Fachgerechte Auslegung von Rohrhalterungen

Dr.-Ing. Werner Ludwig* Teil 1

Den Rohraußendurchmesser ermitteln und eine maßlich dafür passende Rohrschelle aussuchen - das reicht für eine fachgerechte Installation nicht aus. Denn es sind vielfältige Aspekte zu berücksichtigen, um die geeignete Halterung festzulegen. In diesem zweiteiligen Beitrag geht es um die Fehlervermeidung bei sogenannten einfachen Halterungen.

Rohraußendurchmesser

Für die Bestellung einer Rohrschelle muss der Außendurchmesser der Rohrleitung bekannt sein. Diesen kann man aus der Zeichnung oder einer Tabelle ableiten - berechnen kann man ihn nicht! So werden beispielsweise für ein 2"-Rohr nach DIN 2440 Rohrschellen benötigt, deren Spannbereich 60,3 mm einschließt. Würde es jemand versuchen auszurechnen, so bestellt er leider eine viel zu kleine Rohrschelle (2 x 25,4 mm = 50,8 mm). Auch gibt es immer wieder "exotische" Rohre insbesondere im Edelstahlbereich oder bei ausländischer Produktion, wo dann tatsächlich nur Messen hilft.

Unterschiede zwischen Auslegung und praktischer Belastung

Das Gewicht je Halterung G wird rechnerisch sehr einfach aus dem Rohrgewicht je Meter G’ [kN/m] und Stützabstand L [m] durch Multiplikation ermittelt:

G_theor = G‘ • L

Die Werte für G‘ werden dabei häufig aus Tabellen (zum Beispiel DIN 2440) abgeleitet, wobei zu dem angegebenen Rohrgewicht für den laufenden Meter unbedingt die Wasserfüllung und das Gewicht der Isolierung zu addieren sind. Das klingt alles recht logisch, doch die Praxis ist leider "unberechenbar" komplizierter. Häufig sind die tatsächlichen Lasten viel größer, da zusätzliche Anteile wirken:

• Steigleitungen belasten waagerechte Abschnitte,

• Leitungsabgänge bringen zusätzliches Gewicht,

• Isoliergewicht ist höher als angenommen,

• Armaturen, Filter u.ä. müssen mit ihrem Eigengewicht berücksichtigt werden.

Auch während der Montage oder bei Reparaturen von Rohrleitungen werden aufgrund ungünstiger Umstände die Halterungen sehr ungleich belastet.

Die Berücksichtigung all dieser Umstände erfordert entweder komplizierte Berechnungen oder Pauschalzuschläge. In bestimmten Bereichen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen (Sprinkleranlagen) werden deshalb Richtwerte je Befestigungspunkt vorgegeben, um auch unerwartet hohe Lasten im Brandfall bereits vorsorglich einzukalkulieren.

Wie groß sind nun diese Sicherheitsfaktoren zu wählen? Im Beispiel wird ein 6"-Gewinderohr (wassergefüllt, ohne Isolierung) auf einer Länge von 20 m betrachtet:

Gesamtgewicht = 38 kg/m • 20 m = 760 kg

Bei einem konstanten Stützabstand von 4 m würde man eine theoretische Belastung je Halterung von 38 kg/m • 4 m = 152 kg rund 1,5 kN erwarten. Was passiert aber nun wirklich in der Praxis (siehe Tabelle und Bild 1)?

Normalerweise würde ein Statiker relativ ausgewogene Belastungswerte für jede Halterung ermitteln (Belastungsfall 1). Doch bereits ein zu lang abgesägter Gewindestab bringt alles durcheinander. Cäsar wäre solch ein Beispiel: Er tut eben nur so als ob..., aber er trägt in Wirklichkeit nichts. Das Rohrgewicht konzentriert sich also erheblich stärker auf die benachbarten Halter ohne dass man dies als Außenstehender sofort erkennen kann (Belastungsfall 2).

Während der Montage können kurzzeitig weitere ungünstige Umstände wirken (Bild 2): Eine Halterung fehlt momentan ganz (oder ein Monteur steht kurzzeitig auf der Leitung). Detlef ist in solch einem Fall jetzt plötzlich total überlastet (Belastungsfall 3).

Unter all diesen Umständen sollten die eingebauten Teile nicht versagen. Jedes einzelne Produkt in der gesamten Lastkette (Dübel - Gewindestift - Rohrschelle) muss also mit ausreichender Sicherheit bemessen sein, um die Gesamtfunktion der Anlage auch unter ungünstigen Randbedingungen jederzeit zu gewährleisten.

Da die Nennlasten der Produkte i.d.R. nur mit einer Sicherheit von 1,5 gegen bleibende Verformungen angegeben werden, sollte deshalb für die praktische Auslegung ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor von 2,0 berücksichtigt werden.

G_prak = 2 • G‘ • L

Einsatzbereich bestimmt Sicherheitsanforderungen

Um in der Praxis nun nicht für jede Befestigungsstelle gesonderte Nachweise führen zu müssen, ist es sinnvoll, alle Produkte einer Lastkette systematisch auszuwählen. Dabei unterscheidet man drei Bereiche:

a) ohne besondere Anforderungen, also: Befestigungen für geringe Belastung in der Haustechnik

b) öffentlicher Bereich (Krankenhaus, Rathaus, Schule, . . .), also: Standardbefestigungen für Lasten

> 1 kN mit Sicherheitsmerkmalen

c) Industriebefestigungen, also: Halterungen für erhöhte Sicherheitsanforderungen. Gerade hier sind beispielsweise ständig wiederkehrende Schwingungen (ausgelöst durch Maschinen, Fahrzeuge o.ä.) bereits bei der Produktauswahl zu beachten.

Für die Rohrbefestigung ist unbedingt der Einsatz sicherheitsgeprüfter Produkte zu empfehlen. Ein Beispiel hierfür sind Rohrschellen aus der Serie Stabil D-3G, bei denen eine von innen durchgesteckte und verschweißte Sicherheitsmutter ausreichend Sicherheit bietet (Bild 3). Und mit drei Gewindeanschlüssen (1 Außengewinde, 2 Innengewinde) gibt es auch genügend Freiräume für die Befestigung.

Sikla-Montagetechnik und Digitaler Katalog

In der Sikla-Montagetechnik (1) finden Sie zahlreiche praktische Anwendungsfälle. Und der elektronische Katalog (2) enthält sogar ein Programm zur Rohrschellenauswahl. Sie werden staunen, wie verblüffend einfach so etwas funktionieren kann. Beides erhalten Sie kostenlos.

(1) Sikla-Montagetechnik mit Beispielen zur fachgerechten Rohrmontage; Broschüre A4, ca. 200 Seiten.

(2) Digitaler Katalog zu allen Produktbereichen und Dienstleistungen von Sikla einschließlich digitaler Sikla-Montagetechnik, 1 CD

Auch die Sikla-Anwendungstechniker und Technische Berater unterstützen Sie natürlich gern bei der fachgerechten Produktauswahl und erledigen für Sie auf Wunsch auch die erforderlichen statischen Berechnungen
(Tel. 02334-958436). 

(Fortsetzung folgt) 

*) Dr.-Ing. Werner Ludwig, Referent für berufliche Bildung bei Sikla, Villingen-Schwenningen

B i l d e r :   Sikla GmbH, Villingen-Schwenningen

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