Entwicklungen in der Rohrleitungsführung

Überlange Stagnationszeiten von Trinkwasser in der Trinkwasserinstallation kann zu Ablagerungen und mikrobiologischen Problemen führen. Um diese zu minimieren, kommt der Rohrleitungsführung für den Erhalt der Trinkwasserhygiene daher eine hohe Bedeutung zu. Nachdem der Erhalt der Wassergüte in Gebäuden  seit den 1990er Jahren bei Gesetzgebern, Hygienikern, Fachplanern, Handwerkern und Betreibern immer mehr in den Fokus gerückt war, machte sich zeitgleich auch die Industrie Gedanken über produktseitige Optimierungen. Wir geben Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Entwicklungen im Bereich der Rohrleitungsführung und verraten, warum T-Stück-Installationen in den meisten Fällen die effizienteste und hygienischste Wahl für Trinkwasserinstallationen sind.

Grundvoraussetzung für den Erhalt der Trinkwassergüte innerhalb einer Trinkwasserinstallation ist ein regelmäßiger Wasserwechsel über alle Entnahmestellen. Er wurde erstmalig 2013 in der damaligen VDI/DVGW Richtlinie 6023 verbindlich festgelegt. Schon damals zeigten aktuelle Erkenntnisse, dass nicht genutzte Entnahmestellen zu Totleitungen werden, unabhängig von der Rohrleitungsführung. Um den regelmäßigen und vollständigen Wasserwechsel bereits im „Normalbetrieb“ zu begünstigen, sollte eine Trinkwasserinstallation so „schlank“ wie möglich ausgelegt werden. Das heißt, sie sollte einen möglichst geringen Wasserinhalt und geringe Oberflächen aufweisen. Auch für die Zahl der Entnahmestellen gilt: so viele wie nötig, so wenige wie möglich einplanen. So ist es möglich, einen hohen Wasseraustausch im normalen Betrieb zu erzielen. Zudem bedeuten schlanker ausgelegte Trinkwasserinstallationen zugleich reduzierte Materialkosten und Energiekosten. So kommen Trinkwasserhygiene, Energie- und Wassersparen von Anfang an in Einklang – auch bei Stagnationsspülungen aufgrund von Betriebsunterbrechungen.

Venturidüsen in Ring-in-Ring-Installationen

Bei Installationen aus Kunststoff sind Ringinstallationen mit der Einbindung aller Entnahmestellen einer Nutzungseinheit weit verbreitet. Dazu wird ein einfacher Verteiler an eine Verteilleitung angeschlossen, der beide Enden des Rings aufnimmt. Ab der ISH 2007 gab es die Möglichkeit, Entnahmestellen mittels Venturidüsen und Ring-in-Ring-Installation einzubinden. Bei der Ring-in-Ring-Installation sind die Entnahmestellen einer Nutzungsleitung ebenfalls über eine Ringleitung miteinander verbunden, jedoch sind nun beide Enden des Rings an eine Venturidüse angeschlossen. Diese Venturidüse ist direkt in eine Verteilleitung eingebaut. Jede Venturidüse erzeugt im Durchgang einen Druckverlust, also zwischen den beiden Enden des angeschlossenen Ringes. Dies führt dazu, dass bei jedem Wasserfluss in der Verteilleitung ein Teil des Trinkwassers immer auch durch den jeweils angeschlossenen Ring fließt. Dieses Prinzip funktioniert jedoch leider nur in eine Richtung, was es zu beachten gilt! Das heißt, wenn in einem vorgelagerten Ring eine der Entnahmestellen genutzt wird, passiert in den nachgelagerten Ringen nichts. Weiterhin sind für einen vollständigen Wasseraustausch extrem hohe Spülwassermengen notwendig, da bei einer endständigen Spülung lediglich 10% des Trinkwassers durch den Ring und 90% direkt durch die Venturidüsen fließt. Damit gelangt bei jedem Wasserwechsel immer auch das Stagnationswasser des ersten Ringes zum Teil wieder in jeden nachgelagerten – wodurch sich hygienische Probleme ohne einen überhöhten Wasserwechsel schnell im gesamten Gebäude ausbreiten können. Vor diesem Hintergrund ist es verständlich, dass auch diese Art der Installation nicht von der über die TrinkwV und im Regelwerk verankerten Pflicht befreit (DVGW W 551-4, VDI 6023 Blatt 1), jede Entnahmestelle zu nutzen. Nur so können unzulässige Totleitungen vermieden werden. Weiterhin sind auch aus energetischen Gründen Ring-in-Ring-Installationen zu hinterfragen. Diese haben im Vergleich zu T-Stück-Installationen ein um rund 25% größeres Wasservolumen und um fast ein Drittel größere Oberflächen, über die vermeidbare Zirkulationswärmeverluste entstehen bzw. das Kaltwasser verstärkt die Sommerwärme aufnimmt und im übergroßen Wasservolumen speichert.

Alternative: Reihenleitungen

Eine weitere Option waren Reihenleitungen, bei denen man selten genutzte Entnahmestellen wie Badewannenarmaturen oder Leitungen zur Gartenbewässerung einschleifte. Zusätzlich galt für diese Installationsvariante die Empfehlung, häufig genutzte Entnahmestellen wie WCs endständig zu platzieren. Später wurden dann diese Entnahmestellen zumeist durch Spülstationen ersetzt, da es zu diesem Zeitpunkt kaum elektronische Entnahmearmaturen mit Spülfunktion  gab. Doch aufgrund des geringen Berechnungsdurchflusses von üblicherweise nur 4 oder 10 l/min können Spülstationen zwar den generellen Wasserwechsel unterstützen, erzielen aber kaum relevante Strömungsgeschwindigkeiten in größer dimensionierten Verteilleitungen oder Ringen. Dazu ist die Betätigung/Auslösung mehrerer Spülstationen oder Armaturen gleichzeitig notwendig (VDI 6023 Blatt1). Hohe Fließgeschwindigkeiten von 1m/s sollten angestrebt werden, um nicht nur eine turbulente Strömung, sondern auch eine „reinigende“ Fließgeschwindigkeit zu erzielen. Ist dies nicht der Fall, können sich Sedimente bilden und es findet ein Wasseraustausch nur im Kern der Leitung statt. Diesen Fall bezeichnet man als das sogenannte Rohr-in-Rohr-Phänomen.

T-Stück-Installationen: Heute die beste Wahl für hygienische Rohrleitungsführung

Kleinere Rohrabmessungen, Dämmungen und Rohrschellen sind durch einen reduzierten Materialeinsatz ökologischer und günstiger als groß dimensionierte Leitungen. Durch den geringeren Wasserinhalt wird nicht nur der Wasserwechsel begünstigt – ein weiterer Nebeneffekt sind verringerte Oberflächen, die bei Zirkulationsleitungen weniger Wärmeverluste verursachen und auch das Trinkwasser kalt gegen vermeidbare Erwärmung schützen. Diese Argumente sowie neue Erkenntnisse aus Theorie und Praxis führen dazu, dass heute wieder Trinkwasserinstallationen überwiegend als T-Stück-Installationen realisiert werden (sollten). Nur noch unvermeidbare, aber selten genutzte Entnahmestellen werden in Form von Reiheninstallationen oder Ring-in-Ring-Installationen ausgeführt. Denn die altbewährten T-Stück-Installationen bieten Fachplanern, Handwerkern und Betreibern diverse Vorteile:

• Hydraulisch klare Fließwege
• Einfach zu installieren
• Geringeres Wasservolumen (-25%)
• Geringere Oberflächen (-29%)
• Hohe Kosteneinsparung von 21% allein beim Material

Praxisbeispiel: So sparsam sind T-Stück-Installationen

Das enorme Einsparpotenzial wird anhand eines Praxisbeispiels deutlich. Hier wurden für ein reales Objekt, ein Gymnasium mit Sporthalle, die Unterschiede zwischen den Varianten T-Stück-Installation, Reiheninstallation und „Ring- & Reiheninstallation“ (Ring-in-Ring-Installation) in Bezug auf das Wasservolumen in Liter, innere Oberfläche in Quadratmetern und Wasserinhalt der Einzelzuleitungen berechnet.

Die Installationsart „Ring- & Reihenleitung“ weist das höchste Wasservolumen und die höchsten inneren Oberflächen auf, während die T-Stück-Installation beim Wasservolumen der Einzelzuleitung mit 0,16 Liter je Entnahmestelle am schlechtesten abschneidet.

Im untersuchten Objekt lagen die Materialkosten für eine T-Stück-Installation um rund 21 % bzw. 53.000 € unter den Materialkosten (ohne Montagekosten) einer Ring- und Reiheninstallation (Quelle: Kurzstudie der FH Münster, Prof. Dr. Franz-Peter Ing. Schmickler, M.Eng. Stefan Cloppenburg).

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