Kosten reduzieren durch ökologische Maßnahmen

Trotz des konstanten Drucks, Bau- und Sanierungskosten zu minimieren, steht eine unumstößliche Maxime im Zentrum: „Gesundheitsschutz geht vor Energieeinsparung“. Wie kann es also gelingen, Trinkwasserinstallationen in (halb-)öffentlichen Einrichtungen so zu planen und umzusetzen, dass Investitions- sowie Energie-, Wasser- und Abwasserkosten im Betrieb gesenkt werden, ohne dabei die Trinkwassergüte zu gefährden? Welche Maßnahmen bieten sich in Neubauten und welche im Bestand an?

Neubauten: Empfehlungen für die Planung

Experten-Tipp: wassersparende Armaturen, Urinale und WCs, vorrangig in Kombination mit T-Stück-Installationen

Im Neubau lassen sich erhebliche Einsparungen bei Investitions- und Betriebskosten sowie auch ökologische Verbesserungen durch wassersparende Entnahmestellen erreichen. Denn hier kann die Trinkwasser-Installation von vorneherein auf einen sparsamen und gleichzeitig hygienischen Betrieb ausgelegt werden. Hier bedarf es einer innovativen und weitsichtigen Planung, da man hiermit bereits die Betriebskosten der Gebäude für die nächsten 50 Jahre festlegt.

Für die Dimensionierung der Trinkwasserinstallation nutzt der Fachplaner jedoch nahezu immer die Berechnungsdurchflüsse gemäß DIN 1988-300 Tabelle 2, die pauschalisiert in jeder Planungssoftware hinterlegt sind. Mit diesen Werten lässt sich das Einsparpotenzial wassersparender Entnahmestellen allerdings nicht ausschöpfen. Hier ist es notwendig, von diesen normativen Berechnungsdurchflüssen abzuweichen.

Dies ist gemäß „Wichtige Hinweise“ unter dieser Tabelle 2 in der DIN 1988-300 auch ausdrücklich erwähnt. Dort steht unter anderem: „Ist die Trinkwasser-Installation aus hygienischen und wirtschaftlichen Gründen für die geringeren Werte zu bemessen, muss dieses Vorgehen mit dem Bauherrn vereinbart und die Auslegungsvoraussetzungen für die Entnahmestellen (Mindestfließdruck, Berechnungsdurchfluss) in die Bemessung aufgenommen werden.“

Möchte man die Trinkwasserinstallation also monetär und ökologisch optimieren, sollten Auftraggeber und Fachplaner sich frühzeitig über mögliche Maßnahmen austauschen. Mit gemeinsamem Einverständnis sollte die Dimensionierung der Trinkwasserinstallation mit verringerten Berechnungsdurchflüssen erfolgen. Das bedeutet: Von Beginn an mit einer 6- statt 9-Liter-Dusche rechnen, bei Waschbecken mit 3 Litern/min statt 4,2 Liter/min usw. Auf diese Weise lassen sich Einsparungen von bis zu 40 % bei Wasserinhalt und Verbrauch und damit auch beim Energieeinsatz der Warmwasserbereitung erzielen.

Sehr wahrscheinlich ist dies die einzige ökologische Maßnahme, durch die zugleich die Investitions- und nicht nur die Betriebskosten sinken. Der einfache Grund: Geringere „Literleistungen“ der Entnahmestellen benötigen 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. Ein weiterer Vorteil: Durch eine verschlankte Trinkwasserinstallation gewinnt man mehr Nutzfläche, da die Schächte kleiner werden können. Weitere Einsparungsmöglichkeiten lassen sich durch T-Stück-Installationen umsetzen. Anders als übergroße, hydraulisch oftmals nicht beherrschbare Ring-in-Ring-Installationen weisen sie einfache klare Fließwege auf, führen weniger Wasserinhalt und besitzen weniger Oberflächen, die Wärme aufnehmen. Dadurch lassen sich Wasserinhalt und Investitionskosten durchschnittlich noch einmal um rund 20 % senken. Gleichzeitig wird ein Beitrag zum passiven Schutz des Trinkwassers kalt gegen Erwärmung und somit zum Schutz der Trinkwasserhygiene geleistet. Ein um 20 % und mehr verringerter Wasserinhalt erhöht auch den Wasserwechsel im Betrieb um diesen Wert und damit die hygienische Sicherheit, denn die Anzahl an Nutzern ist in beiden Fällen identisch.

Legionellenbefall vorbeugen durch automatisierte Wasserwechsel

Die effektivste Methode zur Unterstützung der Trinkwasserhygiene und zur Vorbeugung einer zu hohen Legionellenkonzentration besteht in einem regelmäßigen Wasserwechsel. In Deutschland muss dieser nach spätestens 3 Tagen erfolgen und gemäß VDI 6023 Blatt 1 über alle Entnahmestellen stattfinden, weil Bakterien über ungenutzte Entnahmestellen auch gegen die Fließrichtung, also retrograd, in die Trinkwasserinstallation gelangen können. Diese Zeiten ohne Wasserwechsel von max. 3 Tagen sind jedoch nur unter bestimmten Bedingungen hygienisch akzeptabel: Das Kaltwasser (PWC) darf nicht wärmer als 25 °C werden und das Warmwasser (PWH) muss mindestens 55 °C warm sein. Der Grund dafür ist, dass sich alle Krankheitserreger bevorzugt in einen Temperaturbereich um die 37 °C vermehren – also im Bereich der Körpertemperatur von Menschen. Temperaturen um die 37 °C sind daher „weiträumig“ zu vermeiden.

In großen (halb-)öffentlichen Gebäuden, wo Teilbereiche der Trinkwasserinstallation aus verschiedenen Gründen immer mal wieder nicht genutzt oder nicht so genutzt werden, wie mit dem bestimmungsgemäßen Betrieb in der Planung ursprünglich hinterlegt, unterstützt ein Wassermanagement-System Betreiber beim Erhalt der Trinkwassergüte. Es ist empfehlenswert, dieses bei Neubauten von vorneherein miteinzuplanen. Doch auch für die Bestandsnachrüstung gibt es geeignete Lösungen. Der Vorteil: Trinkwasserinstallationen lassen sich damit wesentlich effizienter und nachhaltiger betreiben als über manuelles Spülen, da automatisiert umgesetzte Spülvorgänge viel genauer und ohne zusätzlichen Aufwand gleichzeitig möglich sind. Diese Gleichzeitigkeit des Spülens ist notwendig, um einen qualifizierten, hygienisch wirksamen Wasserwechsel zu erreichen. Im Vergleich zu einer händischen Umsetzung durch den Facility Manager wird der Personal-, Zeit- und Kostenaufwand so enorm reduziert.

Empfehlung: Trinkwasserinstallation mit trocken geprüften Bauteilen befüllen

Der bestimmungsgemäße Betrieb der Trinkwasserinstallation beginnt schon mit ihrem Befüllen. Hierbei sollten trocken geprüfte und in dieser Weise auch gegen mikrobiologische Verunreinigungen geschützte Bauteile zum Einsatz kommen. Für die Praxis ist dieses Vorgehen so bedeutend, dass es hierzu aktuell neue Regelwerke gibt (DVGW W 551-4 und DVGW W551-7). Wenn die Installation mit Trinkwasser befüllt wurde, ist der Fachhandwerker bis zur Übergabe für den Wasserwechsel, d. h. in Deutschland spätestens nach 3 Tagen, verantwortlich. In einem Krankenhaus mit 800 Betten sind dafür mindestens 3 Mitarbeiter an 5 Tagen je Woche nur für Spülmaßnahmen von Hand im Einsatz.

Auch hier ist der Einsatz eines Wassermanagement-Systems sinnvoll: Bereits vor der Inbetriebnahme können die Wasserwechsel damit automatisiert umgesetzt werden. Für Gebäude mit erhöhten hygienischen Anforderungen, wie Krankenhäuser oder Pflegeheime, ist es darüber hinaus ratsam, die Befüllung der Installation schrittweise durchzuführen – stets in Verbindung mit einer mikrobiologischen Probennahme und Freigabe (DVGW W 551-4).

Tipps für die Bestandssanierung:

Wassertemperatur auf maximal 55°C senken

Auch in Bestandsbauten bieten sich Möglichkeiten, die Energiekosten zu senken, ohne einen kritischen Legionellenbefall zu riskieren. Beispielsweise kann man unter bestimmten Voraussetzungen an der Stellschraube „Wassertemperatur“ drehen. So laufen viele Warmwasserbereiter ohne Kenntnis der Nutzer mit einer automatisierten wöchentlichen oder gar täglichen thermischen Desinfektion, der sogenannten Legionellenschaltung. Wird die Anlage ansonsten fachgerecht betrieben, kann diese Funktion ohne hygienische Risiken abgeschaltet werden. Bei Großanlagen sollte außerdem geprüft werden, ob die Temperatur am Austritt des Trinkwassererwärmers bei deutlich mehr als 60 °C liegt. Auch hier besteht oftmals ein hohes Einsparpotenzial, indem der Energieeinsatz gesenkt wird.

Beträgt die Temperaturspreizung zwischen Speicheraustritt und Rücklauf der Zirkulation deutlich mehr als 5 Kelvin, sollte der hydraulische Abgleich der Zirkulationsstränge und/oder die Wärmedämmung optimiert werden. Bei mangelhaftem hydraulischem Abgleich sind 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. 

Durchflussmengen reduzieren – an geeigneter Stelle und in Maßen

Die deutlichsten Einsparpotenziale liegen in der Reduzierung von Wasserleistungen. Doch auch hier gilt: nur in Maßen, denn der Hygienegrundsatz „Wasser muss fließen“ ist weiterhin oberstes Gebot. 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 jede Entnahmestelle und Teilstrecke einer Trinkwasserinstallation. Denn ein „Stau“ des Trinkwassers in der Installation könnte zu gesundheitlichen Risiken führen.

Entnahmestellen mit extrem geringer oder gar keiner Nutzung müssen daher unbedingt regelmäßig gespült werden, entweder manuell oder automatisiert. Bei extrem selten genutzten Entnahmestellen empfiehlt sich auch ein Rückbau. Andernfalls wird hier dauerhaft Trinkwasser aufgrund von Stagnationsspülungen verschwendet. An Entnahmestellen mit hohem Verbrauch und häufiger Nutzung hingegen lassen sich große Einspareffekte mittels Wasserspararmaturen oder Durchflussbegrenzern und Strahlreglern erzielen.

Demnach ist es sinnvoll, 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 %.

Weiterhin können Waschtischarmaturen mit einem hohen Verbrauch 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 Tab. 2 dimensioniert wurde. Auch die Wassermengen von WCs und Duschen bieten Einsparpotenzial: Bei WC-Spülkästen reicht im Allgemeinen eine 6 Liter-Spülung statt einer 9 Liter-Spülung.
 
Doch auch hier gibt es Grenzen: In modernen Altenheimen sollte man zum Beispiel die Waschtischarmaturen mit einem überhöhten Durchfluss von 8 bis 10 Litern/min nicht auf die normativ geringeren Berechnungsdurchflüsse reduzieren. Da diese Waschtische erfahrungsgemäß so selten genutzt werden, ist es gut, wenn dann die doppelte Wassermenge pro Nutzung oder Spülung ausgetauscht wird. Grundsätzlich sollte also jeder Fall einzeln betrachtet und bewertet werden.

Fazit

Bei der Planung und Umsetzung von Neubauten bietet sich das höchste ökonomische und ökologische Potenzial durch die gezielte Kombination zweier Einsparmöglichkeiten: Reduzierte Durchflussmengen an den Entnahmestellen und die bevorzugte Verwendung von T-Stück-Installationen.

Bei bestehenden Gebäuden ist es ratsam zu prüfen, ob die Literleistung an bestimmten hoch frequentierten Entnahmestellen reduziert werden kann – denn oftmals wurden Armaturen mit höheren Durchflussmengen installiert, als bei der normgerechten Planung berücksichtigt wurden. In solchen Fällen kann die Literleistung verringert werden, ohne die Güte des Trinkwassers zu beeinträchtigen.