Sauber geregelt

Wenn man von der Warmwasserbereitung spricht, dann denkt jeder sofort an die kleinen „Freunde“, die in Trinkwasser­erwärmer und Rohrleitungen gar nicht gerne gesehen sind: die Legionellen. Ob sie hier heimisch werden, hängt davon ab, wie die Anlage
gebaut ist. Aus den „Sünden“ der Vergangenheit hat man gelernt, wie man das Warmwassersystem eben nicht konstruieren darf. Man weiß heute, dass sowohl die Art der Rohrleitungen, ihre Verlegung und die Systemtemperaturen eine wichtige Rolle spielen.

Die Hygiene im System
Legionellen finden optimale Vermehrungsbedingungen in Warmwassersystemen, die niedrig temperiert sind (30 °C bis 50 °C). Den Nährboden für ihr Wachstum und Vermehrung finden sie im Biofilm, der sich in jeder Trinkwasseranlage an den Rohrwänden bildet. Biofilme bestehen aus Zellen von Bakterien, Pilzen oder auch Algen und Schleimen. Der Biofilm bildet sich an der Rohrwand aus und umschließt Korrosionsprodukte und eventuelle Kalk­ablagerungen aus der Rohrleitung. Biofilme bilden sich auch in Speichern und Apparaten. Mikroorganismen treten hier nicht als Reinkultur, sondern gemischt auf. Auch Krankheitserreger, wie Legionellen oder Pseudomonaden, können mit dem Biofilm verbunden sein. In diesem Film sind sie meist gut geschützt vor äußeren Einwirkungen. Begünstigt wird das Biofilmwachstum, wenn das Wasser länger in den Rohrleitungen oder im Speicher steht (Stag­nation). Geringe Fließgeschwindigkeiten und der Nährstoffgehalt des Wassers tragen auch zur Bildung von Biofilmen bei. Sanierungskonzepte, mit denen Bakterien aus den Trinkwasseranlagen entfernt werden sollen, müssen immer auf eine Reduzierung bzw. Eliminierung abzielen.

Nicht zu groß und nicht auf Vorrat
Werden Trinkwasseranlagen neu erstellt oder umgebaut, sind sie so zu planen, auszuführen, zu betreiben und instand zu halten, dass sie das Wachstum oder die Bildung von Biofilmen bzw. Mikroorganismen nicht begünstigen. Dies erfordert in der Regel:

• die Verwendung von Installa­tionsmaterialien, von denen möglichst keine verwertbaren Nährstoffe abgegeben werden,
• die Vermeidung von Stagna­tion des Trinkwassers,
• der Einsatz bedarfsangepasster (also nicht zu groß bemessener) Trinkwasserspeicher,
• die Vermeidung von Tempera­tur­bereichen, bei denen Bakterien­wachstum, insbesondere das von Krankheitserregern, gefördert wird.

Warmwasser sollte im gesamten Bereich der Trinkwasseranlage stets Temperaturen oberhalb von 55°C und Kaltwasser stets Temperaturen unterhalb von 25°C, besser von 20°C, haben. Mög­liche kritische Punkte, bei denen wachstumsfördernde Temperaturbereiche erreicht werden können, sind:

• Temperaturschichtung in Speichern,
• Ablagerungen im Speicher und im Verteilerbalken,
• Leitungsteile, in denen das Wasser längere Zeit steht (Änderung der Nutzung, nicht unmittelbar an der Zirkulation abgetrennte Teile, Bauen auf Vorrat),
• nicht ausreichender Zirkulations­volumenstrom,
• zu große Wärmeverluste im ­Zirkulationssystem.

Berücksichtigt werden muss auch ein möglicher Wärmeübergang vom Warm- auf das Kaltwasser und dadurch das Vorkommen von Legionellen im erwärmten Kaltwasser.

Ohne Abgleich geht’s nicht
Damit der Zirkulationsvolumenstrom an jeder Stelle des Warmwassersystems in der Lage ist, ­eine Abkühlung in kritische Temperaturbereiche zu vermeiden, ist die Zirkulation genau zu berechnen. Dafür muss in jedem Zirkula­tionskreis der Anlage die verfügbare Druckdifferenz der Pumpe so weit wie möglich „verbraucht“ werden. Das geschieht unter Berücksichtigung von Mindest­innendurchmessern und Maximalgeschwindigkeiten in den Rohrleitungen. Die in der Druckverlustberechnung verbleibende Differenz zwischen dem verfügbaren Pumpendruck und den errechneten Anlagendruckverlus­ten, muss in statischen oder thermostatisch gesteuerten Zirkulations-Regulierventilen abgedrosselt werden. Wird der „hydraulische Abgleich“ nicht vorgenommen, können sich die Volumenströme des Berechnungsfalles in der ausgeführten Anlage nicht einstellen. Der ­Zirkulationsvolumenstrom muss die Wärmemenge transportieren können, die über die Oberfläche des Rohrleitungssystems verloren geht. Das heißt, dass ­eine konkret vorgegebene Wassertemperatur nur dann eingehalten werden kann, wenn der beschriebene Gleichgewichtszustand an jeder Stelle des Zirkulationssystems sicher­gestellt ist (das DVGW Arbeitsblatt W 551 [1] ist zu berücksichtigen). Der hydraulische Abgleich eines Zirkulationssystems ist daher die Grundvoraussetzung für eine sichere Funktion. Der ­Armaturenhersteller Kemper hat seine Ventilkonstruktionen auf Grund­lage der neuen Anforderungen weiterentwickelt und für große und mittlere Trinkwasser­installationen die Randbedingungen definiert, die ein Zirkula­tionsregulierventil DN 15 vor dem Hintergrund der Anforderungen nach DVGW VP 554 [2] mindes­tens abdecken muss. Darüber hinaus wurden die aus der Praxis ­gewonnenen Erkenntnisse als Anforderungen zur Entwicklung der ­Regulierventile herangezogen.

Gut geregelt mit Ventil
Ein Regulierventil, das den zugesicherten Minimalvolumenstrom bei voreingestellter Sollwerttemperatur nicht oder zu spät erreicht, kann ausschlaggebend für einen Mangel im Betrieb des Warmwasser-Systems sein und damit mikrobiologisches Wachstum fördern. Der DVGW hat zur Sicher­stellung der Funktion von Trinkwasser-Zirkulationssystemen die Reguliereigenschaften der thermostatisch gesteuerten Regulierventile in der Prüfnorm VP 554 definiert. Nach dieser Norm werden die Eigenschaften des Regulierventils auf Dichtigkeit, Festigkeit, Werkstoffe sowie thermische und hydraulische Anforderungen geprüft. Die gesamte Regelcharakteristik eines Regulierventils wird bei Vollöffnung, bei Erreichen der Sollwerttemperatur sowie der Desinfektionstemperatur von mehr als 70 °C kontrolliert.

Problemlos beproben, ­Kosten sparen
Mit dem berechneten und an der Anlage umgesetzten hydraulischen Abgleich wird erreicht, dass die Wassertemperatur im System an keiner Stelle die 55 °C unterschreitet. Aber auch unter diesen Bedingungen müssen Trinkwasser-Erwärmungsanlagen kontrollierbar installiert werden. Nach den Festlegungen der Trinkwasserverordnung sind an Anlagen in öffentlichen Gebäuden einmal jährlich Untersuchungen auf Legionellen vorgeschrieben. Betreiber, die Trinkwasser an die Öffent­lichkeit abgeben, müssen diese Untersuchungen beispielsweise bei einem lokalen Hygiene-Institut beauftragen. Es gibt orientierende, gegebenenfalls weiterfüh­ren­de sowie Nach-Untersuchungen. Im DVGW-Arbeitsblatt W 551 werden die Probenahmestellen zur Ermittlung der Kontamination eines Trinkwassersystems durch Legionellen näher definiert. In der Praxis finden sich jedoch an diesen Stellen in der Regel keine geeigneten Entnahmehähne, so dass die Probenahme unnötig zeitaufwändig ist oder nicht immer fachgerecht erfolgen kann. Anschlie­ßend ist oft eine ausgeweitete zweite Probenahme notwendig, da anhand der Erstbefunde nicht erkennbar ist, ob die mikrobiologische Kontamination aus Richtung der Trinkwassereinspeisung oder aus Richtung der Entnahmestellen kommt. Diese und ähn­liche Eingrenzungen sind aber notwendig für die Einleitung zielgerichteter Abhilfemaßnahmen. In Folge addieren sich die Kosten für mehrmalige Probenahmen und die vorübergehende Einrichtung von „Behelfs-Probenahmestellen“. Daher empfiehlt es sich, bereits bei der Planung von Trinkwasser-Installationen geeignete Probenahmestellen zu berücksichtigen bzw. im Bestand nachzurüsten.
Werden in Trinkwasseranlagen eine Stagnation und eine Abkühlung des Wassers verhindert, dann haben auch die Bakterien keine Chance sich im System zu vermehren. Und regelmäßige Kontrollen der mikrobiologischen Beschaffenheit des Wassers geben die Sicherheit, dass Duschen ein risikoloses Vergnügen bleibt.

Literaturnachweis:

1. DVGW W 551: Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlagen – Technische Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums – Planung, Errichtung, Betrieb und Sanierung von Trinkwasser-Installationen
2. DVGW VP 554: Thermostatische Zirkulationsregulierventile für den hydraulischen Abgleich in Warmwasser-Trinkwassersystemen