Wie T-Stück-In­stal­la­ti­o­nen wie­der die ers­te Wahl wurden

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T-Stück-Installationen haben nie den Rang einer allgemein anerkannten Regel der Technik verloren. Sie finden sich beispielsweise in DIN 1988-200 in Bild 1 „Prinzipdarstellung für die Installation ...“. Dennoch wurden sie vor mehr als zehn Jahren vor allem in Gesundheitseinrichtungen durch Reiheninstallationen oder Ringinstallationen mit Venturidüsen (Ring-in-Ring-Installationen) weitgehend verdrängt. Zu Unrecht, findet Dr. Peter Arens und stützt sich dabei auf die Entwicklungsgeschichte der trinkwasserhygienischen Anforderungen in Gebäuden sowie eine aktuelle vergleichende Analyse der verschiedenen Installationsarten.

Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Der zunehmende Fokus auf dem Erhalt der Trinkwassergüte innerhalb der Gebäude(installationen) brachte technische Neuentwicklungen, unter anderem Reihenleitungen, Ring-in-Ring-Installationen und Spülstationen.
■ Parallel dazu gibt es inzwischen mehr Probleme mit Legionellen im Trinkwasser kalt als im Trinkwasser warm. Ein Blick auf die Entwicklungsgeschichte der trinkwasserhygienischen Anforderungen in Gebäuden hilft, die Notwendigkeit einer Rückbesinnung auf eine Planung mit überwiegender T-Stück-Installation zu verstehen.
■ Denn zum Erhalt der Trinkwassergüte ist ein Wasserwechsel über alle Entnahmestellen notwendig. Ungenutzte Entnahmestellen sind hygienisch nicht akzeptable Totleitung, auch wenn sie in eine Reihen- oder Ring-in-Ring-Installation eingebunden sind. Gleichzeitig vergrößern Reihen- oder Ring-in-Ring-Installation den Wasserinhalt sowie die benetzte und die Wärme übertragend Oberfläche.
 

Richtungsänderungen sind manchmal schwierig. Noch schwieriger sind Kehrtwendungen um 180°. Eine solche erfolgt seit rund 3 Jahren im Bereich der Rohrleitungsführung und nimmt immer mehr an Fahrt auf. Einer der Hintergründe ist: Seit mehr als zehn Jahren gibt es mehr Probleme mit Legionellen im Trinkwasser kalt (PWC) als im Trinkwasser warm (PWH). Warum ist hinreichend bekannt: Die Gebäudehülle wurde in diesem Zeitraum immer dichter, gleichzeitig werden die Installationen immer komplexer und mit immer mehr Entnahmestellen versehen – bei gleicher Anzahl an Nutzern.

Es ist also Zeit, innezuhalten und die Situation zu analysieren. Was ist unvermeidbar und was ist ein selbstgemachtes Problem? Als Antwort darauf kehrt die Branche wieder zurück zu ihren Wurzeln und plant mittlerweile überwiegend T-Stück-Installationen, auch in Gesundheitseinrichtungen. Dabei werden nur selten genutzte, aber unvermeidbare Entnahmestellen mittels Reiheninstallationen oder Ring-in-Ring-Installationen (siehe Info-Kasten) eingebunden. Ein Rückblick hilft, diese Rückbesinnung auf die Grundwerte der Installationstechnik zu verstehen.

Der DVGW als Wegbereiter der Legionellen-Prophylaxe

Legionellen sind im Vergleich zu Pseudomonas aeruginosa (vgl. DVGW W 551-4, entdeckt um 1882) ein vergleichsweise neues Problem: Der erste bekannte Legionellenausbruch erfolgte 1976 in den USA, durch Kultivierung nachweisbar sind Legionellen erst seit 1977. Danach dauerte es nochmals einige Jahre, bis die Ursachen ermittelt, den wasserführenden System zugeordnet und dann auch Maßnahmen und konkrete Handlungsempfehlungen ausgearbeitet werden konnten.

Es war der DVGW, der damit seinen heutigen Ruf als der Regelwerksetzer für den Erhalt der Trinkwasserhygiene in Gebäuden begründete. Mit dem DVGW W 551 erschien im Jahr 1993 das erste Regelwerk hierzu. Es galt für den Neubau und wurde 1996 um DVGW W 552 für die Sanierung ergänzt. Im April 2004 wurden dann beide Arbeitsblätter zusammengefasst und sind seither als DVGW W 551, Ausgabe 04/2024, bis heute gültig. Aktuell ist es in Überarbeitung.

Vor 25 Jahren: VDI 6023 tritt in Kraft

Auf Betreiben und mit Unterstützung des Umweltbundesamts (UBA) veröffentlicht im Dezember 1999 der VDI den ersten Weißdruck der Richtlinie VDI 6023 mit dem Titel „Hygienebewusste Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung von Trinkwasseranlagen“. Namhafte Hygieniker und Fachleute gehörten damals zu den Autoren. Aus diesem Kreis der Erstautoren war bis zuletzt nur noch Rainer Kryschi als Vorsitzender dabei. Das Jubiläum wird nun vom VDI mit einem Symposium am 25. September 2024 gefeiert.

Die Richtlinie VDI 6023 ist als Kompendium der Trinkwasserhygiene längst eine allgemein anerkannte Regel der Technik (a. a. R. d. T.) in Hygienefragen, obwohl sie bei Planung und Installation von Trinkwasser-Installationen die DIN-Regelwerke weder ersetzen will noch kann. Aber sie fasst wesentliche hygienerelevante Aspekte zusammen, die in dieser Tiefe nicht in den DIN-806- und DIN-1988-Reihen oder in DIN 1717 erläutert werden könnten. Weiterhin war VDI 6023 das erste Regelwerk, das festlegte, dass nach spätestens 72 h ein vollständiger Wasserwechsel über alle Entnahmestellen erfolgen sollte.

Der Hintergrund für diese epochalen Festlegungen waren Praxiserfahrungen und die Forderung der Trinkwasserverordnung (TrinkwV), dass die Wasserbeschaffenheit in der hohen Güte, wie sie von den Versorgern bis zum Hausanschluss zur Verfügung gestellt wird, an den Entnahmestellen bzw. Sicherungseinrichtungen einzuhalten sei. Doch nicht alle Aspekte aus der VDI 6023 wurden bisher umgesetzt und haben deshalb auch nicht den Rang einer a. a. R. d. T. erlangt. Als wesentliches Beispiel gilt die Forderung an die Architekten, für getrennte Schächte für warm- und kaltgehende Leitungen zu sorgen. Sie werden bis heute nur auf besonderen Druck erfahrener bzw. leidgeprüfter Betreiber oder TGA-Planer realisiert.

Erst ab 2003 Pflicht: Überwachung der Trinkwassergüte in Gebäuden

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Als der Autor dieses Beitrags im Jahr 2002 seinen ersten Fachartikel „Hygiene Aspekte bei Konzeption und Betrieb von Trinkwasser-Installationen, Teil 1: Beeinträchtigungen der Trinkwasserhygiene“ und „Teil 2: Beispiele aus der Praxis“ schrieb, gab es für die Betreiber von Trinkwasser-Installationen noch keine Untersuchungspflichten in Gebäuden. Deshalb beruhten alle beschriebenen Fälle auf offensichtlichen Beeinträchtigungen, die die Nutzer selbst bemerkt hatten.

Seitdem hat die Branche viel dazugelernt. Ausgangspunkt dafür war die Anfang 2003 in Kraft getretene TrinkwV 2001. Sie enthielt erstmals auch Untersuchungspflichten an den Entnahmestellen von Trinkwasser-Installationen. Beispielsweise mussten Betreiber nun ihr Trinkwasser entweder anlassbezogen oder auf Anordnung der Behörden untersuchen lassen.

Und Gesundheitsämter bekamen den Auftrag, stichprobenartig das Trinkwasser „auf Legionellen in zentralen Erwärmungsanlagen der Hausinstallation […], aus denen Wasser für die Öffentlichkeit bereitgestellt wird […]“ untersuchen zu lassen. Damit gerieten erstmals Gebäude in den Fokus, „aus denen Wasser für die Öffentlichkeit, insbesondere in Schulen, Kindergärten, Krankenhäusern, Gaststätten und sonstigen Gemeinschaftseinrichtungen, bereitgestellt wird.“

Auf Basis der dann Schritt für Schritt gewonnenen Erkenntnisse zum Erhalt der Wassergüte in Gebäuden entwickelten sich die nachfolgenden Trinkwasserverordnungen kontinuierlich weiter, genauso wie auch die technischen Lösungen der Industrie. Und erstmals wurden durch die „Stelle der Einhaltung“ auch Betreiber, Fachplaner und Handwerker durch eine Trinkwasserverordnung in die Pflicht genommen, für die hohe Güte der Wasserbeschaffenheit bis an jede Entnahmestelle zu sorgen.

Ein weiterer Meilenstein: Expertenanhörung 2004 in Bonn

Ein weiterer wesentlicher Meilenstein der Trinkwasserhygiene in Gebäuden kann exakt datiert werden. Es war der 31. März 2004, als Prof. Dr. Dr. med. Martin Exner zu einer Expertenanhörung ins Universitätsklinikum Bonn einlud. Dort wurden „Hausinstallationen, aus denen Wasser für die Öffentlichkeit bereitgestellt wurde, als potenzielles Infektionsreservoir“ bezeichnet.

Exner führte dort aus: „Sicher ist, dass eine proaktive Strategie im Gegensatz zu einer reaktiven Strategie die einzig richtige ist.“ Die Ergebnisse dieser Anhörung wurden 2006 im Bundesgesundheitsblatt veröffentlicht (V. 49, S. 681 – 686). Dieser Tag war der Beginn bzw. die Bestätigung für viele technische Neuentwicklungen der Industrie.

2011: Legionellen als Regel-Parameter

Im Jahr 2011 wurde erstmals in der TrinkwV, § 14, Absatz 3, der Betreiber einer Wasserversorgungsanlage zu periodischen Untersuchungen auf Legionellen verpflichtet und der Begriff der „Gefährdungsanalyse“ eingeführt. Letztere umfasst die Überprüfung, „...ob mindestens die allgemein anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden.“ Diese Gefährdungsanalysen, seit 2023 Risikoabschätzungen genannt, ermöglichten es auch, den aktuellen Stand der Installationstechnik kritisch zu überprüfen und führten teilweise zu einer Neubewertung der bisherigen Installationspraxis.

Entwicklung der Rohrleitungsführung vor rund 20 Jahren

Nachdem der Erhalt der Wassergüte in Gebäuden bei Gesetzgebern, Hygienikern, Fachplanern, Handwerkern und Betreibern immer mehr in den Fokus gerückt war, machte sich zeitgleich auch die Industrie Gedanken über produktseitige Optimierungen. Ab der ISH 2007 gab es dann beispielsweise die Möglichkeit, hygienekritische Entnahmestellen mittels Venturidüsen und Ring-in-Ring-Installation einzubinden. Eine Alternative dazu waren Reihenleitungen, bei denen selten genutzte Entnahmestellen wie Badewannenarmaturen oder Leitungen zur Gartenbewässerung eingeschleift wurden.

Zusätzlich galt für diese Installationsvariante die Empfehlung, häufig genutzte Entnahmestellen endständig zu platzieren, beispielsweise WCs. Später wurden diese Entnahmestellen zumeist durch Spülstationen ersetzt, da es zu diesem Zeitpunkt kaum elektronische Entnahmearmaturen mit Spülfunktion gab. Solche Spülstationen werden bis heute vor allem von denjenigen Herstellern favorisiert, die keine Armaturen, aber Rohrleitungen bzw. deren Bauteile, im Sortiment haben.

Doch aufgrund des geringen Berechnungsdurchflusses von üblicherweise nur 4 oder 10 l/min können Spülstationen zwar den generellen Wasserwechsel unterstützen, erzielen aber kaum relevante Strömungsgeschwindigkeiten in größer dimensionierten Verteilleitungen oder Ringen. Dazu ist die Betätigung bzw. Auslösung mehrerer Spülstationen oder Armaturen gleichzeitig notwendig (VDI 6023 Blatt 1).

Neue Erkenntnisse und die TrinkwV zwingen zum Umdenken

Seit der TrinkwV 2001 § 8 ist die Stelle der Einhaltung der Anforderungen „am Austritt aus denjenigen Zapfstellen, die der Entnahme von Wasser für den menschlichen Gebrauch dienen.“ Heute ist diese Aussage in § 10 TrinkwV 2023 zu finden. Diese einfach klingende Forderung hat weitreichende Konsequenzen für die Betreiber. Denn an den Entnahmestellen (und nicht an Spülstationen) muss nun, mit Ausnahme des Parameters „Legionella spec“, auch die Kontrolle der Wasserbeschaffenheit erfolgen (Bild 2). Daraus folgt, dass zum Erhalt der Wassergüte auch der Wasserwechsel über alle Entnahmestellen notwendig ist.

So steht es bereits seit 2013 in der Richtlinie VDI 6023 Blatt 1, hat aber noch immer nicht Eingang in alle Köpfe und Schulungen gefunden. Auch der Autor dieses Fachbeitrages wurde durch diese Praxiserkenntnisse vor einigen Jahren zu einer Rolle rückwärts veranlasst, was die Rohrleitungsführung angeht. Denn es stellte sich alsbald heraus, dass ungenutzte Entnahmestellen eine hygienisch nicht akzeptable Totleitung sind (Bild 3).

Diese Totleitung erstreckt sich auch bei Reiheninstallationen und Ring-in-Ring-Installationen unvermeidbar von der Durchgangswandscheibe bis zum Auslass aus einer Entnahmestelle. Vor diesem Hintergrund stellten sich immer mehr Fachplaner und Handwerker die Frage, warum man teure und manchmal auch hydraulisch kaum beherrschbare Rohrleitungsführungen verwenden sollte, wenn sie das Problem der Totleitung von der Wandscheibe bis zum Auslass aus den Entnahmestellen auch mittels Spülstationen nicht lösen können.

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T-Stück-Installationen als a. a. R. d. T.

T-Stück-Installationen haben nie den Rang einer a. a. R. d. T. verloren, auch wenn man es aus alten Fachbeiträgen manchmal so herauslesen könnte. Als Bestätigung dieser Aussage reicht ein Blick in die Regelwerke und die Installationspraxis. Fachplaner und Handwerker schätzten schon immer diese Art der Rohrleitungsführung mit klaren Fließwegen, geringen Wasservolumen, geringen Druckverluste und vor allem geringen Oberflächen.

Denn möglichst geringe Oberflächen minimieren nicht nur den Siedlungsraum für Bakterien, sondern nehmen vor allem auch weniger Wärme auf (PWC) bzw. geben weniger Wärme ab (PWH). Sie sind also eine der wichtigsten passiven Maßnahmen zum Schutz des Trinkwassers kalt vor Erwärmung und damit gegen eine übermäßige Vermehrung von Legionellen. Weiterhin sollte man so weit wie möglich auf zirkulierendes Trinkwasser in Vorwänden und bis direkt an jede Entnahmestelle verzichten.

Letzteres war ebenfalls ein Irrweg, der zu warmen und hoch kontaminierten Armaturen geführt hat. Zirkulierendes Trinkwasser warm stellt in Vorwänden ein grundsätzlich vermeidbares und durch das Regelwerk nicht abgedecktes Risiko für die Erwärmung des Kaltwassers und der Armaturen dar. Es kann durch die weiterhin gültige „höchstens 3-Liter-Regel“ sicher und  mit vermindertem baulichen Aufwand vermieden werden (DVGW W 551 und DIN 1988-200). Beispielsweise enthalten 10 m eines Rohres mit 15 mm Innendurchmesser lediglich 1,5 l Volumen und können mit einer 4,2-l/min-Armatur hygienisch sicher betrieben werden.

Es lohnt sich also, scheinbar etablierte Installationsarten aus hygienischen Gründen nochmals neu zu betrachten. Und abschließend hierzu noch eine Aussage, um neuen Missverständnissen vorzubeugen: Die Einbindung selten genutzter, aber unvermeidbarer Entnahmestellen mittels Reiheninstallationen oder Ring-in-Ring-Installation sollte weiterhin vorgenommen werden, aber nun mit Augenmaß.

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Überraschende Erkenntnisse einer vergleichenden Analyse

Vor dem Hintergrund der hier zusammengestellten Sachverhalte und der ökologischen Diskussionen hat der Autor dieses Fachbeitrags die FH Steinfurt beauftragt, Trinkwasser-Installationen in Gebäuden mit den drei unterschiedlichen Rohrleitungsführungen untereinander zu vergleichen. Dazu nahm die FH Steinfurt Kontakt zu Planern auf, die bereit waren, an diesem Forschungsprojekt mitzuwirken. Beispielhaft aufgeführt ist in (Bild 4) ein Schulgebäude mit Sporthalle.

Für diese vergleichende Studie wurde die Trinkwasser-Installation dieses Gebäudes jeweils einmal als T-Stück-Installation, Reihenleitung oder Ring-in-Ring-Installationen geplant und berechnet. Verändert wurde jeweils nur die Installation für Trinkwasser kalt (PWC), die Trinkwasser-Installation warm (PWH) wurden in allen drei Fällen gleich gehalten. Berechnet wurden dann das Volumen der jeweiligen Trinkwasser-Installation, die inneren Oberflächen und der Wasserinhalt von Einzelzuleitungen zu den jeweiligen Entnahmestellen.

Bild 5 zeigt die Ergebnisse der vergleichenden Studie. Die Ring- und Reihenleitung enthält erwartungsgemäß mit einem Plus von 25 % das größte Wasservolumen aller drei Installationsarten. Dies liegt an den oftmals notwendigen größeren Durchmessern der Verteilleitungen, verursacht durch die höheren Druckverluste dieser Installationsart und ihrer Bauteile – und zusätzlich an der doppelten Rohrleitungsführung.

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Das deutlich höhere Wasservolumen bedeutet für die Praxis, dass jede Entnahmestelle deutlich länger genutzt werden oder eine Spülstation deutlich länger laufen muss, um den geforderten vollständigen Wasserwechsel nach spätestens 72 h zu gewährleisten. Hinzu kommt, dass bei einer Nutzungsunterbrechung, wie in den Schulferien, rund 25 % mehr Wasser ausgetauscht werden muss. Dies ist vor dem Hintergrund von Klimawandel und regionalem Wassermangel nicht mehr zeitgemäß.

Hygienisch gravierend sind auch die um rund 29 % größeren inneren (benetzten) Oberflächen. Vor allem, weil vermeidbar größere Oberflächen mehr Wärme aufnehmen und in dem um rund 25 % höheren Wasservolumen auch länger speichern. Vermeidbar überhöhte Spülvolumina sind die Folge, wenn temperaturgesteuert gespült wird.

T-Stück-Installationen hatten jedoch auf den ersten Blick auch einen Nachteil, den es hygienisch zu bewerten gilt. Sie enthielten je Entnahmestelle ein höheres Wasservolumen von durchschnittlich 0,16 l im Bereich vom abzweigenden T-Stück bis zur Wandscheibe. Doch hygienisch relevant ist dies nicht, da dieses Volumen bei jeder Nutzung innerhalb von 1 bis 2 s ausgetauscht wird.

Die Planung mit überwiegend T-Stück-Installationen hatte neben der verbesserten Hygiene noch einen weiteren positiven Aspekt. Sie reduzierte im vorliegenden Beispiel und nach Berechnungen der FH Steinfurt die Materialkosten für diese Schule um 21 % bzw. 53 000 Euro (Bild 6). Hinzu kommen deutliche, aber nicht berechnete Einsparungen bei den Arbeitskosten. Eine solchermaßen realisierte Einsparung wird dann oftmals in eine dauerhafte Verringerung der Betriebskosten reinvestiert, indem der bei Betriebsunterbrechungen notwendige Wasserwechsel über alle Entnahmestellen automatisiert wird.

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Ausblick

Neue Erkenntnisse aus Theorie und Praxis führen dazu, dass heute wieder Trinkwasser-Installation überwiegend als T-Stück-Installationen realisiert werden (sollten). Nur noch unvermeidbare, aber selten genutzte Entnahmestellen sollten als in Form von Reiheninstallationen oder Ring-in-Ring-Installationen angeschlossen werden. Zusätzlich sollte hinterfragt werden, ob auf wenig genutzte Entnahmestellen („Luxusinstallationen“) nicht besser verzichtet werden sollte, beispielsweise auf Waschtische in Chefarztzimmern. Diese Vorgehensweise entlastet die Umwelt und sichert gleichzeitig den Erhalt der Trinkwassergüte.

Altbewährte T-Stück-Installationen bieten Fachplanern, Handwerkern und Betreibern diverse Vorteile: Sie haben hydraulisch klare Fließwege und sind einfach zu installieren, haben im gezeigten Beispiel ein um rund 25 % geringeres Wasservolumen, rund 29 % geringere Oberflächen und generieren eine Kosteneinsparung allein beim Material von rund 21 % (im Referenzbeispiel „Schulgebäude mit Sporthalle“ waren es 53 000 Euro).

Grundsätzlich kann also davon ausgegangen werden, dass die Planung und Umsetzung einer Trinkwasser-Installation überwiegend als T-Stück-Installation die Forderungen des Regelwerks nach einem möglichst geringen Wasservolumen (VDI 6023) und geringen Betriebskosten (AMEV) bei bestmöglicher Hygiene in besonderem Maße erfüllt.

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Dr. Peter Arens

ist Hygienespezialist bei der Schell GmbH & Co. KG in 57462 Olpe und ö. b. u. v. Sachverständiger für Trinkwasserhygiene bei der Handwerkskammer Südwestfalen. www.schell.eu

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