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PB-1-Rohr oder Metallrohr?

In der Vergangenheit wurden die Produkte für den Rohrleitungs- und Sanitärmarkt überwiegend aus Metall hergestellt. Doch seit der Einführung von Thermoplasten in den 1950er Jahren und dank der kontinuierlichen Verbesserung ihrer Eigenschaften ist der Marktanteil von Kunststoffen kontinuierlich auf über 60 % gestiegen. Dies ist auf die vielen Vorteile der Kunststoffrohrleitungssysteme zurückzuführen, die im Vergleich zu herkömmlichen Metallsystemen nach mehr als 60 Einsatzjahren unter dauerhaften Wärme- und Druckverhältnissen zu erkennen sind.
 

Weitere Informationen

Einführung

PB-1: Keine Korrosion, geringes Gewicht, biegsam, einfach zu handhaben und mit weniger Verschraubungen und Werkzeugen zu installieren, ohne Chemikalien und offene Flammen.

Trotz des steigenden Anteils an Kunststoffen gegenüber Metall ist der Rohrleitungsmarkt nach wie vor eine konservative Branche, in der Komponenteneinkäufer und Installateure Veränderungen oft nur zögerlich annehmen – trotz der Installations- und Lebensdauervorteile von Kunststoffrohren.

KOSTEN (niedrigere Gesamtkosten)
  • Erklärung
    - Kostenentwicklung
  • Gründe
    - Geringere Projektkosten
    - Reduzierter Wartungsaufwand über die Lebensdauer
    - Einfache und schnelle Installation
    - Robustes System mit längerer Lebensdauer

Immer mehr Planer und Auftragnehmer wissen die Vorteile und die langfristige Benutzerzufriedenheit zu schätzen, die aus der längeren Produktlebensdauer, dem geringen Wartungsaufwand und der reduzierten Kostenbasis für wettbewerbsfähige Projektangebote entstehen.

Vorteile von Kunststoffrohren gegenüber Metall: keine Korrosion, geringe (oder keine) Verkrustungen, geringes Gewicht und einfache Montage ohne komplizierte Werkzeuge, Schweiß- oder Lötarbeiten an Rohrverbindungen, aggressive Chemikalien oder offene Flammen.

Zusätzlich zu diesen offensichtlichen Vorteilen sind weitere positive Eigenschaften zu nennen, die weniger offensichtlich sind, dem Endnutzer aber einen noch höheren Wert bieten – sei es in Privatimmobilien oder in öffentlichen Gebäuden wie Hotels, Krankenhäusern, Einkaufszentren oder Flughafengebäuden.

Kunststoffrohrleitungssysteme bieten klare Vorteile gegenüber Metallsystemen; wie auf dieser Website aufgeführt, ist PB-1 (Polybuten-1) verglichen mit anderen konkurrierenden Kunststoffen das technisch fortschrittlichste Material mit der geringsten CO₂-Bilanz.
 


PB-1 oder METALLE
SYSTEMVORTEILE
 


 

Elastizitätsmodul

Die Biegsamkeit von PB-1 bietet Vorteile bei Versand, Handhabung und Installation, wodurch die Kosten erheblich gesenkt werden.

BIEGSAMKEIT (ultraflexibel)

  • Grund
    - Niedriger Elastizitätsmodul, biegsame Rohre
  • Vorteile
    - Einfacher Transport und einfache Handhabung (in Rollen)
    - Effiziente Montage (weniger Verbindungsstellen, reduzierte Vorfertigung)
    - Geringer oder kein Wasserschlag (bewertet als „Best in Class“ oder „hervorragend“)
    - Keine Dehnungsbögen erforderlich

Der Elastizitätsmodul beschreibt das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung und gibt die MPa-Steifigkeit sowie die Biegsamkeit eines Werkstoffs an. Je höher der Elastizitätsmodul, desto höher die Steifigkeit. Ein geringer Elastizitätsmodul bedeutet eine gute Biegsamkeit. PB-1 hat den niedrigsten Elastizitätsmodul aller Druckrohrwerkstoffe.

Die Biegsamkeit von PB-1-Rohren im Vergleich zu konkurrierenden Kunststoffprodukten und insbesondere im Vergleich zu starren Metallrohren bietet große Vorteile beim Versand, bei der Handhabung und bei der Installation, was wiederum die Kosten senkt.

PB-1-Rohre können als gebündelte Rollen oder leichtgewichtige vorgefertigte Zuschnitte geliefert werden. Dies bedeutet größere Rohrlängen im Vergleich zu Metallrohren, die aufgrund ihrer Steifigkeit und ihres Gewichts nur in begrenzten Längen von wenigen Metern geliefert werden können.

Aufgrund der großen Rohrlängen bei PB-1 auf flexiblen Rollen wird die Anzahl der Verbindungsstellen und Armaturen in einem PB-1-Rohrleitungssystem gegenüber Metallrohrsystemen deutlich reduziert. Das ist ein großer Vorteil hinsichtlich der erforderlichen Installationszeit. Bei weniger Verbindungsstellen erhöhen sich zudem Zuverlässigkeit und Lebensdauer.

Beim Vergleichen der Rohrleitungskosten ist zu beachten, dass die Installationskosten bei weitem der größte Kostenbestandteil eines Rohrleitungssystems sind (AMI 2018). Darüber hinaus ermöglicht die Biegsamkeit von PB-1-Rohren eine einfache Anpassung der Rohrkrümmung an die Gebäudeform oder das Umgehen von Hindernissen wie Bäumen oder ungeeigneten Böden. Das ist bei starren Metallrohren viel komplizierter.


Gewicht

Das Gewicht von PB-1-Rohren beträgt einen Bruchteil des Metallgewichts – das vereinfacht den Versand und verringert die Umweltbelastung.

GEWICHT  (niedrigere Gesamtkosten)

  • Grund
    - Geringe Dichte
  • Vorteile
    - Einfache Installation, einfacher Versand und einfache Handhabung
    - Geringer Wasserschlag
    - Optimale Ökobilanz

Die Dichte des Rohrwerkstoffs ist der entscheidende Faktor für das Gewicht eines Rohrleitungssystems. Das Gewicht von PB-1-Rohrleitungen entspricht im Vergleich entsprechender Längen und Innendurchmesser nur einem Bruchteil des Gewichts von Metallrohren. Je geringer das Gewicht, desto einfacher der Versand und die Handhabung vor Ort, sodass die Installationskosten gesenkt und die Umweltbelastung verringert werden.


Schallgeschwindigkeit

Die Körperschallemissionen in PB-1-Rohrleitungssystemen betragen weniger als 10 % derjenigen von metallischen Rohrleitungssystemen.

SCHALLÜEBERTRAGUNG (leiser)

  • Grund
    - Schallgeschwindigkeit; geringe Dichte bedeutet geringe Schallentwicklung
  • Vorteil
    - Leises System/geringer Wasserschlag

Die mechanischen Geräusche, die in den Heiz- und Kühlzyklen von Heizrohrsystemen aus Metall auftreten, werden mit PB-1-Rohrleitungssystemen fast vollständig eliminiert.

PB-1-Rohre reduzieren und dämpfen die Übertragung von mechanischen Geräuschen und Wasserschlageffekten. Die Körperschallemissionen in PB-1-Rohrleitungssystemen betragen weniger als 10 % derjenigen von metallischen Rohrleitungssystemen.


Wärmeleitfähigkeit

PB-1 ist ein Isolator, der den Energieverbrauch und die Kondensatbildung im Vergleich zu Metallrohren reduziert.

LEITFÄEHIGKEIT (niedrigere Leitfähigkeit)

  • Grund 
    - PB-1 ist ein Wärmeisolator
  • Vorteile
    - Reduzierter Energieverbrauch
    - Geringe Kondensatbildung im System
    - Milde Oberflächentemperatur während der Wartung

Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Metallrohren entspricht die Außentemperatur der Leitung ungefähr der Temperatur der geförderten Flüssigkeit. Werkstoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit wie PB-1 tragen zur Reduzierung der Wärmeübertragung in und aus dem Gebäude bei und verringern so den Energieverbrauch und die Betriebskosten.


Wärmeausdehnung

Die Wärmeausdehnung von PB-1-Rohren wird aufgrund der Biegsamkeit des Werkstoffs problemlos absorbiert, sodass Spannungen reduziert werden.

WÄERMEAUSDEHNUNG

  • Vorteil
    - Wärmeausdehnung von PB-1-Rohren aufgrund der Biegsamkeit des Werkstoffs problemlos absorbierbar

Wenn sich die Rohrtemperatur unter Betriebsbedingungen im Vergleich zu den Montagebedingungen ändert, dehnt sich das Rohr aus oder zieht sich zusammen. Das Ausmaß der Ausdehnung oder Kontraktion eines Rohrleitungssystems hängt vom linearen Dehnungskoeffizienten des Rohrwerkstoffs, der Bogenabstände und der Temperaturdifferenz ab.

Wenn sich ein Rohr ausdehnt oder zusammenzieht, können innerhalb des Systems enorme Spannung entstehen. Die Ausdehnung und Kontraktion von Rohrleitungen müssen unbedingt in der Konstruktionsphase eines Projekts bedacht werden, um Probleme zu vermeiden.

Probleme wie Verformungen oder Spannungen an den Rohrverbindungen können zu Leckagen oder zum Bersten von Rohren und Folgeschäden führen, die durch einen solchen Ausfall verursacht werden könnten.
 


Eignung für extreme Kälte

PB-1 kann noch bei Temperaturen von bis zu -10 °C bearbeitet werden.

EXTREME KÄLTE (berstfest)

  • Vorteil
    - Im Vergleich zu Metallrohren bersten PB-1-Rohrleitungssysteme unter Frostbedingungen erheblich seltener

Bei Projekten in extrem kalten Umgebungen bevorzugen Rohrleitungstechniker zunehmend PB-1-Rohrleitungssysteme statt Metall – nicht nur aufgrund der Vorteile bezüglich Handhabung, Installation und Korrosionsschutz, sondern auch wegen der deutlich selteneren Berstschäden bei Frost im Vergleich zu Metallrohren.

Zwei Projektbeispiele von PBPSA-Unternehmen illustrieren die Gründe für den Wunsch nach PB-1-Rohrleitungssystemen in Großprojekten bei Temperaturen unter null.

 In der Antarktis benötigte das italienische Forschungszentrum „Italian Research Base Antarctica“ eine zuverlässige, wartungsarme Lösung für das externe Warmwasserleitungssystem.

Die extremen antarktischen Temperaturen stellten eine große Herausforderung dar, weil in oder auf permanent gefrorenen Böden installierte Rohre schnell Risse bilden oder bersten können.

Die PB-1-Rohre „Flexalen“ von Thermaflex wurden vom National Research Council (NRC) in einer Klimakammer bei -80 °C getestet; dabei wurde eindeutig nachgewiesen, dass die Rohre bestens geeignet sind. Aktuell sind PB-1 Rohre in der italienischen Forschungsdatenbank auf fast 1 km Länge in Betrieb.

• Im Zuge des Projekts Säntis 2000 wurden die Gebäude am höchsten Gipfel des Schweizer Alpsteinmassivs renoviert und erweitert. Dabei entschied sich GF Piping Systems aufgrund des geringen Gewichts, der einfachen Installation und der Beständigkeit gegen Rissbildung und Berstschäden bei Frost für PB-1-Rohrleitungen.

Bei Minimaltemperaturen um -30 °C und Windgeschwindigkeiten von bis zu 200 km/h stand das Problem des Frostschutzes im Mittelpunkt. Für den Projekttest wurde eine PB-1-Rohrleitung mit Wasser gefüllt, mit einem Druck von 5 bar beaufschlagt und den extremen Witterungsbedingungen am Gipfel ausgesetzt. Damit sollte sichergestellt werden, dass bei einer gefrorenen PB-1-Rohrinstallation keine negativen Auswirkungen auf die Sicherheit entstehen würden.

Die Tests ergaben auch, dass es keinen Unterschied macht, ob das gesamte Rohrleitungssystem einfriert oder nur ein Teil davon. Außerdem kann PB-1 noch bei Temperaturen von bis zu -10 °C bearbeitet werden.
 


Korrosionsfrei
Geringe Verkrustung

PB-1-Rohrleitungen sind chemisch inert und haben glatte Innenflächen, sodass von Metallen bekannte Korrosionsprobleme und Verkrustung vermieden werden

KORROSIONSFREI (keine Kontamination)

  • Vorteil
    - Keine Verunreinigung des Wassers durch Korrosionsrückstände bei PB-1-Rohren

PB-1-Rohre ermöglichen vollständig korrosionsfreie Trink- und Heizungsrohrsysteme. Korrosionsfreiheit bedeutet, dass das Wasser am Wasserhahn nicht durch Korrosionsrückstände verunreinigt wird. So besteht auch bei längerem Nichtgebrauch keine Gefahr von Rostablagerungen oder Korrosion, und die Wasserqualität wird nicht beeinträchtigt.

• Korrosion, die oft in Metallrohren vorkommt (Quelle: GF Piping Systems)


GERINGE KALKABLAGERUNG UND VERKRUSTUNG (sauberes Wasser)

  • Vorteil
    - Glatte PB-1-Innenrohrflächen sind praktisch frei von Kalkablagerungen und verengen nicht

Garantiert keine Kalkablagerungen und Verkrustungen in Gegenden mit hartem Wasser – damit das Trinkwassersystem frei von Kalk bleibt. Die glatten Rohrinnenflächen mit inerten chemischen Eigenschaften verhindern Kalziumkarbonatablagerungen, sodass die Rohre sich nicht verengen und so langfristig die effiziente Erwärmung und Zirkulation des Wassers ermöglichen. Durchfluss und Komfort bleiben auf dem gleichen hohen Niveau.

• Kalkablagerungen und Verkrustungen in Metallrohren (Quelle: GF Piping Systems)


Wasserschlag

Der Wasserschlag ist in PB-1-Rohrleitungssystemen 12-mal niedriger als bei Stahl.

WASSERSCHLAG (deutlich geringer als bei Metallen)

  • Vorteil
    - Erheblich geringerer Wasserschlag in PB-1-Rohrleitungssystemen als in Metallrohren

Wasserschlag ist ein Phänomen, das in jedem Rohrleitungssystem auftreten kann, wo Ventile zur Regelung des Flüssigkeitsstroms verwendet werden.

Wasserschlag entsteht durch Druckstöße oder Hochdruckwellen, die sich in einem Rohrleitungssystem ausbreiten, wenn die strömende Flüssigkeit plötzlich zum Stillstand kommt.

Wiederholter Wasserschlag kann ein Rohrsystem zerstören. Neben der Lärmbelästigung kann Wasserschlag dazu führen, dass Rohrleitungen und Rohrverbindungen brechen, sodass das Rohr bei entsprechend hohem Druck birst.

Moderne Sanitäranlagen sind oft mit Luftkammern ausgestattet, um Schäden durch wiederholten Wasserschlag zu lindern. PB-1-Rohrleitungssysteme benötigen diese zusätzlichen Hilfseinrichtungen jedoch in der Regel nicht, da der Werkstoff den Wasserschlag absorbieren kann.

Aufgrund der geringen Dichte und der hohen Biegsamkeit ist das Vorkommen von Wasserschlag in einem PB-1-Rohrleitungssystem 12-mal geringer als in einem Stahlrohrsystem.

Dadurch werden die Akustik und die langfristige Zuverlässigkeit des Systems verbessert.
 


Umweltaspekte

PB-1-Rohrleitungssysteme erzeugen eine deutlich geringere Umweltbelastung als Systeme aus Metall und insbesondere Kupfer.

UMWELTASPEKTE (umweltfreundlicher)

  • Gründe
    - Geringere Auswirkungen auf die globale Erwärmung
    - Bessere Ökobilanz
    - Keine Installationschemikalien, Wärmequellen oder offenen Flammen
  • Vorteile 
    - Längere Systemlebensdauer
    - Geringste CO₂-Bilanz im Vergleich zu Alternativen

Nachhaltigkeit
- Erkenntnisse aus PB-1-Druckleitungssystemen

Der Europäische Verband der Hersteller von Kunststoffrohren und -formstücken (TEPPFA) at eine unabhängige Studie am Flämischen Institut für technologische Forschung (VITO) in Auftrag gegeben, um den ökologischen Fußabdruck verschiedener Kunststoffrohrleitungssysteme auf der Grundlage einer Lebenszyklusbewertung zu messen. Die Studie sollte aufzeigen, wie wichtig Kunststoffrohrsysteme für eine nachhaltige Zukunft sind, und wurde vom Nachhaltigkeitsberater Denkstatt in Österreich bestätigt.

Ein wichtiges Ziel des Projekts war, Transparenz über die Umweltauswirkungen von Kunststoffrohrleitungssystemen zu schaffen. Gleichzeitig war es ein wichtiger Schritt für die Entwicklung der Umweltproduktdeklaration für Kunststoffrohre.

  • Für den Bericht wenden Sie sich an  TEPPFA

Energieeffizienz
- Erkenntnisse aus PB-1-Druckleitungssystemen



Die Technische Universität Berlin
hat eine Analyse der Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit von druckbeaufschlagten Warmwasser- und Kaltwasserrohrleitungen durchgeführt. Dabei wurde der Gesamtenergieverbrauch für die Produktion und Installation eines Rohrleitungssystems für ein Gebäude mit 16 Wohnungen mit konkurrierenden Metall- und Kunststoffsystemen verglichen.

Die PB-1-Rohrleitungssysteme verbrauchten bei Produktion und Installation 50 % weniger Energie als die anderen Kunststoffsysteme in der Studie.

Eine wissenschaftlich fundierte, vollständige Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) ist die standardisierte Methode für einen fairen Vergleich verschiedenster Prozesse zur Berechnung der Gesamtauswirkungen: sie beginnt bei der Herstellung der Rohstoffe und der Umwandlung zum Produkt und betrachtet zudem Transport und Installation des Produkts, die Lebensdauer und schließlich die Entsorgung oder Wiederaufbereitung am Ende der Lebensdauer.

Für einen fairen Direktvergleich alternativer Werkstoffe wurde in der LCA-Studie die folgende identische Funktionseinheit für die Sanitärinstallation von heißen und kalten massiven Wandsystemen verwendet: angenommen wurde eine Lebensdauer von 50 Jahren, was der normalen Lebenserwartung eines Gebäudes entspricht.
 


Fazit

Im Vergleich zu Metallrohren bieten PB-1-Rohrleitungssysteme folgende Vorteile:

  • Kosten (niedrigere Gesamtprojektkosten)
  • Biegsamkeit (ultraflexibel)
  • Gewicht (leichter)
  • Schallübertragung (leiser)
  • Leitfähigkeit (niedrigere Leitfähigkeit)
  • Korrosionsfreiheit (sauberes Wasser)
  • Eignung für extreme Kälte (berstfest)
  • Geringe oder keine Verkrustungen (glatte Oberflächen)
  • Geringer oder kein Wasserschlag (Zuverlässigkeit, Komfort)
  • Umweltaspekte (umweltfreundlicher)

• • • • • • •

  • EINFACHERE  Lieferung, Handhabung und Installation

  • REDUZIERTER  Wartungs- und Kostenaufwand

  • LÄNGERE  Systemlebensdauer

  • REDUZIERTER  CO₂-Fußabdruck
     


 

Polybuten-1 wird häufig auch als Polybuten, PB, PB-1 oder Polybutylen bezeichnet.

Die PBPSA-Mitglieder verkaufen Polybuten-1 nicht für Rohrleitungsanwendungen, die für den Gebrauch in Nordamerika vorgesehen sind, und den Kunden und Händlern dieser Parteien ist es untersagt, aus PB-1 hergestellte Produkte für den Gebrauch in Rohrleitungsanwendungen für Nordamerika zu verkaufen.
 

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