Aktuelle Herausforderungen
(1) Betreiberpflichten
Gesetzliche Grundlage zur Sicherung und Überwachung der Qualität des Trinkwassers ist das „Gesetz zur Verhütung und Bekämpfung von Infektionskrankheiten beim Menschen″ (kurz Infektionsschutz-Gesetz (IfSG)). Unter anderem legt es fest, welche Qualität Trinkwasser haben muss, um die Gesundheit des Menschen zu garantieren (siehe Zitat). Die Rahmenbedingungen hierzu sind in § 4 der Trinkwasserverordnung beschrieben.
Grundlage ist nach VDI/BTGA/ZVSHK 6023 Blatt 1 das bei der Planung mit dem Bauherrn abgestimmte und detaillierte Raumbuch - einschließlich der Nutzungsbeschreibung und einem vollständigen Konzept der Trinkwasserinstallation (siehe auch Installationsmatrix nach DIN EN 1717 und DIN 1988-100).
Für die hygienebewusste Planung sind die relevanten Daten jeder Nutzungseinheit unerlässlich. Nur mit einer gewissenhaft erstellten Anlagendokumentation kann der Betreiber Betriebssicherheit und Trinkwassergüte sicherstellen. Dabei wird immer der bestimmungsgemäße Betrieb zugrunde gelegt - also ein vollständiger Wasseraustausch in der gesamten Trinkwasseinstallation innerhalb von 72 Stunden an jeder Entnahmestelle. Selten genutzte Entnahmestellen sind nach Möglichkeit zu vermeiden und vorhersehbare Betriebsunterbrechungen sind in der Planung immer zu berücksichtigen. Sollte sich der Wasserbedarf im späteren Betrieb verringern, etwa durch den Rückbau nicht mehr benötigter Entnahmestellen, so muss der Betreiber einen ausreichenden Wasseraustausch in der gesamten Trinkwasserinstallation mit geeigneten Maßnahmen sicherstellen. Das Raumbuch ist enstprechend anzupassen.
Vor allem ist eine regelmäßige, sachkundige Instandhaltung einer Trinkwasserinstallation die Voraussetzung für einen hygienisch unbedenklichen Betrieb (siehe auch DIN EN 806-5; VDI 3810, Blatt 2). Die Instandhaltung ist für den Erhalt des betriebssicheren Zustandes notwendig. Sie umfasst Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung.
„Wasser für den menschlichen Gebrauch muss so beschaffen sein, dass durch seinen Genuss oder Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu besorgen ist."
IfSG, §37, Abs. 1
Tabelle: Mindestanforderungen an die Trinkwasserinstallation
(2) Minimierung der Erwärmung von Trinkwasser kalt (PWC)
Eine mögliche Lösung, die Erwärmung des Trinkwassers kalt (PWC) zu minimieren, ist es, PWC und PWH thermisch zu entkoppeln, indem man die Leitungen für Trinkwasser kalt an den an den Abwasserleitungen vorbeiführt. Durch die besondere räumliche Lage der Nutzungseinheiten (z.B. in Hotels) ist es möglich, den ohnehin vorhandenen Schacht für eine Versorgungsleitung zu nutzen. Wird nun das Konzept zur Verteilung für Trinkwasser kalt auf eine vertikale Verteilung umgestellt, kann die Rohrleitungsdimension im Vergleich zu einer horizontalen Verteilung deutlich reduziert werden. Der benötigte zusätzliche Installationsraum verkleinert sich erheblich. Das Trinkwasser warm kann hingegen weiter in einem Steigstrang - idealerweise zusammen mit den Heizungsleitungen - verlegt und über die häufig vorkommenden abgehängten Decken in die Nutzungseinheiten verteilt werden.
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Steht nur ein klassischer, gemischter Schacht zur Verfügung, ist der Wärmeübertrag von warmgehende auf kaltgehenden Leitungen mit folgenden Maßnahmen zu verringern: Beim Aufbau einer innenliegenden Zirkulation (Smartloop, DVGW-zertifiziert für PWH und PWC) für Trinkwasser warm kann der Aufwand für die Wärmedämmung und die Brandschutzabschottung der Leitung für die Zirkulation von Trinkwasser warm entfallen. Denn diese Leitung liegt nun innerhalb der Leitung für Trinkwasser warm. Ein weiterer Pluspunkt: Es wird deutlich weniger Wärme in den Schacht abgegeben. Dadurch verringern sich sowohl die Bereitschaftsverluste der Zirkulation des Trinkwassers warm als auch Erwärmung des Trinkwassers kalt.
Eine weitere Möglichkeit ist es, das Trinkwasser kalt zu kühlen. Bei der - auch innenliegend möglichen - Zirkulation wird das kalte Trinkwasser vom Strangende über eine zweite Leitung zurück in den Kellerbereich geführt und dort im Durchlauf-Trinkwasserkühler gekühlt. Dabei sind zwei Komponenten notwendig:
- Eine kompakte Baugruppe, also ein Durchfluss-Trinkwasserkühler, das dem zirkulierendem Trinkwasser kalt die Energie entzieht
- Kühlwasser, das die abzuführende Energie aufnimmt
In der Nutzungseinheit wird die warmgehende Leitung so weit wie möglich nach oben verlegt und das Trinkwasser kalt in Bodennähe. Lediglich für die durchgeschliffene Anbindung der Entnahmestelle wird das Trinkwasser kalt nach oben geführt. Die häufig in die Nutzungseinheit hineingeführte Zirkulation für Trinkwasser warm hat die Erwärmung des Trinkwassers kalt noch weiter verstärkt. In einer Installation, die nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik gebaut wird, ist eine solche Zirkulation allerdings nicht notwendig.
(3) Vermeidung von Stagnation
In den Grundsätzen einer trinkwasserhygienischen Planung ist der bestimmungsgemäße Betrieb einer Trinkwasserinstallation fester Bestandteil. Es sind mehrere Richtliniendefiniert. Bei der Definition des bestimmungsgemäßen Betriebs steht der Betrieb, respektive die Nutzung der Anlage, im Vordergrund.
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Für die notwendige Anbindung von Entnahmestellen ist eine möglichst kurze Rohrleitungsführung mit kleinstmöglichen Rohrdurchmessern zu wählen. Dabei darf das Volumen dieser Leitungen im Trinkwasser warm (PWH) 3 l nicht überschreiten. Bei der Auslegung der Trinkwasserinstallation mit nutzungsspezifischen Spitzenvolumenströmen und der Verwendung von hersteller- und bauteilspezifischen Widerstandsbeiwerten ist damit bereits ein erster wichtiger Schritt in Richtung Trinkwasserhygiene absolviert.
Um Spülmaßnahmen höchst effektiv zu betreiben, sollte sich der Spülplan an den Spitzenvolumenströmen orientieren, die bei der Planung angenommen wurden. Ob die Spülung der Rohrleitung dezentral durch gleichzeitiges Spülen mehrerer Entnahmestellen erfolgt oder durch die Verwendung von Spülstationen und Spülventilen, ist für den Zweck der Stagnationsvermeidung unerheblich. Automatische Spüleinrichtungen bieten den Vorteil, dass die Entnahmestellen spätestens nach 72 Stunden nur kurz geöffnet werden müssen, um lediglich das in der Armatur vorhandene Stagnationswasser auszuspülen.
(4) Beherrschbare Größen der Zirkulationssysteme für Trinkwasser warm
Die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik bei Planung, Bau und Betrieb von Trinkwasserinstallationen, die zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben notwendig sind, erfordern kein hoch komplexes Trinkwassersystem. Je geringer die Komplexität der Trinkwasserinstallation ist, desto geringer ist auch der Aufwand zur Erreichung des Schutzziels der Trinkwasserverordnung (§1) für den Planer, Installateur und Betreiber. Hydraulisch einfache Systeme stellen somit auch beherrschbarere Systeme dar.
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Dadurch dass komplexe Netze mehr Trinkwasser warm und damit im Wasser gebundene Energie zirkulieren lassen, steigen auch die im gesamten Leitungsnetz vorhandenen Energieverluste auf Grund der wesentlich höheren Leitungslängen.
Bei Netzen von 24 oder mehr Strängen sind kleinste Einstellungen in den ersten Strängen nötig, um das Systems für die Zirkulation des Trinkwassers warm im Gesamten noch ausregulieren zu können. In wie weit in der Praxis diese Einstellungen mit einer derartigen Genauigkeit zu realisieren sind, ist sehr fraglich. Eine Simulationsstudie zeigte, dass Zirkulationsnetze mit einer Stranganzahl über zwanzig Strängen in der Realität weder einstellbar, noch regulierbar sind.Während bisher in zentralen Systemen Trinkwasserspeicher zur Abdeckung der Zapfspitzen eingesetzt wurden, kann durch Trinkwassererwärmungssysteme mit Plattenwärmetauschern das Minimierungsgebot der DIN 1988-200 optimal umgesetzt werden. Das Trinkwasservolumen von Durchfluss-Trinkwassererwärmern (W) ist ca. um den Faktor 100 geringer als bei Trinkwasserspeichern vergleichbarer Zapfleistung. Bei diesen Systemen wird die notwendige Speicherung der Wärme in Pufferspeichern mit Heizungswasser vorgenommen. Der exakte Zirkulationsabgleich ist bei zentralen Trinkwassererwärmungssystemen ein entscheidender Erfolgsfaktor für die Hygiene und Komfort. Für größere Gebäude und Installationssysteme bietet sich eine Aufteilung in mehrere Leitungsnetze mit separaten oder eigenen Zirkulationskreisläufen an.
(5) Trinkwasserhygiene und Energieeffizienz
Im Forschungsverbundprojekt Energieeffizienz und Hygiene in der Trinkwasserinstallation wurden von April 2014 bis Oktober 2017 die Möglichkeiten zur Temperaturreduktion in zirkulierenden Trinkwarmwassernetzen untersucht. Aus Sicht der führenden Hygieneinstitute ist das festgeschriebene Mindesttemperaturniveau von 55°C im gesamten Warmwassersystem aus hygienischen Gründen weiterhin notwendig, eine Temperaturreduktion in Trinkwarmwassernetzen sei zumindest ohne den Einsatz alternativer Verfahren zur Reduzierung der hygienischen Risiken nicht zu verantworten.
Das Umweltbundesamt hat im September 2011 einen Weg zur Energieeinsparung beschrieben, der zur Entwicklung hygienisch sicherer Anlagen genutzt werden muss. Allerdings gilt, dass sich Alternativen, die zu einer Einsparung von Energie führen können, einer kritischen Prüfung durch Experten stellen müssen, damit die gewünschte Energieeinsparung durch Reduzierung der Warmwassertemperatur nicht auf Kosten eines erhöhten Risikos für Legionelleninfektionen über warmes Leitungswasser geht.
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„Grundsätzlich besteht die Möglichkeit auch mit anderen technischen Maßnahmen und Verfahren das angestrebte Ziel des DVGW-Arbeitsblattes W 551 einzuhalten. In diesen Fällen müssen die einwandfreien Verhältnisse durch mikrobiologische Untersuchungen nachgewiesen werden.“
Damit sich regenerative Wärmeerzeuger wie Wärmepumpen durchsetzen können, müssen aber die Temperaturen des Trinkwassers warm auf ein möglichst niedriges Niveau abgesenkt werden und trotzdem das höchste Schutzziel – der Schutz der menschlichen Gesundheit – erfüllt werden.