Schleifen sind nicht immer schick

Immer wieder werden in deutschen Krankenhäusern und Pflegeheimen, aber auch in anderen Gebäuden wie Hotelanlagen, Schwimmbädern, Industriegebäuden usw. Legionellen in den kaltwasserführenden Leitungsnetzen entdeckt – in Konzentrationen weit über dem technischen Maßnahmenwert von 100 KBE/100 ml. Grund dafür ist, dass in den meisten Fällen in den betroffenen Gebäuden keine wirkliche Kaltwasser-Installa­tion vorhanden ist. Zum bestimmungsgemäßen Betrieb einer Trinkwasserinstallation gehört bei Großanlagen, dass das Wasser am Warmwasseraustritt des Trinkwassererwärmers stets eine Temperatur von mehr als 60 °C einhalten muss. Systematische Unterschreitungen von 60 °C sind bei Großanlagen nicht akzeptabel! Diese Forderung ist dazu gedacht, das Wachstum von Legionellen-Bakterien im Warmwasser zu verhindern.

Legionellen können sich jedoch auch in Kaltwasserleitungen vermehren, wenn diese schlecht isoliert sind und direkt neben Warmwasserleitungen liegen. Das kommt z.B. bei Altbauten häufig vor oder in modernen, neu errichteten Trinkwasserinstallationen, wenn man zum Schutz gegen Legionellen lediglich das erwärmte Trinkwasser als Infektionsquelle ansieht und dabei eine mögliche Erwärmung des kalten Trinkwassers schuldhaft außer Acht lässt.

Klare Festlegungen

Da sich Legionellen vornehmlich in einem Temperaturbereich zwischen 25 bis 50°C vermehren, legen die allgemein anerkannten Regeln der Technik verbindliche Maximaltemperaturen für kaltes Trinkwasser und Minimaltemperaturen für erwärmtes Trinkwasser fest. Über die bekannte Forderung im § 4 der Trinkwasserverordnung (TrinkwV), die allgemein anerkannten Regeln der Technik (a.a.R.d.T.) als Mindeststandard zwingend zu beachten, sind diese Vorgaben für die Trinkwassertemperaturen verbindlich einzuhalten.

Dass Trinkwasser in Deutschland als Lebensmittel Nr.1 angesehen wird, bedeutet nicht, dass es steril oder gänzlich frei von Bakterien ist. Ergänzend zu den Festlegungen der TrinkwV muss auch nach den Festlegungen im Punkt 5 der DIN 2000 das Wasser lediglich arm an Bakterien sein. Das Vorhandensein von Bakterien im Wasser ist also durchaus zulässig, sie dürfen aber nur in einer solchen Anzahl vorhanden sein, dass sie keine Gefahr für die Gesundheit der Nutzer darstellen. Generell ist der Nachweis von Bakterien im Trinkwasser also kein Anzeichen für ein Versäumnis gegenüber der Trinkwasserhygiene. Gefährlich wird es erst dann, wenn die Planung oder Konstruktion einer Trinkwasserinstallation oder deren Betriebsbedingungen Verhältnisse schaffen, die eine exponentielle Bakterienvermehrung begünstigen.

Förderliche Temperaturbereiche vermeiden

Diese grundsätzliche Forderung gilt sowohl für erwärmtes als auch für kaltes Trinkwasser. Die unterschiedlichen technischen Regelwerke, die unter dem Begriff der allgemein anerkannten Regeln der Technik zusammengefasst sind, treffen hier eine weitgehend einheitliche Aussage darüber, welche Temperaturbereiche als förderlich für das Wachstum angesehen werden:

DVGW-Arbeitsblatt W 551: „Bei Großanlagen muss das Wasser am Warmwasseraustritt des Trinkwassererwärmers stets eine Temperatur von ≥60°C einhalten. Systematische Unterschreitungen von 60°C sind bei Großanlagen nicht akzeptabel. Für Kleinanlagen wird die Einstellung der Regeltemperatur am Trinkwassererwärmer auf 60°C empfohlen. Betriebstemperaturen bei Kleinanlagen unter 50°C sollen in jedem Fall vermieden werden.“ In der aktuellen Fassung des W 551 von 2004 werden zurzeit noch keine Vorgaben zur maximalen Temperatur des kalten Trinkwassers gemacht.

DIN EN 806-2: „30 Sekunden (s) nach dem vollen Öffnen einer Entnahmestelle sollte die Wassertemperatur nicht 25°C für Kaltwasserstellen übersteigen und sollte nicht weniger als 60°C für Warmwasserentnahmestellen betragen, sofern dem nicht örtliche oder nationale Regelungen entgegenstehen.“ Als ­europäische Basisnorm für die Planung von Trinkwasserinstallationen wurde die DIN EN 806-2 in Deutschland ergänzt durch die strikteren Vorgaben der

DIN 1988-200: „Maximal 30s nach dem vollen Öffnen einer Entnahmestelle darf die Kaltwassertemperatur 25°C nicht übersteigen und die Warmwassertemperatur muss mindestens 55°C erreichen.“

Dieser Punkt wird jedoch häufig falsch interpretiert. Die DIN 1988-200 definiert klar, dass das Trinkwasser kalt 30 Sekunden nach dem vollen Öffnen einer Armatur (kaltwasserseitig) die Temperatur von 25°C nicht übersteigen darf. „Übersteigen“ bedeutet jedoch hier von einem geringeren Niveau auf ein höheres Niveau. Trinkwasser kalt muss also auch 30 Sekunden nach dem Öffnen der Armatur noch immer unterhalb von 25°C bleiben. Vielfach wird von Anlagenerstellern hier rein interpretiert, dass sich das Trinkwasser kalt in den Einzelzuleitungen durchaus auf>25°C erwärmen dürfe, es muss nur spätestens 30 Sekunden nach dem Öffnen der Armatur wieder unter 25°C sein. Das ist ein gravierender Fehler, der in einer Installation zu schwerwiegenden Mängeln führen kann sowie zu hohen Belastungen mit Legionellen!

Eine Erwärmung des Kaltwassers auf ein Temperaturniveau zu tolerieren, bei dem sich Legionellen optimal vermehren können, wäre ein Schildbürgerstreich, der jedem Schutzziel unserer technischen Regelwerke entgegenstehen würde.

Die VDI/DVGW 6023 als die nationale Trinkwasserhygiene-Richtlinie, auf die auch die DIN 1988-200 verweist, legt letzten Endes die Temperaturgrenzen für erwärmtes (PWH) und kaltes Trinkwasser (PWC) verbindlich fest: „Einhaltung sowie regelmäßige Prüfung und Dokumentation der Temperaturgrenzen:

• Trinkwasser, kalt: möglichst kalt, max. 25°C
• Trinkwasser, warm: nach DVGW W 551.“

Die maximale Temperatur für Trinkwasser kalt ist also in jedem Fall und in jeder Situa­tion mit 25°C definiert. Planung oder Ausführung einer Trinkwasserinstallation, in der sich das Trinkwasser kalt systembedingt auf Temperaturen>25°C erwärmen kann, sind mangelhaft (Bild 1).

Installationspraxis zur Vermeidung von Legionellen

Seit einiger Zeit ist als ein möglicher Ansatz zur Aufrechterhaltung der Trinkwasserhygiene und zur Vermeidung von Legionellen in einem System der Trinkwasserinstallation das Durchschleifen von Trinkwasserleitungen warm und kalt im Markt bekannt. Dieser ­Ansatz zielt darauf ab, die Entnahmestellen ­einer Funktionseinheit oder eines Systems untereinander zu verbinden, quasi in Reihe zu schalten, um eventuelles Stagnationswasser in den Einzelzuleitungen selten genutzter Entnahmestellen zu vermeiden. Ziel dieser Installationsart sollte sein, bei jedem Entnahmevorgang an einer Zapfstelle im System den Rohrleitungsinhalt der zuführenden Leitung und damit der vorgeschalteten Zapfstellen auszutauschen. Diese Methode der Stagnationswasservermeidung kann, korrekt geplant und angewendet, durchaus Vorteile bringen, z.B. um das Stagnationswasser in einzelnen Leitungen zu Außenzapfstellen oder Heizungsfüllanschlüssen zu vermeiden (Bild 2).

Bei näherer Betrachtung zeigen sich jedoch auch erhebliche Nachteile, wenn diese Technik generell und überall angewandt wird, um vermeintliche Vorteile zu maximieren.

Vergrößerung des Leitungsvolumens

Die Trinkwasserverordnung legt im §14 in Verbindung mit Anlage 4 unterschiedliche Untersuchungspflichten fest. Auf Legionellen untersucht werden müssen beispielsweise ­alle Anlagen nach § 3 Abs. 2 Buchstabe e, die gewerblich oder öffentlich betrieben werden, die Duschen oder andere Anlagen zur Vernebelung von Trinkwasser beinhalten und die als Großanlage definiert sind. Als Großanlage gilt nach DVGW W 551 sowie nach Trinkwasserverordnung jede Trinkwasserinstallation mit einem Trinkwasserspeicher>400l Inhalt und/oder mit einem Rohrleitungsinhalt der Warmwasserleitung von mehr als 3l zwischen dem Ausgang des Trinkwassererwärmers und einer Entnahmestelle.

Das konsequente Durchschleifen einer Warmwasserleitung und die damit verbundene Volumenerhöhung kann also mitunter dazu führen, dass aus einer nicht-beprobungspflichtigen Kleinanlage eine beprobungspflichtige Großanlage wird, mit allen sich daraus ergebenden juristischen und wirtschaftlichen Konsequenzen (Bild 3). Ein kleineres Fitness-Studio beispielsweise gilt als ­gewerbliche Trinkwasserinstallation mit Duschen, da es seinen Kunden die Möglichkeit der Körperreinigung nach dem Sport bietet. Sind die Sanitärräume oberhalb der Heiz­zentrale angeordnet, kann es sich bei dieser Installation durchaus um eine Kleinanlage handeln. Werden die Leitungen jedoch zu den Entnahmestellen durchgeschleift, was zu ­einer Erhöhung des Rohrleitungsvolumens führt, kann sich hier schnell eine Beprobungspflicht nach TrinkwV als Großanlage ergeben.

Temperaturverluste im Warmwasser

Zur Aufrechterhaltung hygienisch einwandfreier Verhältnisse in einem Trinkwassersystem müssen die Temperaturverluste in der Warmwasserleitung durch die Zirkulationsleitung ausgeglichen werden. Jede Warmwasserleitung mit mehr als 3l Rohrleitungsinhalt muss in das Zirkulationssystem eingebunden sein. Lediglich Stockwerks- und Einzelzuleitungen mit Rohrleitungsinhalten

Das Durchschleifen von Warmwasserleitungen führt gegenüber einer klassischen ­T-Stück-Installation jedoch zu einer deutlichen Erhöhung der Rohrleitungslänge. Der Systembroschüre eines Armaturenherstellers ist dazu zu entnehmen: „Durch eine Zirkulation bis zu den Entnahmestellen wird die wärmeabgebende Oberfläche des Rohrnetzes erheblich vergrößert. Damit in einem solchen Fall die Temperaturen im gesamten Zirkulationssystem oberhalb von 55 °C gehalten werden können, müssen höhere Zirkulationsvolumenströme fließen können als in konventionellen Anlagen. Selbst bei einer bestmöglichen Einregulierung muss davon ausgegangen werden, dass der Zirkulationsvolumenstrom mindestens doppelt so groß werden muss wie in konventionellen Zirkulationssystemen.“ Das Durchschleifen einer Warmwasserleitung führt also zu deutlich höheren Temperatur- und Energieverlusten. Da die Temperaturspreizung zwischen Warmwasseraustritt am Speicher und Wiedereintrittstemperatur der Zirkulationsleitung jedoch 5 K gemäß DVGW W 551 nicht übersteigen darf, sind der Rohrleitungslänge im Warmwasser bereits hier natürliche Grenzen gesetzt. Eine höhere Temperaturdifferenz als 5 K zwischen Warmwasseraustritt am Speicher und Zirkulations-Wiedereintritt ist ein technischer Mangel, sodass eine Warmwasserleitung also nicht beliebig lang durchgeschleift werden kann.

Problemverschiebung in das Kaltwasser

Ein wesentlicher Punkt beim Durchschleifen von Warmwasserleitungen ist jedoch die Beachtung einer etwaigen Aufwärmung von daneben geführten Kaltwasserleitungen. Die DIN CEN TR 16355/DIN SPEC 19810 „Legionellenprophylaxe“ von Juni 2012 führt hierzu im Punkt D.3 aus, dass wenn Rohrleitungen in Wänden parallel zu Leitungen für den Transport von Warmwasser (Zentralheizungsanlage oder Warmwasserzirkulationssystem) verlaufen, die Trinkwasserleitung trotz Isolierung von dem Einfluss beliebiger Wärmequellen ferngehalten werden sollte. Die Mindestabstände zwischen den isolierten Leitungen sollen bei einer Leichtbauwand 125 mm, bei einer Betonwand 200 mm bzw. im Estrich 125mm, in einem Betonboden 200 mm betragen. Andernfalls sollen Einzelfalluntersuchungen und -berechnungen durchgeführt werden, um einen Temperaturübergang auf die Kaltwasserleitung auszuschließen.

Werden hier die notwendigen Maßnahmen zum Schutz der Kaltwassertemperaturen missachtet, kommt es zu einer Verlagerung der Legionellen-Problematik aus dem Warmwasser ins Kaltwasser. Die unzulässige Aufwärmung fördert dann ein Legionellen-Wachstum im (nicht mehr) kalten Trinkwasser.

Praxisbeispiel

Aufgrund extrem hoher Legionellen-Konzentrationen im Kaltwassersystem eines 2010 neu errichteten Klinikums (teilweise über 15000 KBE/100 ml), wurde eine Gefährdungsanalyse nach § 16 TrinkwV durchgeführt. Hierzu wurden im Regelbetrieb unter anderem die Anfangstemperaturen an 332 Kaltwasser-Zapfstellen im System gemessen. Unter Anfangstemperatur ist die Temperatur des in den Anschlussleitungen zu den Entnahmearmaturen befindlichen Trinkwassers zu verstehen, unmittelbar nach dem Öffnen der installierten Aufputz-Einhebel-Mischarmaturen. An allen 332 Zapfstellen wurden Temperaturen im Kaltwasser von mehr als 25 °C gemessen; an 209 der untersuchten Zapfstellen betrug die Temperatur teils deutlich mehr als 30 °C, was zu der hohen Aufkeimung von Legionellen führte.

Es wurde festgestellt, dass die Zirkulationsleitung des Warmwassersystems bis unmittelbar an die Wandanschlussbögen der Armaturen heran geführt wurde; alle Armaturen waren mittels durchströmter Wandanschlussbögen installiert. Diese dauerhaft mit ca. 60°C durchströmten Wandanschlüsse erzeugten massive Wärmeübergänge (Wärmeleitung durch die Armatur sowie durch die Montageblende) auf die parallel installierte Kaltwasserseite, was zu Temperaturen>30°C in den Kaltwasserleitungen führte. Dieser Effekt der Aufwärmung im Kaltwasser trat bereits innerhalb kürzester Zeit nach Spülung der Kaltwasserleitung auf.

Nach Spülung der Armatur kaltwasserseitig bis zur Temperaturkonstanz (14,6 °C) wurde durch den Wärmeübergang sowohl über die Armaturenplatte als auch durch den Armaturenkörper selbst eine erneute Aufwärmung auf eine Temperatur>25°C innerhalb von 14 Minuten festgestellt (Bild 4 und 5)! Das erwärmte Kaltwasser steigt durch thermischen Auftrieb von der Armatur aus gesehen nach oben in die Einzelanschlussleitung und von dort aus weiter in die Stockwerksleitung.

Keine allgemein anerkannte Regel der Technik

Das Durchschleifen von Trinkwasserleitungen wird vielfach am Markt propagiert, führt jedoch unter Umständen zu Problemen. Da die Technik des Durchschleifens in keinem gültigen Regelwerk beschrieben ist, kann ein Planer oder ausführender Fachbetrieb sich auch nicht auf die nach TrinkwV geforderte Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik berufen.

Zwar ist das direkte Heranführen der Zirkulationsleitung an Zapfstellen durch den ­Einsatz verschiedener Systemkomponenten (oder deren Kombination) technisch möglich, nur widerspricht diese Installationstechnik dem Stand der Technik durch die folgenden gesicherten Erkenntnisse:

• Die Wissenschaft (Thermodynamik) kennt den entstehenden Wärmeübertrag. Die Wissenschaft weiß auch bereits seit Jahrzehnten, dass Legionellen ab 25 °C, verstärkt ab 30 °C und am besten bei 37 °C wachsen.
• Den Technikern ist der Effekt der metallischen Wärmeleitung ebenfalls bekannt.
• Dem Laien ist bekannt, dass ohne den Effekt der metallischen Wärmeleitung die Zubereitung von Speisen in metallischen Gefäßen, bspw. Suppentöpfen aus Stahl, nicht möglich wäre.

Fazit

Da das direkte Heranführen der Zirkulationsleitung unmittelbar an Wandarmaturen zwangsläufig zu einer Überschreitung der maximal zulässigen Kaltwassertemperatur von 25 °C führen kann, werden hierdurch die Ziele der allgemein anerkannten Regeln der Technik unterschritten. §§ und 17 Abs. 1 der TrinkwV fordern jedoch mindestens die Einhaltung der a.a.R.d.T.. Das Risiko für Schäden aus nicht den a.a.R.d.T. entsprechenden Installationen trägt also der Ausführende oder Planende.

§ 25 TrinkwV sagt darüber hinaus, dass jeder, der eine Trinkwasseranlage nicht richtig plant, baut oder betreibt, ordnungswidrig handelt. Abgesehen von Planung und Bau handelt also auch jeder Betreiber einer solchen Anlage ordnungswidrig, da 15-minütige Spülintervalle an jeder Entnahmestelle nicht praktikabel umsetzbar oder wirtschaftlich vertretbar wären.

Punkt 9.2 des DVGW-Arbeitsblattes W 551 verpflichtet zudem jeden Betreiber, sofern dieser eine Erwärmung des Kaltwassers feststellt (über 25°C), regelmäßige Legionellenuntersuchungen auch im Kaltwasser durchführen zu lassen. Die Empfehlung, Kalt- und Warmwasser als Stockwerksringleitungen zu führen und diese Ringleitungen bis zu den Eckventilen der jeweiligen Entnahmestellen durchzuschleifen, sollte daher in jedem Einzelfall kritisch betrachtet und hinterfragt werden, da eine Erwärmung des Kaltwassers zwingend zu vermeiden ist.

Harald Köhler ist staatl. gepr. HKL-Techniker und Inhaber eines Sach­verständigenbüros für TGA und Trinkwasserhygiene in 92224 Amberg Telefon (0 96 21) 65 05 95 Telefax (0 96 21) 65 05 94