“Trinkwasserhygiene ist eine Teamleistung“

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• Trinkwasserhygiene, Energieeffizienz und eine kostenoptimierte Trinkwasserinstallation lassen sich durch eine objekt- und nutzungsbezogene ­Auslegung vereinen.
• Die Trinkwasseranlage des Solvis-Sanitär-Showrooms basiert auf dem Frischwassersystem SolvisVital mit der Option, eine thermische Solaranlage einzubinden.
• Das Rohrnetz wurde stagnationssicher mit durchgeschliffenen Rohrleitungen ausgeführt und auf der Basis von Messwerten und begrenzten Auslaufmengen dimensioniert. Die Rohrdurchmesser konnten so durchgehend verkleinert und der Wasserinhalt mehr als halbiert werden.

Dipl.-Ing. Karsten Woelk, Solvis-Vertriebsleiter für Großanlagen, hat lange genug Fußball gespielt, um im Neubau der Betriebs­duschen in „seinem“ Unternehmen Abb. 1 eine Steilvorlage zu erkennen. Und zwar die Steil­vorlage zum Aufbau eines Sanitär-Showrooms Abb. 2 Abb. 4, die ein Haustechnik-Profi wie Woelk einfach erfolgreich abschließen muss: „Bei Solvis dreht sich alles um die effiziente Nutzung regenerativer Energien, aktuell mit einem besonderen Fokus auf der Trinkwassererwärmung. Dieses Thema ist aber erst wirklich ‚rund‘, wenn zugleich die nachgelagerte Anlagentechnik berücksichtigt wird. Hier geht es über das Energiesparen hinaus auch ganz konkret um Trinkwasserhygiene. Was letztlich eng zusammenhängt: Denn die Temperaturhaltung in der Anlage beeinflusst die Hygiene ebenso wie das Anlagenvolumen den für die Erwärmung notwendigen Energieaufwand.“

Effiziente Trinkwassererwärmung

Verkürzt lautete also die Fragestellung: Wie kann man die 16 Duschen und 14 Waschtischanlagen in den Sanitärräumen so versorgen, dass ohne Energieverschwendung selbst beim Schichtwechsel immer genug hygienisch einwandfreies Warmwasser zur Verfügung steht? Dies auf der Bereitstellungsseite bei der Trinkwassererwärmung abzusichern, war die geringste Herausforderung. Mit dem Frischwassersystem SolvisVital (siehe Info-Kasten) stand hierfür hausintern eine bewährte Lösung zur Verfügung, die schon konstruktiv Energieeffizienz und Trinkwasserhygiene vereint:

• Unter anderem wird durch eine „intelligente“ R­egelung der Nutzungsgrad für die Nachheizung um etwa 20 % gegenüber herkömmlichen Trinkwasser-Speichersystemen gesteigert. Das reduziert unmittelbar den (regenerativen) Energieeinsatz.
• Anstelle großer Wasservolumina mit Hy­gie­ne­risiko deckt das System gleichzeitig mit sehr kleinem Volumen einen großen Bedarf ab, und zwar durch ein spezielles Frischwassersystem mit hoher Spülrate. Da Anlagenvolumina in einer direkten Beziehung zum Stagnationsrisiko und damit zur Legionellenbildung stehen, ist somit eine wichtige Grundlage für hygienisch einwandfreies Trinkwasser schon gegeben.

Bei der anschließenden Auslegung des Rohrleitungsnetzes aber war die Zusammenarbeit mit entsprechend qualifizierten Her­stellern gefragt, so Woelk: „Trinkwasserhygiene ist eine Teamleistung, bei der jeder ­seine besonderen Fähigkeiten einbringt. Das bedeutet eine frühzeitige gemeinsame Pro­jektplanung und die Realisierung in abgestimmter Vorgehensweise – im Ergebnis also eine integrale TGA-Projektrealisierung.“ Im ­Wesentlichen kann diese in vier Phasen mit drei Beteiligten – Betreiber, Fachplaner und Fachhandwerk – gegliedert werden:

• Die Vorbereitungsphase mit grundlegenden Dienstleistungen, beispielsweise ­einer realen Bedarfsanalyse. Woelk sammelte dazu über einen Datenlogger Kenn­werte zum konkreten Nutzungsverhalten. Zusätzlich flossen Erfahrungswerte in die Datenbasis ein.
• Die Planungsphase mit der Auslegung der Trinkwasseranlage unter Einbeziehung eines strategischen Entwicklungsplans für das Gebäude; beim Solvis-Projekt in enger Zusammenarbeit von Karsten Woelk, Andre Stagge vom planenden und ausführenden Fachhandwerksunternehmen HLF HeizungSanitär, Goslar, und Viega-Planungsberater Marco Trümper <b>Abb. 2</b>.
• Die Installationsphase, bei der schon im Vorfeld alle maßgeblichen Schnittstellen geklärt und diese zu kooperativen Naht­stellen gemacht werden; sowie
• eine abschließende Sicherungsphase mit nachgelagerten Dienstleistungen. Zu denen gehört beispielsweise ein Anlagenmonitoring mit dem Ziel der weiteren Optimierung.

Schulweisheit vs. messbare Erfahrung

Wie weit diese enge, strukturierte Zusammen­arbeit trägt, wird dabei am ehesten an der hygie­nisch bedeutsamen Frage der Rohrnetz­dimensionierung deutlich. Ausgangspunkt dafür war das skizzierte Anforderungsprofil mit

1. 16 Duschanlagen (zwei Duschen nur mit Kaltwasser),

2. 14 Waschtischanlagen (vier Waschtische nur mit Kaltwasser) sowie

3. zwei WC-Anlagen,

4. versorgt über eine hydraulisch günstig, symmetrisch zu den Verbrauchern ange­ordnete Trinkwassererwärmung, mit einem Versorgungsdruck von 4200 mbar.

Dass die gesamte Installation mit durchgeschliffenen Rohrleitungen und – wo unumgänglich mit äußerst kurzen Stichleitungen – zu den Zapfstellen bzw. der Duscharmatur zu erfolgen hatte, versteht sich quasi von selbst. Viega-Planungsberater Marco Trümper: „Durchgeschliffene Ringleitungen sind ein wichtiger Beitrag zum Erhalt der Trinkwassergüte, denn sie unterstützen den regelmäßigen vollständigen Wasseraustausch. Das lässt sich mit der Software Viptool Engineering schon während der Auslegung am Bildschirm überprüfen.“

Ebenso selbstverständlich bei der SolvisAnlagenplanung: Die automatisierte Auslösung der Anlage, wenn kein bestimmungsgemäßer Betrieb stattfindet. In diesem Fall geschieht das – zum Beispiel während eventueller Betriebsferien – durch elektronisch gesteuerte Duschköpfe von Mora Abb. 3. Sie lösen nach entsprechend programmierten Zeitintervallen aus und sorgen so für eine Spülung des Rohrleitungsnetzes.

Das „trinkwasserhygienische Manko“ folgte in dieser Planungsphase jedoch sofort: Nach „klassischer“ Auslegung gemäß Lehrbuch bzw. DIN 1988-3¹⁾ mit Summenkurve über die Gleichzeitigkeit – Trinkwasser kalt 387 l/min, Trinkwarmwasser 176 l/min – wäre ein Hauptstrang in DN 50 erforderlich gewesen. Für die Verteilung hätten dann „normgerecht“ in der Kaltwasserversorgung DN 40 und beim Trinkwarmwasser DN 32 installiert werden müssen. Zu den Zapfstellen hin sollte sich das Rohrleitungsnetz schließlich auf DN 20 bzw. DN 12 verjüngen.

Dimensionen, die Woelk und Trümper nicht akzeptieren wollten und konnten. Denn schon die „Daumenpeilung“ mit Erfahrungswerten ließ sehr schnell eine erhebliche Überdimen­sionierung erahnen. Konkrete Messungen zur Bedarfsermittlung bei vergleichbaren Projekten bestätigten: „Die angenommene Gleich­zeitigkeit in DIN 1988-3 ist für dieses Projekt praxisfern. Auch flossen die begrenzten Auslaufmengen und Auslauftemperaturen nicht in die Auslegung ein. Damit stand schon nach überschlägiger Betrachtung fest, dass mit einer eigenverantwortlichen, exakten Berechnung deutlich wirtschaftlichere Ergebnisse zu er­zielen waren.“

Auf dem Weg dahin wurden daher entscheidende Eckwerte objekt- und nutzungsbezogen festgelegt:

• Beim Ansatz der Summenkurve über die Gleichzeitigkeit stand ein Anteil von 70 % für die Dusch- und 60 % für die Waschtischanlagen.
• Der Berechnungsvolumenstrom ging von einer Mischwasserrechnung mit 15 °C für kaltes Trinkwasser und 57 °C für warmes Trinkwasser aus.
• Die Auslauftemperatur an der Zapfstelle/Duscharmatur ist generell auf 38 °C und die Auslaufmenge auf maximal 6 l/min an den Waschtischen bzw. 9 l/min an den Duschen begrenzt.
• Bei den Widerstandsbeiwerten der Rohr­leitungssysteme wurde mit realen Zeta-Werten gearbeitet; für möglichst günstige Anbindeleitungen kam das durchflussoptimierte Viega-Rohrleitungssystem Raxofix (siehe Info-Kasten) zum Einsatz.

Das neue Auslegungsergebnis weicht mit ­einer Summenkurve von 146 l/min für Trinkwasser kalt bzw. 68 l/min Trinkwarmwasser sehr deutlich von der „Schulbuch-Weisheit“ (Trinkwasser kalt: 387 l/min, Trinkwarmwasser: 176 l/min) ab. Damit führt die Reduzierung um 62 % unmittelbar zu einer signifikanten ­Verschlankung des Hauptstrangs von DN 50 auf DN 32. In den Teilsträngen konnte statt der Dimension DN 32 eine 25er-Nennweite ­installiert werden, und im Strang vor den Wasch­tischen sank der Rohrdurchmesser von DN 20 auf DN 15. Der Zirkulationsrücklauf fiel ebenfalls eine Nennweite kleiner aus, DN 12 statt DN 15. Insgesamt verringert sich das Rohrleitungsvolumen um 52 %, von 321 auf 153 l.

Hygienebewusstsein senkt Kosten

Woelk: „Dass der Hygieneerhalt des Trinkwassers in einer derart optimierten Trinkwasser­anlage wesentlich einfacher als in einer über­dimensionierten ist, liegt auf der Hand. Genauso wie die Energieeinsparung, denn es muss wesentlich weniger Wasser erwärmt und auf Temperatur gehalten werden. Zudem verringern sich die Investitionskosten.“

Das ergibt sich zum einen aus der kleineren Nennweite an sich, die per se kostengünstiger ist. Hinzu kommen auch gesparte Aufwendungen, beispielsweise für die Dämmung. Stagge: „Bei der Sanierung spielen zudem Details wie Kernbohrungen oder Schachtbelegungen eine Rolle, die mit kleineren Nennweiten wesentlich einfacher und damit günstiger zu realisieren sind.“ Abb. 5

Mittlerweile liegen die ersten, durchweg ­positiven Praxiserfahrungen zu der eigenverantwortlichen Auslegung der Sanitäranlage vor:

• Es gibt keine Versorgungsengpässe, trotz angepasster Rohrdimensionierung.
• Es können für kurze Zeit auch alle Zapf­stellen gleichzeitig bei kaum merklich ­geringerem Ausflussbild betrieben werden.

Das Fazit, das Woelk daraus zieht, ist ein­deutig: „Repräsentative Messdaten erzeugen Fakten, Fakten fördern sichere Entscheidungen, und sichere Entscheidungen ermöglichen ­nachhaltiges Handeln.“ Das formuliert er unter anderem auch in zahlreichen Vorträgen als gewonnene Erkenntnis aus vielen ­detaillierten Messungen der vergangenen ­Jahre. Und bricht, wie bereits Viega, damit fast schon eine Lanze für eine augenscheinlich anstehende neue Epoche in der Haustechnik-Planung. Nämlich der stärkeren Hinwendung zu bedarfsgerechten Auslegungen auf der Basis belastbarer Praxiswerte anstelle theoretischer Überzeugungen, so Trümper: „In öffentlichen und gewerblichen Anlagen ist die Analyse des Nutzungsverhaltens entscheidend, nicht die fiktive Annahme. Wenn diese Grundlagen dann um Details, wie druckverlustarme Form­teile, auf die eingesetzten Armaturen ab­ge­stimmte Berechnungsvolumenströme und letztlich ein hygienisch umfassendes Rohr­leitungslayout ergänzt werden – dann wird über die integrale Projektrealisierung eine neue Qualitätsstufe in der Technischen Ge­bäudeausrüstung erreicht.“ •

http://www.viega.de

https://www.solvis.de/

1) DIN 1988 Teil 3 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI); Ermittlung der Rohrdurchmesser; Technische Regel des DVGW. Berlin: Beuth Verlag, Dezember 1988

Mehr Infos zum Thema in den TGAdossiers Wasseraufbereitung und Trinkwasserhygiene: Webcode 1043 bzw. 1057

Das von Viega entwickelte formstabile Kunststoff-Rohrleitungssystem ­Raxofix überzeugt durch die einfache Verarbeitung, vor allem aber die ­minimalen Druckverluste der Verbinder. Im Detail informiert ein Online­modul über das System. Hier können dann mit einem Zeta-Rechner unter anderem die Widerstandsbeiwerte der Raxofix-Verbinder in Druckverluste (mbar) umgerechnet werden. Oder es lassen sich per Mausklick die Widerstandsbeiwerte von Bögen, T-Stücken oder (Doppel-)Wandscheiben des ­Raxofix-Systems mit denen marktüblicher Messing- oder Kunststoffver­binder vergleichen. Der Unterschied spricht für sich selbst: Je nach Fließgeschwindigkeit haben zum ­Beispiel 16-mm-Raxofix-Bögen einen acht Mal geringeren Wert als herkömmliche Verbinder.

https://www.viega.de/de/produkte/anwendungen/heizungs-installation/raxofix.html

Solvis wurde Ende der 1980er-Jahre von einem „hochmotivierten Team mit einem unverkennbaren Hang zum Perfektionismus“ gegründet. Heute sind von den über 300 Mitarbeitern 39 als Gesellschafter am Unternehmen beteiligt. Solvis will als innovativer europäischer Systemanbieter führende Impulse für eine nachhaltige Energieversorgung setzen. Ziel ist die vollständige Versorgung mit Wärme, Kälte und Strom aus erneuerbaren Energien. Eines dieser Systeme ist SolvisVital mit der energiesparenden Trinkwarmwasserversorgung für größere Objekte. Das System setzt sich zusammen aus einem oder mehreren, in Reihe geschalteten Heizungs-Pufferschichtspeichern (1), einer Frischwasserstation (2) mit Plattenwärmeübertrager, einem sehr kleinen Zirkulationspuffer und einem Volumenstromgeber (3), der immer den tatsächlichen Bedarf misst. Hinzu kommen eine bauseitige Kesselanlage oder eine Fernwärmestation (A) für die Beladestation (4) sowie ein Raumheizsystem mit gemischten Heizkreisen (B). Auf Wunsch ist auch die Einbindung einer thermischen Solaranlage mit Solarkollektoren (5) und Solarwärme-Übergabestation (6) sowie Volumenstrommesseinheit (7) möglich. Die Frischwasserstation ist komplett vormontiert inklusive des Systemreglers. Alle Energieströme in und aus dem Pufferschichtspeicher werden durch vorgefertigte Baugruppen verwaltet, wodurch die Funktionssicherheit deutlich gesteigert ist. Eine Variante mit gut angepasstem Trinkwasserspeicher anstelle des Zirkulationspuffers ermöglicht eine deutlich höhere momentane Zapfleistung. https://www.solvis.de/