Messtechnisch vorbeugen

Komplexe Gebäudefunktionen zu überwachen, das gehört insbesondere in öffentlichen und gewerblich genutzten Objekten zum Stand der Technik. Verbesserungen bei Energieeffizienz, Nutzungskomfort und dem Gebäudemanagement sind in erster Linie die Gründe, eine Gebäudeleittechnik zu installieren. Noch weitgehend unberücksichtigt ist dabei allerdings, dass per Messtechnik auch der Erhalt der Trinkwassergüte unterstützt werden kann. Durch die Erfassung hygienerelevanter Parameter einer Trinkwasseranlage in Echtzeit, lassen sich potenzielle Gefährdungen durch eine mikrobiologische Kontamination buchstäblich im Keim ersticken. Voraussetzungen dafür sind die Wahl aussagefähiger Messpunkte und eine geeignete Logik zur Auswertung der Daten.

Die gestiegene Komplexität von Gebäuden und wissenschaftliche Erkenntnisse zum Verhalten von Mikroorganismen im Trinkwasser haben den Gesetzgeber schon vor geraumer Zeit auf den Plan gerufen. Beispielhaft dafür ist die 2011 novellierte Trinkwasserverordnung (TrinkwV), die Details für regelmäßige Beprobungen einer Trinkwasser-Installation vorschreibt (siehe Kasten). Werden dabei die in der TrinkwV definierten technischen Maßnahmenwerte überschritten, ist das Gesundheitsamt zu informieren und die Ursache zu ermitteln.
Diese regelmäßige Überprüfung der Trinkwassergüte in einer Installation ist wichtig, doch keineswegs lückenlos. Denn die zeitlichen Abstände von Probenahmen können bis zu drei Jahre betragen. Dann werden in der Regel drei bis vier Einzelproben genommen. So sieht es zum Beispiel das DVGW-Arbeitsblatt W 551 vor. Das macht deutlich: Beprobungen von Trinkwasser-Installationen haben lediglich eine „systemische“ (gemäß TrinkwV) beziehungsweise „orientierende“ (gemäß DVGW) Untersuchung zum Ziel. Werden dabei allerdings Überschreitungen des technischen Maßnahmenwertes festgestellt, kann der Aufwand zur Wiederherstellung der geforderten Trinkwasserqualität sehr hoch sein. Die notwendigen Schritte reichen von Einschränkungen bei der Trinkwassernutzung – zum Beispiel ein Duschverbot – bis hin zur Neuinstallation von Teilstrecken. Die thermische oder gar chemische Desinfektion der Anlage ist hingegen kaum zielführend, weil die Ursachen dadurch nicht dauerhaft besei­tigt werden.
Die wirtschaftlichen Aspekte der Sanierung einer kontaminierten Trinkwasser-Installation treten jedoch in den Hintergrund, wenn die Gesundheit von sensiblen Nutzern wie Kinder, ältere Personen oder immungeschwächte Patienten leidet.

Vorbeugen durch messtechnische Überwachung
Das Prinzip „Vorbeugen ist besser als Heilen“ gilt deshalb gerade für Trinkwasser-Installationen. Der „proaktive Betrieb“ einer Trinkwasseranlage per messtechnischer Überwachung ist hierbei ein noch recht selten beschrittener Königsweg. Doch so können frühzeitig hygiene-kritische Zustände ermittelt werden, um mit gezielten Änderungen der Betriebsbedingungen sofort entgegenzuwirken. Diese Vorgehensweise favorisiert auch die VDI/DVGW-Richtlinie 6023 (Abs. 6.6): „Es wird empfohlen, die Betriebsparameter mithilfe einer Gebäudeautomation zu überwachen, zu dokumentieren und auszuwerten. Zusätzlich besteht dadurch die Möglichkeit, die Anlagen effizient unter Gesichtspunkten der Hygiene zu steuern.“
Die entscheidenden Parameter, die für den Erhalt der Trinkwassergüte in einer Installation zu überwachen sind, definieren die Normen- und Regelwerke:

• Dauertemperaturen zwischen 25 °C und 55 °C sind generell zu vermeiden (DIN 1988-200).
• Trinkwasser warm in Zirkulationssystemen (PWH-C) darf vom Austritt eines Trinkwassererwärmers bis zum Wiedereintritt eine maximale Temperaturdifferenz von 5 K aufweisen (DIN 1988-200). Die Wasseraustrittstemperatur sollte bei Großanlagen mindestens 60 °C betragen (DVGW-Arbeitsblatt W 551). 
• Der vollständige Wasseraustausch im Gesamtsystem muss gemäß DIN EN 806-5 innerhalb von sieben Tagen erfolgen. Zu bevorzugen ist jedoch die Vorgabe der Richtlinie VDI/DVGW 6023, die einen Wasseraustausch nach drei Tagen (also 72 Stunden) vorsieht.

Werden solche Messdaten in Echtzeit erfasst, ergibt sich ein stets aktuelles Bild des hygienischen Status quo einer Trinkwasseranlage. Wichtig ist dabei jedoch, geeignete Messpunkte zu definieren und die Daten richtig zu interpretieren.

Mehr Messdaten, weniger Alarmmeldungen
Bei der Neubauplanung sind als Mess­punkte zur hygienischen Überwachung einer Trinkwasseranlage als erstes die Stellen zu wählen, die im DVGW-Arbeitsblatt W 551 für die Probenahme vorgesehen sind. Darüber hinaus ist es sinnvoll, die Eintrittstemperatur am Hausanschluss zu erfassen sowie jeden Strang der Trinkwasseranlage zu überwachen. In Gebäuden mit besonders gefährdeten Nutzern ist das Messen der Wassertemperaturen und Stagnationszeiten zusätzlich in jeder Nasszelle anzuraten. Zu solchen sensiblen Objekten zählen zum Beispiel Krankenhäuser mit in der Regel immungeschwächten Patienten, beispielsweise in Abteilungen wie der Onkologie.
Im Bestand lassen sich problematische Installationsabschnitte durch empirische Messungen an den Entnahmestellen ermitteln. Aussagekräftig sind hier die Wassertemperaturen – doch erst nach Ablauf des Stagnationswassers! Solche Messungen sollten sich also an dem Prinzip der Stagnationsbeprobung orientieren (siehe Kasten). Diese Werte dann strangweise zu zusammenzufassen ergibt einen guten Überblick über die aktuellen Betriebsverhältnisse und Hinweise auf einen eventuellen Sanierungsbedarf.
Die Zusammenführung der Messdaten sollte jedoch durch eine logische Auswertung gefiltert werden. Das ist insbesondere bei der Anlagendarstellung in einer  Gebäudeleittechnik wichtig. Denn erzeugt das System aufgrund zu detaillierter Ergebnisse häufige Vorwarnungen, ist es kaum machbar, diesen qualifiziert nachzugehen. Treten dann tatsächlich kritische Zustände in der Trinkwasser-Installation auf, bleiben dringende Meldungen möglicherweise unbeachtet. Viega hat dazu eine Logik entwickelt, die in dem sogenannten Hygiene-Assistenten zum Einsatz kommt. Dieser gibt nur dann Fehlermeldungen aus, wenn Dauertemperaturen und Stagnationszeiten gemäß den relevanten Normen- und Regelwerken tatsächlich kritisch sind. Dezentral eingesetzt, in der Regel an einer Entnahmearmatur, werden die Alarmmeldungen am jeweiligen Leitungsabschnitt angezeigt. Für eine zentrale Überwachung meldet der Hygiene-Assistent über einen potenzialfreien Kontakt kritische Nutzungsunterbrechungen zeitgleich auch an die Gebäudeleittechnik.

Messtechnische Überwachung nachrüsten
Die Vorteile, eine Trinkwasseranlage durch messtechnische Überwachung „proaktiv“ zu betreiben, liegen zwar auf der Hand. Doch gerade im Bestand lassen sich bei fehlender Gebäudeleittechnik die notwendigen Bus-Leitungen nur mit hohem Aufwand nachrüsten. In vielen Fällen ist das nicht wirtschaftlich. Hier ist die dezentrale Überwachung der Temperaturhaltung des Trinkwassers und des regelmäßigen Wasseraustauschs sinnvoll. Auch dafür ist der „Hygiene-Assistent“ ausgelegt. Eine Box in direkter Nähe einer Entnahmestelle zeigt über eine Ampel den aktuellen Hygienestatus eines Leitungsabschnitts an. Die Nachrüstung ist einfach und kostengünstig: Die erforderlichen Sensoren können Unterputz am Rohr oder Aufputz in Eckventilen angebracht werden. Gemessen werden sowohl im Kaltwasser- als auch im Warmwasserstrang Temperatur und Stagnationszeit.
Eine Elektronik hinter den Piktogrammen als Ampelsignal für die Stagnation von Kaltwasser (PWC) und Warmwasser (PWH) interpretiert die Messwerte gemäß DIN EN 806-5 und VDI/DVGW 6023:

• Die letzte Nutzung einer Zapfstelle vor weniger als drei Tagen wird grün angezeigt.
• Die letzte Nutzung einer Zapfstelle vor drei bis sieben Tagen wird mit gelb angezeigt.
• Die letzte Nutzung einer Zapfstelle vor mehr als sieben Tagen wird rot angezeigt.

Ein ähnliches Prinzip meldet den Status der Wassertemperatur analog der DIN 1988-200:

• Eine Kaltwassertemperatur ≤ 20 °C und eine Warmwassertemperatur ≥ 55 °C wird grün angezeigt.
• Eine Kaltwassertemperatur zwischen 21 °C und 25 °C und eine Warmwassertemperatur zwischen 50 °C und 54 °C wird gelb angezeigt.
• Eine Kaltwassertemperatur > 25 °C und eine Warmwassertemperatur ≤ 49 °C wird rot angezeigt.

Vorbeugende Maßnahmen
Kommt es in Anlagenabschnitten nur temporär zu Nutzungsunterbrechungen, kann ein Haustechniker, aber auch ein Nutzer, eine manuelle Spülung vornehmen. Der Hinweis dazu kommt bei einer zentralen Überwachung von der Gebäudeleitstelle. Bei dezentraler Überwachung meldet der „Hygiene-Assistent“ durch ein gel­bes oder gar rotes Ampelsignal direkt an der betroffenen Entnahmestelle den notwendigen Eingriff. Erlischt die Alarmmeldung trotz längerer Spülung nicht, ist dieser Installationsabschnitt auf Mängel zu überprüfen.

Fehlt es häufiger am regelmäßigen Wasseraustausch in Teilbereichen, ist die Installation eines automatischen Verbrauchers zu empfehlen. Das könnte zum Beispiel eine Betätigungsplatte mit automatischer Spülfunktion sein. Bei den Betätigungsplatten für Urinale und WCs mit der sogenannten Hygiene+ Funktion von Viega lassen sich die Intervalle einstellen, welche Zeit nach der letzten Benutzung vergehen soll, bis eine Hygienespülung vorgenommen wird. Auch das Spülvolumen ist vorzugeben, damit ein vollständiger Wasserwechsel im definierten Rohleitungsabschnitt sichergestellt ist. Diese Intervall- und Hygienebezüge verhindern gleichzeitig Wasserverschwendung, weil komplett bedarfsorientiert gespült wird.
Muss der regelmäßige Wasseraustausch durch einen automatisierten Verbraucher auch im Warmwasserstrang sichergestellt werden, bietet sich die Spülstation mit Viega Hygiene+ Funktion an. Sie überwacht die Dauer von Nutzungsunterbrechungen sowie kritische Temperaturabweichungen und löst automatisch volumengerechte Hygienespülungen aus. Die Spülstation ist mit einer Protokollfunktion ausgestattet: Die vom Betreiber vordefinierten Informationen können an der Spülstation selbst ausgelesen oder an eine Gebäudeleitstelle übermittelt werden.
Werden durch die messtechnische Überwachung einer Trinkwasseranlage trotz des bestimmungsgemäßen Betriebs ständig Temperaturabweichungen erkannt, sollte übrigens auch die Dämmung der Rohre überprüft werden. Im Bestand fehlt sie häufig, sodass es zu Wärmeübertragung oder zu Wärmeverlusten kommt, die ein Nachdämmen erforderlich machen. Eventuell sind aber auch Verteilleitungen für Kaltwasser neu zu verlegen, weil die Wärmelasten in Schächten oder Räumen generell zu hoch sind. Im Neubau sind laut DIN 1988-200 die Verteil- und Steigleitungen für Kalt-und Warmwasser grundsätzlich in getrennten Schächten zu installieren.

Fazit
Die Beprobung von Trinkwasser-Installationen ist nicht nur gesetzlich vorgeschrieben, sondern eine ebenso wichtige wie erforderliche Maßnahme zur Wahrung der Trinkwasserqualität. Besser, als eine Kontamination zu entdecken, ist jedoch, sie zu verhindern. Dazu kann der „proaktive Betrieb“ durch die messtechnische Überwachung der Trinkwasser-Installation beitragen. Neben den regelmäßigen Beprobungen in größeren Zeitabständen werden hierbei Daten in Echtzeit ermittelt und ausgewertet. Sofortige Gegenmaßnahmen nach dem Melden hygiene-kritischer Bedingungen lassen erst gar keine Verkeimung des Trinkwassers zu, und teure Sanierungsmaßnahmen oder sogar Gesundheitsschäden werden verhindert. Der „Hygiene-Assistent“ ist hierfür eine intelligente Systemlösung, da die hygienekritischen Parameter Temperatur und Wasseraustausch gemäß den relevanten Regelwerken automatisch überwacht werden.
Der Assistent ist auf die Gebäudeleittechnik aufschaltbar. Kritische Zustände können aber auch dezentral am Display des Assistenten abgelesen werden. Damit lässt sich die messtechnische Überwachung einer Trinkwasseranlage sowohl im Neubau als auch in der Sanierung wirtschaftlich umsetzen.

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Klosta, Produktmanager Trinkwasser im Geschäftsbereich Innovation bei der Viega GmbH & Co.KG, Attendorn

Bilder: Viega, Attendorn

www.viega.de