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Der '''Meter Wassersäule''' (Abkürzung mH<sub>2</sub>O oder auch mWS<ref name="BögeSchlemmer2011">{{cite book|author=Alfred Böge, Walter Schlemmer|title=Aufgabensammlung Technische Mechanik|url=https://books.google.com/books?id=MyUEjBdJudEC&pg=PA216|accessdate=5. August 2013|date=1. Januar 2011|publisher=Springer DE|isbn=978-3-8348-8115-1|pages=216}}</ref>) ist eine nicht [[Internationales Einheitensystem|SI]]-konforme Einheit zur Messung des [[Druck (Physik)|Drucks]]. Ein Meter Wassersäule entspricht einem [[Kilopond|Megapond]] pro Quadratmeter und damit unter [[Normfallbeschleunigung]] 9, | Der '''Meter Wassersäule''' (Abkürzung mH<sub>2</sub>O oder auch mWS<ref name="BögeSchlemmer2011">{{cite book|author=Alfred Böge, Walter Schlemmer|title=Aufgabensammlung Technische Mechanik|url=https://books.google.com/books?id=MyUEjBdJudEC&pg=PA216|accessdate=5. August 2013|date=1. Januar 2011|publisher=Springer DE|isbn=978-3-8348-8115-1|pages=216}}</ref>) ist eine nicht [[Internationales Einheitensystem|SI]]-konforme Einheit zur Messung des [[Druck (Physik)|Drucks]]. Ein Meter Wassersäule bei 4 °C entspricht einem [[Kilopond|Megapond]] pro Quadratmeter und damit unter [[Normfallbeschleunigung]] 9,806 65 [[Pascal (Einheit)|kPa]] (rund 0,1 [[Bar (Einheit)|bar]]). Die Einheit ist in der [[Bundesrepublik Deutschland]] seit 1. Januar 1978 keine [[gesetzliche Einheit]] mehr. Sie wird weiterhin verwendet, hauptsächlich im Sanitärbereich, im [[Orgelbau]], für Dichtigkeitsangaben (z. B. für [[Zelt]]häute) und in der Medizin bei der [[Beatmung|maschinellen Beatmung]]. Die Form der Wassersäule oder des mit Wasser gefüllten Rohres ist für den [[Hydrostatischer Druck|hydrostatischen Druck]] unwesentlich, siehe [[Hydrostatisches Paradoxon]]. | ||
Neben der Angabe in mWS oder mH<sub>2</sub>O sind je nach Messgröße auch Angaben in mmWS<ref name="BögeSchlemmer2011" /> (bzw. mmH<sub>2</sub>O) bzw. cmWS (bzw. cmH<sub>2</sub>O<ref name="Hein2007">{{cite book|author=Bernd Hein|title=Altenpflege konkret Gesundheits- und Krankheitslehre|url=https://books.google.com/books?id=Y4fAJMsVWsAC&pg=PA8|accessdate=5. August 2013|year=2007|publisher=Elsevier,Urban&FischerVerlag|isbn=978-3-437-27710-8|pages=8}}</ref>) üblich. | Neben der Angabe in mWS oder mH<sub>2</sub>O sind je nach Messgröße auch Angaben in mmWS<ref name="BögeSchlemmer2011" /> (bzw. mmH<sub>2</sub>O) bzw. cmWS (bzw. cmH<sub>2</sub>O<ref name="Hein2007">{{cite book|author=Bernd Hein|title=Altenpflege konkret Gesundheits- und Krankheitslehre|url=https://books.google.com/books?id=Y4fAJMsVWsAC&pg=PA8|accessdate=5. August 2013|year=2007|publisher=Elsevier,Urban&FischerVerlag|isbn=978-3-437-27710-8|pages=8}}</ref>) üblich. | ||
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== Definition == | == Definition == | ||
Ein Druck von 1 | Ein Druck von 1 [[Meter]] Wassersäule war ursprünglich definiert als derjenige Druck, der dem [[Hydrostatischer Druck|hydrostatischen Druck]] in 1 Meter Wassertiefe entspricht. Das Wasser hat bei 4 °C seine maximale Dichte von 999,972 kg/m<sup>3</sup> <ref>[https://books.google.de/books?id=ks1j-DMW8hwC&pg=PA206&dq=%22Dichte+von+Wasser%22&hl=de&sa=X&ei=42IMT_TvA86CtQaa58GbBA&ved=0CEoQ6AEwAw#v=onepage&q=%22Dichte%20von%20Wasser%22&f=false Dichte von reinem Wasser]</ref> (mit zwei Nachkommastellen weniger sind das 1000,0 kg/m<sup>3</sup>). Da die Dichte des Wassers [[Eigenschaften des Wassers#Dichte und Dichteanomalie|temperaturabhängig]] ist und schon bei 32 °C auf 995,02 kg/m<sup>3</sup> abgesunken ist, wären Messungen des Drucks über die Wassertiefe allenfalls dann geeignet, wenn ein [[Messfehler]] von 0,5 % toleriert werden kann. Zu höheren Temperaturen hin wächst die Abweichung stärker an. | ||
Um von der Dichte des Wassers unabhängig zu sein, ist festgelegt:<ref>DIN 1301, Teil 3: ''Einheiten – Umrechnung von Nicht-SI-Einheiten'', 2018</ref> | |||
:1 mWS = 98,0665 mbar | |||
== Umrechnungen == | == Umrechnungen == | ||
* 1 mmH<sub>2</sub>O = [[Erdbeschleunigung|9, | * 1 mmH<sub>2</sub>O = [[Erdbeschleunigung|9,806 65]] [[Pascal (Einheit)|Pa]] | ||
* 10 mmH<sub>2</sub>O = 1 [[Kilopond|p]]/[[Zentimeter|cm]]<sup>2</sup> = 98,0665 Pa | * 10 mmH<sub>2</sub>O = 1 [[Kilopond|p]]/[[Zentimeter|cm]]<sup>2</sup> = 98,0665 Pa | ||
* 1 mH<sub>2</sub>O = | * 1 mH<sub>2</sub>O = <math>\mathrm{\frac{\rho_{H2O}}{\rho_{Hg}}}\cdot</math>1000 [[mmHg]] ≈ 73,556 mmHg = 73,556 [[Torr]] | ||
* 1 mH<sub>2</sub>O = | * 1 mH<sub>2</sub>O = 9,806 65 [[Kilopascal|kPa]] = 98,0665 [[Hektopascal|hPa]] = 98,0665 [[Millibar|mbar]] | ||
* 10 mH<sub>2</sub>O = 1 [[Technische Atmosphäre|at]] = 1 [[Kilopond|kp]]/[[Zentimeter|cm]]<sup>2</sup> = 98,0665 | * 10 mH<sub>2</sub>O = 1 [[Technische Atmosphäre|at]] = 1 [[Kilopond|kp]]/[[Zentimeter|cm]]<sup>2</sup> = 98,0665 kPa ≈ 0,967 84 [[physikalische Atmosphäre|atm]] | ||
== Wasserdichtheit == | == Anwendungen == | ||
=== Wasserdichtheit === | |||
Die Wassersäule ist auch eine Maßeinheit, um die [[Wasserdichtigkeit]] z. B. von technischen Geweben ([[Zelt]]e, Funktions- und [[Regenbekleidung]]) anzugeben. | Die Wassersäule ist auch eine Maßeinheit, um die [[Wasserdichtigkeit]] z. B. von technischen Geweben ([[Zelt]]e, Funktions- und [[Regenbekleidung]]) anzugeben. | ||
Die DIN EN | Die DIN EN ISO 811:2018 regelt die Methode zur Bestimmung des Widerstandes gegen das Durchdringen von Wasser. Durchzuführen ist folgender „Hydrostatischer Wasserdruckversuch“: Die Außenseite des Materials wird dem Wasser ausgesetzt. Der Wasserdruck beginnt bei Null, die Wassersäule steigt je nach Norm um 100 mmWS oder 600 mmWS pro Minute. Gemessen wird die Zeit, bis der dritte Tropfen auf der Innenseite zu sehen ist. Der Druck, der zu diesem Zeitpunkt wirkt, wird dann in Millimeter Wassersäule angegeben. | ||
Nach der europäischen Norm EN 343:2003 („Schutzkleidung gegen Regen“) ist ein Produkt mit Wassersäule ab 800 mm „wasserdicht (Klasse 2)“ und ab | Nach der europäischen Norm EN 343:2003 („Schutzkleidung gegen Regen“) ist ein Produkt mit Wassersäule ab 800 mm „wasserdicht (Klasse 2)“ und ab 1300 mm „wasserdicht (Klasse 3)“. Die [[Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt]] (EMPA) in St. Gallen in der Schweiz geht davon aus, dass ein Funktionsmaterial ab einer Wassersäule von 4000 mm wasserdicht ist. Beim Sitzen auf feuchtem Untergrund wird ein Druck aufgebaut, der ca. 2000 mm Wassersäule entspricht. Beim Knien in der Hocke drücken schon ca. 4800 mm Wassersäule auf die Bekleidung. Spezialkleidung, beispielsweise für [[Seglerbekleidung|Segler]], kann Werte bis zu 20 000 mm erreichen und dennoch [[Atmungsaktivität|atmungsaktiv]] bleiben. | ||
Oberzelte gelten ab | Oberzelte gelten ab 1500 mm und Zeltböden ab 2000 mm nach [[DIN]] als [[wasserdicht]]. | ||
Bei Uhren wird nach DIN 8310 (DIN 8306 bei [[Taucheruhr]]en) ein Äquivalent zur Höhe einer Wassersäule (30 Minuten in 1 m Wassertiefe und 90 Sekunden in 20 m Wassertiefe) angegeben, das alle Dichtungen aushalten müssen, damit sie als wasserdicht bezeichnet werden dürfen. Da es sich bei diesen Meterangaben um Angaben des Drucks handelt, können sie nicht eins zu eins als praktikable Wassertiefen (Tauchtiefen) aufgefasst werden, in denen ein Einsatz der Uhr möglich ist: Bereits durch heftige Schwimmbewegungen oder einen Schlag aufs Wasser werden die Dichtungen einem Vielfachen des der Wassertiefe entsprechenden Drucks ausgesetzt. | Bei Uhren wird nach DIN 8310 (DIN 8306 bei [[Taucheruhr]]en) ein Äquivalent zur Höhe einer Wassersäule (30 Minuten in 1 m Wassertiefe und 90 Sekunden in 20 m Wassertiefe) angegeben, das alle Dichtungen aushalten müssen, damit sie als wasserdicht bezeichnet werden dürfen. Da es sich bei diesen Meterangaben um Angaben des Drucks handelt, können sie nicht eins zu eins als praktikable Wassertiefen (Tauchtiefen) aufgefasst werden, in denen ein Einsatz der Uhr möglich ist: Bereits durch heftige Schwimmbewegungen oder einen Schlag aufs Wasser werden die Dichtungen einem Vielfachen des der Wassertiefe entsprechenden Drucks ausgesetzt. | ||
== Orgelbau == | === Orgelbau === | ||
Im [[Orgelbau]] wird der [[Wind (Orgel)|Winddruck]] in mmWS angegeben, mit dem die verschiedenen [[Orgelregister]] angeblasen werden. | Im [[Orgelbau]] wird der [[Wind (Orgel)|Winddruck]] in mmWS angegeben, mit dem die verschiedenen [[Orgelregister]] angeblasen werden. | ||
=== Gebäudetechnik === | |||
In der Gebäudetechnik, vor allem in der Heizungstechnik ist die Einheit mWS eine übliche Einheit. Es wird vor allem bei Pumpen angewendet. Die Anzeigen auf Heizungspumpen und auch die Angaben in Datenblättern sind immer in mWS angegeben. | |||
== Siehe auch == | == Siehe auch == | ||
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== Literatur == | == Literatur == | ||
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[[Kategorie:Druckeinheit]] | [[Kategorie:Druckeinheit]] | ||
[[Kategorie:Orgelbau]] | [[Kategorie:Orgelbau]] | ||
[[en:Metre of water]] | |||
| Physikalische Einheit | |
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| Einheitenname | Meter Wassersäule
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| Einheitenzeichen | $ \mathrm {mH_{2}O,\,mWS} $ |
| Physikalische Größe(n) | Druck |
| Dimension | $ {\mathsf {K\;L^{-2}}} $ |
| System | System= unbekannt: MKfS |
| In SI-Einheiten | $ \mathrm {1\,mH_{2}O=9{,}806\,65\;kPa=9{,}806\,65\cdot 10^{3}\;{\frac {kg}{m\,s^{2}}}} $ |
| Siehe auch: Torr, Pascal, Inch of water | |
Der Meter Wassersäule (Abkürzung mH2O oder auch mWS[1]) ist eine nicht SI-konforme Einheit zur Messung des Drucks. Ein Meter Wassersäule bei 4 °C entspricht einem Megapond pro Quadratmeter und damit unter Normfallbeschleunigung 9,806 65 kPa (rund 0,1 bar). Die Einheit ist in der Bundesrepublik Deutschland seit 1. Januar 1978 keine gesetzliche Einheit mehr. Sie wird weiterhin verwendet, hauptsächlich im Sanitärbereich, im Orgelbau, für Dichtigkeitsangaben (z. B. für Zelthäute) und in der Medizin bei der maschinellen Beatmung. Die Form der Wassersäule oder des mit Wasser gefüllten Rohres ist für den hydrostatischen Druck unwesentlich, siehe Hydrostatisches Paradoxon.
Neben der Angabe in mWS oder mH2O sind je nach Messgröße auch Angaben in mmWS[1] (bzw. mmH2O) bzw. cmWS (bzw. cmH2O[2]) üblich. Im angloamerikanischen Maßsystem wird analog die Einheit Zoll Wassersäule (engl. inch of water, Abkürzung wc oder inH2O) verwendet.
Ein Druck von 1 Meter Wassersäule war ursprünglich definiert als derjenige Druck, der dem hydrostatischen Druck in 1 Meter Wassertiefe entspricht. Das Wasser hat bei 4 °C seine maximale Dichte von 999,972 kg/m3 [3] (mit zwei Nachkommastellen weniger sind das 1000,0 kg/m3). Da die Dichte des Wassers temperaturabhängig ist und schon bei 32 °C auf 995,02 kg/m3 abgesunken ist, wären Messungen des Drucks über die Wassertiefe allenfalls dann geeignet, wenn ein Messfehler von 0,5 % toleriert werden kann. Zu höheren Temperaturen hin wächst die Abweichung stärker an.
Um von der Dichte des Wassers unabhängig zu sein, ist festgelegt:[4]
Die Wassersäule ist auch eine Maßeinheit, um die Wasserdichtigkeit z. B. von technischen Geweben (Zelte, Funktions- und Regenbekleidung) anzugeben.
Die DIN EN ISO 811:2018 regelt die Methode zur Bestimmung des Widerstandes gegen das Durchdringen von Wasser. Durchzuführen ist folgender „Hydrostatischer Wasserdruckversuch“: Die Außenseite des Materials wird dem Wasser ausgesetzt. Der Wasserdruck beginnt bei Null, die Wassersäule steigt je nach Norm um 100 mmWS oder 600 mmWS pro Minute. Gemessen wird die Zeit, bis der dritte Tropfen auf der Innenseite zu sehen ist. Der Druck, der zu diesem Zeitpunkt wirkt, wird dann in Millimeter Wassersäule angegeben.
Nach der europäischen Norm EN 343:2003 („Schutzkleidung gegen Regen“) ist ein Produkt mit Wassersäule ab 800 mm „wasserdicht (Klasse 2)“ und ab 1300 mm „wasserdicht (Klasse 3)“. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) in St. Gallen in der Schweiz geht davon aus, dass ein Funktionsmaterial ab einer Wassersäule von 4000 mm wasserdicht ist. Beim Sitzen auf feuchtem Untergrund wird ein Druck aufgebaut, der ca. 2000 mm Wassersäule entspricht. Beim Knien in der Hocke drücken schon ca. 4800 mm Wassersäule auf die Bekleidung. Spezialkleidung, beispielsweise für Segler, kann Werte bis zu 20 000 mm erreichen und dennoch atmungsaktiv bleiben.
Oberzelte gelten ab 1500 mm und Zeltböden ab 2000 mm nach DIN als wasserdicht.
Bei Uhren wird nach DIN 8310 (DIN 8306 bei Taucheruhren) ein Äquivalent zur Höhe einer Wassersäule (30 Minuten in 1 m Wassertiefe und 90 Sekunden in 20 m Wassertiefe) angegeben, das alle Dichtungen aushalten müssen, damit sie als wasserdicht bezeichnet werden dürfen. Da es sich bei diesen Meterangaben um Angaben des Drucks handelt, können sie nicht eins zu eins als praktikable Wassertiefen (Tauchtiefen) aufgefasst werden, in denen ein Einsatz der Uhr möglich ist: Bereits durch heftige Schwimmbewegungen oder einen Schlag aufs Wasser werden die Dichtungen einem Vielfachen des der Wassertiefe entsprechenden Drucks ausgesetzt.
Im Orgelbau wird der Winddruck in mmWS angegeben, mit dem die verschiedenen Orgelregister angeblasen werden.
In der Gebäudetechnik, vor allem in der Heizungstechnik ist die Einheit mWS eine übliche Einheit. Es wird vor allem bei Pumpen angewendet. Die Anzeigen auf Heizungspumpen und auch die Angaben in Datenblättern sind immer in mWS angegeben.
en:Metre of water