Interview

Einsparpotenziale bei Planung und Betrieb von Trinkwasserinstallationen

Trinkwasserinstallationen sollten nachhaltig und dennoch so geplant werden, dass Auftraggeber Investitionskosten sparen und spätere Nutzer Energie-, Wasser- und Abwasserkosten, ohne dass dabei die Trinkwassergüte beeinträchtigt wird oder Kosten durch die Decke gehen. Mögliche Maßnahmen in Neubauten und Bestand erläutert Dr. Peter Arens, Hygieneexperte beim Armaturenhersteller Schell.

1105
Durch den Austausch eines regulären Einhebelmischers gegen eine elektronische, sensorgesteuerte Armatur lassen sich bis zu 70% Wasser einsparen. Bild: Schell GmbH & Co. KG
Durch den Austausch eines regulären Einhebelmischers gegen eine elektronische, sensorgesteuerte Armatur lassen sich bis zu 70% Wasser einsparen. Bild: Schell GmbH & Co. KG

 Viele Gebäudebetreiber machen sich derzeit Gedanken, wie sie die Betriebskosten ihrer Trinkwasserinstallation senken können. Der aus trinkwasserhygienischen Gründen zumeist falsche Weg wäre es, die Warmwassertemperatur bei zentraler Warmwasserbereitung unter 60 °C/55 °C abzusenken. Wie kann man dennoch beim Trinkwasser die Kosten reduzieren?

Arens: In der Tat, der Gesundheitsschutz muss vor dem Wunsch stehen, Energie zu sparen. Dies sieht auch das Gebäudeenergiegesetz (GEG) vor. Dennoch gibt es Möglichkeiten, die Energiekosten in Bestandsgebäuden zu verringern, ohne eine überhöhte Legionellenkonzentration zu riskieren. So laufen zum Beispiel viele Warmwasserbereiter ohne Kenntnis der Nutzerinnen und Nutzer mit einer automatisierten wöchentlichen oder gar täglichen thermischen Desinfektion, der so genannten Legionellenschaltung. Sie kann ohne hygienische Risiken abgeschaltet werden, wenn die Anlage ansonsten fachgerecht betrieben wird. Es sollte darüber hinaus überprüft werden, ob bei Großanlagen die Temperatur am Austritt des Trinkwassererwärmers bei deutlich mehr als 60 °C liegt. Dann kann oftmals doch noch der Energieeinsatz gesenkt werden.

 Wie geht man dabei vor?

Arens: Wenn die Temperaturspreizung zwischen Speicheraustritt und Rücklauf der Zirkulation deutlich mehr als 5 Kelvin beträgt, sollte der hydraulische Abgleich der Zirkulationsstränge und/oder die Wärmedämmung optimiert werden. Bei mangelhaftem hydraulischem Abgleich sind für mich elektronische Zirkulationsregulierventile die erste Wahl im Bestand, da sie ohne detaillierte Berechnung eingebaut werden können.

Weiteres Optimierungspotenzial besteht in Anlagen, bei denen die Temperaturspreizung zwar nur rund 5 Kelvin beträgt, aber die Wassertemperatur an den Entnahmestellen und beim Wiedereintritt der Zirkulation in den Trinkwassererwärmer deutlich über 55 °C liegt. In diesem Fall kann die Anlage allein schon durch die Verringerung der Austrittstemperatur am Speicher energetisch optimiert werden.

 Wenn das Optimieren der Warmwassertemperatur nur unter bestimmten Umständen eine mögliche und sinnvolle Sparmaßnahme ist, was ist von der Drosselung der Wassermenge an Entnahmestellen zu halten?

Arens: Bei der Reduzierung der Wassermengen bieten sich die deutlichsten Einsparpotenziale. Trotzdem gilt auch hier: nur in Maßen, denn der Hygienegrundsatz „Wasser muss fließen“ ist weiterhin zu berücksichtigen. Daher darf auch nach solchen Maßnahmen die Verweilzeit des Wassers in der Trinkwasserinstallation – egal, ob kalt oder warm – nicht über 72 Stunden liegen. Für Gesundheitseinrichtungen empfiehlt die VDI 6023 sogar noch kürzere Verweilzeiten von 24 Stunden. Dies gilt für jedeEntnahmestelle und Teilstrecke einer Trinkwasserinstallation. Denn ein „Stau“ des Trinkwassers in der Installation könnte zu gesundheitlichen Risiken führen. Daher sind Entnahmestellen mit extrem geringer oder gar keiner Nutzung regelmäßig zu spülen, entweder manuell oder automatisiert über ein Wassermanagement-System wie SWS. Bei extrem selten genutzten Entnahmestellen, wie erfahrungsgemäß an vielen Waschtischen in Chefarztzimmern, empfiehlt sich auch ein Rückbau. Sonst wird hier dauerhaft Trinkwasser aufgrund von Stagnationsspülungen verschwendet. Im Gegensatz dazu können an Entnahmestellen mit hohem Verbrauch und häufiger Nutzung große Einspareffekte mittels Wasserspararmaturen oder Durchflussbegrenzern erzielt werden.

Hygienisches und wirtschaftliches Wassermanagement: Über das Schell Wassermanagement-System SWS lassen sich elektronische Schell Armaturen vernetzen und steuern. Stagnationsspülungen laufen an mehreren Armaturen automatisiert – bei Bedarf auch zeitgleich. Über Gruppenbildung kann der bestimmungsgemäße Betrieb simuliert werden. Im Vergleich zu manuellen Spülungen sind automatisierte Spülungen viel nachhaltiger, da deutlich weniger Wasser verbraucht wird.
Hygienisches und wirtschaftliches Wassermanagement: Über das Schell Wassermanagement-System SWS lassen sich elektronische Schell Armaturen vernetzen und steuern. Stagnationsspülungen laufen an mehreren Armaturen automatisiert – bei Bedarf auch zeitgleich. Über Gruppenbildung kann der bestimmungsgemäße Betrieb simuliert werden. Im Vergleich zu manuellen Spülungen sind automatisierte Spülungen viel nachhaltiger, da deutlich weniger Wasser verbraucht wird. Bild: Schell GmbH & Co. KG

 

 Was kann und darf man also in Bestandsbauten unter Hygienegesichtspunkten tun, um Wasser zu sparen?

Arens: Ich empfehle, die Durchflussmengen an Entnahmestellen zu prüfen und die Mengen einzustellen, die der Planer bei der Dimensionierung der Trinkwasserinstallation zugrunde gelegt hat: Dies geschieht durch den Vergleich der Berechnungsdurchflüsse aller Entnahmestellen aus der Planung, also mit Werten aus der DIN 198-300 Tabelle 2, gegen die realisierten „Literleistungen“ in der Praxis. Hier ergeben sich oft schon erhebliche Einsparpotenziale von 40 bis 50 Prozent.

 Wie ist dabei vorzugehen?

Arens: Zunächst werden die Entnahmestellen ausgelitert. Dies kann mit einem einfachen Messbecher oder deutlich schneller mit elektronischen Durchflussmessgeräten geschehen. Waschtischarmaturen mit einem hohen Verbrauch können zumeist durch den einfachen Tausch des Strahlreglers auf eine normative Literleistung von 4,2 l/min optimiert werden, wenn das Gebäude auf Basis der DIN 1988-300 Tabelle 2 dimensioniert wurde. Doch in Sonderfällen können sogar die normativen Literleistungen unterschritten werden. Nämlich bei besonders häufig genutzten Entnahmestellen, wie z. B. in öffentlichen Sanitäranlagen von Flughäfen oder Rathäusern. Hier reichen in aller Regel an Waschtischen 3 l/min statt der häufig feststellbaren 8 bis 10 l/min. Auch die Wassermengen von WCs und Duschen lassen sich oftmals reduzieren: Bei WC-Spülkästen reicht in aller Regel eine 6-Liter-Spülung statt einer 9-Liter-Spülung.

Schell GmbH & Co. KG
Bild: Schell GmbH & Co. KG

Insbesondere im privaten Bereich lassen sich beim Duschen hohe Einsparpotenziale erreichen: Bei häufig genutzten Duschen von Mietwohnungen in Mehrpersonenhaushalten reichen aus trinkwasserhygienischen Gründen 6 l/min statt der normativen 9 bzw. der oftmals vorzufindenden bis zu 18 l/min. Hier ist über die Nutzungsfrequenz ein so hoher regelmäßiger und vollständiger Wasserwechsel gegeben, dass man auf eine Durchflussmenge von 6 l/min runtergehen kann. Im Vergleich zu einer Brause mit höherer Durchflussmenge kann man mit einer 6-Liter-Brause die Kosten für jedes zweite bis dritte Duschbad hinsichtlich Wasser, Abwasser und Energie zur Warmwasserbereitung einsparen.

 Es ist also wichtig, genau hinzuschauen und individuell zu entscheiden?

Arens: Beratungsleistung beim Unternehmen liegt darin, für die Rahmenbedingen zum Sparen zu sensibilisieren, ohne die Trinkwassergüte zu gefährden: Wo findet also ohnehin ein hoher Wasserwechsel statt und wo nicht? Beispielsweise dokumentiert das Wassermanagement-System SWS diese Daten (errechnet) für jede ins System eingebundene Schell-Armatur separat, was für Sicherheit bei den Optimierungsmaßnahmen sorgt. Doch es gibt auch Grenzen: In modernen Altenheimen würde ich zum Beispiel die Waschtischarmaturen mit einem überhöhten Durchfluss von 8 bis 10 l/min nicht auf die normativ geringeren Berechnungsdurchflüsse reduzieren. Diese Waschtische werden erfahrungsgemäß so selten genutzt, dass es gut ist, wenn dann die doppelte Wassermenge pro Nutzung oder Spülung ausgetauscht wird. Man muss also immer den Einzelfall betrachten und bewerten.

 Als mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Durchflussmenge haben Sie eben Strahlregler erwähnt. Was ist dabei zu beachten?

Arens:Ich empfehle dynamische Strahlregler. Der Vorteil: Sie funktionieren druckunabhängig und liefern auch bei 5 bar nicht mehr Wasser als bei 3 bar. Auch bei Duschen empfehle ich einen dynamischen Durchflussbegrenzer statt einer einfachen Lochscheibe. Oder man tauscht die alte Handbrause direkt gegen eine neue 6-Liter-Brause aus. An Waschtischen lässt sich sogar die gewünschte Wassermenge ohne weitere Investitionen realisieren, wenn Schell Eckregulierventile verbaut wurden. Mit ihnen lässt sich die gewünschte Wassermenge einstellen.

Die Messbecherprüfung

Schnellcheck der Durchflussmenge

Wie hoch der Durchfluss einer Armatur ist, lässt sich ganz einfach mit einem 1-l-Messbecher aus der Küche prüfen: Ist er beispielsweise nach 20 s gefüllt, ergibt sich eine Durchflussmenge von 5 l/min.

 Kommen wir zu den Einsparpotenzialen bei Neubauten – was sollte hier bei der Planung beachtet werden?

Arens: Im Neubau sind erhebliche Einsparmaßnahmen bei den Investitionen und Betriebskosten sowie ökologische Verbesserungen durch wassersparende Entnahmestellen möglich. Denn hier kann die Trinkwasserinstallation von vornherein auf einen sparsamen und gleichzeitig hygienischen Betrieb ausgelegt werden. Man muss sich vor Augen halten: Bereits in der Planung legen wir die Betriebskosten der Gebäude für die nächsten 50 Jahre fest. Doch nahezu immer nutzen die Fachplaner für die Dimensionierung der Trinkwasserinstallation die Berechnungsdurchflüsse gemäß DIN 1988-300 Tabelle 2, da diese pauschalisiert in ihrer Planungssoftware hinterlegt sind. Mit diesen Werten lässt sich das Einsparpotenzial allerdings nicht ausschöpfen.

 Dürfen Fachplanende von den normativen Berechnungsdurchflüssen abweichen?

Arens: Ja, dies ist auch in den Anmerkungen unter dieser Tabelle 2 ausdrücklich erwähnt. Möchte man die Trinkwasserinstallation monetär und ökologisch optimieren, sollte man zunächst mit dem Auftraggeber darüber sprechen. Erfahrungsgemäß ist er von diesem Ansatz schnell zu begeistern, da dadurch die Investitions- und Betriebskosten sinken. Es ist aber in Gesprächen verstärkt festzustellen, dass für immer mehr Investoren sogar die Ökologie seines Gebäudes den höchsten Stellenwert hat.

Wassersparende Gebäude wie das LEED-zertifizierte Merck Innovation Center in Darmstadt sind in vielen Ländern längst Standard. Die Techniken sind etabliert, robust und beispielsweise bei Schell vollumfänglich verfügbar. Bild: Merck
Wassersparende Gebäude wie das LEED-zertifizierte Merck Innovation Center in Darmstadt sind in vielen Ländern längst Standard. Die Techniken sind etabliert, robust und beispielsweise bei Schell vollumfänglich verfügbar. Bild: Merck

 

Stimmt dann der Investor zu, sollte die Dimensionierung der Trinkwasserinstallation mit verringerten Berechnungsdurchflüssen erfolgen. Heißt: Von Anfang an mit einer 6- statt 9-Liter Dusche rechnen, beim Waschbecken mit 3 l/min statt 4,2 l/min usw. So lassen sich schon bei der Planung Einsparungen von bis zu 40 Prozent bei Wasserinhalt und Verbrauch und damit auch beim Energieeinsatz der Warmwasserbereitung erzielen. Bei Schell haben wir seit über 10 Jahren Erfahrung mit diesen wassersparenden Techniken, zum Beispiel durch unsere Aktivitäten in wasserarmen Ländern, wie Indien und Spanien..

 Steigen durch diese Maßnahmen die Investitionskosten, wie bei manchen anderen ökologischen Maßnahmen?

Arens: Das Gegenteil ist der Fall! Sehr wahrscheinlich ist dies die einzige ökologische Maßnahme, wodurch auch die Investitionskosten sinken. Denn geringere „Literleistungen“ der Entnahmestellen bedingen bei angepasster Berechnung deutlich verringerte und damit kostengünstigere Dimensionen bei Rohren, Verbindern, Dämmungen und Rohrschellen. Der Materialeinsatz bei Rohren und Fittingen lässt sich um bis zu 40 Gewichtsprozent reduzieren. Zudem gewinnt man durch eine verschlankte Trinkwasserinstallation mehr Nutzfläche, da die Schächte kleiner werden können.

 Als wesentliche Maßnahme bei Neubauten haben Sie die Reduzierung der Berechnungsdurchflüsse genannt. Was ist es darüber hinaus möglich?

Arens: Die Erfahrung zeigt, das übergroße Ring-in-Ring-Installationen hydraulisch oftmals nicht beherrschbar sind und die Trinkwassergüte dadurch beeinträchtigt wird. Ich empfehle daher, wieder überwiegend auf T-Stück-Installationen zu setzen. Dadurch lassen sich im Mittel noch einmal der Wasserinhalt und die Investitionskosten um rund 20 Prozent senken.

 Lange Zeit waren aber doch Reihen- und Ringleitungen das Mittel der Wahl.

Arens: Das hatte auch damals seine Berechtigung. Wir wollten einen sicheren Wasserwechsel in allen Rohrleitungen erzielen. Dazu wurde ein Hauptverbraucher wie ein WC am Ende einer Reihenleitung platziert, in Ausnahmefällen auch eine Spülstation. Die hygienische Bedeutung der Teilstrecken von den Wandscheiben bis zum Armaturenauslass war uns nicht wirklich bewusst. Doch mittlerweile wissen wir, dass nicht oder zu selten genutzte Armaturen genauso Totleitungen sind wie nicht genutzte Rohrstrecken und damit ebenfalls die Trinkwasserhygiene gefährden. Mich wundert im Nachhinein eher, dass wir nicht früher auf die Bedeutung der Entnahmestellen für die Trinkwasserhygiene gekommen sind. Seit rund 10 Jahren ist dies nun bekannt und auch im Regelwerk verankert. Doch wenn wir ohnehin jede Entnahmestelle aus trinkwasserhygienischen Gründen nutzen müssen, sind T-Stück-Installationen wieder die erste Wahl. Denn sie haben einfache klare Fließwege, führen weniger Wasserinhalt und besitzen weniger Oberflächen, die Wärme aufnehmen. Dies ist dann auch gleichzeitig ein Beitrag zum Schutz des Trinkwassers kalt gegen Erwärmung. Und 20 Prozent weniger Wasserinhalt bei gleicher Anzahl an Nutzern bedeutet gleichzeitig auch eine um 20 Prozent bessere Trinkwasserhygiene.

 Ihr Fazit?

Arens: Beim Neubau ergibt sich das höchste ökonomische und ökologische Potenzial aus der Kombination beider Einsparmöglichkeiten: Reduzierte „Literleistungen“ an den Entnahmestellen mit überwiegend T-Stück-Installationen. Für Bestandsbauten empfehle ich zu prüfen, an welchen Entnahmestellen sich die Literleistung reduzieren lässt – oftmals sind Armaturen mit höheren Literleistungen montiert worden als bei der normgerechten Planung berücksichtigt wurden. In diesem Fall können diese reduziert werden, ohne die Trinkwassergüte zu gefährden.

Vielen Dank für das Gespräch.

Dr. Peter Arens

Dr. Peter Arens
AnhangGröße
Beitrag als PDF herunterladen492.59 KB

· Artikel im Heft ·

Einsparpotenziale bei Planung und Betrieb von Trinkwasserinstallationen
Seite 54 bis 57
06.06.2023
Das Masterdokument der Trinkwasserhygiene
Auf Basis der EU-Trinkwasserrichtlinie von Ende 2021 hat sich der deutsche Gesetzgeber entschieden, die bisherige Trinkwasserverordnung (TrinkwV) nicht erneut zu ändern, sondern vollständig neu...
09.05.2023
Zentrale Trinkwassererwärmung
Energie einsparen ist das Gebot der Stunde. Vor dem Hintergrund der Gaskrise regte u. a. die Kommission Gas und Wärme der Bundesregierung Energiesparmaßnahmen auch im Bereich der Trinkwassererwärmung...
14.08.2023
Thermisch notwendige Rohrleitungslänge vs. Stagnationsvermeidung
Zur Sicherstellung der Trinkwassergüte müssen Trinkwassertemperaturen zwischen 25 °C und 55 °C vermieden werden. Andernfalls besteht die Gefahr der Vermehrung pathogener Keime wie z. B. Legionellen...
14.11.2023
Energie smart nutzen in Halle
Die Bauverein Halle & Leuna eG arbeitet stetig an der energetischen Optimierung ihres Bestandes. In einem ihrer Gebäude in Halle, Sachsen-Anhalt, wurden zur Überwachung und Dokumentation für die...
11.07.2023
Forschung
Kaltwasserzirkulationssysteme haben sich u. a. in Kliniken, Hotels und im Schiffsbau etabliert. Die physikalische Funktionsweise gleicht der bewährten Warmwasserzirkulation, dennoch besteht für dieses...