Drei Bausteine für die sichere Trinkwasserhygiene

Die einwandfreie Trinkwasserqualität in einem Gebäude zu gewährleisten, ist für Planer, Installateure und Betreiber eine ganzheitliche Aufgabe. Dieser Beitrag stellt drei dezentrale Lösungsbausteine vor, die sich dabei besonders bewährt haben. So erwärmen dezentrale Wohnungsstationen das Trinkwasser bedarfsgerecht direkt in der Wohnung, während Ringleitungen gleichzeitig Stagnationen in der Stockwerksverteilung vermeiden. Ergänzend sorgen Spülstationen bei einem nicht bestimmungsgemäßen Betrieb für den notwendigen Wassertausch und ermöglichen als Teil eines Hygiene-Spülsystems die Überwachung der gesamten Trinkwasser-Installation.

Die hygienisch einwandfreie Qualität des Trinkwassers von der Übergabestelle im Gebäude bis zur Entnahmestelle sicherzustellen, liegt in der Verantwortung der jeweiligen Planer, Installateure und Betreiber. Sie sind hier gemeinsam gefordert, für eine regel- und gesetzeskonforme sowie fachgerechte Planung, Installation und Inbetriebnahme zu sorgen. Maßgeblich dafür sind die allgemein anerkannten Regeln der Technik, die sich im Wesentlichen aus der TrinkwV, der DIN EN 806-1 bis 5, der DIN 1988-100 bis 600 „Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen“, dem DVGW-Arbeitsblatt W 551, sowie der VDI/DVGW-Richtlinie 6023 „Hygiene in Trinkwasser-Installationen“ ergeben.
Demnach sind für eine optimale Trinkwasserhygiene vor allem zwei Kriterien ausschlaggebend: Der regelmäßige Wasseraustausch im gesamten Leitungssys­tem und gleichzeitig die Einhaltung der geforderten Temperaturen für Kaltwasser- (PWC), Warmwasser- (PWH) sowie Zirkulationsleitungen (PWH-C). Zur Erfüllung dieser Anforderungen leisten die folgenden drei Bausteine einen wichtigen Beitrag: dezentrale Wohnungsstationen, Durchschleif-Ringinstallationen und Spülstationen. Sie ermöglichen es, in verschiedenen Gebäudetypen bereits bei der Planung optimale Bedingungen für die Trinkwasserhygiene herzustellen, diese dann im Rahmen einer Komplettlösung einfach zu installieren und später den gesamten Wasserkreislauf im Gebäude bestimmungsgemäß zu regulieren und zu kontrollieren.

Dezentrales Warmwasser im Durchflussprinzip
Im Geschosswohnungsbau werden dezentrale Wohnungsstationen sowohl im Neubau als auch in der Modernisierung immer häufiger für die hygienische Warmwasserbereitung verwendet. Sie erwärmen das Trinkwasser im Durchflussprinzip bedarfsgerecht direkt in den Wohnungen, sodass keine Verkeimungsgefahr besteht und auf Zirkulationsleitungen verzichtet werden kann. Folglich ist der Betreiber auch von der alle drei Jahre wiederkehrenden Probennahmepflicht gemäß Trinkwasserverordnung entbunden, was eine spürbare finanzielle und organisatorische Entlastung bedeutet.
Gleichzeitig bieten dezentrale Wohnungsstationen einen sehr hohen Warmwasserkomfort. So erreichen etwa die individuell für das jeweilige Objekt ausgelegten Stationen von KaMo Leistungen von bis zu 25 l/min bei einer Vorlauftemperatur von 65 °C und einer Trinkwassererwärmung von 10 °C auf 50 °C. Damit gehen sehr niedrige Rücklauftemperaturen einher, die wiederum die Effizienz bei der Wärmeerzeugung verbessern und gleichzeitig optimale Voraussetzungen für die Einbindung von Erneuerbaren
Energien in das Heizsystem schaffen. Darüber hinaus können aufgrund des modularen Aufbaus auch weitere Optionen, wie etwa ein Verbrühungsschutz mittels eines thermostatischen Warmwasserreglers oder Wasser- und Wärmemengenzähler zur Verbrauchserfassung, problemlos in die Stationen integriert werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den Einsatz von dezentralen Wohnungsstationen die zentralen Warmwasser- und Zirkulationsleitungen in den Versorgungsschächten entfallen. Dadurch werden Abstrahlverluste von den Leitungen sowie dem nicht mehr erforderlichen Trinkwasserspeicher vermieden. Auf diese Weise wird nicht nur die Energieeffizienz erhöht, sondern – für die Hygiene viel wichtiger – auch die Temperaturhaltung im Kaltwasserstrang erleichtert. Denn durch den Strahlungsaustausch liegen die Temperaturen im Schacht trotz gedämmter Leitungen in der Regel deutlich höher als die für das Kaltwasser maximal zulässige Temperatur. Dementsprechend erwärmt sich das Kaltwasser in der Steigleitung bei Stagnation immer mehr. Der Verzicht auf zentrale Warmwasser- und Zirkulationsleitungen hilft dabei, diese Problematik deutlich zu entschärfen.

Optimale Durchströmung mit Durchschleif-Ringinstallation
Für eine sichere Hygiene spielt zudem die Verteilung des Trinkwassers im Stockwerk eine wichtige Rolle. Die gewählte Installationsart hat hier großen Einfluss auf den Wasseraustausch in allen Leitungsteilen, die Rohrdimensionierung sowie die Temperaturhaltung für Kalt- und Warmwasser. Durchschleif-Ringinstallationen bieten hier deutliche Vorteile gegenüber der T-Stück- und Reiheninstallation. So wird das Wasservolumen oftmals bei jedem Zapfvorgang komplett ausgetauscht, sodass Stagnationen in der Stockwerksverteilung bei normalem Verbrauchsverhalten ausgeschlossen sind.

Weiterhin führen die Parallelschaltung von Widerständen im Rohrnetz und die Aufteilung des Volumenstroms auf zwei Fließwege zu einer Druckverlust- und Hygieneoptimierung und zur Minimierung des Rohrinhaltes. Der Warmwasserinhalt einer typischen Wohnungsinstallation liegt in der Regel deutlich unter dem im DVGW-Arbeitsblatt W 551 geforderten Grenzwert von 3 l, sodass auch im Stockwerk keine Zirkulation notwendig ist. Gleichzeitig werden angesichts der mit den anderen Installationsarten vergleichbaren Ausstoßzeiten gemäß VDI 6003 auch die Komfortkriterien erfüllt.

Zur Bemessung von Trinkwasser-Ringleitungen empfiehlt die DIN 1988-300 die Anwendung des „Hardy Cross-Verfahrens“. Dabei handelt es sich um eine iterative Berechnungsmethode, mit der die Ringvolumenströme ermittelt und damit der Ring dimensioniert werden kann. Moderne Planungsprogramme, wie etwa die Uponor HSE-Planungssoftware, verfügen darüber hinaus über eine Funktion zur Strömungssimulation einzelner Entnahmestellen.
So kann beispielsweise für die im Bild gezeigte Stockwerksinstallation einfach ermittelt werden, ob die Leitung auch bei Betätigung des WC-Spülkastens, der relativ nah am Einspeisepunkt des Ringes liegt, noch komplett durchspült wird. Die Aufteilung der Volumenströme im Ring ergibt sich zu etwa 70 % (0,09 l/s) über den kurzen Leitungsweg zum WC und zu etwa 30 % (0,04 l/s) über den längeren Fließweg (Badewanne, Dusche, Waschtisch bis zum WC). Bei einer Spülkastenbetätigung mit 4 l Spülvolumen wird auch im hydraulisch ungünstigeren, längeren Fließweg der Wasserinhalt (1,2 l) komplett ausgetauscht. Die Berechnungsergebnisse wurden im Nachhinein in einem Laborversuch mit genau dieser Durchschleif-Ringinstallation bestätigt.

Spülstationen sichern stagnationsfreien Betrieb
Eine besondere Herausforderung für die Trinkwasserhygiene stellen Gebäude dar, in denen nicht von einem dauerhaft bestimmungsgemäßen Betrieb ausgegangen werden kann. Gerade in Hotels, Wohn- und Pflegeheimen oder Krankenhäusern ist es wichtig, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig eine Überdimensionierung oder Stagnation zu vermeiden. So gibt etwa der IHA Hotelverband Deutschland eine durchschnittliche jährliche Belegung von 67 % an, während Krankenhäuser laut dem Statistischen Bundesamt auf eine Bettenauslastung von 75 bis 80 % kommen. Bei Letzteren ist allerdings zu berücksichtigen, dass viele Patienten gar nicht in der Lage sind, die sanitären Einrichtungen selbstständig zu benutzen. Unterm Strich bedeutet dies, dass in derartigen Objekten zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, um einen stagnationsfreien Betrieb sicherzustellen und wirtschaftliche Schäden für die Betreiber auszuschließen.
Da manuelle Spülpläne mit hohem Risiko, Personalaufwand und Wasserverbrauch verbunden sind, empfiehlt sich hier der Einsatz von automatisierten Spülstationen. Angesichts der bereits genannten Vorteile bei der Stockwerksinstallation sollten diese am besten in eine Durchschleif-Ringinstallation eingebunden werden. Dabei stellt ein durchschnittliches Hotelzimmer aus Sicht des Installateurs ähnliche Anforderungen wie ein Bettenzimmer in Kliniken bzw. Wohn- oder Pflegeheimen. Die Bäder zweier Zimmer liegen in der Regel Wand an Wand und nutzen oftmals den gleichen Installationsschacht. So können die Entnahmestellen über die Nutzungseinheiten hinweg ohne große Leitungswege zusammengefasst werden. Damit sorgen Entnahmen an Dusche, Waschtisch und WC in einem Bad immer auch für die Durchströmung der Leitungen im anderen Zimmer. Gleichzeitig können beide Nutzeinheiten so mit nur einer Spülstation abgesichert werden.

Temperatur- und zeitgesteuerte Spülung
Die Spülstation sorgt dafür, dass der Wasserinhalt in der zugehörigen Stockwerksinstallation bedarfsgerecht ausgetauscht wird, sobald die in den technischen Regelwerken genannten Warm- und Kaltwassertemperaturen sowie die Nutzungsdauer überschritten werden. Beim „Smatrix Aqua PLUS“-System von Uponor messen beispielsweise zwei Temperatursensoren permanent die Wassertemperatur direkt in der Spülstation. Liegt die Temperatur innerhalb eines 24-Stunden-Zeitfensters für insgesamt 12 Stunden zwischen 25 °C und 50 °C wird die entsprechende Stockwerksinstallation automatisch gespült. Gleiches gilt, wenn die Bäder längere Zeit nicht genutzt werden. Erfolgt in Anlehnung an die VDI/DVGW 6023 innerhalb von 72 Stunden kein kompletter Wasserwechsel, spült die Station, unter Beachtung der Temperatur, die gesamte Stockwerksinstallation so lange, bis die Temperaturen wieder konstant auf dem vorgesehenen Niveau liegen.
Um den Anforderungen der VDI/DVGW 6023 zu entsprechen, sollte die Spülstation so in die Durchschleif-Ringinstallation eingebunden werden, dass eine unnötig lange Leitungsführung oder gar Stagnationsstrecken vermieden werden. Hier ist es vorteilhaft, wenn sich sämtliche Rohranschlüsse direkt an der Unterseite befinden. Dann kann die Station platzsparend und ohne zusätzliche Leitungen beispielsweise direkt unter dem Waschtisch montiert werden. Für eine schnelle und einfache Installation ohne weitere Vorarbeiten wird die Uponor-Spülstation hier bereits im Werk für den jeweiligen Einsatzort komplett anschlussfertig vorkonfektioniert. Die Station ist sofort nach dem Elektroanschluss betriebsbereit und sichert so den bestimmungsgemäßen Betrieb der Trinkwasser-Installation schon in der Rohbauphase automatisch ab. Ergänzend ist auch eine manuelle Auslösung direkt an der Station möglich.

Überwachung der Trinkwasser-Installation

Um die Hygieneanforderungen in Gewerbebauten sicher einzuhalten, ist es wichtig, nicht nur die einzelnen Stockwerks-Leitungssysteme, sondern die gesamte Trinkwasser-Installation ganzheitlich im Gebäude zu überwachen. Moderne Hygiene-Spülsysteme wie „Smatrix Aqua PLUS“ bieten hier die Möglichkeit, neben den Spülstationen zusätzlich auch einfach zu platzierende Sensoren mit bis zu drei Temperaturfühlern in ein Funknetzwerk einzubinden. Damit kann zusätzlich die Situation an der Übergabestelle (Wasserzähleranlage), am Trinkwassererwärmer und an den Steigleitungen PWC, PWH und PWH-C erfasst werden. Ein zentral in das Gebäude installiertes Data Hub empfängt nicht nur permanent die Messwerte der Spülstationen und Temperatursensoren, sondern kann auch Sollwerte übertragen.
Die lückenlose Überwachung und Dokumentation der gesamten Trinkwasser-Installation sowie die komfortable Konfiguration der Spülstationen erfolgt über ein Online-Portal. Bei Abweichungen von den eingestellten Parametern sendet das System eine E-Mail mit Art und Ort an die hinterlegten Empfänger, die dann im Bedarfsfall unverzüglich eingreifen können. Mit nur einem Benutzerkonto gestattet das Online-Portal zudem den Zugriff auf beliebig viele Trinkwasser-Installationen.
Verantwortliche, die für mehrere Gebäude zuständig sind, erhalten so zentral und einfach eine Gesamtübersicht aller Objekte. Das Hygiene-Spülsystem kommt dabei vollständig ohne zusätzliche Software und auch ohne die Einbindung in eine Gebäudeleittechnik aus. Auf diese Weise kann in Bestandsgebäuden zudem nur mithilfe der Funksensoren die gesamte Trinkwasser-Installation überprüft und optimiert werden. Nach einem positiven Legionellenbefund können so im Rahmen einer verpflichtenden Gefährdungsanalyse (§ 16 TrinkwV) Schwachstellen aufgedeckt und Sanierungen zielgerichtet durchgeführt werden.

Bilder: Uponor GmbH, Haßfurt

Autor:
Dirk Schulze, Referent Uponor Academy D-A-CH