Zentrale Trinkwassererwärmung neu definiert - Hygienische Warmwasserbereitung und bedarfsgerechte Heizwärmeversorgung mit Wohnungsübergabestationen

Der Neubaumarkt für Mehrfamilienhäuser verzeichnet im Jahr 2013 in einigen deutschen Regionen deutliche Zuwächse. Bei Mehrfamilienhäusern sind nach der Jahresanalyse des Marktforschungsunternehmens BauInfoConsult bis Ende 2013 rund 12% mehr neue Gebäude zu erwarten als im Vorjahr, wo sich bereits im Drei- und Mehrfamilienhaussektor ein Anstieg feststellen ließ [1]. Parallel zu dieser aktuellen Entwicklung soll der deutsche Bau ein Leitmarkt für innovatives Bauen auf neuestem technologischen Stand werden. Dieses Ziel formuliert eine gemeinsame Initiative der deutschen Bauwirtschaft im „Leitbild Bau“ über die Zukunft des Planens und Bauens in Deutschland [2].

Bedarfsgerechte Wärme- und Warmwasserversorgung

Veränderte Qualitätsmaßstäbe sind zunehmend auch beim Energiekonzept für mehrgeschossige Wohngebäude erkennbar. Neben Komfort und Wohnqualität spielen Nachhaltigkeit, Klimaverträglichkeit und Energieeffizienz eine immer wichtigere Rolle. In den Heizräumen neu erbauter Mehrfamilienhäuser finden sich energiesparende Kombinationen verschiedener Wärmequellen; häufig in Verbindung mit regenerativen Ener­giesystemen. Den Mittelpunkt dieser Wärmesysteme bildet ein zentraler Pufferspeicher, der als gemeinsame Wärmequelle für Heizung und Warmwasserbereitung dient [3]. Ein wesentlicher Vorteil des Pufferspeichers ist, dass im Vergleich zu konventionellen Anlagensystemen für den Spitzenbedarf stets eine ausreichend große Menge an Wärmeenergie für Heizung und Trinkwassererwärmung verfügbar ist.

Einhaltung der Trinkwasserhygiene

Mit den veränderten Trends in der Wärmeerzeugung sind auch effiziente Lösungen für die Verteilung der Heizwärme und vor allem für die Trinkwassererwärmung gefragt. Bislang wurde in Mehrfamilienhäusern vorwiegend die zentrale Speicher-Trinkwassererwärmung praktiziert. Die normgerechte Auslegung dieser Art der Trinkwassererwärmung erfordert nach DIN 4708 ein Speichervolumen, das unabhängig vom tatsächlichen Verbrauch bereitzustellen ist. Die verschärften Anforderungen an die Trinkwasserhygiene haben dazu geführt, dass der Speicherinhalt zum Schutz vor Legionellen permanent auf der nach DVGW-Arbeitsblatt W 551 geforderten Speichertemperatur von > 60°C gehalten werden muss. Dies kann, im Falle eines geringen Warmwasserbedarfs, zu einer geringeren Wirtschaftlichkeit bzw. zu einem höheren Energieverbrauch gegenüber einer dezentralen Warmwasserbereitung führen. Darüber hinaus erfordern Planung, Ausführung und Betrieb eines zugehörigen Zirkulationssystems ­einen Mehraufwand.

Stockwerksinstallation mit Tücken im Detail

Bei der Planung und Koordination einer üblichen Stockwerksinstallation sind nicht selten einige Besonderheiten zu beachten, die ebenfalls zu einem erhöhten Installations- und Kostenaufwand führen können. Während die Wärmezähler im Regelfall in den Heizungs-Verteilerschrank integriert werden können, gilt es für die Kalt- und Warmwasserzähler einen geeigneten Platz zu finden. In den meisten Fällen werden die Wohnungsabsperrungen und Zähler in die Abmauerungen von Installationsschächten – einem brandschutztechnisch sensiblen Bereich – integriert. Bei der Installation ist außerdem problematisch, dass die Absperr- und Zählereinheiten oftmals „freischwebend“ oder nur mit Befestigungsmehraufwand montiert werden können. Hinzu kommt, dass die Zirkulation vor dem Warmwasserzähler enden muss. Dies kann zur Folge haben, dass die Stockwerksleitung nach dem Zähler in großflächigen Wohnungen durch die Entfernung zur entferntesten Warmwasser-Entnahmestelle mit der Vorgabe des DVGW-Arbeitsblattes W551 kollidiert. So überschreitet beispielsweise eine unzirkulierte Warmwasserleitung aus Edelstahl- oder Kupferrohr mit der Dimension 18 x 1,0 mm (Rohrinhalt 0,201 l/m) ab 15 m Leitungslänge die 3-l-Grenze, die nach DVGW-Arbeitsblatt W 551 als Maßnahme zum Erhalt der Trinkwassergüte als Grenze für nicht zirkulierende Leitungen gilt.

Trinkwasser­verordnung

Der Schutz vor Krankheitserregern – insbesondere Legionellen – zählt für die Planung und den Betrieb von zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen zu den wichtigsten Schutzzielen. Nach Inbetriebsetzung trägt der Anlagenbetreiber gemäß Trinkwasserverordnung (TrinkwV) dafür Verantwortung, dass von der Warmwasserversorgung keine Gefährdung für die Nutzer ausgehen kann, wenn es sich bei der Warmwasserversorgung um eine Großanlage handelt. Im Sinne der TrinkwV ist eine Großanlage dadurch definiert, dass diese einen Speicher- oder Durchfluss-Trinkwassererwärmer mit mehr als 400 l Speicherinhalt aufweist oder in mindestens einem Rohrleitungsabschnitt der Wasserinhalt zwischen Speicheraustritt und Entnahmestelle mehr als 3 l beträgt. Verantwortlich sind nach der aktuell geltenden Fassung der TrinkwV die Betreiber der Trinkwasserinstallation. Darunter fallen alle gewerblich oder öffentlich tätigen Personenkreise wie Gebäudeeigentümer, Hausverwaltungen, Pächter oder Mieter, die für die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben verantwortlich sind.

Heizungspufferspeicher/Wohnungsübergabestationen

Parallel zu den hygienischen Anforderungen entwickelt sich eine Tendenz zum Bau von Heizsystemen, die erneuerbare Energien nutzen und zu deren Bestandteilen in der Regel ein Pufferspeichersystem zählt. Pufferspeicher nehmen die von den Wärmeerzeugern und regenerativen Energiesystemen produzierte Wärmeenergie auf und optimieren so die Nutzungsgrade von Wärmeerzeugern wie Wärmepumpen, Biomasse-Heizkesseln, Blockheizkraftwerken sowie solarthermischen Anlagen. Der Wärmevorrat aus dem Pufferspeicher ermöglicht eine große verfügbare Wärmemenge für den Fall, dass kurzzeitig große Warmwassermengen benötigt werden. Damit wird es möglich, Trinkwasser erst bei tatsächlichem Bedarf über ein Wärmeübertragersystem zu erwärmen, anstatt mit hygienischem Risiko große Mengen an erwärmtem Trinkwasser zu bevorraten.
In Geschossbauten setzt sich vor diesem Hintergrund zunehmend der Einsatz von Wohnungsübergabestationen durch, die für jede Wohnung bzw. Nutzungseinheit über leistungsfähige Plattenwärmeübertrager das Trinkwasser im Durchflussprinzip erwärmen. Gleichzeitig übernehmen sie auch die Wärmeverteilung und die Verbrauchsmessung. Der Einsatz von Wohnungsübergabestationen mit dezentraler Trinkwassererwärmung erspart die Investitionskosten für eine zentrale Warmwasserversorgung. Damit entfallen sowohl das Speichersystem als auch die Leitungsanlage für Verteilung und Zirkulation einschließlich der erforderlichen Pumpen und Regeleinrichtungen. Zur Versorgung der Wohnungen mit Trinkwasser ist nur eine Leitung für kaltes Trinkwasser erforderlich. Durch die dezentrale Trinkwassererwärmung reduziert sich zudem der Platzbedarf für Installationsschächte, da ein komplettes Leitungspaar entfällt. Bei der Trinkkaltwasserleitung addiert sich der Spitzenvolumenstrom für den Warmwasserbedarf hinzu. Ebenso sind die Verteil- und Steigleitungen für die Heizwärme so zu dimensionieren, dass die benötigte Wärmeleistung für die dezentrale Durchfluss-Trinkwassererwärmung mit abgedeckt wird.
Wohnungsübergabestationen werden meist als vorgefertigte, auf Wunsch in einem Verteilerschrank montierte Einheiten installiert. Wärme- und Wasserzähler zur Verbrauchserfassung können bauseits mit integriert werden. Um eine einfache Ablesung zu ermöglichen, kann die Wohnungsübergabestation auch außerhalb einer Wohn- bzw. Nutzungseinheit angeordnet werden. Zur Verbrauchserfassung muss die Wohneinheit dann nicht betreten werden.

IKZ-FACHPLANER: Der Markt bietet inzwischen eine breite Auswahl an Wohnungsstationen. Mit welchen Eigenschaften und Merkmalen will sich Taconova in diesem Produktbereich positionieren?
Günter Weber: In erster Linie mit einer Vielfalt an unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten. Die Wohnungsübergabestation "TacoTherm Dual" ermöglicht eine flexible Planung der Wärmeverteilung. Wahlweise können eine Radiatorenheizung oder eine Fußbodenheizung versorgt werden, ebenso aber auch die Kombination beider Systeme. Die Wärmeverteilung kann wahlweise über eine Festwertregelung oder witterungsgeführt gesteuert werden. Das Heizungsmodul ist zudem werkseitig komplett vorverdrahtet. Für die Trinkwassererwärmung stehen außerdem verschiedene Steuerungsarten zur Auswahl.
IKZ-FACHPLANER: Aus welchem Grund werden für die dezentrale Trinkwassererwärmung verschiedene Steuerungsarten angeboten und worin unterscheiden sich diese?
Günter Weber: Maßgebend ist die jeweils geforderte Regelgüte, um die zur Trinkwassererwärmung benötigte Heizwassermenge zu regulieren. Da es bei Wohnungsstationen für mehrgeschossige Objekte auch immer um größere Stückzahlen geht, hat der Planer durch die verschiedenen Varianten eine Möglichkeit zur Kostenoptimierung. Die günstigste Variante arbeitet mit einem druckgesteuerten Proportionalregler, was bedeutet, dass die Temperaturregelung ohne zusätzliche Hilfsenergie erfolgt. Eine weitere Variante ist die thermische Regelung der Warmwassertemperatur über einen elektrothermischen Stellantrieb. Für die höchste Regelgüte bietet Taconova eine Ausführung an, bei der die Warmwassertemperatur über einen nachgeschalteten Warmwasser-Mischer bedarfsgerecht nachreguliert werden kann, sodass der geforderte Verbrühschutz gewährleistet ist.
Darüber hinaus sind verschiedene Durchflussleistungen verfügbar. Mit einer Warmwasserleistung bis 15 l/min wird die Gleichzeitigkeit berücksichtigt, um den Spitzendurchfluss für parallel benutzte Entnahmestellen bereitzustellen. Für einen höheren Warmwasserkomfort ist auch eine Ausführung mit bis zu 20 l/min Warmwasserleistung erhältlich."
IKZ-FACHPLANER: Worin besteht die von Ihnen erwähnte Vielfalt an unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten aus installationstechnischer Sicht?
Günter Weber: Die Kombi-Station ist als vormontierte Installationseinheit für den Wohnungsbau konzipiert, weshalb wir bei der Entwicklung besonders auf eine schlanke Bauweise geachtet haben. Mit einer Bautiefe von 110 mm lässt sich die Übergabestation z. B. in Zwischenwänden sowie innerhalb oder außerhalb der Wohneinheit installieren. Bei mangelndem Platzangebot in Breite und Höhe kann die Station auch auf zwei getrennte Module verteilt werden. Dadurch können die Übergabe an die Wärmeverteilung und die dezentrale Warmwasserbereitung auch räumlich getrennt installiert werden.