zwei Jahren noch nicht zu finden. Dagegen zeigt sich deutlich, wie sich die Sielhaut nach einiger Zeit teilweise wieder von selbst abgelöst hat. Obwohl mit DN 150 überdimensioniert (Füllungsgrad etwa h/d = 0,18), hat diese mit zwölf Klosettbecken, Wannen, Duschen usw. aus den Geschossen versehene Leitung während des Beobachtungszeitraums keine beeinträchtigenden Ablagerungen.

Die Langzeitbeobachtungen an dieser Leitung lassen den Schluß zu, daß die für die Forschung gewählte Prüfleistung einen extrem ungünstigen Fall darstellt und sowohl mit Anschluß einer Fall- und Sturzstrecke als auch mit zusätzlichem Anschluß anderer Ablaufstellen günstigere Verhältnisse eintreten, die es in solchen Fällen sogar gestatten, auf eine bestimmte Nachlaufwassermenge ganz zu verzichten. In diesem Falle bliebe dann nicht mehr die Transportweite, sondern nur noch die Ausspülung der Feststoffe aus dem Klosett als einzige Einflußgröße über."

Tabelle 6: Mittelwerte des Spülstromverlaufes - - bei vier bodenstehenden Tiefspülklosetts mit S-Abgang und vier wandhängenden Tiefspülklosetts mit Spülkasten und Druckspüler bei einem Spülwasservolumen von 9 Liter [19]

Klosett/Spüleinrichtung

Spülstrom in l/s

Bodenstehendes
Tiefspülklosett 3/Spülkasten
Bodenstehendes
Tiefspülklosett 6/Spülkasten
Bodenstehendes
Tiefspülklosett 14/Spülkasten

2,00
2,50
2,00
2,50
2,00
2,50

1,44
1,65
1,18
1,31
1,55
1,87

1,35
1,41
1,07
1,26
1,39
1,76

Wandhängendes
Tiefspülklosett 4/Spülkasten
Wandhängendes
Tiefspülklosett 7/Spülkasten
Wandhängendes
Tiefspülklosett/Spülkasten

2,00
2,50
2,00
2,50
2,00
2,50

1,24
1,40
1,53
1,88
1,29
1,50

1,13
1,22
1,30
1,52
1,20
130

Bodenstehendes
Tiefspülklosett 3/Druckspüler
Bodenstehendes
Tiefspülklosett 6/Druckspüler
Bodenstehendes
Tiefspülklosett 14/Druckspüler

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

0,99

1,00

1,00

1,00

Wandhängendes
Tiefspülklosett 4/Druckspüler
Wandhängendes
Tiefspülklosett 7/Druckspüler
Wandhängendes
Tiefspülklosett 17/Druckspüler

1,00

1,00

1,00

0,97

0,98

0,98

1,04

0,99

0,98

Knoblauch vermittelt in dem Forschungsbericht "Klosettanlagen - Neue Kriterien für die Spülwirkung" [19], die Ergebnisse einer an der Technischen Fachhochschule Berlin mit Unterstützung der Firma Geberit durchgeführten Forschungsarbeit. Aufgabe und Ziel dieser Arbeit war einerseits die Abhängigkeit der Evakuierung des Spülgutes von hydraulischen Einflüssen des Nachspülwasservolumens, des Spülstromes und des Rohrsohlengefälles auf die Transportweite des Spülgutes in Entwässerungsanschlußleitungen zu untersuchen. Letzten Endes ging es darum, festzustellen, ob eine Verringerung des bisherigen Spülwasservolumens von 9 auf 6 Liter vertretbar sei.

Die Untersuchungen wurden für Spülkästen mit Spülströmen = 2 l/s und 2,5 l/s am Spülrohraustritt ohne angeschlossenes Klosett sowie für Druckspüler DN 20 mit einem entsprechenden Spülstrom 1 l/s durchgeführt. Insgesamt ergab sich dabei folgende Wertung:

Spülwasservolumen = 9,0 l
< 1,0 l/s - 42% vollständige Evakuierung des Spülgutes,
> 1,0 bis 1,4 l/s - 71%,
> 1,4 bis 1,6 l/s - 88%.

Spülwasservolumen = 6,0 l
< 1,0 l/s - 28%,
> 1,0 bis 1,2 l/s - 36%,
> 1,2 bis 1,4 l/s - 76%.

Bild 4: Strömungsbilder bei Klosett-Anschlußleitungen [20] (Geberit)
a) DN 100 mit niedrigem Füllungsgrad h/d = 0,5 
b) DN 80 mit hohem Füllungsgrad h/d = 0,75

Abschließend wird folgende Aussage gemacht:

"Wertet man aber die (unterschiedlichen) hydraulischen Eigenschaften dieser Klosetts, sei festgestellt, daß durchaus Klosetts herstellbar sind, die mit max. 3 l Fäkalien und Papier vollständig evakuieren."

Die Tabelle 6 bringt eine auszugsweise Zusammenstellung von Meßergebnissen bei drei bodenstehenden Tiefspülklosetts mit S-Abgang und drei wandhängenden Tiefspülklosetts in Kombination mit der Spüleinrichtung Spülkasten oder Druckspüler, die den Spülstromverlauf - - betreffen.

Knoblauch kommt in dem Beitrag "Eine neue Dimension - Nennweite 80 für Klosettabflußleitungen zugelassen" [10] zu dem Ergebnis, daß Klosett-Einzel- und Sammelanschlußleitungen in der Nennweite 80 - statt DN 100 - und mit einem Gefälle von 5 mm/m - statt 20 mm/m - die Gewährleistung für eine einwandfreie Ableitung fäkalienhaltigen Schmutzwassers bieten. Die von ihm in diesem Zusammenhang für die Firma Geberit an der Technischen Fachhochschule Berlin durchgeführten Untersuchungen führten zur Erteilung des systemgebundenen Prüfzeichens PA-I3600 für ein DN 80 Modulsortiment aus PE-HD-Abflußrohren. Aus den durchgeführten Messungen geht auch hervor, daß der in der DIN 1986 für liegende Schmutzwasserleitungen innerhalb von Gebäuden zugelassene Füllungsgrad von maximal h/d = 0,5 kein festgeschriebener Grenzwert sein muß, sondern daß ein Füllungsgrad bis h/d = 0,75 vertretbar ist. In Zusammenhang mit der Darstellung in Bild 4 wird darauf hingewiesen, daß ein hoher Füllungsgrad die Ausspülung verbessert. Die mitgeführten Feststoffe erhalten mit der Auftriebswirkung des Wassers einen größeren Abstand zur Rohrsohle, so daß ein Haftenbleiben infolge der zur Rohrwand bis auf Null zurückgehenden Fließgeschwindigkeit nicht eintritt. Eine kleinere Rohrweite, die bei gleichem Durchfluß einen größeren Füllungsgrad ergibt, verringert damit das Entstehen von Ablagerungen und die Verstopfungsgefahr.

Tabelle 7: Hydraulische Dimensionierung von Klosett-, Einzel- und Sammelanschlußleitungen in Abhängigkeit vom Spülstrom = und vom Füllungsgrad h/d1) [20]


l/s

DN 70

DN 80

DN 100

h/d

vT
m/s

mm/m

1:


m/s

mm/m

1:


m/s

mm/m

1:

1,0

0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,75

1,82
1,03
0,69
0,52
0,41

0,35
0,32

260,3
52,8
18,8
8,8
5,1

3,5
3,0

3,8
19,0
53,3
113,9
196,5

288,2
333,3

1,39
0,82
0,53
0,40

0,32
0,27
0,25

127,3
26,3
9,2
4,3

2,5
1,7
1,5

7,9
38,0
108,2
231,0

400,0
584,8
662,3

0,89
0,51

0,34
0,25
0,20
0,17
0,16

40,6
8,1

2,9
1,9
0,8
0,6
0,5

24,6
123,8

349,7
537,6
1250,0
1818,2
2083,3

1,3

0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,75

—
1,34
0,90
0,68
0,54
0,45
0,42

—
89,1
31,4
14,1
8,5
5,8
5,0

—
11,2
31,8
68,0
117,4
173,9
200,0

1,81
1,03
0,69
0,52
0,41

0,35
0,32

215,1
43,7
15,5
7,3
4,2

2,8
2,5

4,7
22,9
64,6
137,7
237,5

352,1
400,0

1,16
0,65
0,44

0,33
0,26
0,22
0,20

65,2
13,6
4,8

2,3
1,3
0,9
0,8

15,3
73,8
210,1

444,4
769,5
1123,6
1265,8

1,5

0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,75

—
1,54
1,05
0,78
0,62
0,52
0,48

—
118,7
41,8
19,5
11,3
7,6
6,6

—
8,4
24,0
51,2
88,7
130,9
151,3

—
1,18
0,80
0,60
0,47
0,40

0,37

—
58,0
20,5
9,7
5,6
3,8

3,3

—
17,2
48,7
103,1
179,5
264,6

304,9

1,34
0,75
0,51

0,38
0,30
0,26
0,24

87,0
18,0
6,3

3,0
1,7
1,2
1,0

11,5
55,6
158,5

337,8
578,0
840,3
961,5

1,8

0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,75

—
1,85
1,26
0,94
0,75
0,63
0,58

—
170,9
59,7
27,9
16,1
10,9
9,5

—
5,9
16,9
35,8
62,0
91,6
105,5

—
1,41
0,96
0,72
0,57
0,48
0,44

—
83,5
29,5
13,8
8,0
5,4
4,7

—
12,0
33,9
72,7
125,6
185,5
213,2

1,60
0,91
0,61
0,46

0,36
0,31
0,28

125,2
26,8
9,0
4,2

2,5
2,0
1,5

8,0
37,3
110,6
235,9

406,5
512,8
680,3

2,3

0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,75

—
2,28
1,60
1,20
0,95
0,80
0,74

—
278,3
96,5
45,4
26,2
17,7
15,4

—
3,6
10,4
22,0
38,2
56,5
65,1

—
1,82
1,23
0,92
0,72
0,61
0,57

—
137,7
47,2
22,3
12,9
8,7
7,6

—
7,3
21,2
44,8
77,5
114,6
131,8

2,05
1,16
0,78
0,59
0,47

0,39
0,36

204,4
41,1
14,7
6,9
4,0

2,7
2,4

4,9
24,2
68,2
146,0
251,9

370,4
425,5

2,5

0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,75

—
2,57
1,74
1,30
1,03
0,87
0,80

—
329,6
114,0
53,6
30,9
20,9
18,0

—
3,0
8,8
18,7
32,4
47,9
55,4

—
1,96
1,33
0,99
0,79
0,67
0,62

—
161,2
55,8
26,3
15,2
10,3
8,9

—
6,2
17,9
38,0
65,8
97,3
112,0

2,23
1,26
0,85
0,64
0,51
0,42

0,39

241,6
48,9
17,3
8,1
4,7
3,2

2,8

4,1
20,5
57,8
123,8
213,2
315,5

362,3

1) Einzuhalten sind folgende Grenzwerte: h/dmin = 0,2: h/dmax = 0,75: I< 50 mm/m (1 : 20); vmin = 0,4 m/s. Die hydraulisch zulässigen Betriebswerte sind fett gedruckt.

Der hydraulische Leistungsnachweis ergibt für die Nennweite 80 bei einem Rohrsohlengefälle von 5 mm/m und einem Volumenstrom von 2,5 l/s entsprechend dem Anschlußwert für Klosettbecken eine Überschreitung der Vollfüllung (h/d > 1) und mit der Fließgeschwindigkeit v = 0,498 m/s ein erhebliches Unterschreiten der Mindest-Fließgeschwindigkeit vmin = 0,7 m/s nach DIN 1986-1. Bei diesen "rechnerisch effektiv" [24] ermittelten Werten wäre die Erteilung eines Prüfzeichens nicht zulässig. Rechnerisch effektive und damit nach der Norm zulässige Werte erhält man nur bei einem Rohrsohlengefälle von 10 mm/m mit h/d = 0,690 und v = 0,675 m/s (noch vertretbar). Das gilt dann grundsätzlich für Abflußrohre der Nennweite 80 und bedarf keines Prüfzeichens. Unterschlagen bzw. nicht gemessen wurden in diesem Fall die tatsächlichen Abfluß-Volumenströme, die nach eigenen Untersuchungen [22] bei einem Rohrsohlengefälle von 5 mm/m folgende Mittelwerte ergaben:
= 0,786 l/s
= 0,466 m/s

Feurich führt in dem Beitrag "Klosett-Anschlußleitungen DN 70, 80 oder 100? - Kleinere Nennweiten durch hydraulische Dimensionierung" [20] den Nachweis, daß Klosett-Einzel- und Sammelanschlußleitungen in den Nennweiten 70 und 80 ebenso wie die Nennweite 100 die Anforderungen an eine hydraulische Selbstreinigung erfüllen. Aus den in Tabelle 7 nach dem hydraulischen Leistungsnachweis zusammengestellten Ergebnissen - die zulässigen Betriebswerte sind fett gedruckt - werden folgende Schlußfolgerungen gezogen:

- Vergleichsweise besteht für die Nennweite 70 bezüglich Füllungsgrad und Gefälle bei Spülströmen bis 1,5 l/s der größte Verlegungsspielraum. Für die Nennweite 80 gilt dies bei Spülströmen von = 1,8 bis 2,3 l/s, für die Nennweite 100 jedoch erst bei einem Spülstrom = 2,5 l/s.

- Flach- und Tiefspülklosetts, deren Spülströme am Klosettabgang abhängig von der Spüleinrichtung weitgehendst im Bereich von 1,0 bis 1,8 l/s liegen, entsprechen daher mit einer Abgangsnennweite DN 70 besser den hydraulischen Ablaufkriterien als mit der bisher allgemein eingeführten Anschlußnennweite 100.

- Da mit einer Abgangs- bzw. Anschlußnennweite 70 gegenüber einer solchen mit DN 100 der Abflußquerschnitt um 51% (bei DN 80 um 36%) reduziert wird und der Geruchverschlußinhalt ebenfalls stark herabgesetzt werden kann, sollte neben einer hydraulischen Funktionsverbesserung auch eine Verringerung des Spülwasserverbrauchs erreichbar sein.

Tabelle 8: Versuchsergebnisse bei einer Klosett-Anschlußleitung DN 60 und einem Spülwasservolumen von 3,0 Liter bei einem wandhängenden Tiefspülklosett aus Edelstahl mit "Wassersparendem Rohrgeruchverschluß" DN 60 und Wandeinbauspülkasten [21]

Gefälle
mm/m

h/d


l/s

vT
m/s

Schwemmweglänge

Papier
m

Prüfkörper
m

5

0,5387

0,5442

0,3580

3,60

3,83

10

0,5000

0,6871

0,4959

5,80*

5,38

20

0,4700

0,8863

0,6964

5,80*

5,80*

*) Länge der Klosett-Anschlußleitung auf dem Prüfstand bis zur Falleitung.

Feurich berichtet in dem Beitrag "Das Drei-Liter-WC aus Berlin" [21], der auch Gegenstand eines Vortrags auf dem XXIV. Internationalen Kongreß für Technische Gebäudeausrüstung im November 1996 in Hannover war, über Ergebnisse experimenteller Untersuchungen der hydraulischen Funktion kleiner als nach der Norm dimensionierter Geruchverschlüsse und Entwässerungs-Anschlußleitungen von Klosettbecken. Die nach den Prüfbestimmungen der DIN 1385 durchgeführten Funktionsprüfungen wurden an wandhängenden Tiefspülklosetts aus Edelstahl vorgenommen. Im Vergleich zu der handelsüblichen Ausführung mit einem Rohrgeruchverschluß, der bei einem Innendurchmesser von 71 mm einen Sperrwasserinhalt von 1190 cm3 besitzt, wurden die Versuchsmodelle mit "Wassersparenden Rohrgeruchverschlüssen" aus Kupferrohrfittings ausgestattet, deren Innendurchmesser 50 mm und 60 mm und Sperrwasserinhalte 680 cm3 und 890 cm3 betrugen.

Tabelle 9: Zusammenstellung der Mittelwerte (M) aus den Messungen mittels Ultraschall bei Klosett II/DN 60/Druckspüler, DN 60/Spülkasten, DN 70/Spülkasten 14. 05. 97, DN 70/Spülkasten 05. 06. 97, DN 80/Spülkasten, DN 100 Spülkasten [22]

Anschlußleitung/
Spüleinrichtung

Spülwasser-
volumen
l

Gefälle

Füllungsgrade

Geschwindigkeit*)
vT
m/s

Volumenstrom*)

l/s

Rohr-
sohle
mm/m

Wasser-
spiegel
mm/m

h1/di

h2/di

DN 60/Druckspüler

3,822
3,342
3,392

10
15
20

11,63
15,87
21,43

0,567
0,476
0,487

0,454
0,415
0,388

0,540
0,597
0,690

0,764
0,710
0,802

DN 60/Spülkasten

5,000
4,500
4,000
3,500

10
15
20
20

10,39
15,00
20,29
19,36

0,494
0,449
0,410
0,354

0,464
0,449
0,390
0,399

0,498
0,582
0,645
0,612

0,653
0,698
0,664
0,582

DN 70/Spülkasten
14. 05. 97

4,500
4,000
3,500
3,500

5
10
15
20

5,35
10,33
15,03
21,49

0,422
0,363
0,405
0,404

0,403
0,345
0,404
0,321

0,377
0,490
0,632
0,720

0,585
0,620
0,955
0,943

DN 70/Spülkasten
05. 06. 97

3,000
3,000
2,500
2,500

5
10
15
20

7,22
11,60
15,60
21,30

0,454
0,419
0,398
0,405

0,330
0,330
0,365
0,332

0,428
0,535
0,627
0,722

0,622
0,732
0,877
0,968

DN 80/Spülkasten

6,000
4,500
4,000
4,000

5
10
15
20

8,54
11,31
15,70
21,53

0,478
0,401
0,383
0,396

0,336
0,349
0,355
0,335

0,503
0,561
0,658
0,769

0,928
0,926
1,062
1,225

DN 100/Spülkasten

6,000
6,000
5,000
4,500

5
10
15
20

7,05
11,81
18,15
23,86

0,323
0,335
0,349
0,314

0,249
0,270
0,234
0,174

0,471
0,632
0,770
0,805

0,966
1,399
1,596
1,347

*) Die Fließgeschwindigkeit des Wassers und der Volumenstrom wurden nach dem Wasserspiegelgefälle berechnet.

Von Interesse ist die in den verschiedenen Strömungsabschnitten der Versuchsanlage eingetretene Änderung des Spülstromes und der Fließgeschwindigkeit. Die Tabelle 8 macht dies an dem Beispiel einer Klosett-Anschlußleitung DN 60 bei einem Rohrsohlengefälle von 5, 10 und 20 mm/m sowie einem Spülwasservolumen von = 3,0 Liter deutlich. Maßgebend für die Dimensionierung der Anschlußleitung ist nämlich der sich am Klosettabgang in Abhängigkeit von deren Rohrweite, Rohrsohlengefälle und Füllungsgrad einstellende Spülstrom . Bestätigt wird auch, daß kleinere Rohrweiten vergleichsweise kleinere Grenzwerte der kritischen Fließgeschwindigkeit und des kritischen Rohrsohlengefälles ergeben (s. Tabelle 2).

Bild 5: Schematische Darstellung des Prüfstandes zur Funktionsprüfung von Klosettbecken und zur Ermittlung der Transportweite des Spülgutes in Schmutzwasser-Einzelanschlußleitungen, mit Anordnung der Meßstellen M1 und M2 zur Ermittlung der Füllhöhen des abfließenden Spülwassers mittels Ultraschall.

Feurich geht in dem Forschungsbericht "Untersuchungen zur Wassereinsparung bei der Klosettspülung und zu kleineren Rohrweiten bei der hydraulischen Dimensionierung der Zufluß- und Abwasserleitungen" [22] ausführlich auf die mittels Ultraschall durchgeführten Durchflußmessungen bei Klosett-Einzelanschlußleitungen ein. Der größte Füllungsgrad wurde nach Tabelle 9 bei einer Einzelanschlußleitung DN 60 und einem Rohrsohlengefälle von 10 mm/m mit h/d = 0,567 an der Meßstelle M1 (Bild 5) erreicht. Bis zur Meßstelle M2 erfolgte eine Verringerung des Füllungsgrades auf h/d = 0,454. Der Mittelwert (M) des kleinsten Füllungsgrades wurde nach Tabelle 10 bei einer Einzelanschlußleitung DN 100 und einem Rohrsohlengefälle von 20 mm/m mit h/d = 0,282 an der Meßstelle M1 erreicht. Bis zur Meßstelle M2 verringerte sich der Füllungsgrad auf h/d = 0,200.

Die Fließgeschwindigkeit und der Volumenstrom in den Klosett-Einzelanschlußleitungen wurden nach dem Wasserspiegelgefälle, das sich aufgrund der Meßergebnisse (s. Tabelle 9 und 10) aus den Füllungsgraden an den Meßstellen M1 und M2 ergab, rechnerisch ermittelt. Beide nehmen bei gleicher Rohrweite mit dem Wasserspiegelgefälle zu. Festzustellen ist aber auch, daß die Fließgeschwindigkeit mit zunehmender Rohrweite kaum oder nur geringfügig ansteigt, während der Volumenstrom mit dem größer werdenden Fließquerschnitt wächst.

Tabelle 10: Zusammenstellung der Mittelwerte (M) aus den Messungen mittels Ultraschall bei Klosett VI/DN 100 (di = 105 mm) / Spülkasten, l’ = 5,07 m, 4 Prüfkörper [22]

Spül-
ver-
such
Nr.

Spül-
wasser-
volumen
1

Füll-
höhen
h1/h2
mm/mm

Füllungsgrade

Gefälle

Geschwindigkeit

Volumenstrom

h1di

h2di

Rohr-
sohle
mm/m

Wasser-
spiegel
mm/m

Prüf-
körper
m/s

Wasser
m/s

VPK
l/s


l/s

1
2
3
4
5
M

5,0

33,0/21,3
29,6/21,5
29,6/19,4
27,0/22,4
28,8/20,5
29,6/21,0

0,314
0,282
0,282
0,257
0,274
0,282

0,203
0,205
0,185
0,213
0,195
0,200

20
20
20
20
20
20

23,07
22,13
22,68
21,21
22,18
22,26

0,85
0,78
0,84
0,90
0,81
0,84

0,816
0,774
0,766
0,743
0,760
0,772

1,523
1,276
1,301
1,402
1,263
1,357

1,462
1,266
1,186
1,158
1,185
1,247

1

6,0

35,9/24,6

0,342

0,234

15

17,97

0,82

0,759

1,705

1,578

1
2
3
4
5
M

5,0

34,0/25,6
32,7/19,8
30,9/19,5
31,0/21,2
32,4/18,6
32,2/21,0

0,324
0,311
0,294
0,295
0,309
0,307

0,244
0,189
0,186
0,202
0,177
0,200

15
15
15
15
15
15

17,21
18,39
18,00
17,57
18,63
17,94

0,63
0,73
0,66
0,66
0,74
0,68

0,739
0,714
0,692
0,696
0,706
0,711

1,280
1,252
1,065
1,112
1,223
1,183

1,502
1,225
1,117
1,173
1,166
1,236

1
2
3
4
5
M

6,0

40,7/23,7
33,4/22,2
27,7/23,7
31,4/26,9
28,3/23,5
32,3/24,0

0,388
0,318
0,264
0,299
0,270
0,308

0,226
0,211
0,226
0,256
0,224
0,229

10
10
10
10
10
10

14,47
12,94
11,05
11,18
11,26
12,18

0,66
0,70
0,72
0,67
0,71
0,69

0,705
0,617
0,547
0,588
0,554
0,602

1,505
1,297
1,183
1,314
1,181
1,294

1,608
1,143
0,899
1,154
0,921
1,129

*) Für Prüfkörper nach Ultraschallmessung, Meßprotokoll "WC Nr. 6/DN 100"; für Wasser nach dem Wasserspiegelgefälle berechnet

Entscheidend für die Dimensionierung von Schmutzwasserleitungen, d.h. für die Ermittlung der Rohrweite ist, daß sich der Volumenstrom nach den durchgeführten Messungen in Abhängigkeit von der Rohrweite und vom Rohrsohlengefälle als Ausgangsgröße für das maßgebende Wasserspiegelgefälle einstellt. Die Tabelle 11 bringt hierzu eine Zusammenstellung der Mittelwerte von Fließgeschwindigkeit vTM und Volumenstrom aus den Messungen mittels Ultraschall. Bei einem Spülstrom = 1,0 bis 1,3 l/s für den Druckspüler DN 20 und von = 2,3 l/s für den Wandeinbauspülkasten, am Spülrohraustritt ohne angeschlossenes Klosett und einem Spülwasservolumen von = 3,0 bis 6,0 l, tritt bis zum Eintritt in die Einzelanschlußleitung grundsätzlich eine Drosselung ein. Die Drosselung des Spülstromes wird dabei durch die relativ großen Einzelwiderstände des Spülwasserverteilers und des Geruchverschlusses sowie durch sich ändernde Strömungsarten in den verschiedenen Strömungsabschnitten einer Klosettanlage - Spülrohr, Spülwasserverteiler, Spülrand, Klosettschüssel, Geruchverschluß, Klosettabgang (s. Bild 3) - bewirkt. Sie fällt beim Spülkasten größer als beim Druckspüler aus, da Druckhöhe und verfügbare Leistung am Spülrohraustritt beim Spülkasten erheblich unter den Werten beim Druckspüler liegen. Beispielsweise erfolgte bei Klosett I mit einem "Wassersparenden Rohrgeruchverschluß" DN 50 und einer Einzelanschlußleitung DN 60 bei einem Rohrsohlengefälle von 10 mm/m vergleichsweise folgende Drosselung (s. Tabelle 9):

Spülkasten/DN 60 - 10 mm/m
= 2,3 l/s, = 0,653 l/s,
v5 = 0,498 m/s

Druckspüler DN 20/DN 60 - 10mm/m
1,1 l/s, = 0,764 l/s,
v5 = 0,540 m/s

Tabelle 11: Mittelwerte der Fließgeschwindigkeiten und der Volumenströme nach den Messungen mittels Ultraschall bei Klosett I, II, III, IV, V und VII mit Einzelanschlußleitungen DN 60, 70, 80 und 100 mit einer Länge l’ > 5,00 m und einem Rohrsohlengefälle von 5, 10, 15 und 20 mm/m [22]

Gefälle
ls
mm/m

Nennweite
DN
mm

Fließgeschwindigkeit
VTM
m/s

Volumenstrom

l/s

5

60
70
80
100

0,408
0,410
0,448
0,471

0,423
0,598
0,768
0,966

10

60
70
80
100

0,508
0,526
0,556
0,617

0,634
0,692
0,883
1,264

15

60
70
80
100

0,598
0,621
0,650
0,746

0,695
0,833
1,003
1,458

20

60
70
80
100

0,666
0,692
0,729
0,816

0,704
0,869
1,022
1,405

5 bis 20

60
70
80
100

0,408 bis 0,666
0,410 bis 0,692
0,448 bis 0,729
0,471 bis 0,816

0,423 bis 0,704
0,598 bis 0,869
0,768 bis 1,022
0,966 bis 1,458

Spülstrom und Fließgeschwindigkeit v5 in der Einzelanschlußleitung liegen für beide Spüleinrichtungen am Meßpunkt M1 dicht beieinander. Das Spülwasservolumen Vs selbst hat darauf praktisch keinen Einfluß. Die Tabelle 11 bringt hierzu eine Zusammenstellung der Mittelwerte von Fließgeschwindigkeit und Volumenstrom der geprüften sechs Klosettbecken.

Das SpülwasservolumenVS und das NachspülwasservolumenVN besitzen eine Abhängigkeit zur Rohrweite und zum Rohrsohlengefälle der Einzelanschlußleitung. Sie werden nach der vergleichenden Aufstellung der Untersuchungsergebnisse in Tabelle 12 mit zunehmender Rohrweite größer und mit zunehmendem Rohrsohlengefälle kleiner, um eine Ausspülung in die Falleitung zu erreichen.

Tabelle 12: Vergleich des bei der Ausspülung von 4 Prüfkörpern bei Klosett II, III, IV, V und VI ermittelten Spülwasser- und Nachspülwasservolumens [22]

Klosett
Nr.

Anschlußleitung

Spülwasser-
volumen
VS

I

Nachspülwasser-
volumen
VN
I

Verhältnis
VN/VS

DN
mm

IS
mm/m

II

60

10
15
20

4,5
4,0
3,5

2,81
1,69
1,57

0,62
0,42
0,45

II

70

5
10
15
20

3,0
3,0
3,0
3,0

1,87
2,06
1,98
2,05

0,62
0,69
0,66
0,68

II

80

5
10
15
20

5,0
4,5
4,0
4,0

3,30
2,91
2,72
2,56

0,66
0,65
0,68
0,64

II

100

5
10
15
20

6,0
5,0
4,5
4,5

4,47
3,29
2,51
2,62

0,75
0,66
0,56
0,58

III

60

5
10
20

5,0
4,0
3,5

2,74
2,26
2,29

0,55
0,57
0,65

III

70

5
10
15
20

4,5
4,0
4,0
4,0

2,74
2,20
2,72
2,42

0,61
0,55
0,68
0,61

III

80

5
10
15
20

5,0
4,5
4,5
4,0

3,06
2,59
2,71
2,30

0,61
0,58
0,60
0,58

III

100

10
15
20

6,0
6,0
5,0

3,59
3,87
2,92

0,60
0,65
0,58

IV

60

10
15
15

6,0
6,0
6,0

3,55
2,84
2,26

0,59
0,47
0,38

IV

70

5
10
15
20

6,0
6,0
5,0
4,0

4,13
3,93
3,06
1,96

0,69
0,66
0,61
0,49

IV

100

20

6,0

2,29

0,38

V

100

15
20

6,0
6,0

3,49
3,40

0,58
0,57

VI

60

5
5
10
15
20

5,0
4,0
5,0
3,5
2,5

3,60
2,48
2,97
1,70
0,93

0,72
0,62
0,59
0,49
0,37

VI

70

5
10
15
20

5,0
4,0
3,5
3,5

3,48
2,68
2,23
2,10

0,70
0,67
0,64
0,60

VI

80

10
15
20

6,0
6,0
4,5

3,40
3,60
2,12

0,57
0,60
0,47

VI

100

10
15
20

6,0
5,0
5,0

3,23
2,74
2,41

0,54
0,55
0,48

Fortsetzung folgt


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