Wirtschaftlichkeit und Hygiene verbinden

Kompakt informieren

• Für den hygienischen Betrieb einer Trinkwasser-Installation müssen kritische Stagnationszeiten und für die Replikation von Bakterien günstige Temperaturen sicher vermieden werden.
• Wirtschaftlich (verringerter Aufwand an Wasser, Wärme und Abwasser) lassen sich diese Grundprinzipien mit einem Wassermanagement(system) gewährleisten.

Bundesweit erkranken jährlich 15 000 bis 30 000 Menschen an einer Legionellenpneumonie, so Schätzungen des deutschen Kompetenznetzwerks für ambulant erworbene Pneumonien (Capnetz, RKI-Jahrbuch 2013). Hinzu kommen zahlreiche weitere Erkrankungen am nicht meldepflichtigen Pontiac-Fieber. Dieses ist ebenfalls auf Legionellen zurückzuführen, bleibt aufgrund seines Krankheitsbildes und milderen Verlaufs aber häufig unerkannt. Die Infektion mit Legionellen erfolgt meist über eingeatmete erregerhaltige Aerosole. Aerosole entstehen immer dann, wenn Wasser vernebelt wird, beispielsweise beim Duschen. Weiterer Infektionsweg: das versehentliche Einatmen (Aspiration) von kontaminiertem Wasser beim Trinken.

Legionellen: Überleben im Biofilm – jedoch auch außerhalb

Gelangen Bakterien wie Legionellen in die Trinkwasser-Installation, so müssen sie, um ihr Überleben zu sichern, an einem Material anhaften und einen Biofilm ausbilden, der zum größten Teil aus einer Art Schleim besteht, der als extrazelluläre polymere Substanz (EPS) bezeichnet wird. Hierin eingenistet sind sie dann in der Lage, sich gegenseitig Nahrung und Schutz zu bieten und ideale Replikationsbedingungen zu schaffen.

Das Anhaften wird durch die an der Grenzschicht zwischen Rohrinnenwand und Wasser wirkenden Adsorptionskräfte begünstigt. Unmittelbar danach senden sie Lactone aus. Letztere dienen quasi als „Anwesenheitssignale“ im Rahmen der molekularen Kommunikation, um die weiteren gemeinsamen Biofilm bildenden Aktivitäten auszulösen.

Dass sich an den Rohrinnenwänden einer Trinkwasser-Installation ein Biofilm ausbildet, ist unter Einhaltung des „Minimierungsgebots“ des Infektionsschutzgesetzes prinzipiell nicht vermeidbar – und auch nicht notwendig. Er ist nicht per se „gefährlich“, sondern muss lediglich als ultimative Voraussetzung und ökologische Nische für das Vegetieren von Bakterien beachtet werden. Nur unter diesen Bedingungen können Bakterien ihren Aufbaustoffwechsel generieren und dadurch eine Human-Pathogenität erlangen.

Wie schnell und stark diese Biofilmausprägung geschieht, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie der mikrobiellen Vorbelastung des Installationsmaterials, seiner Bioverwertbarkeit und dem Nährstoffangebot im Trinkwasser – mitunter auch als retrograder Eintrag –, dem organisch gebundenen Kohlenstoff, der Fließgeschwindigkeit, der Wasseraustauschrate sowie der Temperatur.

Bemerkenswert ist die noch junge Erkenntnis, dass Bakterien wie Legionellen in der Lage sind, die vermeidlich kritische Situation im suspendierten Zustand – also außerhalb des Biofilms im Wasser „mitschwimmend“ – relativ gut und lange überstehen zu können, indem sie sich in einen Zustand versetzen, der als VBNC (lebensfähig aber nicht kultivierbar) bezeichnet wird. Dabei aktivieren sie eine Art Erhaltungsstoffwechsel, der sie unter diesen ungünstigen Bedingungen überlebensfähig macht. Die zu beachtende Folge ist, dass sie dann mittels üblicherweise angewendeter Untersuchungsmethoden (Kultivierung) im Labor nicht nachweisbar sind.

Und ein weiterer Hinweis erscheint als wichtig: Es gibt keinen wissenschaftlich belegten Nachweis bezüglich einer Kausalität zwischen nachgewiesenen Kolonien von Legionellen und einem entsprechenden Infektionsrisiko.

Vor diesem Hintergrund ist der mit der Novellierung der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) eingeführte „technische Maßnahmenwert“ für Legionellen (100 KBE/100 ml, KBE: koloniebildende Einheiten) ausdrücklich auch nur als ein solcher zu interpretieren. Dieser lässt lediglich Rückschlüsse auf die Funktionstauglichkeit einer Trinkwasser-Installation und / oder deren hygienekonforme Betriebsweise zu und dient ausschließlich dem Einleiten von Maßnahmen beziehungsweise gibt dem Juristen die Möglichkeit zum Handeln. Insofern sind mögliche Infektionen auch denkbar, wenn der KBE-Wert unter-halb des Maßnahmenwerts liegt. Die Schlussfolgerung: Unabhängig von den nachgewiesenen Kolonien sollten einerseits die Ursachen immer geklärt und andererseits vermieden werden.

Vermeiden: Kritische Stagnationszeiten und Temperaturen

Deshalb sollten in der Trinkwasser-Installation generell Bedingungen vermieden werden, welche die Replikation von Legionellen begünstigen: laut Regelwerk sind dies Temperaturbereiche von 25 bis 55 °C und stagnierendes Trinkwasser (ab 72 h). Die VDI-Richtlinie 6023 spricht deshalb im letztgenannten Fall berechtigt von einer Betriebsunterbrechung und fordert entsprechende Maßnahmen.

Erfahrungswerte aus einer Vielzahl von Dekontaminationen und jüngste Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sprechen sogar für eine zu empfehlende maximale Verweilzeit von 8 h. Ähnliches gilt hinsichtlich des zu vermeidenden Temperaturbereichs: Kaltwasser sollte nicht wärmer als 19 bis 20 °C und Warmwasser nicht kälter als 60 °C sein. Letzterer ist sogar ein Mindestwert, aber aufgrund unterschiedlicher Wasserhärten im Bundesgebiet in der Praxis schwer realisierbar.

Zielkonflikt: Trinkwasserhygiene und Wirtschaftlichkeit

Dass in einer Trinkwasser-Installation ideale Replikationsbedingungen für Legionellen entstehen, kann durch einen zeit- und temperaturüberwachten Austausch des Wassers in der Installation vermieden werden. Hohe Wasseraustauschraten in Installationen sind somit ganz im Sinne der Trinkwasserhygiene. Damit verbunden ist allerdings ein vermeintlich hoher Wasserverbrauch, der wirtschaftlichen Aspekten des Betriebs einer Trinkwasser-Installation potenziell entgegensteht.

Der Betreiber der Trinkwasser-Installation – der für die Verkehrssicherheit seiner Installation haftet – muss aber ein ureigenes Interesse daran haben, seine Installation in erster Linie hygienekonform zu betreiben und zusätzlich auch wirtschaftlich. Planer und Architekten sind darum gefordert, Lösungen zu konzipieren, die beide Anforderungen optimal miteinander verbinden. Trotzdem muss es immer ein Kompromiss zu Lasten der Wirtschaftlichkeit sein. Kompensiert werden kann dieser allerdings durch teilweise erhebliche Kostenreduzierungen bei der Dimensionierung der Rohrnetze durch Reduzierung der Gleichzeitigkeitsfaktoren bei der Rohrnetzberechnung.

Netz-Dimensionierung: Planung und reale Nutzung

Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Trinkwasser-Installation angemessen dimen-sioniert ist. Planungsannahmen und tatsächlicher Betrieb können sich stark voneinander unterscheiden. Zu nennen ist beispielsweise der Neubau einer Schulsport-halle. Die gemäß Regelwerk geplante und realisierte Anzahl von Duschplätzen wird von den Schülern nicht wie im vorgesehenen Maße genutzt. Ohne zusätzliche Maßnahmen sind kritische Stagnationszeiten und Temperaturen die Folge.

Bei anderen Gebäuden ist eine geänderte Nutzung der Trinkwasser-Installation vorhersehbar. Beispiel Schulen oder Kindergärten: Während der Ferien bleibt die Trinkwasser-Installation weitgehend ungenutzt. Ohne Wasseraustausch während der Schließzeiten der Einrichtungen finden Legionellen und andere Mikroorganismen ideale Replikationsbedingungen vor. Dies birgt ebenfalls entsprechend Risiken für die Gesundheit.

Die Lösung: Intelligentes Wassermanagement

Wassermanagementsysteme, die in die Gebäudeautomation integriert und webbasiert gesteuert werden können, beispielsweise das Aqua 3000 open von Franke, stellen eine geeignete Lösung dar, die Anforderungen an Trinkwasserhygiene und Wirtschaftlichkeit miteinander zu verbinden. Das Grundprinzip: Trinkwasser wird ausgetauscht, wenn es hygienisch notwendig ist, dies aber nur in der notwendigen Menge. Elektronikarmaturen, die einzeln oder vernetzt installiert werden, lösen selbstständig fixe, dynamische oder temperaturabhängige Hygienespülungen aus.

Bei der fixen Hygienespülung wiederholt sich der Wasseraustausch in einem frei wählbaren Intervall. Bei der dynamischen Hygienespülung wird der Wasserfluss ausgelöst, sobald die kritische Stagnationszeit erreicht ist. Die temperaturabhängige Hygienespülung wird ausgelöst, sobald ein Temperaturfühler einen programmierbaren kritischen Wert im Kaltwasser über- bzw. im Warmwasser unterschreitet. Auf diese Weise wird vermieden, dass in der Trinkwasser-Installation ideale Replikationsbedingungen für Legionellen entstehen.

Weiterhin kann die benötigte Wassermenge über die Elektronikarmaturen durch eine von der Frequentierung abhängigen Laufzeitanpassung so gesteuert werden, dass bei ansteigender Nutzungshäufigkeit, beispielsweise von Schwimmbadduschen oder Urinalen, verringerte Wassermengen abgegeben werden und so eine Wasservergeudung vermieden wird.

Fazit: Hygiene und langfristige Ersparnis mit System realisieren

Franke Aquarotter verfügt über langjährige Erfahrung und Expertise in der Trinkwasserhygiene und in der Ergründung von Ursachen für Kontaminationen. Das Unternehmen entwickelt regelwerks- und hygienekonforme Sanitärlösungen, die zugleich wirtschaftlich sind. Wassermanagementsysteme erfüllen die unterschiedlichen Anforderungen an den Betrieb einer Trinkwasser-Installation: Sie gewährleisten den hygienekonformen und damit den rechtssicheren Betrieb der Installation. Darüber hinaus tragen sie Anforderungen an einen wirtschaftlichen Betrieb der Trinkwasser-Installation Rechnung. Überdimensionierungen, Wasservergeudung und Ausgaben können vermieden werden. Zudem sind langfristige Ersparnisse zu berücksichtigen durch geringere Wartungs- und Instandhaltungskosten der Installation.

Wie Trinkwasserhygiene und Wirtschaftlichkeit konkret miteinander verbunden werden, zeigt das Beispiel Hallenbad Ditzingen, Kreis Ludwigsburg. Das Bad aus den 1960er-Jahren sollte saniert und modernisiert werden und in zwei Bauabschnitten zu einer Wohlfühloase mit Hallenbad und Außenanlage, Kinderplanschbecken, Sauna-Landschaft und Wellnessbereich mit Dampfbad und Erlebnisdusche umgewandelt werden.

Die Herausforderung: Die Dusch-, Wasch- und WC-Räume werden sehr häufig von einer stets variierenden Anzahl von Personen frequentiert. Die Sanitäreinrichtungen müssen extreme Anforderungen sowohl an Zuverlässigkeit und Funktionalität erfüllen als auch an die Trinkwasserhygiene. Gleichzeitig waren wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen. Die Entscheidung fiel unter anderem zugunsten eines Wassermanagementsystems Aqua 3000 open von Franke.

Durch eine von der Frequentierung abhängigen Laufzeitanpassung wurde der Wasserverbrauch in den Sanitäreinrichtungen, darunter 20 Duschen, gesenkt. Eine intelligente Elektronik in Kombination mit einem speziellen Funktionscontroller stellt darüber hinaus zuverlässig sicher, dass zeit- und temperaturgesteuerte Hygienespülungen und thermische Desinfektionen zum Schutz gegen Legionellen und andere unerwünschte Mikroorganismen möglich sind. Für die Stadt Ditzingen ist so ein wirtschaftlicher und hygienekonformer Hallenbadbetrieb gemäß den Vorgaben der Trinkwasserverordnung möglich.

ist Leiter Technikum und Schulung bei der Franke Aquarotter GmbH, 14974 Ludwigsfelde, reinhard.bartz@franke.com, https://www.franke.com/de/de/home.html