Optimierte Leitungsführung
Installation erhält die Trinkwasserqualität
Seit langem ist in der Fachwelt bekannt, dass Trinkwasser-Installationen in Gebäuden, die nicht nach den allgemein anerkannten Regel der Technik (a. a. R. d. T.) geplant oder gebaut werden, ein großes Potential für Verkeimung bieten. Aber auch andere Faktoren beeinflussen die Hygiene des Trinkwassers.
In fehlerhaft geplanten oder gebauten Installationen finden Keime und Bakterien (u. a. Legionella, Pseudomonas aeruginosa) ideale Lebens- und Vermehrungsbedingungen. Eine mögliche Ursache für die Verkeimung einer Trinkwasser-Installation kann jedoch auch eine unregelmäßige Nutzung der Trinkwasser-Installation sein. Wird bei einer Trinkwasseranalyse durch ein akkreditiertes Labor festgestellt, dass die Grenzwerte für die mikrobiologischen Parameter der Trinkwasserverordnung TrinkwV 2001 überschritten werden, hat dies für den Betreiber zur Folge, dass aufwändige Spülmaßnahmen der gesamten Trinkwasser-Installation als Sofortmaßnahme durchgeführt werden müssen. Während dieser Phase ist in der Regel mit deutlichen Einschränkungen bei der Nutzung der Trinkwasser-Installation zu rechnen. Anschließend ist eine zeitaufwändige Bestandsaufnahme des Ist-Zustandes der Trinkwasser-Installation notwendig, bevor mit der meist kostenintensiven Sanierung der Hausinstallation begonnen werden kann. Betrachtet man ausschließlich die reinen Kosten für diese nachträglichen Wiederherstellungsmaßnahmen, so ist umso mehr aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten bei der Planung und beim Bau der Trinkwasser-Installation auf die Einhaltung der aktuellen Normen und Richtlinien hinzuweisen. Hierzu zählt auch eine differenzierte Rohrnetzberechnung der Trinkwasser-Installation mit einer leistungsfähigen Berechnungssoftware.
Ursache: unsachgemäßer Betrieb
Wie bereits erwähnt ist eine häufige Ursache für die Verkeimung einer Hausinstallation ein unsachgemäßer Betrieb der Anlage. Die aktuellen Regelwerke (DIN EN 1717, VDI 6023) fordern deshalb, dass der so genannte regelmäßige „bestimmungsgemäße Betrieb“ der Trinkwasser-Installation während der gesamten Nutzungsdauer des Gebäudes vom Betreiber sichergestellt werden muss. Regelmäßig bestimmungsgemäß bedeutet hierbei, dass eine ursprünglich geplante Nutzerfrequenz bzw. Häufigkeit der Trinkwasserentnahme zu Grunde gelegt werden muss. Der Betreiber ist hier entsprechend der VDI 6023 „Hygiene in der Trinkwasser-Installation – Anforderungen an Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung“ in der Verantwortung.
Um die Trinkwasserhygiene zu gewährleisten und eine Verkeimung der Trinkwasser-Installation während der mehrjährigen Nutzungsphase des „Gebäudes“ entgegen zu wirken, wird ein schlankes, aber leistungsfähiges Rohrsystem mit einem niedrigen Verzweigungsgrad empfohlen und auch gefordert. Die hierfür notwendige innovative Rohrleitungsführung lässt sich nur durch den Einsatz geeigneter Berechungssoftware bei der Planung der Trinkwasser-Installation realisieren. Weitere Planungs- und Betriebssicherheit wird durch Simulation des Zirkulationssystems oder des Wasserwechsels im TWK mit einem Simulations-Tool erreicht.
Beispiel Hotel
Bei dem exemplarisch dargestellten Objekt handelt es sich um ein Hotel mit 180 Zimmern (s. Bild 2). Im Trinkwassersystem Warm (TWW) des Hotels muss nach DVGW-Arbeitsblatt W551 die Austrittstemperatur am Trinkwasserspeicher ≥ 60 °C sein. Das Zirkulationssystem (TWZ) ist so zu planen und auszuführen, dass die Warmwassertemperatur nicht mehr als 5 K gegenüber der Austrittstemperatur am Trinkwasserspeicher absinkt. In einem Objekt dieser Größe ist aufgrund des großen Wasservolumens im Rohrsystem die Installation eines Zirkulationssystems (TWZ) zur Sicherstellung der Trinkwasserhygiene zwingend notwendig. Um den Komfortansprüchen des Hotelbetreibers und der Gäste gerecht zu werden, wird das zirkulierende Warmwasser an jede Entnahmestelle in den einzelnen Hotelzimmern geführt. So kann sichergestellt werden, dass die Hotelgäste zu jeder Zeit über warmes Trinkwasser verfügen können.
Neben dem klassischen Zirkulationssystem mit Reguliertechnik favorisiert Kemper (www.kemper-olpe.de) aufgrund energetischer Vorteile den Einsatz von „KHS-Venturi-Strömungsteilern –dynamisch–“ (Bild 3) im Trinkwasser Warm (TWW).
Die Entnahmearmaturen werden über eine Ring-Installation in den Nasszellen an den „KHS-Venturi-Strömungsteiler –dynamisch–“ angebunden. Die Anbindung erfolgt vorzugsweise an einer oben liegenden Verteilleitung. Angetrieben durch die Zirkulationspumpe wird zur Temperaturhaltung bis zu 95 % des notwendigen Zirkulationsvolumenstroms durch die Ring-Installation in der Nasszelle geführt (Bild 1). Die Temperatur im Ring wird auf hohem Niveau gehalten. Im Bereich der Verteilleitungen und der Nasszellen kann auf parallel zu den Warmwasserleitungen verlegte Zirkulationsleitungen verzichtet werden, was zur Energieeinsparung führt. Die reduzierte Rohrinstallation im Bereich der Zirkulationsleitungen und die Oberflächenreduktion im Bereich der Warmwasserleitung können die Zirkulationswärmeverluste um bis zu 15 % reduzieren. Die Vorgaben aus den DVGW-Arbeitsblättern W551 und W553 werden eingehalten.
Simulation des Zirkulationssystems
Der so genannte „hydraulische Abgleich“ in den Verteilleitungen wird mit manuellen Zirkulations-Regulierventilen „Multi-Fix“ realisiert. Die Dimensionierung der Rohrleitungen wird nach dem differenzierten Berechnungsverfahren entsprechend dem DVGW-Arbeitsblatt W 553 mit der Berechnungssoftware „Kemper Dendrit CAD 5.6“ durchgeführt. Um die Planungssicherheit zu erhöhen, empfiehlt sich die anschließende Simulation des Zirkulationssystems mit einem Simulations-Tool. Das Simulations-Tool veranschaulicht, dass beim „hydraulischen Abgleich“ in jedem Zirkulationskreis der Pumpendruck und die Druckverluste bei einer vorgegebenen Volumenstromverteilung im Gleichgewicht stehen. Anhand der Simulationsergebnisse lassen sich die Auswirkungen der Zirkulations-Regulierventile auf die Volumenstromverteilung (Bild 2) und den Temperaturverlauf darstellen. Falsch bemessene Zirkulationssysteme werden durch die Anwendung eines Simulations-Tools erkannt und können korrigiert werden. Neben der Simulation des Zirkulationsbetriebs lässt sich mit modernen Simulations-Tools auch die Funktionsfähigkeit einer thermischen Desinfektion im geplanten Objekt überprüfen.
Bei der Planung der Kaltwasserleitungen wird ebenfalls besonderer Wert auf eine hygienebewusste Installation gelegt. Es ist zunächst die Forderung aus den aktuellen Regelwerken (z. B. DIN EN 806, DIN 1988, VDI 6023) zu erfüllen, wonach die Kaltwassertemperatur systemisch dauerhaft unterhalb von 25 °C liegen muss. In Hotels kommt erschwerend hinzu, dass teilweise mit einer stark schwankenden Auslastung zu kämpfen ist. Die durchschnittliche Belegung der Hotelbetten in NRW lag im Jahr 2009 bei 39 % (Quelle: Information und Technik NRW). Ein regelmäßiger bestimmungsgemäßer Betrieb ist deshalb ohne zusätzliche anlagentechnische Komponenten kaum zu realisieren.
Die Lösung zur Umsetzung ist eine optimierte Leitungsführung mit Ring-Installation in der Nasszelle in Kombination mit „KHS-Venturi-Strömungsteilern –dynamisch–“. Im Beispiel wurden alle Entnahmearmaturen aus jeweils zwei Hotelzimmern in einem Strömungsteiler-Ring zusammengefasst.
Am Ende eines jeden Steigstranges wird ein „KHS-VAV-plus“-Vollstromabsperrventil mit Federrückzug-Stellantrieb installiert. Der Durchfluss des Ventils ist auf 2 l/min begrenzt. Bei Durchführung einer Wasserwechselmaßmahme über dieses Ventil leitet der „KHS-Venturi-Strömungsteiler –dynamisch–“ ungefähr 95 % des Volumenstroms durch die Ring-Installation (Bild 4). Ein effizienter Wasseraustausch in den Nasszellen ist damit gewährleistet.
Automatischer Wasseraustausch
Durch den Einsatz der „KHS-VAV-plus“-Vollstromabsperrventile kann während der gesamten Nutzungsphase unabhängig von der aktuellen Belegung des Hotels automatisch für einen regelmäßigen Wasseraustausch gesorgt werden. Durch die periodische Wasserbewegung wird zur Sicherstellung der Trinkwasserhygiene Stagnation vermieden und die Kaltwassertemperatur dauerhaft niedrig gehalten. Die Forderungen aus der DIN EN 1717 und der VDI 6023, Stagnation dauerhaft zu vermeiden, werden somit erfüllt. Der automatische Wasseraustausch der Kaltwasserleitungen kann abhängig von der jeweils eingesetzten Steuerung temperatur-, volumenstrom- oder zeitabhängig realisiert werden. In vielen Objekten ist die Kombination aus Temperatur- und Zeitsteuerung für den automatischen Wasserwechsel eine sinnvolle Lösung.
