Trinkwasserhygiene

Trinkwasserhygiene: Kind trinkt aus Wasserhahn

Trinkwasser: unser wichtigstes Lebensmittel

Wie andere Lebensmittel auch hat Trinkwasser einen begrenzten Haltbarkeitszeitraum. Bleibt es zu lange in den Zuleitungen stehen, kann es verderben. Für „stehendes Wasser“ wird der Fachbegriff Stagnation verwendet. Bei Stagnation nimmt das Trinkwasser Inhaltsstoffe der Installationsmaterialien sowie Temperatur aus der Umgebung auf. Beides kann zu einer gesundheitsgefährdenden Veränderung der Trinkwasserqualität führen. Besonders ein Temperaturanstieg auf über 25 °C ist bedenklich, da sich Mikroorganismen wie z. B. Legionellen in lauwarmen Temperaturbereichen explosionsartig vermehren. Als sichere Temperatur im Kaltwasser wird z. B. in der DVGW-Wasserinformation 90, aber auch in vielen internationalen Normen und Empfehlungen eine Temperatur von sogar nur < 20 °C angesehen. Dies wird aktuell auch in einem Video des Umweltbundesamtes empfohlen.

Video Umweltbundesamt

Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) nimmt daher besonders Betreiber öffentlicher Gebäude in die Pflicht, jederzeit hygienisch einwandfreies Trinkwasser in der gesamten Installation zu gewährleisten. Hierzu ist es notwendig, in Planung, Ausführung und Betrieb die vier Hauptgefahrenquellen für eine negative Veränderung der Trinkwasserhygiene auszuschließen.

Die vier Erfolgsfaktoren für eine einwandfreie Trinkwasserhygiene

Herausforderungen bei der Planung und Ausführung der Trinkwasserhygiene

Die 4 Erfolgsfaktoren für eine einwandfreie Trinkwasserhyhgiene Kreislauf_Temperatur Kreislauf_Wasseraustausch Kreislauf_Naehrstoffangebot Kreislauf_Durchstroemung
Kreislauf_Temperatur Kreislauf_Wasseraustausch Kreislauf_Naehrstoffangebot Kreislauf_Durchstroemung

1. Durchströmung

Trinkwasserhygiene Durchströmung Piktogramm

Die Bemessung der Rohrleitungen hat so zu erfolgen, dass durch den bestimmungsgemäßen Betrieb1 mehrmals am Tag Fließgeschwindigkeiten auftreten, die für nennenswerte Scherkräfte an den Rohrwandungen sorgen.

Konstruktiver Aufbau beeinflusst hygienisch relevante Rohrnetzparameter

Im Gegensatz zu der moderaten Absenkung des Spitzenvolumenstromes in der Rohrnetzberechnung durch die Einführung der DIN 1988-300 hat der konstruktive Aufbau einer Trinkwasserinstallation einen erheblichen Einfluss auf die hygienisch relevanten Rohrnetzparameter wie benetzte Rohroberfläche und Rohrinhalt. Zur Vermeidung von Stagnation bzw. trägem Wasseraustausch in den Verteilleitungen, muss das Rohrnetz zielgerichtet so aufgebaut werden, dass möglichst kurze Fließwege zu den Entnahmearmaturen entstehen. Eine näherungsweise mittige Einspeisung des Trinkwassers in eine Rohrnetzstruktur liefert hier z.B. die besten Voraussetzungen.

Ziel: kurze Fließwege und geringer Rohrleitungsinhalt

Trinkwasserhygiene-Ziel zur optimalen Durchströmung: kurze Fließwege und geringer Rohrleitungsinhalt

Kurze Fließwege zu den Entnahmearmaturen führen in einer Rohrnetzberechnung zu einem großen verfügbaren Druckgefälle. Dadurch können die Leitungsdurchmesser gering gewählt werden. Im laufenden Betrieb der Trinkwasserinstallation ergeben sich so höhere Fließgeschwindigkeiten in allen Teilstrecken der Hauptverteilung und damit werden auch höhere Scherkräfte an den Rohrwandungen wirksam. Ein geringerer Rohrleitungsinhalt bei gleichbleibender Nutzungsfrequenz der Entnahmearmaturen führt zudem zu kürzeren Verweilzeiten des Trinkwassers in der Leitungsanlage. Damit wird der Wasseraustausch/Wasserwechsel intensiviert und damit auch das mittlere Temperaturniveau signifikant abgesenkt. Vergleichsberechnungen zeigen, dass der Wasserinhalt eines Rohrnetzes, je nach Art des Verteilungskonzeptes, um bis zu 30 % differieren kann!

Unterschiedliche Verteilungskonzepte

Grundsätzlich stehen für die Erschließung des Gebäudes mit Trinkwasser zwei Verteilungskonzepte zur Verfügung:

Horizontale Verteilung

Bei einer horizontal orientierten Verteilung wird das Trinkwasser über eine zentral angeordnete Steigleitung in die Geschosse geführt. Von der Steigleitung zweigen in jedem Geschoss Stockwerks-Verteilungsleitungen ab, an die Stockwerks- bzw. Einzelzuleitungen zur Versorgung der Entnahmearmaturen in den Nasszellen angeschlossen werden. Überwiegend horizontal ausgerichtete Verteilsysteme findet man häufig in hochinstallierten Gebäuden, wie z. B. in Krankenhäusern und Hotels.

Horizontale Verteilung bei hochinstallierten Gebäuden

Vertikale Verteilung

In Wohngebäuden erfolgt die Versorgung mit Trinkwasser dagegen nahezu ausnahmslos in der Vertikalen, über Steigleitungen. Wie auch hier Vergleichsberechnungen zeigen, hat die Wahl des Verteilungskonzeptes horizontal oder vertikal ebenfalls einen großen Einfluss auf die hygienisch relevanten Rohrnetzparameter und nicht zuletzt auch auf die Erstellungskosten. Bei gleicher Gebäudegeometrie wird z. B. bei einer vertikalen Verteilung der Wasserinhalt und die innere Oberfläche des Rohrnetzes gegenüber einem vergleichbaren horizontalen Verteilungssystem um mehr als 20 Prozent verringert! Zudem reduzieren sich auch noch die Bereitschaftsverluste des Zirkulationssystems um ca. 13 Prozent. Je ausgedehnter das Rohrnetz einer Trinkwasser-Installation ist, umso größer sind auch die beschriebenen Differenzen.

Vertikale Verteilung z. B. bei Wohngebäuden

2. Temperatur

Trinkwasserhygiene Temperatur Piktogramm

Im zirkulierenden Warmwasser muss die Temperatur an jeder Stelle über 55 °C gehalten werden. Der Wasserinhalt einer Warmwasser-Installation, der nicht auf Temperatur gehalten werden kann, ist auf ein Minimum zu reduzieren. Die Kaltwassertemperatur sollte unter 25 °C liegen, bestenfalls 20 °C nicht überschreiten. Können diese Temperaturen nicht eingehalten werden, kann das zu einer gesundheitsgefährdenden Veränderung der Trinkwasserqualität führen. Besonders ein Temperaturanstieg auf über 25 °C ist bedenklich, da sich Mikroorganismen wie z. B. Legionellen in lauwarmen Temperaturbereichen explosionsartig vermehren. Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) nimmt daher besonders Betreiber öffentlicher Gebäude in die Pflicht, jederzeit hygienisch einwandfreies Trinkwasser in der gesamten Installation zu gewährleisten.

Leigonellenwachstum im Trinkwasser

Einfluss innerer Wärmelasten

Einfluss innerer Wärmelasten

Wärmequellen wie bspw. warmgehende Leitungen der Sanitär- und Heizungstechnik und Bauteile der Elektro- und Lüftungstechnik sorgen in Installationsbereichen für eine Erwärmung der Trinkwasserleitung, in einer Stagnationsphase von zwei Stunden, auf mehr als 25 °C, selbst bei Dämmung gemäß DIN 1988-200.

Einfluss äußerer Wärmelasten

Einfluss äußerer Wärmelasten

Hohe Umgebungslufttemperaturen

Hohe Außenlufttemperaturen sorgen in nicht klimatisierten Gebäuden für Umgebungslufttemperaturen > 25 °C. Im Stagnationsfall sind dadurch Kaltwassertemperaturen unter 25 °C nicht mehr erreichbar.

Wassereintrittstemperaturen

Bei oberflächennaher Trinkwassergewinnung wird in den Sommermonaten höher temperiertes Wasser (> 20 °C) in die Trinkwasserinstallation eingespeist, wodurch die maximal tolerierbare Stagnationszeit nochmals deutlich verringert wird.


3. Wasseraustausch

Trinkwasserhygiene Wasseraustausch Piktogramm

Der konstruktive Aufbau einer Trinkwasser-Installation muss dazu führen, dass ein hoher Wasserwechsel in allen Teilstrecken stattfindet, insbesondere in den Stockwerks- und Einzelzuleitungen.

Verkeimung durch Stagnation

Hygieniker stellen in Trinkwasser-Installationen immer wieder eine unzureichende Trinkwasserhygiene fest. Die Probleme sind sowohl im Kaltwasser als auch im Warmwasser vorhanden. Für die Verkeimung bzw. den Wandel von Trinkwasser zu Nicht-Trinkwasser wird in der Fachwelt als wesentliche Hauptursache die Stagnation des Trinkwassers genannt. Die Ursache für Stagnationsbereiche können alte ungenutzte Leitungen oder zeitweise nicht bestimmungsgemäß1 genutzte Leitungsabschnitte sein. Diese Bereiche sind somit potenziell eine Fehlerquelle der Trinkwasser-Installation.

Betreiber in der Pflicht

Trinkwasserhygiene: Betreiber in der Pflicht

Die Verantwortung für einen regelmäßigen Wasseraustausch liegt alleine beim Betreiber. Es wird empfohlen, nicht genutzte Rohrleitungen von der Trinkwasser-Installation zu trennen bzw. alle Leitungsabschnitte bestimmungsgemäß zu betreiben. Bestimmungsgemäß bedeutet hierbei, dass eine ausreichende Nutzerfrequenz bzw. Häufigkeit der Trinkwasserentnahme zu Grunde gelegt werden muss.

Verändertes Nutzungsverhalten

In vielen Fällen hat sich die Nutzung eines Gebäudes oder das Nutzerverhalten über einen bestimmten Zeitraum verändert. Findet der geplante bestimmungsgemäße Trinkwasserverbrauch in den Leitungsabschnitten nicht statt, kann der Betrieb der gesamten Trinkwasser-Installation durch Krankheitserreger lahmgelegt werden. Der ursprünglich geplante bestimmungsgemäße Betrieb lässt sich dann nur noch durch Spülmaßnahmen aufrechterhalten.

Manuelle Spülmaßnahmen

Trinkwasserhygiene: Personalintensiver manueller Wasserwechsel

Manuell durchgeführte Spülmaßnahmen durch Öffnen und Schließen aller betroffenen Zapfstellen bedeuten einen erhöhten Aufwand im Betrieb des Gebäudes. Die hierdurch zusätzlich entstehenden Betriebs- und Personalkosten werden zu dem Zeitpunkt der Planung selten erkannt und berücksichtigt. Die konsequente Einhaltung dieser Spülmaßnahmen ist ebenso fragwürdig wie das anzustrebende Ziel, einen Austausch des kompletten Wasserkörpers zu erreichen. Verursachen die reinen Maßnahmen laut Spülplan bereits unverhältnismäßig hohe Kosten, kann es richtig teuer werden, wenn die manuelle Umsetzung nicht auf Dauer sorgfältig erfolgt und bei der Beprobung des Trinkwassers hygienische Mängel festgestellt werden.


4. Nährstoffangebot

Trinkwasserhygiene Nährstoffangebot

Die Nährstoffabgabe aus Materialien muss, so weit wie technisch möglich, reduziert werden. Dies dient mittelbar auch der Vermeidung mikrobiellen Wachstums sowohl auf der Oberfläche des Materials als auch im Trinkwasser.

Migration von Werkstoffbestandteilen fördern Biofilm-Entwicklung

Verkeimung durch Biofilm

Der länger andauernde Kontakt von Trinkwasser mit den Werkstoffen (z.B. Rohrleitungs- und Armaturenwerkstoffe) kann zu einer Aufkonzentrierung von Nährstoffen durch Migration von Werkstoffbestandteilen in das Trinkwasser führen. Eine Kombination aus schlechter Werkstoffqualität (z.B. nicht DIN EN 16421 geprüfte Materialien), Stagnation und ungünstiger Wasserbeschaffenheit fördern starke Biofilm-Entwicklung, in dessen Schutz sich auch fakultative Krankheitserreger vermehren können.

Reduzierung von Nährstoffabgabe aus Materialien

Besondere Probleme stellen dabei komplexe Bauteile wie z.B. Armaturen dar. Das Mikrobiom steuert in Stagnationsphasen eine ganze Reihe von wachstumsfördernden Faktoren. Des Weiteren fehlt in Stagnationsphasen ein Abtransport und damit eine Verdünnung der in den Wasserkörper gelangten planktonischen Mikroorgansimen. Die Nährstoffabgabe aus Materialien, die im Kontakt mit Trinkwasser stehen, muss daher so weit wie technisch möglich reduziert werden.

Eignung nach Material-Positivlisten

Alle Materialien sind auf ihre Eignung für den Bereich Trinkwasser zu überprüfen. Diese „mikrobielle Eignung“ ist eine Grundforderung von §17 TrinkwV und wird vom Umweltbundesamt als wichtiges Kriterium für die Erstellung von Material-Positivlisten herangezogen.


KHS-Logo

Hygienesystem KHS

Das KEMPER Hygienesystem KHS verhindert Stagnation und die daraus resultierende negative Beeinträchtigung der Trinkwasserqualität. Es sorgt unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und nachhaltiger Aspekte dafür, dass an jeder Entnahmestelle stets frisches, hygienisch einwandfreies Trinkwasser zur Verfügung steht. Dies bietet allen Beteiligten, vom Planer über den Betreiber und den Installateur bis hin zum Endverbraucher, ein Höchstmaß an Sicherheit beim täglichen Kontakt mit Trinkwasser.

KHS Venturi-Strömungsteiler

KHS Venturi-Strömungsteiler

KHS HS2 Hygienespülung

KHS HS2 Hygienespülung

KHS Systemsteuerungen

KHS Systemsteuerungen

KHS Bodenbox

KHS-Bodenbox

KHS Wasserwechselarmaturen

KHS Wasserwechselarmaturen

Kaltwasser-Zirkulation - KHS CoolFlow

Kaltwasser-Zirkulation mit KHS CoolFlow