Minder drukverlies door het betere bochtenwerk
Een (leidingwater)installatie is vaak te vergelijken met een lastig formule 1-parcours, waarin rechte stukken worden afgewisseld met chicanes en haakse bochten. Je hoeft geen Max Verstappen te zijn om te weten dat de snelheid in zo’n haakse bocht drastisch wordt verlaagd. Datzelfde geldt voor installaties waar haakse fittingen voor een forse verhoging van de weerstand zorgen. Weerstand die drukval veroorzaakt. In hoeverre dat drukverlies als storend wordt ervaren, hangt af van het ontwerp van de installatie. En juist daar is de installateur nauw bij betrokken. Tijd voor het betere bochtenwerk.
Drukverliezen in installaties zijn voor installateurs een bekend fenomeen. Voor velen geldt als stelregel: hoe groter de installatie, hoe groter de drukverliezen. Die stelregel is waar, maar ook in kleinere installaties kunnen de drukverliezen oplopen. Vernauwingen in de fittingen zijn daar vaak de oorzaak van. Vernauwingen die bovendien per leidingsysteem en per materiaalsoort kunnen verschillen. Reden om juist bij het ontwerp van (leidingwater)installaties uit te gaan van de reële weerstandswaarden. Dat is ook wat de regelgeving van de vernieuwde NEN 1006 nastreeft. De fabrikant van fittingen krijgt daarbij een belangrijke rol: die zou per slot van rekening moeten weten wat de reële weerstand van zijn fittingen bij een bepaalde stroomsnelheid is. Daarbij moet wel op een aantal zaken worden gelet. Verderop in dit artikel wordt daarop ingegaan. We beginnen met de achtergronden van de drukverliezen.
Drukte over drukverlies
Waarom al die drukte over drukverliezen? Eigenlijk is dat vrij eenvoudig. Drukverliezen in leidinginstallaties kunnen ervoor zorgen dat de vereiste volumestroom op het tappunt niet wordt gehaald – uiterst vervelend voor de gebruiker. Datzelfde geldt voor de grote en sterk wisselende drukverschillen die kunnen optreden tussen de koud- en warmwateraansluiting van thermostatische mengkranen. Als gevolg daarvan kunnen onbeheersbare schommelingen optreden in de mengwatertemperatuur. En tenslotte zorgen de vernauwingen ook voor extra stromingsgeluid dat in sommige gevallen een serieuze storingsbron is.
Aan de andere kant heeft het rekening houden met zeta-waarden bij de berekening van de installatie ook gevolgen. Dat geldt zeker wanneer veel met (haakse) knieën wordt gewerkt in plaats van ronde bochten. Wordt een verkeerd systeem gekozen, uitgegaan van de verkeerde weerstandswaarden of klakkeloos van het ene op het andere systeem overgestapt, dan leidt dat tot problemen met de installatie. De dimensies moeten ruimer worden genomen waardoor de kosten hoger zijn. Ruimere dimensies betekent ook: meer montagetijd en meer montageruimte. Om nog maar te zwijgen van het grotere watervolume in de buisleidingen en daarmee de langere stagnatietijden. De kans op microbiële vervuiling wordt daarmee aanzienlijk groter.
Weerstandswaarden
Veel van de hiervoor genoemde klachten rondom drukverliezen vinden hun oorsprong al bij het ontwerp van de installatie. Worden hier verkeerde weerstandswaarden (zeta-waarden) gehanteerd, dan leidt dat ongetwijfeld later tot klachten. Zo zijn er gevallen denkbaar waarbij er na ingebruikname van de leidinginstallatie nauwelijks een druppel water uit de kraan komt. De fraai ogende weerstandswaarden die de fabrikant opgaf, bleken in de praktijk toch niet te kloppen. Het resultaat? Tijdrovende, storende en daarmee kostbare herstelwerkzaamheden. Waar kunnen dergelijke drukverliezen optreden? Allereerst natuurlijk in toestellen en appendages. Maar daarnaast zijn de buizen maar vooral fittingen (koppeling, bocht, T-stuk, …) belangrijke installatieonderdelen waar drukverliezen optreden. Voor buizen geldt dat de drukverliezen worden bepaald door de inwendige diameter van de buis. Een kleinere inwendige diameter betekent een groter drukverlies. Daarbij is het wel belangrijk om te beseffen dat niet ieder materiaal dezelfde buisdikte heeft; die van kunststof is bijvoorbeeld aanzienlijk groter dan die van bijvoorbeeld koper.
Praktische tipsDe installateur die zelf aan het stuur wil blijven, doet er verstandig aan om niet klakkeloos een systeem of fitting te kiezen, maar zich goed te laten informeren door de fabrikant over verschillende aspecten. Daarbij kan worden gedacht aan: |
Drukverliezen in fittingen
De drukverliezen door fittingen zijn wat complexer. Hier zijn de stroomsnelheid van het water in de buis en de som van de zeta-waarden bepalend. Deze laatste, de weerstandswaarde, is afhankelijk van de vorm, ruwheid en de vernauwing van de verbinding zelf en in de fitting. De vernauwing is voor ieder type leidingsysteem en fitting verschillend. Draadfittingen van verzinkt staal, koperen soldeerfittingen en koperen persfittingen kennen bijvoorbeeld geen vernauwing van de diameter en hebben door hun ronde bochtvorm goede doorstromingseigenschappen. De weerstandswaarde voor dergelijke fittingen bedraagt veelal minder dan 2, terwijl het drukverval bij een stroomsnelheid van 2m/s circa 40 mbar is. Buitengewoon weinig dus. De knievormige fittingen die we tegenkomen in kunststofleidingsystemen hebben door de haakse vorm slechte doorstromingseigenschappen. De diameter is bovendien aanzienlijk vernauwd, waardoor de drukverliezen hoog zijn. Zeta-waarden van meer dan 15-20 zijn hier geen uitzondering. Datzelfde geldt voor het drukverval bij een stroomsnelheid van 2 m/s, dat kan oplopen tot wel 300 mbar. Dit onderstreept nog eens het belang om met bochten in plaats van knieën te werken. De ronde vorm van bochten zorgt voor een betere doorstroming en daarmee voor een lagere weerstand.
Grotere rol fabrikant
Om de gevolgen van drukverliezen te beperken, werd in het verleden gewerkt met toeslagen op de weerstandsberekening. De vernieuwde NEN 1006 stelt echter dat voor de praktijk moet worden uitgegaan van reële weerstandwaarden. Deze kunnen bij de fabrikant worden opgevraagd. Het is daarbij echter wel van belang om te controleren wat de uitgangspunten (stroomsnelheden) zijn geweest bij de bepaling van de weerstandswaarde. Hiervoor is in Nederland nog geen speciale meetmethode gedefinieerd. In Duitsland is daarentegen wel al een richtlijn beschikbaar: de DVGW-richtlijn W575 (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches). Hierin staat beschreven hoe zeta-waarden van fittingen in leidingwaterinstallaties betrouwbaar en nauwkeurig kunnen worden gemeten. Dergelijke laboratoriumtesten bieden daarnaast de basis voor verdere verbeteringen. Een test kan immers aanleiding geven om een fitting verder te stroomlijnen of de gladheid te verbeteren dan wel de vernauwing te verminderen. Waar met de huidige productieprocessen voor kunststof of messing fittingen alleen haakse knieën mogelijk zijn, bieden koper, roestvast staal en gegoten brons veel meer mogelijkheden voor optimalisatie •
