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01 Whitepaper

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ERHALT DER TRINKWASSERGÜTE.

Hintergrund & Einflussfaktoren auf den Erhalt der Trinkwassergüte Die Risiken durch Legionella & Co. Die Notwendigkeit eines Water-Safety-Plans

Whitepaper | Erhalt der Trinkwassergüte

Trinkwasser ist eine der knappsten und meistgefährdeten Ressourcen weltweit. Anlässlich des Weltwassertages 2021 rief Bundesumweltministerin Svenja Schulze daher auch die weltweite Staatengemeinschaft in einem dringenden Appell zu einem globalen Dialog zur Zukunft der Wasserversorgung auf.1 Trinkwasser ist aber nicht allein in Ländern mit rasant wachsenden Bevölkerungszahlen und einem dadurch dramatisch steigenden Bedarf knapp. Auch in Ländern mit fehlender sanitärer Infrastruktur oder in Ländern, die unter monatelang anhaltenden Dürreperioden leiden, ist die Versorgung unzureichend. Die Güte des Trinkwassers ist auch in hoch entwickelten Industrieländern gefährdet, weil beispielsweise viel zu komplexe Trinkwasser-Installationen oder exogene Faktoren wie Fremderwärmung ein Risiko für den Erhalt der Trinkwasserhygiene darstellen.

Das vorliegende Whitepaper fasst die Hintergründe zusammen, welche Faktoren den Erhalt der Trinkwassergüte beeinflussen können, nennt dazu konzeptionelle Lösungsansätze und erläutert die Bedeutung sowie die Realisierung eines Water-Safety-Plans (WSP), der zukünftig für alle öffentlichen Gebäude unverzichtbar ist.

DIE NOTWENDIGKEIT EINES WATER-SAFETYPLANS ZUM ERHALT DER TRINKWASSERGÜTE. Autor: Dr. Christian Schauer, Director Kompetenzbereich Wasser, Viega Attendorn

Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird auf die gleichzeitige Verwendung der Sprachformen männlich, weiblich und divers (m/w/d) verzichtet. Sämtliche Personenbezeichnungen gelten gleichermaßen für alle Geschlechter.

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Ganzheitlich denken:

INHALT.

04 – 05

Einführung und Hintergrund

06 – 08

Die Risiken durch Legionella & Co.

09 –13

Gebäudeuntersuchung zeigt Handlungsbedarf

14 –15

Umwelteinflüsse nehmen stark zu

16 –19

Water-Safety-Plan-Konzept wird Notwendigkeit

20–21 22

Quellenangaben

Impressum

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4 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

EINFÜHRUNG. Trinkwasser, wie es in Deutschland von den Versorgern bereitgestellt wird, ist analog zur Trinkwasserverordnung (TrinkwV) sauber, genusstauglich und rein. Dem zugrunde liegen entsprechende chemische und biologische Parameter, die über die 2001 erstmals veröffentlichte Trinkwasserverordnung Ende 2020 sogar auf EU-Ebene ähnlich in die novellierte Europäische Trinkwasser-Richtlinie (Drinking Water Directive, DWD) übernommen worden sind. Seit Ende Januar 2021 ist die DWD in Kraft getreten. Die wesentlichen Ziele dahinter sind: ■ eine effizientere Überwachung der Wasserqualität, ■ die Einführung aktualisierter Qualitätsstandards, ■ eine gesicherte Verfügbarkeit von hygienisch einwandfreiem Trinkwasser und ■ nicht zuletzt – mehr Transparenz rund um das „Lebensmittel Nr. 1“.

Monitoring-Konzept vom Brunnen bis zur Zapfstelle Dafür wurde der vorbeugende Schutz der Ressourcen gestärkt und das Überwachungskonzept durch zusätzliche Prozesskontrolle von der Trinkwassergewinnung bis zur letzten Entnahmestelle modernisiert, weg von der alleinigen Endproduktkontrolle, hin zu einer risikobasierten, maß geschneiderten und effizienteren Überwachung. Grundlage dafür bilden eine verpflichtende Risikobewertung und ein Risikomanagement, wie es auch von der Weltgesundheitsorganisation WHO empfohlen wird. Außerdem sind stark erweiterte Informationspflichten im Interesse der Verbraucher EU-weit festgeschrieben. Benutzerfreundliche Informationen – z. B. über Qualitätsaspekte und Preise – müssen künftig online zur Verfügung stehen. Außerdem sollen Verbraucher besser über den richtigen Umgang mit Trinkwasser informiert werden, und zwar sowohl mit Blick auf ressourcensparenden Umgang als auch auf die Vermeidung des Konsums von abgestandenem und damit qualitativ schlechterem Wasser. 2

Heute

Zukünftig

Endproduktkontrolle des Trinkwassers

Prozessorientiertes und risikobasiertes Management in allen Prozessabläufen

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5 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Einflussfaktoren auf den Erhalt der Trinkwassergüte Hintergrund dieser umfassenden Betrachtung der kompletten „Wertschöpfungskette“ von der Wassergewinnung und Wasseraufbereitung über den Transport in die einzelnen Liegenschaften und die häusliche Trinkwasser-Installation bis zur Zapfstelle sind unter anderem die Auswirkungen des Klimawandels. Denn während zumindest hierzulande schon die grundlegenden Einflussfaktoren auf den Erhalt der Trinkwassergüte in der häuslichen Trinkwasser-Installation thematisiert und durch entsprechende installationstechnische Lösungen aufgefangen werden, ist neben der allgemeinen Wasserverknappung aufgrund von anhaltenden Trockenzeiten die Erwärmung von Trinkwasser kalt auf dem Weg vom Versorger hin zur Übergabe an die Hausinstallation erst in den vergangenen Jahren relevant geworden3 – und der daraus entstehende Handlungsbedarf jetzt auch in der europäischen DWD abgebildet.

Nährstoffe

Durchströmung

Wirkkreis der Trinkwassergüte Der Erhalt der Trinkwassergüte in der häuslichen Trinkwasser-Installation basiert primär auf vier Faktoren: ■ einer hinreichenden Durchströmung des gesamten Rohrleitungsnetzes, ■ einer sicheren Temperaturhaltung für Trinkwasser kalt 25 °C (empfohlen sind 20 °C) und Trinkwasser warm 55 °C, ■ einem regelmäßigen, ausreichenden Wasseraustausch und ■ einem möglichst geringen Nährstoffangebot als Lebensbasis für Legionellen u. a. Wasseraustausch Abfangen lassen sich diese Risiken unter anderem durch: ■ eine bedarfsgerechte Planung/Auslegung der Trinkwasser-Installation mit einer möglichst einfachen Hydraulik, ■ Vermeiden der Wärmeübergänge auf Trinkwasser kalt, beispielsweise durch thermische Trennung von Trinkwasser warm und Trinkwasser kalt in Schächten und Nutzungseinheiten, ■ gegebenenfalls automatische Unterstützung des bestimmungsgemäßen Betriebs für einen regelmäßigen Wasseraustausch, ■ Verwendung von Materialien gemäß UBA-Bewertungsgrundlage.

Der Wirkkreis der Trinkwassergüte benennt vier Parameter, die für die Trinkwasserqualität in Hausinstallationen entscheidend sind und sich gegenseitig maßgeblich beeinflussen.

Temperatur

6 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

DIE RISIKEN DURCH LEGIONELLA & CO.

Technischer Maßnahmenwert Legionellen

≥ 100

KBE/100ML

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Die Beachtung des Wirkkreises zum Erhalt der Hygiene in Trinkwasser-Installationen ist insbesondere für die Betreiber von größeren Anlagen, die – wie in einem Mehrfamilienhaus, einem Hotel oder einem Krankenhaus – deutlich stärker durch Stagnation oder Fremderwärmung gefährdet sind, existenziell, da sich ansonsten in dem Wasser gesundheitsgefährdende Bakterien wie beispielsweise Legionellen (Trinkwasser warm und kalt) oder Pseudomonaden (vorwiegend Trinkwasser kalt) bilden können. Bei Legionellen beträgt der technische Maßnahmenwert gemäß TrinkwV 100 KBE (Kolonie bildende Einheiten) pro 100 ml Wasser. Werden > 100 KBE festgestellt, ist eine Meldung an das Gesundheitsamt und eine entsprechende technische Überprüfung der Trinkwasser-Installation gefordert. Der Wert wurde als Grenzwert im Übrigen auch nahezu identisch (> 1.000 KBE/1 Liter) in die europäische DWD übernommen.

Untersuchungen von Trinkwasser-Installationen in öffentlichen Gebäuden erforderlich Das Umweltbundesamt hat vor diesem Hintergrund bereits 2018 mit Bezug auf die TrinkwV in einer gesonderten Empfehlung4 darauf hingewiesen, dass „nach § 14b eine Untersuchung auf Legionellen in Trinkwasser-Installationen von Gebäuden erforderlich ist, wenn dort 1. eine Großanlage zur Trinkwassererwärmung vorhanden ist, 2. das Trinkwasser im Rahmen einer gewerblichen oder öffentlichen Tätigkeit abgegeben wird und 3. es Duschen oder andere Einrichtungen zur Vernebelung des Trinkwassers gibt. In diesen Fällen ist eine systemische Untersuchung (siehe Begriffsbestimmung Pkt. 2.1) durchzuführen. Bei auffälligen Temperaturen in Trinkwasser kalt muss auch das in die weitergehende Untersuchung mit einbezogen werden. Grundsätzlich liegt diese Überwachungspflicht beim Unternehmer und sonstigen Inhaber der Wasserversorgungsanlage (i. d. R. der Betreiber der Anlage, im Folgenden als UsI bezeichnet).“

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7 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

18–36 Gefahr durch Legionellen-Befall in Trinkwasser-Installationen Der Hintergrund dieser Dringlichkeit: In einer breit angelegten Untersuchung hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) festgestellt, dass in der EU unter allen Krankheitserregern, die durch das Wasser übertragen werden können, von Legionellen die stärkste Gesundheitsbelastung ausgeht5, da diese bei einer Vernebelung des Wassers – wie beispielsweise beim Duschen – eingeatmet werden und zu einer schweren Lungenentzündung (Legionärskrankheit, Legionellen-Pneumonie) führen können. Sie verläuft in etwa 10 bis 15 Prozent der Fälle tödlich6 und ist klinisch nicht von anderen Formen der Lungenentzündung zu unterscheiden.7

Die geschätzte Inzidenz liegt bei

ERKRANKUNGEN PRO 100.000 Einwohner.

Generell sind dabei Menschen mit einem geschwächten Immunsystem einem höheren Er krankungsrisiko ausgesetzt. Hierzu zählen vor allem Ältere, bei denen oft Vorschädigungen oder spezifische Grundleiden wie zum Beispiel Diabetes mellitus vorliegen. Diese Risikogruppe wird, der demografischen Entwicklung folgend, künftig noch anwachsen. Ebenfalls stark gefährdet sind Personen, die unter immunsupprimierender Therapie stehen oder an chronischen Lungenerkrankungen leiden. Erkrankungen treten fast ausschließlich bei Erwachsenen auf, Männer sind doppelt so häufig betroffen wie Frauen.8 C

Die häufigsten Infektionsquellen für solche Erkrankungen stellen Trinkwasser-Installationen, Whirlpools und Verdunstungskühlanlagen dar. Der Zusammenhang zwischen der Kontamination von Trinkwasser-Installationen mit Legionellen und einem Infektionsrisiko für deren Nutzer ist dabei schon länger belegt.9 Die reine Meldeinzidenz liegt bei 1,9 Erkrankungen pro 100.000 Einwohner (2019). Da nicht alle Pneumonien auf eine Legionellen-Infektion getestet werden, ist von einer deutlichen Untererfassung auszugehen. Gemäß Studieninformationen wird die tatsächliche Inzidenz nichtKrankenhaus-assoziierter Fälle der Legionärskrankheit auf etwa 18 bis 36 Erkrankungen pro 100.000 Einwohner geschätzt.7 Zusätzlich erkrankt die 10- bis 100-fache Anzahl von Personen am Pontiac-Fieber. Das Maximum der Erkrankungen findet sich dabei in den Sommer- und Herbstmonaten. Allgemein höhere Wassertemperaturen, die das Wachstum der Legionellen begünstigen, sowie feuchtwarmes Wetter werden als Ursache dafür angesehen.10

B A

A Vermehrung im Biofilm B Verteilung im Rohrleitungssystem C Verbreitung als Aerosol durch die Dusche D Einatmung durch Nase und Mund E Eintragung und Ausbreitung in der Lunge, Lungenentzündung (Schoen u. Ashbold 2011)

8 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte 30,0 %

Kaum Erfassung von Legionellosen Nach wie vor ist in Deutschland dabei, wie auch in anderen europäischen Ländern, von einer Untererfassung auszugehen, da die meisten Legionellosen nicht als solche erkannt werden. Dies gilt besonders für das Pontiac-Fieber. Auch bei den Pneumonien wird relativ selten eine spezifische Erregerdiagnostik durchgeführt, sodass sicherlich nur sehr wenige als Legionärskrankheit identifiziert werden.8 In der Folge einer Infektion mit Legionellen werden Antikörper gebildet, deren Konzentration mit zeitlichem Abstand wieder abnimmt. In den Jahren 2003/2004 wurden serologische Tests auf Legionellen-Antikörper in einem großen Krankenhaus in Brandenburg durchgeführt. Aus der Intensität der Immunreaktion war erkennbar, dass der Zeitpunkt der Infektion in der Mehrzahl der Fälle weiter zurück lag. Daraus konnte abgeleitet werden, dass etwa fünf Prozent der Bevölkerung (aktuell 4,16 Mio.) im Laufe ihres Lebens Kontakt mit Legionellen in so hoher Konzentration haben, dass eine immunologische Reaktion ausgelöst wird.11

Wahrscheinlichkeit, an einer Legionellen-Infektion zu sterben

25,0 %

20,0 %

15,0 %

10,0 % Jahr 2015

2016

2017

2018

2019

2020

Jan

109

114

Feb

110

Mrz

Apr

Mai

Jun

108

126

181

124

104

Jul

107

155

168

180

169

Gesamt Jan–Jul

447

512

585

758

739

712

Aug

129

210

154

175

Sep

111

110

159

170

223

Okt

104

130

146

201

Nov

101

110

124

Dez

111

Gesamt

881

994

1.282

1.449

1.559

Zahl der an das RKI übermittelten Fälle von Legionärskrankheit nach Meldejahr und Meldemonat (für das Jahr 2020 nur die ersten sieben Monate Januar bis Juli). Quelle: Robert-Koch-Institut RKI; 2020

18,3 % 5,0 %

6,6 % 3,8 %

0,0 % Krankenhaus/ Pflegeeinrichtung (19/104)

privates/berufl. Umfeld (123/1.862)

reiseassoziiert (17/450)

Wahrscheinlichkeit, an einer Legionellen-Infektion zu sterben, nach Ort der Ansteckung (Letalität nach Expositionskategorie) in Deutschland, 2007 bis 2011 (gepoolte Daten n=2.1416 Erkrankungsfälle mit Angaben zum Tod und zur Expositionskategorie; Quelle: RKI12).

Vulnerable Personengruppen schützen Auch wenn die Erkrankungen in Krankenhäusern und Pflegeheimen mittlerweile nur einen vergleichsweise kleinen Anteil ausmachen, sei darauf hingewiesen, dass es sich hierbei um besonders vulnerable Patientengruppen handelt, bei denen es oftmals zu besonders schweren bis tödlichen Krankheitsverläufen kommt.13

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Monat

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9 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

GEBÄUDEUNTERSUCHUNG ZEIGT HANDLUNGSBEDARF. Mit durchschnittlich knapp 83 Prozent wurden 2020 die meisten Infektionen im privaten/ beruflichen Umfeld erworben. Erkrankungsfälle, bei denen die Infektion in einem Krankenhaus oder in einer Pflegeeinrichtung erfolgte, machen mit jeweils unter vier Prozent nur einen kleineren Teil aus. Etwa nur jeder zehnte Fall (9,3 Prozent) ist reiseassoziiert. Im Jahr 2019 lagen die reiseassoziierten Fälle noch bei 20 Prozent (Krankenhaus fünf Prozent, privates/berufliches Umfeld 75 Prozent), aber durch den Einfluss des durch COVID-19 verursachten Lockdowns nahm der Anteil deutlich ab.14

JEDES DRITTE GEBÄUDE zeigt positiven Legionellenbefund.

Hygienische Belastung bei Nutzungsunterbrechungen steigt Die Fallzahlen sind allerdings insofern trügerisch, als durch die Corona-bedingten Betriebsunterbrechungen in vielen Trinkwasser-Großanlagen von einer künftig steigenden hygienischen Belastung durch Legionellen auszugehen ist, wenn die Betreiber von Trinkwasser-Installationen nicht, unabhängig vom auslösenden Ereignis und möglicherweise sogar angeordneter Schließung eines Gebäudes, einen bestimmungsgemäßen Betrieb der Trinkwasser-Installation sicherstellen konnten. Mindestens alle drei Tage sind dafür sämtliche Entnahmestellen manuell oder automatisch so lange zu öffnen, bis ein vollständiger Wasseraustausch im vorgelagerten Rohrleitungsnetz erfolgt ist. Bei länger anhaltender Nutzungsunterbrechung sind die notwendigen Maßnahmen gemäß VDI-Richtlinie 6023 zu ergreifen. Wurde die Anlage wie dort beschrieben abgesperrt, weil mit einer längeren Nichtnutzung gerechnet wurde, kann es in Folge unsachgemäßer Wiederinbetriebnahme zu mikrobiologischen Beeinträchtigungen kommen. Herauszuheben ist im Zusammenhang mit Gebäuden eine Statusanalyse, die der Arbeitskreis Trinkwasseranalytik der Firmen im Gas- und Wasserfach (figawa) in Auftrag gab. Dafür wurden über eine Million Datensätze von Probenahmen aller Gebäudearten, die fünf deutsche Trinkwasserkontrolldienstleister bereitstellten, vom Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit (IHPH) der Universität Bonn ausgewertet. Die Untersuchung ergab, dass in dem Betrachtungszeitraum von 2012 bis 2015 etwa jedes dritte Gebäude mindestens ein Mal einen positiven Legionellenbefund zeigte. In rund jedem sechsten Gebäude wurde eine Überschreitung des technischen Maßnahmenwertes festgestellt.15

Legionellen-Risiko in Trinkwasser kalt Eine erneute Statusanalyse auf Grundlage einer besseren Datenqualität, die das IHPH 2018 präsentierte, ergab ein ähnliches Bild. Neben dem Trinkwasser warm stellte jetzt auch das Trinkwasser kalt einen Risikofaktor dar, weil immer öfter der kritische Wert von 25 °C überschritten wurde. Die Auswertungen von 30.000 Wasserproben deutscher Gesundheitsbehörden, entnommen von 2003 bis 2009 in 4.400 öffentlichen Gebäuden, ergaben beispielsweise: In rund 13 Prozent der Proben wurde der technische Maßnahmenwert für Legionellen von 100 KBE/100 ml überschritten; die Trinkwasser-Installationen müssen somit technisch überprüft und saniert werden. Vornehmlich war dabei zwar Trinkwasser warm betroffen. Doch auch fünf Prozent der Proben Trinkwasser kalt zeigten Überschreitungen des technischen Maßnahmenwertes.16

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10 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Ungedämmte Trinkwasser-Installationen in Räumen mit hohen Wärmelasten – hier eine Heizzentrale mit Kraft-Wärme-Kopplung und Spitzenlastkessel – sind potenzielle Risikoquellen für die Fremderwärmung von Trinkwasser kalt.

Ein wesentlicher Grund dafür ist die Fremderwärmung des Trinkwassers kalt auf dem Weg vom Hauseintritt bis zur letzten Entnahmestelle, die ihre Ursache in der Regel immer das Ergebnis mehrerer lokaler Wärmeeinträge ist und demnach nur die Summe mehrerer punktueller Wärmeeinträge darstellt. So oder so fördert die Fremderwärmung aber nachweislich mikrobielles Wachstum. Deswegen sollten für die jeweiligen Teilstrecken, ■ die vom Hausanschlussraum bzw. der Heizzentrale durch unbeheizte Kellerräume, ■ in vertikalen Schächten mit Gemischtbelegung, ■ in abgehängten Decken, Installationswänden oder in Vorwandtechnik verlaufen, die Risiken für den Erhalt der Trinkwassergüte separat bewertet werden. Denn jeder dieser Installationsbereiche ist je nach bauphysikalischen Bedingungen unterschiedlich hohen Wärmelasten ausgesetzt.17 Diese sollten minimiert oder zumindest so weit wie möglich vermieden werden.

13 % der Proben in Trinkwasser warm überschreiten den Maßnahmenwert.

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Erfahrungen aus der Praxis haben gezeigt, dass insbesondere in komplexen oder weit verzweigten Trinkwasser-Installationen häufig zu lange Stagnationszeiten des Trinkwassers in Technikzentralen sowie in Installationsschächten und -kanälen (mit Umgebungstemperaturen > 25 °C) zu einer Erwärmung des Trinkwassers kalt führten und die Ursache für mikrobielle Beeinträchtigungen der Trinkwasserbeschaffenheit waren:18 Bis die Leitung für Trinkwasser kalt in die einzelnen Verteilleitungen übergeht, kann sich bereits in der Hauptleitung ein hygienisches Risiko entwickelt haben. So ist vor allem eine Technikzentrale mit hohen Wärmelasten verständlicherweise kein geeigneter Ort für eine Hauptverteilung von Trinkwasser kalt. Das gilt erst recht für die Aufstellung von Apparaten wie einer Enthärtungsanlage, die bei erhöhten Raumtemperaturen einem genauso erhöhten Kontaminationsrisiko unterliegt. Schon manche Trinkwasser-Installation wurde durch derartige reguläre Einbauten von „zentraler Stelle aus“ nachhaltig kontaminiert.

11 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Die Temperaturgrenze von Trinkwasser kalt von maximal 25 °C (empfohlen sind 20 °C) ist ein verbindlich einzuhaltender Parameter in allen Trinkwasser-Installationen.

Fremderwärmung von Trinkwasser kalt In den meisten älteren Gebäuden erfolgte in den vergangenen Jahren außerdem die Verlegung von Kalt- und Warmwasserleitungen in einem gemeinsamen Steigschacht. Oft wurden zudem die Heizungsleitungen aus Platzgründen zusammen mit den Trinkwasserleitungen im selben Schacht verlegt. Die Temperaturabstrahlung aller warmgehenden Leitungen führt in diesen Fällen zu einer starken Erwärmung des gesamten Schachtes und somit unweigerlich zu einer Temperaturerhöhung der Leitung für Trinkwasser kalt auf über 25 °C. Dies macht sich vor allem in Zeiten, in denen wenig Trinkwasser (kalt) gezapft wird, stark bemerkbar. Horizontale Trinkwasser-kalt-Verteilleitungen wiederum unterliegen beispielsweise in abgehängten Decken häufig der Wärmeabgabe durch Rohrleitungen sowie Deckenleuchten und/oder Einbaustrahlern. Letztere können in Zonen über Aufenthaltsbereichen, die mit Halogenstrahlern stark ausgeleuchtet werden, schätzungsweise über 50 Prozent der Wärmelast verursachen. Da zum Beispiel in Behandlungs- und Pflegeräumen außerdem bis zu 26 °C als Solltemperatur gilt, sind in den darüber liegenden Installationsbereichen Temperaturen von > 30 °C eher die Regel als die Ausnahme. Ein Versuchsaufbau zur empirischen Ermittlung der Messwerte mit einem geschlossenen horizontalen Schacht mit Edelstahlrohren 28 x 1,2 mm mit 100-Prozent-Dämmung und erwärmter Luft mit 35 °C bei freier Konvektion zeigt mit der Ausgangstemperatur von 14 °C, dass die 20-°C-Marke schon nach einer Stunde, nach zwei Stunden die 25-°C-Marke überschritten wird. Bei höherer Ausgangstemperatur, wie in weitläufigen Netzen oft anzutreffen, wäre das zwangsläufig noch schneller erfolgt.17

Temperatur Trinkwasser kalt [°C]

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≤ 25 °C 40 35 30 25 20 bei Lufttemperatur 35 °C (freie Konvektion) 15 10

Temperaturverlauf einer Trinkwasser-kalt-Verteilungsleitung in einer abgehängten Decke.17

Zeit [h]

12 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

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Dämmung: kein Schutz vor Erwärmung Die Dämmung von Rohren für Trinkwasser kalt garantiert in diesem Zusammenhang übrigens kein „kaltes“ Trinkwasser: denn das Dämmmaterial in zu warmen Schächten oder abgehängten Decken nimmt bei nur geringer Kaltwasserentnahme die dort herrschende Temperatur an. Wenn nun eine Wasserentnahme erfolgt, kühlt sich das Leitungsrohr entsprechend der Temperatur des nachfließenden Wassers ab. Da aber die Entnahmedauer in der Regel nur kurz ist, kühlt die Dämmschicht aufgrund ihrer Materialeigenschaften nicht gänzlich ab, sondern nur sehr partiell im Nahbereich des Rohres. Die nicht abgekühlten Bereiche des Dämmmaterials geben ihre gespeicherte Wärme nach dem Zapfvorgang also langsam wieder an die abgekühlten Dämmschichtbereiche und damit letztlich an das Wasserrohr ab und erwärmen somit wieder das Kaltwasser.19

Abkühlung und Wiedererwärmung einer gedämmten Kaltwasserleitung in einer warmen Umgebung Temperatur [°C]

Thermografie einer Wandarmatur: Durch den Anschluss Trinkwasser warm, der hier in den Zirkulationskreis einbezogen wurde, findet über die Entnahmearmatur ein massiver Wärmeübergang auf den Anschluss Trinkwasser kalt statt – in diesem Fall bis auf extrem hygienekritische 34,3 °C.17, 20

Uhrzeit

Hygienerisiko für Trinkwasser kalt: Wärmeübergang an Armaturen Auch mit „Durchschleifen der Zirkulation“ für Trinkwasser warm an Wandarmaturen können sogar schon bei regelmäßiger Nutzung erhebliche Probleme mit Temperaturen durch Wärmeübertrag auftreten.

Abkühlung und Wiedererwärmung einer Kaltwasserleitung durch Wasserentnahme in einer warmen Umgebung über 24 Stunden. Abkühl- und Erwärmungsphasen sind unterschiedlich farbig unterlegt. (Quelle: nach Hentschel 201819)

Das Bild zeigt einen durchströmten Wandanschlussbogen zum Anschluss der Wandarmatur. Dieser dauerhaft mit ca. 60 °C durchströmte Bogen erzeugt einen massiven Wärmeübertrag (durch die Armatur sowie durch die Montageblende) auf die „stehende“ Seite für Trinkwasser kalt. Dies kann zu Temperaturen größer 30 °C in der Stichleitung für Trinkwasser kalt führen. Dieser Effekt tritt bereits nach kürzester Zeit (teils kleiner eine Stunde) nach „Herunterkühlen“ der Stichleitung des Trinkwassers kalt auf.20 Dabei unberücksichtigt bleibt natürlich der zusätzliche Wärmeeintrag durch die zirkulierenden Leitungen in die Vorwandinstallation, was ebenfalls zu einer Fremderwärmung des Kaltwassers innerhalb der Vorwandinstallation führt.

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13 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Nicht von der Hand zu weisen ist, dass die Zunahme thermischer Desinfektionen und Anhebungen der Temperaturen im Trinkwasser warm über 60 °C im Verlauf der Jahre zu allmählich steigenden Temperaturniveaus im Trinkwasser kalt geführt haben können. Ein weiterer Grund: Durch einen unzureichenden hydraulischen Abgleich in Zirkulationssystemen finden sich durchaus Anlagen, in denen aus Kompensationsgründen die Temperatur im Trinkwasser warm erhöht wurde, um überall die geforderten Temperaturen einzuhalten. Auch unzureichende Dämmung in Altbauten kann eine Ursache für Fremderwärmung sein. Besonders gefährlich sind solche Ursachen in Kombination, was eher die Regel als die Ausnahme sein dürfte.19 Das Ergebnis ist in jedem Fall: Bei nicht gut wärmetechnisch entkoppelten Trinkwasser-Installationen werden sowohl durch die Anhebung der Systemtemperaturen als auch durch regelmäßige thermische Desinfektion die Wärmelasten auf die Kaltwasserleitung erhöht. Das erhöht prinzipiell die Wachstumschancen der Legionellen im Trinkwasser kalt, was die Gefahr der späteren Rekontamination von Trinkwasser warm nach der Sanierung bzw. einer thermischen Desinfektion steigert.21 „Der Schutz des Trinkwassers kalt vor Wärmelasten sollte bereits in der Anlagenplanung als passive Maßnahmen berücksichtigt werden und zählt u. a. zu den Qualitätsmerkmalen einer Planung. Mängel einer unvorteilhaften Planung oder Ausführung lassen sich im Nachgang meistens nicht oder nur mit einem erheblichen Mehraufwand kompensieren.“22

Acht goldene Regeln zum Erhalt der Trinkwassergüte auf den letzten Metern der Trinkwasser-Installation:23 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

rinkwasser muss fließen T Kaltes Wasser muss kalt bleiben Warmes Wasser muss warm bleiben Möglichst kurze Leitungswege Bestimmungsgemäßer Betrieb Ausschluss von Wasserrückfluss Ausschließlich Verwendung zertifizierter Bauteile Arbeiten an der Trinkwasser-Installation nur durch Fachfirmen

70 – 100 °C Absterben

Warmwasserspeicher und -Installation 55 – 60 °C

25 – 55 °C Wachstum

35 °C

0 – 15 °C kein Wachstum

10 °C

Duschen

kaltes Trinkwasser

Quelle: nach UBA, Trink was, 2020

Thermische Desinfektionen der Warmwasser-Installationen

>60 °C können zu steigenden Temperaturniveaus im Trinkwasser kalt geführt haben.

14 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Klimawandel sorgt für höhere Wassertemperatur Die Summe aus wissenschaftlichen Erkenntnissen, Vorgaben des Gesetzgebers zum Gesundheitsschutz sowie die maßgeblichen Regelwerke machen deutlich: Die Temperaturgrenze in Trinkwasser kalt von maximal 25 °C (empfohlen sind 20 °C) ist ein verbindlich einzuhaltender Parameter in allen Trinkwasser-Installationen, unabhängig von ihrer Größe. Das entspricht sowohl den europäischen Leitlinien27 als auch den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO).28

UMWELTEINFLÜSSE NEHMEN STARK ZU.

14,2 °C 10 °C

Diese bauseitig gegebenen Risiken der unerwünschten Erwärmung von Trinkwasser kalt werden perspektivisch zweifellos noch zunehmen, da nach aktuellen Erkenntnissen aufgrund des Klimawandels das durch den Versorger bereitgestellte Trinkwasser kalt bereits mit höherer Temperatur an der Übergabestelle zur häuslichen TrinkwasserInstallation ankommt.24, 25, 26

Durchschnittstemperatur des durch die Versorger gelieferten Wassers – heute.

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Planungsprämisse der Temperatur von Hauswasseranschlüssen.

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Bislang gilt als Planungsprämisse in der Regel eine Wassertemperatur am Hauswasseranschluss von 10 °C. Das böte innerhalb der Hausinstallation „Luft nach oben“, bevor der hygienekritische Temperaturbereich ab 20 °C erreicht würde. Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass das von den Versorgern gelieferte Wasser inzwischen eine durchschnittliche Temperatur von 14,2 °C hat.29 Ein wesentlicher Grund dafür ist tatsächlich der Klimawandel mit verschiedenen Auswirkungen auf die Temperaturen des Rohwassers: Zum einen steigt durch die höheren Lufttemperaturen die Rohwassertemperatur in Seen und Talsperren. Als Konsequenz nimmt die Durchmischung des warmen Oberflächenwassers mit dem kälteren Tiefenwasser ab. Lange Trockenperioden mit sinkenden Wasserständen führen zum anderen zu höheren Temperaturen in der Tiefe. Außerdem kann unter ungünstigen Bedingungen eine Gefährdung der Trinkwasserhygiene im Verteilungsnetz und in Hochbehältern nicht ausgeschlossen werden. Steigende Bodentemperaturen erwärmen das Wasser in den Verteilleitungen der Versorger zusätzlich.30 Ein Forschungsprojekt wies in den Sommermonaten sogar Wassertemperaturen > 25 °C im Wasserrohrnetz der Versorger nach.24

15 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Berliner Tiefenmessungen In Berlin wurden Tiefenmessungen vorgenommen, um das aufgrund von Umwelteinflüssen differierende Temperaturniveau des zur Trinkwassergewinnung gesammelten Rohwassers zu dokumentieren. In etwa einem Meter Tiefe wurden dabei im September mehr als 20 °C gemessen, ab drei Meter immer noch 18,8 °C – typisch für verdichtete Großstädte. Im Zentrum fällt die Grundwassertemperatur nicht mehr unter 14 °C, obwohl es aufgrund der Jahres-Durchschnittstemperatur an der Oberfläche etwa 10 °C sein müssten. Ursache sind die dichte Bebauung, Wärmequellen wie Tiefgaragen, U-Bahnen, Parkgaragen, Kanäle etc. sowie die allgemein gestiegenen Temperaturen.31

BIS ZU

20 °C Foto: Viega

WASSERTEMPERATUR FÜHRT ZU STABILEN BETRIEBSBEDIN GUNGEN.

Veränderung der mikrobiologischen Qualität der Wasserphase Hinzu kommt, dass bei der Abgabe des Trinkwassers in die Hausinstallation eine weitere Erwärmung des Kaltwassers innerhalb des Gebäudes natürlich auch nicht auszuschließen ist. Somit kann die Einhaltung der 25-°C-Grenze in der Trinkwasser-Installation – entsprechend den Richtlinien VDI/DVGW 6023 und DIN 1988-200 – saisonal bedingt schwierig werden; Veränderungen der mikrobiologischen Qualität der Wasserphase sind die Folge,25 insbesondere im Zusammenhang mit einem steigenden Nährstoffgehalt. So wurden für den Trinkwasserbereich schon früher zahlreiche Spezies der Legionellen aus Trinkwasserbrunnen mit einer Wassertemperatur im Bereich von 20 °C detektiert.32 In den Niederlanden wurden sogar in kaltgehenden Trinkwasser-Installationen Legionellen nachgewiesen, wobei es sich hierbei nicht um Legionella pneumophila, sondern primär um Legionella anisa handelte.33 Hieraus ist abzuleiten, dass einige Spezies der Legionellen sogar an eine Vermehrung bei niedrigeren Wassertemperaturen adaptiert sind.

Durch Umwelteinflüsse wie gestiegene Oberflächentemperaturen wird das Trinkwasser mittlerweile schon auf dem Weg zum Hausanschluss deutlich stärker erwärmt als dies noch vor einigen Jahren der Fall war. Ein beträchtliches Risiko für den Erhalt der Trinkwassergüte!

16 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

WATER-SAFETY-PLANKONZEPT WIRD NOTWENDIGKEIT.

Gemäß Trinkwasserverordnung § 4 („Der Unternehmer und der sonstige Inhaber einer Wasserversorgungsanlage dürfen Wasser, das den Anforderungen ... nicht entspricht, nicht als Trinkwasser abgeben oder anderen zur Verfügung stellen.“) ist, wie schon erwähnt, der Betreiber einer Trinkwasser-Installation, aus der Wasser für den öffentlichen Gebrauch abgegeben wird, für den Hygieneerhalt des Trinkwassers und damit für den bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage verantwortlich. Zudem obliegt er zusätzlich einer allgemeinen Verkehrssicherungspflicht, da in seinem Verantwortungsbereich eine Gefahrenlage gleich welcher Art für Dritte geschaffen ist oder andauert, etwa durch die Errichtung oder das Betreiben einer Anlage, die mit Gefahren für Rechtsgüter Dritter (zum Beispiel Leben, Körper und Gesundheit) verbunden ist. Der Betreiber muss also seiner Verkehrssicherungspflicht genügen, um Nutzer seiner Trinkwasser-Installation vor etwaigen Gefahren aus dem Betrieb zu schützen (Bundesgerichtshof, Urteil vom 06. Mai 2015, Az. VIII ZR 161/14). Dazu gehört beispielsweise: ■ die Einhaltung der Temperaturgrenzwerte, ■ ein ausreichender Wasseraustausch oder ■ die Durchführung notwendiger Inspektionen bei Installationskomponenten, um hier nur drei Teilaspekte aufzuführen. In öffentlichen Gebäuden wie z. B. Krankenhäusern, Pflegeeinrichtungen oder Lebensmittelbetrieben und Hotels wird nicht zuletzt vor diesem Hintergrund angesichts der Komplexität der Thematik zur weitergehenden Qualitätssicherung der Trinkwasserhygiene die Aufstellung eines erweiterten Hygieneplans, eines sogenannten Water-Safety-Plans (WSP), empfohlen.34

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Risikobasierter Ansatz für die Überwachung von Trinkwasser-Installationen Gestützt wird dies unter anderem durch die neue europäische Drinking Water Directive (DWD) sowie geänderte Vorgaben aus der 4. Auflage der WHO-Richtlinie für Trinkwasserqualität als internationalem Referenzwerk, in denen ein risikobasierter Ansatz für die Überwachung der Trinkwasser-Installationen vorgeschlagen wird. Dieser Ansatz soll auf lange Sicht die Überwachungskosten senken und gleichzeitig eine äußerst hohe Qualität des Trinkwassers garantieren.

Dabei wird bei der Risikobewertung bisher zwischen einer systemorientierten und einer ereignisorientierten Gefährdungsanalyse unterschieden. Die systemorientierte Risikobewertung ist ein Teil des WSP, bei dem die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Schadensereignisses durch den Mangel ein maßgebender Faktor ist. Bei der ereignisorientierten Gefährdungsanalyse kann das Risiko nicht über die Eintrittswahrscheinlichkeit ermittelt werden. Hier spielt vielmehr das Gefahrenpotenzial des Mangels auf die menschliche Gesundheit eine wesentliche Rolle.35

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17 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

Trinkwasserverordnung

Ereignisorientierte Gefährdungsanalyse

Systemorientierte Gefährdungsanalyse

Vorgespräche

Nutzerumgebung

Umfang

Art, Höhe und Stelle der Überschreitung

Zielsetzung Umsetzungszeitraum Bestandsunterlagen sichten

Ortsbesichtigung durchführen

Ortsbesichtigung dokumentieren

Planerische, bau- und betriebstechnische Mängel feststellen

Gesundheitliche Gefährdung

Schadensausmaß und Eintrittswahrschein-

einschätzen

lichkeit einschätzen

Umsetzung des WSPKonzeptes für TrinkwasserInstallationen innerhalb von Gebäuden (Quelle: nach BTGA 2019).35

Risikobewertung durchführen

Abhilfemaßnahmen identifizieren (im Hinblick

Abhilfemaßnahmen identifizieren

auf die Zielsetzung des Vorgespräches)

Handlungsempfehlung und zeitliche Priorisierung kurzfristige

mittelfristige

langfristige

Maßnahmen

Elektronisches Dokument/

Erstellung des schriftlichen

Dokument in Papierform

Gutachtens

Validierung

Water-Safety-Plan

18 | Whitepaper – Erhalt der Trinkwassergüte

KRANKENHÄUSER, PFLEGEEINRICHTUNGEN ODER LEBENSMITTELBETRIEBE

Die konsequente Umsetzung eines WSP schützt die menschliche Gesundheit vor wasserbürtigen Gefahren Innerhalb des deutschen und europäischen Regelwerks wird der ganzheitliche Ansatz des WSP seit 2013 durch die DIN EN 15975-2 „Sicherheit der Trinkwasserversorgung – Leitlinien für das Risiko- und Krisenmanagement – Teil 2: Risikomanagement“ gestützt. Dieses Vorgehen ist schon aus dem Lebensmittelbereich als HACCP-Konzept (hazard analysis and critical control points; Gefahrenanalyse und kritische Kontrollpunkte) bekannt.

Was kann in unserer

Welche Risiken sind

Versorgung schieflaufen?

damit für uns verbunden?

Woher wissen wir, dass

Wie beherrschen

wir sie im Griff haben?

wir sie?

Risikomanagement ermöglicht es Betreibern, die Risiken von Trinkwasser-Installationen zu beherrschen.

Foto: Getty Images

Der Hintergrund: Bei allen Trinkwasser-Installationen bestehen Risiken, die angemessen beherrscht werden müssen. Das zur Sicherstellung einer angemessenen Risikobeherrschung angewendete Verfahren wird als Risikomanagement bezeichnet. Ein einheitliches und systematisches, prozessorientiertes Risikomanagement ermöglicht es dem Betreiber, Risiken, die in den Prozessen der Trinkwasser-Installation auftreten können, zu minimieren. Die konsequente Umsetzung des WSP schützt die menschliche Gesundheit vor wasserbürtigen Gefährdungen durch eine für die jeweilige Trinkwasser-Installation individuelle Analyse und die Umsetzung von daraus hergeleiteten Maßnahmen zur Risikobeherrschung.36

sind Gebäude mit besonders hygienesensiblen Nutzungen – besonders hier ist die Aufstellung eines Hygieneplans gefordert.

Der Gebäude-WSP verbessert die Trinkwasser-Installation und deren Betrieb dabei auf verschiedenen Ebenen: ■ Stärkung der Organisationssicherheit der Betreiber von Trinkwasser-Installationen ■ Erhöhung der Kenntnis über die Trinkwasser-Installationen bei allen Beteiligten ■ Förderung von Kenntnis und Umsetzung der technischen Regeln ■ Identifizierung von Verbesserungsbedarf ■ Fokussierung auf die Schwachstellen der Trinkwasser-Installationen ■ Dokumentation und Erhalt von nicht dokumentiertem, vor allem internem Wissen und Schaffung von fundierten Entscheidungsgrundlagen für Investitionen36 Praxisgerechte Hilfe für den WSP Die frühzeitige Auseinandersetzung mit dem Thema WSP ist dabei umso dringender, als im Rahmen der europäischen Trinkwasserrichtlinie noch weitere Anforderungen für die regelmäßige Risikoabschätzung in Gebäuden in einer Technischen Regel (TR) zu erwarten sind. Eine praxisgerechte Hilfestellung dafür bietet unter anderem das Handbuch „Das Water-Safety-Plan (WSP)-Konzept für Gebäude“ des UBA.36

Das WSP-Konzept mit Gefährdungsanalyse, Risikoabschätzung und systematischer Prozessbeherrschung als operatives Konzept des Qualitätsmanagements in acht Umsetzungsschritten: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Einberufung eines Teams zur umfassenden Risikobewertung Beschreibung des Versorgungssystems Systembewertung durch Gefährdungsanalyse und Risikoabschätzung Maßnahmen zur Risikobeherrschung Betriebliche Überwachung (Beobachtungen, Kontrollen oder Messungen von Parametern) Verifizierung (Einhaltung der Grenzwerte und der Anforderungen der TrinkwV) Dokumentation der Ergebnisse der einzelnen Arbeitsschritte und zugrunde liegender Erwägungen Geplante und periodische Revision (ein WSP ist niemals „fertig“)37

UMSETZUNG DES WSP SCHÜTZT DIE MENSCHLICHE GESUNDHEIT. Das Team, das an der Aufstellung und Umsetzung eines WSP zu beteiligen ist, sollte vor diesem Hintergrund interdisziplinär aufgestellt sein. Entsprechend gehören dazu folgende Personen: ■ Gebäudeverantwortliche, ■ Haustechniker, ■ Vertreter der Gebäudenutzer, ■ Hygieneberater (zumindest temporär bei hygienesensiblen Objekten).

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Bei der Bestandsaufnahme der Trinkwasser-Installationen beachtet bzw. bewertet dieses Team unter anderem ■ problematische verbaute Werkstoffe (wie Blei), ■ Auffälligkeiten wie Färbung oder Geruch des Trinkwassers, ■ Risiken durch mögliche Nutzungsunterbrechungen (zum Beispiel durch nur saisonale Nutzung), ■ Risiken in der Temperaturhaltung (zum Beispiel aufgrund externer Wärmeeinträge im Sommer oder interner Lasten wie durch eine Heizzentrale) von kaltgehenden Trinkwasser-Installationen sowie ■ den allgemeinen Betriebszustand der Installationskomponenten; beispielsweise auch angeschlossene Apparate im Hinblick auf Rückdrücken, Rückwachsen und Rücksaugen wassergefährdender Stoffe.

Daraus wird eine Bewertung der Risiken abgeleitet und ein Plan zur Beherrschung dieser Risiken entwickelt. Diese können baulich-technischer, betrieblicher oder auch nutzungsspezifischer Art sein. Soweit erforderlich, werden die Maßnahmen im nächsten Schritt priorisiert und gegebenenfalls in einen Investitionsplan überführt. Die Überprüfung des Erfolgs umgesetzter Maßnahmen geschieht über eine typische Endpunktkontrolle wie eine hygienisch-mikrobiologische Untersuchung des Trinkwassers.37

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QUELLENANGABEN. 1

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QUELLENANGABEN. 23

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33 24

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Quelle: CCI, Ausgabe 14/2018.

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