Was eine mangelfreie Trinkwasserinstallation ausmacht, können Dank Google & Co. inzwischen selbst private Bauherren in einigen Punkten beurteilen. Dazu gehört zum Beispiel die Temperaturhaltung. Während eine zu hohe Kaltwassertemperatur von den Bewohnern unmittelbar zu spüren ist, wird eine zu geringe Warmwassertemperatur oft erst durch eine Probenahme offensichtlich – beispielweise durch den Nachweis von Legionellen. Solche Mängel stehen häufig mit einer fehlenden oder nicht exakten Rohrleitungsberechnung im Zusammenhang, die in der Regel zu überdimensionierten Rohrleitungen führt. Insofern ist der vielfach praktizierte „Sicherheitszuschlag“, auf der Etage nicht kleiner als 20 x 2,8 zu installieren, in Wirklichkeit ein Zuschlag für das Verkeimungsrisiko.
Viel hilft – wenig
Warum überdimensionierte Trinkwasserinstallationen problematisch sind, zeigt ein Blick auf die hydraulischen Gesetzmäßigkeiten in diesen „Lebensmittelleitungen“. Wird der Summendurchfluss aller Entnahmestellen auf der Etage nicht in eine realistische Relation zur gleichzeitigen Nutzung der Verbraucher gesetzt, ist der angenommene Wasserbedarf zu hoch bemessen – und sind folglich auch die Rohrleitungen zu groß ausgelegt. In überdimensionierten Rohren fließt das Wasser jedoch mit geringerer Geschwindigkeit. An den Rohrwandungen ist die Fließgeschwindigkeit sogar noch reduzierter als im Rohrzentrum. Doch gerade an den Rohrwänden bildet sich der typische Biofilm als Nährboden für Mikroorganismen. Die Konsequenzen: Mit nachlassender Fließgeschwindigkeit fehlt es hier an Scherkräften, die dem Aufbau des Biofilms entgegenwirken. Und die natürlicherweise im Trinkwasser vorkommenden Mikroorganismen haben mehr Zeit, den Biofilm zur Vermehrung zu nutzen. Das Risiko einer Verkeimung steigt also. Die ÖNORM 2531:2019 bezeichnet deshalb Rohrleitungsabschnitte, die nicht ausreichend durchströmt werden, als funktionale Totleitungen (ÖNORM B 2531; Abschnitt 3.22).
Auch in anderer Hinsicht gelten überdimensionierte Trinkwasserleitungen als Treiber für das Wachstum von Mikroorganismen: Je größer die Rohrleitungen, umso größer das Trinkwasservolumen in der gesamten Verteilung. Passt dieses Volumen nicht zur regelmäßigen Entnahme – auch als bestimmungsgemäßer Betrieb bezeichnet – fehlt der kontinuierliche Wasseraustausch. Eine solche Stagnation lässt nicht nur Mikroorganismen wie Legionellen mehr Zeit zur Vermehrung. Außerdem führt es zu einem Anstieg der Kaltwassertemperaturen. Daher werden Legionellen sogar immer häufiger im Kaltwasser nachgewiesen.
Zu große Rohrdimensionen, zu wenig Komfort
Um beiden Aspekten – der Trinkwassergüte und dem Trinkwasserkomfort – gerecht zu werden, sind in der ÖNORM 2531:2019 Ausstoßzeiten festgelegt. Maximal 30 Sekunden nach dem vollständigen Öffnen auch der am weitesten entfernten Entnahmestelle darf Kaltwasser höchstens 25° C warm sein. Und die Temperatur von Warmwasser muss mindestens 50 °C in Wohneinheiten betragen, beziehungsweise 55 °C in besonders sensiblen Einrichtungen wie beispielsweise Pflegeheimen und Spitälern. Eine mangelhafte Temperaturhaltung von Kaltwasser und eine Überschreitung von Ausstoßzeiten wird von Bewohnern schnell bemerkt und dann als Komforteinbuße reklamiert. Warum zu hohe Rohrdimensionen die Ausstoßzeiten negativ beeinflussen können, verdeutlicht folgende Beispielrechnung:
Waschtisch mit Entnahmearmaturendurchfluss 0,07 Liter/Sekunde (nach DIN 1988-300)
– entspricht nach 30 Sekunden Ausstoßzeit einem gezapften Wasservolumen von 2,1 Liter
– entspricht einer Rohrleitungslänge von
– 7 Meter in 25 x 2,7,
– 13 Meter in 20 x 2,8 und
– 21 Meter in 16 x 2,2.
Die Schlussfolgerung: Rohrleitungslängen typischer Etagenverteilungen in 20 x 2,8 bedingen oft, dass das Rohrleitungsvolumen in der Reihenleitung nicht innerhalb der 30 Sekunden ausgespült wird. Das in den Rohrleitungen stehende Wasser hat jedoch meistens den geforderten Temperaturbereich verlassen, kommt also länger als in der Norm gefordert zu warm beziehungswiese zu kalt aus der Entnahmearmatur. Generell dauert der vollständige Wasserwechsel in einer Trinkwasserinstallation umso länger, je größer das Rohrleitungsvolumen ist. Das begünstigt die Kaltwassererwärmung über die gesamte Strecke und fördert ganz allgemein das Bakterienwachstum.
Als offenkundigen Mangel nehmen Nutzer als Erstes wahr, dass insbesondere Kaltwasser zu spät aus der Armatur läuft. Eine fortschreitende Verkeimung der Trinkwasserinstallation bleibt jedoch bis zu einer Beprobung meist unentdeckt. Umso aufwändiger ist jedoch dann die Sanierung einer Trinkwasserinstallation. Langfristig wirksam ist oft nur eine neue Rohrleitungsverlegung in bedarfsgerechten Dimensionen. Das Ausspülen überdimensionierter Rohrleitungsstrecken als Kompensationsmaßnahme gegen Stagnation ist auf Dauer weder nachhaltig noch kosteneffektiv.
Rohrleitungen besser berechnen
Wird eine Trinkwasserinstallation bemängelt, wenden sich Bauherren oder Eigentümer meistens als Erstes an den verantwortlichen Installationsbetrieb. Ist eine fehlende Rohrleitungsberechnung mit schuldhaft, steht der Installateur gerade bei kleineren Bauvorhaben in der Haftung, denn hier sind selten TGA-Fachplaner eingebunden. Installationsbetriebe haben also in mehrfacher Hinsicht ein Interesse daran, eine Trinkwasserinstallation normgerecht auszuführen. Die ÖNORM 2531:2019 lässt dafür zwei Optionen zu (Abschnitt 4.4): die Rohrleitungsberechnung gemäß DIN 1988-300:2012 und mit Einschränkungen auch die Ermittlung der Rohrinnendurchmesser nach ÖN EN 806-3 – aber nur für Wohngebäude bis 12 Einheiten. Der Berechnung nach DIN 1988-300 ist jedoch besser und oftmals einfacher, wie ein Blick auf die beiden Verfahren zeigt.
Die ÖN EN 806-3 bietet ein vereinfachtes Verfahren für „Normal-Installationen“. Trinkwasserverteilungen werden als „normal“ definiert, wenn eine einzelne Entnahmearmatur beziehungsweise der Spitzendurchfluss nicht größer als 1,5 Liter/Sekunde sind und kein Verbraucher mit einer Entnahmedauer länger als 15 Minuten permanent zu versorgen ist. Die Auslegung der Trinkwasserinstallation nach ÖN EN 806-3 erfolgt anhand von Tabellen. Den unterschiedlichen Entnahmestellen werden dazu pauschale Belastungswerte (LU, Loading Unit) zugewiesen, die sich aus den üblichen Entnahmedurchflüssen ergeben. Für einen Waschtisch wird beispielweise ein Durchfluss von 0,1 Liter/Sekunde angenommen, was einem Belastungswert von LU 1 entspricht. Anhand der Summe der Entnahmedurchflüsse in den einzelnen Teilstrecken sind in einem Tabellenblatt die dafür notwendigen Rohrinnendurchmesser abzulesen. Die Nachteile dieses vereinfachten Verfahrens sind: Zwar wird grob zwischen verschiedenen Rohrleitungswerkstoffen differenziert. Doch die konkreten Zeta-Werte der Rohrleitungssysteme bleiben unberücksichtigt – und damit auch die wirklichen Druckverluste. Außerdem wird die gleichzeitige Nutzung der Entnahmestellen nicht bewertet. Daher ist einer exakten Rohrleitungsberechnung nach DIN 1988-300 immer der Vorzug zu geben.
Wie die nachstehenden Beispiele zeigen, weichen die Ergebnisse der vereinfachten Ermittlung nach ÖN EN 806-3 und der Rohrleitungsberechnung nach DIN 1988-300 zum Teil stark voneinander ab (gesamte Berechnung siehe Tabelle 1):
Dreigeschoßiges Wohngebäude mit 12 Wohneinheiten, 3 Steigsträngen, Etagenverteilung mit 5 Verbrauchern
– Rohrinnendurchmesser für Teilstrecke nach dem Hauswasserzähler
– mit PEX-Rohr gemäß ÖN EN 806-3: 50x4 mm (DN 40)
– mit Viega Kunststoffrohr „Raxofix“ gemäß DIN 1988-300: 32x3,2 mm (DN 25)
– Rohrinnendurchmesser für den Anschluss der Etagenverteilung am 3. Steigstrang im 3. Geschoss
– mit PEX-Rohr gemäß ÖN EN 806-3: 26x3 mm (DN 20)
– mit Viega Kunststoffrohr „Raxofix“ gemäß DIN 1988-300: 20x2,8 mm (DN 15)
Die Schlussfolgerung: Nur mit einer exakten Rohrleitungsberechnung nach DIN 1988-300 lassen sich die tatsächlichen Installations- und Betriebsbedingungen berücksichtigen und eine Trinkwasserinstallation bedarfsgerecht auslegen. Der zeitliche Mehraufwand einer solchen Berechnung hält sich in Grenzen, wenn dafür geeignete Software eingesetzt wird. Viega bietet für Installateure und Planer sehr unterschiedliche Programme wie beispielsweise Viptool Engineering, Viptool Master und Online-Tools.
Wirtschaftlich lohnt sich die exakte Dimensionierung der Rohrleitungen nach DIN 1988-300 auf jeden Fall. Durch optimierte und reduzierte Nennweiten lassen sich beispielsweise Materialkosten senken. Das beginnt bei den kleineren Dimensionen der einzelnen Bauteile und reicht bis hin zu einer vereinfachten, weniger komplexen Trinkwasserverteilung, weil mit kleineren Rohrleitungsdurchmessern größere Reichweiten erzielt werden. Abgesehen davon stellt eine fehlende Rohrleitungsdimensionierung einen Mangel gemäß ÖNORM 2531:2019 dar, der im Nachhinein teuer werden kann. Statt dem Motto „Viel hilft viel“ lautet das Fazit für die Auslegung von Rohrleitungen daher: „So klein wie möglich, so groß wie nötig.
