Das Interhyp-Prinzip

Über die Bewässerung eines Gartens

By , 8. Mai 2015 18:24

Irgendwie ist es schon faszinierend.

Früher gab es nichts wichtigeres als die nächste Party oder wer mit wem gerade geht. Erwachsenen-Themen wie Behördenkram, Steuern oder gar Gartenarbeit haben höchstens zu einer Reaktion geführt: einem akuten Schlafanfall. Was war das damals aber auch zum Gähnen langweilig.
Aber kaum hat man ein eigenes Haus gebaut, gibt es kaum spannendere Themen. Na gut, die Steuern nehme ich mal aus. 😉

Verwundert bin ich nur nach wie vor, an welchen Ecken und Kanten man auf Fragen und Probleme stößt, über die man sich nie zuvor im Leben Gedanken gemacht hat. Die Gartenbewässerung ist so ein Fall.
Eigentlich ist doch alles ganz einfach: ich nehme meinen Schlauch, schließe ihn am Wasserhahn an, drehe denselben auf und schon fließt Wasser. Eigentlich ganz einfach oder?
Aber was macht man, wenn man noch gar keinen Schlauch hat? Tja, da steht man ganz schnell auf selbigem. Der Blick in die Regale der Baumärkte zeigt ganz schnell, dass es eine riesige Auswahl an unterschiedlichsten Produkten gibt, um ein bisschen Wasser über den heimischen Garten zu verteilen. Und wie es der geneigte Leser mittlerweile von mir kennt, muss ich das Ganze natürlich mal wieder im Detail betrachten, ich will ja nicht die Katze im Sack kaufen. 🙂 Eines möchte ich vorneweg nehmen: es gibt eine Vielzahl an Bewässerungsautomaten, die über vielfältige Tröpfel- und Sensorsysteme den Garten vollautomatisiert mit Wasser versorgen. Auf all das habe ich bewusst verzichtet.
Und zwar aus zwei Gründen: zum einen muss in unseren Breitengraden nur vergleichsweise selten gewässert werden. Der übliche Niederschlag reicht vollkommen aus und die Verdunstung hält sich auch in engen Grenzen. Bis auf ein paar Wochen typischerweise im Sommer muss man eigentlich gar nicht gießen. Der technische und finanzielle Aufwand für diese kurze Zeit ist mir zu hoch. Andererseits möchte ich mich in meinem Garten auch nicht von Anfang an zum Sklaven der Technik machen, ein bisschen Handarbeit tut gut.
Mal sehen, was ich in ein paar Jahren davon halte. 😉

Gartenschlauchtheorie

Anfangs wollte ich eigentlich nur wissen, was der Unterschied zwischen einem 13mm- und einem 19mm-Schlauch (am Rande erwähnt: 13mm = 1/2″ und 19mm = 3/4″, wobei die Anführungsstrichelchen für die englische Einheit Zoll bzw. Inch stehen. Ein Zoll ist ungefähr 2,54cm) ist. Wann nehme ich das eine und wann das andere? Und machen diese 6mm überhaupt einen so großen Unterschied?

Als ich dann nach ein wenig Recherche mich tatsächlich dabei erwischt habe, wie ich Skripte zur Strömungslehre aus dem Physik-Studium einer Hochschule las, musste ich mich dann doch ein wenig bremsen. Ist vielleicht ein wenig viel Theorie für einen Blogeintrag. 🙂
Denn die Herleitung der Bernoulli-Gleichung, den Unterschieden und Zusammenhängen zwischen statischem und dynamischem Druck oder die Definitionen für stationäre, laminare, turbulente oder inkompressible Strömungen kann man mögen, muss man aber nicht. Und wer sich jetzt denkt: „Pah, was für ein Weichei!“ der darf gerne hier weiterlesen. Ich warte auch so lange.

Schon fertig? Na, das ging ja schnell. 😀
Aber mal Hand aufs Herz: den Link hat keiner angeklickt, oder?

Ist ja auch egal. Denn im Rahmen meiner Recherchen habe ich jedenfalls einen wichtigen Grundsatz gelernt: Strömung innerhalb einer Röhre (und das ist auf technischer Ebene ein Gartenschlauch) verursacht an der Wand der Röhre (die Schlauchwand) Reibung. Der Bereich, in dem die Reibung entsteht heißt Grenzschicht. Und nur im Inneren der Röhre kann die Flüssigkeit frei fließen. In der Grenzschicht hingegen wird die Flüssigkeit abgebremst (je schneller die Strömung, desto stärker die Bremskraft).
Einen ersten Hinweis auf die Bedeutung zwischen 13mm und 19mm Schlauchdurchmesser gibt die Tatsache, dass die Dicke der Grenzschicht linear wächst, die Fläche im Querschnitt, durch den die Flüssigkeit frei fließen kann, jedoch quadratisch wächst. Nur zur Erinnerung: die Fläche eines Kreises f ist in Abhängigkeit vom Radius r: f=\pi * r^2

Neben dem Durchmesser einer Röhre gibt es aber noch einen zweiten wichtigen Faktor für den Reibungsverlust: die Länge einer Röhre.

Die Summe dieser Reibungsverluste äußern sich in einem Widerstand, den das Wasser auf dem Weg zum Ende der Röhre (typischerweise die Spritze an einem Gartenschlauch) überwinden muss. Ist der Druck, mit dem die Flüssigkeit am Anfang eingespeist wird, nicht mindestens so hoch wie der Widerstand, der überwunden werden muss, kommt am Ende nichts mehr an.

Und was heißt das jetzt konkret? Das zeige ich euch im nächsten Abschnitt.

Entscheidung zwischen 13mm- und 19mm-Schlauchsystem

In einem typischen Haushalt wird das Wasser mit ca. 4 – 5 bar eingespeist bzw. ist mit diesem Druck an der Zapfstelle verfügbar.

Damit kann man schon mal ganz gut rechnen, finde ich. Zum Glück müssen wir das nicht per Hand machen, sondern nehmen einen praktischen Online-Rechner dafür. Den gibt es unter http://www.druckverlust.de/Online-Rechner/

Zunächst mal müssen wir ein paar Werte einsetzen:

  • Gruppe: gerade Rohre
  • Untergruppe: Kreisrohr (beides im Standard so eingestellt
  • Rohrdurchmesser D: 13 oder 19 mm
  • Rohrlänge L: die Länge des zu berechnenden Gartenschlauches, z.B. 10, 15, 25, oder 50 Meter
  • Rohr-Rauhigkeitswert: ein Wert zwischen 0,0013 und 0,03mm, je nachdem ob es ein neuer oder ein gebrauchter Schlauch ist. Der Unterschied ist letzten Endes eher gering, ich habe deshalb immer mit 0,03mm gerechnet
  • Volumenstrom: hier habe ich 1m^3/h angenommen, also in etwa 1.000 Liter pro Stunde
  • Bei Dichte und dynamische Viskosität habe ich die Standardwerte übernommen (998,206kg/m^3 bzw. 1001,61*10^-6 kg/ms)

Je nach Länge und Rohr- bzw. Gartenschlauchdurchmesser erhält man dann folgende Ergebnisse:

 Durchmesser des Schlauches
Länge des Gartenschlauches in m13mm19mm
10m0,49 bar0,07 bar
15m0,73 bar0,11 bar
20m 0,98 bar0,15 bar
25m 1,22 bar0,19 bar
30m1,46 bar 0,22 bar
50m2,44 bar0,37 bar

Ich denke anhand dieser Tabelle wird sehr schnell klar, wie groß der Unterschied zwischen einem 13mm- und einem 19mm-Schlauch ist, auch wenn der Unterschied im Durchmesser nur 6mm beträgt! Bei 50m Länge verliert man nahezu die Hälfte des gesamten Wasserdrucks nur durch Schlauchreibung!
Genauso klar ist aber auch, dass es keinen Sinn macht für Schläuche von 10 oder 15m auf das 19mm-System umzusteigen.

Denn hier kommen wir zur Krux der ganzen Geschichte: es macht keinen Sinn, 19mm-Schläuche einzusetzen und den Rest der Ausstattung auf 13mm zu belassen. Vielmehr muss das gesamte System, angefangen vom Hahnstück über den Schlauch, die Kupplungs- und Schlauchstücke bis hin zu den Spritzdüsen auf die 19mm ausgelegt sein!

Meine Entscheidung war jedenfalls sehr schnell getroffen: 19mm werden es sein!
Da die langen Schläuche auch gewichtsmäßig einiges hermachen, habe ich auf einen 50m-Schlauch verzichtet und stattdessen einen 25m-Schlauch erworben. Um auch in die hintersten Ecken des Grundstücks zu gelangen, habe ich noch einen zweiten Schlauch, der 12m misst.

Produktauswahl zur Gartenbewässerung

Grau ist alle Theorie, bisher weiß ich nur, welchen Durchmesser der Schlauch haben soll. Welche Produkte brauche ich denn jetzt genau?

Für die Marke habe ich mich recht schnell entschieden: Gardena. Ein Hersteller, den ich schon von Kindesbeinen an kenne, der also schon sehr lange auf dem Markt ist. Die Erfahrungen meiner Eltern, die seit 30 Jahren mit einem Schlauch auskommen und die unseres Gartenbauers, der auch auf Gardena schwört haben mich überzeugt. Außerdem kann ich hier auch sicher sein, das passende Equipment zu erhalten, insbesondere für das 19mm-System.
Das läuft bei Gardena übrigens unter dem Namen „ProfiSystem“.

Wenn man noch nichts hat, ist die Liste der angebotenen Komponenten und des verfügbaren Zubehörs doch recht umfangreich. Fangen wir deshalb mal vorne, beim Wasserhahn an:

  • Am Wasserhahn braucht es ein passendes Hahnstück mit 19mm Ausfluss. Hier muss man noch bei dem Eingangsdurchmesser unterscheiden: 1-Zoll-Gewinde oder 3/4-Zoll-Gewinde. Im normalen Hausbau dürfte das 3/4-Zoll-Gewinde vorzufinden sein.
  • Bevor man den Schlauch anschließen kann, braucht es Schlauchstücke. Hier empfiehlt sich meiner Meinung nach pro Schlauch ein normales Schlauchstück und ein Schlauchstück mit Regulierstopp. Mit letzterem kann man bequem vor einem Gerätewechsel den Wasserfluss abstellen, ohne zum Hahn laufen zu müssen oder Wasser zu vergeuden.
    Vorsicht übrigens bei den klassischen Schlauchstücken: hier gibt es welche, die auf einen 19mm-Schlauch passen, jedoch nur 13mm-Geräte aufnehmen!
  • Wenn man mehr als einen Schlauch hat, lohnen sich auch ein oder mehrere Kupplungsstücke.
  • Kommen wir nun zum längsten Bauteil: dem Schlauch. Ich empfehle die Variante „Flex“ oder „HighFlex“. Diese sind griffiger und stabiler gebaut als die Classic-Variante. Die SuperFlex-Variante empfinde ich persönlich als zu teuer.
  • Jetzt braucht es nur noch die passenden Wasserverteiler. Im Profi-System ist die Auswahl recht gering:
    • Die klassische Spritze
    • Den Gießstab,den ich persönlich bevorzuge. Ich habe die gleichen Möglichkeiten wie bei der Spritze (enger oder weiter Strahl), kann aber zusätzlich eine weiche Brause einstellen, bei der empfindliche Pflanzen nicht beschädigt werden.
  • Zum Anschließen von Geräten, die es nicht im ProfiSystem gibt, empfehle ich noch ein Set aus kurzem 0,5m-Schlauch in 13mm (gibt’s häufig als Konfektionsware im Baumarkt), einem Adapter auf 13mm (eine sogenannte „Reduzierungskupplung“) sowie zwei Premium-Schlauchstücken in 13mm.

Wasser marsch!

Solchermaßen ausgestattet mache ich mich jetzt gerne an die Bewässerungsarbeit! Gerade mit dem Gießstab geht die Arbeit leicht von der Hand. Man muss schon fast aufpassen, nicht zu viel Wasser zu verteilen, wenn man kurz auf einer Stelle anhält. Größere Flächen lassen sich leicht gleichmäßig befeuchten, ohne dass man sich die Beine in den Bauch steht oder empfindliche Pflanzen beschädigt werden.

In diesem Sinne: auf einen heißen Sommer!

12 Responses to “Über die Bewässerung eines Gartens”

  1. Thomas sagt:

    Hi,
    also ich habe das Skript gelesen :).

    Bei all der Theorie sei erwähnt, dass die Schlauchkrümmung auch zum Druckverlust beiträgt, sowie jedes Kupplungsstück bzw. Anbauteil. Je enger die Kurve, desto größer wird der Druckverlust, auch wenn in den meisten Fällen nicht spürbar. Im Rohrleitungsbau wird daher versucht, sowenig Bögen einzusetzen, wie möglich.

    Gruß
    Thomas

    • Christoph sagt:

      Hey, ein aufmerksamer Blogleser. 😀

      Und klar, Du hast natürlich Recht!
      Das war dann allerdings auch ein Punkt, an dem ich mir ein wenig Vereinfachung gegönnt habe. Genauso wie bei dem Druckverlust /-gewinn durch Höhendifferenzen. Oder dem Kontinuitätsgesetz für inkompressible Strömungen.
      Denn es geht immerhin nur um einen Gartenschlauch und nicht um einen professionellen Rohrleitungsbau. 😉

      Dennoch natürlich vielen Dank für den Hinweis!

      viele Grüße
      Christoph

      • Thomas sagt:

        Hallo Cristoph,

        ich finde es toll, dass du dir so viel Mühe hierbei gemacht hast. Die wenigsten Hausbesitzer denken darüber nach bzw. kennen die Hintergründe.
        Auch finde ich die Darstellung gut für alle, die Mischinstallationen (13″ & 19″) einsetzen.

        Gruß
        Thomas

  2. David sagt:

    Hallo,
    ich bin gerade zufällig, auf der Suche nach einem Garten-Bewässerungssystem, auf Eure Seite gestoßen. Sehr informativer Artikel 🙂
    Weiter so

  3. Michael sagt:

    Wenn man zum ersten Mal ein Haus baut, dann kommen tatsächlich viele neue Dinge auf einen zu. Egal ob es um den Kanal oder um die Förderungen geht. Ich persönlich möchte aber trotzdem nie unbedingt ein Haus gegen eine Wohnung tauschen, die Freiheiten sind dann doch die große Stärke, die ich nicht unbedingt hergeben würde. Schöner Blog.

  4. Hias' sagt:

    Hi. Ja, so eine Gartenbewässerung ist schon was Feines. Geht mir übrigens im Baumarkt auch immer so – da wird nie die Katze im Sack gekauft. Auch ich bin bei meiner Bewässerungslösung nicht einfach auf den 0815-Schlauch an der Wasserleitung gegangen. Eine schöne Pumpe musste es schon sein. Man soll ja auch seinen Spaß beim Gießen haben 🙂

  5. Alu sagt:

    War mir alles noch gar nicht so bewusst. Aber da wir bald auch unser erstes Haus bauen, bin ich über solche hilfreichen Beiträge natürlich total dankbar!

  6. Hi,
    wir sind zwar noch lange nicht soweit uns über solche physikalischen Grundlagen Gedanken zu machen, aber irgendwie wollte ich wissen wie man sich so sehr zu der simplen Frage – ob 13mm oder 19mm – auslassen kann 🙂 Auch wenn ich das Skript nicht angeklickt habe. Jetzt freue ich mich irgendwie auch schon auf den Garten …

  7. Marco sagt:

    Danke für die Tipps 🙂

  8. connie sagt:

    Christoph bis jetzt hatte ich keine Ahnung dass es zwei unterschiedliche Durchmesser gibt. Ich war auf Amazon, habe auf Gartenschlauch geklickt, die maximale Länge angeschaut und das Ding gekauft. Leider sind wir schon beim dritten Gartenschlauch weil sie ungefähr nur ein Jahr halten und dann trotz Fahrradschlauchpflaster Löcher bekommen. Hättest Du auch mal eher schreiben können.

  9. Andy sagt:

    Hallo Cristoph,

    du bist verrückt 🙂 Wenn du jede Entscheidung mit solch einer Akribität angehst wie die Entscheidung über die Dicke des Gartenschlauches …

    Mein Respekt, dass du dich sogar in ein Hochschul-Skript eingelesen hast. Strömungsmechanik dürfte ich auch vor einiger Zeit lernen und du gibts eig. alles richtig wieder. Eins hast du aber vernachlässigt. Du nimmst zur Berechnung des Druckverlustes konstant 1.000 Liter pro Stunde an. Der Wasserstrom ist jedoch wiederum abhängig vom Druckverlust. Bei Gartenpumpen bspw. von Gardena sind eig. immer Diagramme in der Anleitung, welche die Pumpenkennlinie zeigen (zeigt Austrittsdruck bei jeweiligen Wasserstrom). Genauso eine Kennlinie kann man auch für den Druckverlust eines Bewässerungssystem, in dem Fall den Gartenschlauch aufstellen (einfach den Druckverlust bei verschiedenen Wasserströme mit dem von dir verlinktem Druckverlustrechner bestimmen und in ein Diagramm eintragen). Der Schnittpunkt aus Pumpenkennlinie und Anlagenkennlinie (Schlauch) ist dann der Förderpunkt, der dir den Wasserstrom angibt.
    Die Anlagenkennlinie ist aber von so viel abhängig: langer oder kurzer Schlauch, dicker oder dünner Schlauch, Knicke, Krümmungen, Fittinge, Düsen, Sprinkler, Höhendiffernezen … Und diese Parameter können sich ja immer änder je nachdem was man anschließt an den Wasserhahn.

    Kurz gesagt: man kann sich da einen Wolf rechnen.
    Als Faustregel, was auch aus deinem Beitrag vorgeht, kann man aber sagen, je länger der Schlauch desto größer sollte der Durchmesser sein, weil sonst die Druckverluste zu hoch werden und der Wasserstrom demzufolge abnehmen würde.

Leave a Reply

Panorama Theme by Themocracy