Automatische Spülung und Trinkwasserhygiene: der technische Leitfaden
Die automatische Spülung begrenzt die Verweilzeit des Wassers, häufig als Wasseralter bezeichnet, an ausgewählten Entnahmestellen, indem sie das Ventil zeitgesteuert öffnet und das in der Leitung stehende Wasser austauscht, ohne dass jemand das Gebäude abgehen muss. Sie tritt neben die Temperaturhaltung und die Aufrechterhaltung eines Desinfektionsmittelgehalts, nicht an deren Stelle. Über die Wirksamkeit entscheiden zwei Größen: das Intervall, das sich aus dem Betriebskonzept der Anlage ergibt, und die Spüldauer, die aus dem Leitungsvolumen und dem an der Entnahmestelle tatsächlich verfügbaren Volumenstrom abzuleiten ist.
- Wachstumsbereich
- 20 bis 45°C
- Vermehrung ist ab etwa 20 Grad möglich, der günstigste Bereich liegt üblicherweise zwischen 25 und 45 Grad.
- Gebräuchliches Intervall
- 24 / 48 / 72h
- Gebräuchliche einstellbare Werte. Das Intervall folgt der Gefährdungsbeurteilung, nicht einer allgemeinen Regel.
- Spüldauer
- Volumen ÷ Volumenstrom
- Aus dem Standvolumen im Leitungsabschnitt und dem an der Entnahmestelle verfügbaren Volumenstrom, zuzüglich Zuschlag.
- Z358.1 Auslösung
- Wöchentlich
- Fest angeschlossene Notduschen und Augenduschen in Nordamerika.
In diesem Abschnitt
Wasseralter
Stehendes Wasser in einer Trinkwasser-Installation verändert sich. Ein vorhandener Desinfektionsmittelgehalt baut sich ab, die Temperatur nähert sich der Umgebung an, und die Rohrwandung bietet Biofilm eine Aufwuchsfläche. Ablagerungen und Steinbildung schirmen Mikroorganismen zusätzlich ab.
Das Wasser aus dem Versorgungsnetz ist aufbereitet, aber nicht steril. Ob geringe Ausgangskonzentrationen an Mikroorganismen hygienisch relevant werden, entscheidet sich in der Installation: wie lange das Wasser steht, bei welcher Temperatur, mit welchem Desinfektionsmittelgehalt und an welcher Oberfläche.
Legionellen sind der Organismus, der dabei meist genannt wird, weil sie eine schwere Pneumonie auslösen können und weil Trinkwasser-Installationen die Bedingungen für ihr Wachstum bieten. Vermehrung ist ab etwa 20 Grad Celsius möglich, mit dem günstigsten Bereich üblicherweise zwischen 25 und 45 Grad. Das gilt sowohl für Kaltwasser, das in einem ungelüfteten Schacht erwärmt wurde, als auch für Warmwasser, das in einer Stichleitung abgekühlt ist. Der Mechanismus ist nicht auf diesen einen Organismus beschränkt: jedes System, das warmes Wasser über längere Zeit stehen lässt, verhält sich gleich.
Das Problem ist damit selten mangelnde Sauberkeit eines Gebäudes. Es sind einzelne Bereiche, in denen Wasser lange steht, und diese Bereiche lassen sich in aller Regel vorab benennen.
Wo lange Standzeiten entstehen
Stagnation verteilt sich nicht gleichmäßig über eine Installation. Sie sammelt sich an Stellen, die der Betreiber meist kennt.
Das nicht belegte Gastzimmer, der Waschraum am Ende eines ruhigen Flurs, die Dusche in einer Anlage, die an zwei Abenden pro Woche genutzt wird, das zweite Becken in einem Labor.
Sie werden konstruktionsbedingt fast nie benutzt, sodass ihre Zuleitungen zwischen den Prüfungen stehen. Das ist einer der Gründe für diese Prüfungen.
Ganze Bereiche stehen still: Schulen in den Ferien, Saisonbetriebe, Sportstätten zwischen den Spielzeiten, ein Geschoss während der Sanierung.
Anlagen deutlich unterhalb der Auslegungsleistung. Ein zu 50 Prozent belegtes Gebäude verhält sich hydraulisch wie ein weitgehend leeres, auch wenn formal nichts außer Betrieb ist.
Duschen verdienen dabei besondere Aufmerksamkeit. Eine Entnahmestelle, an der Wasser vernebelt wird, erzeugt ein Aerosol, das eingeatmet werden kann, und die Inhalation ist der wesentliche Weg, auf dem Legionellen in die Lunge gelangen; die Aspiration kontaminierten Wassers ist daneben anerkannt. Aus diesem Grund knüpft die Untersuchungspflicht nach TrinkwV an Anlagen an, in denen Duschen oder andere Einrichtungen mit Vernebelung vorhanden sind. Eine selten genutzte Armatur und eine selten genutzte Dusche können dasselbe Standvolumen aufweisen, also dasselbe stehende Wasservolumen im versorgenden Leitungsabschnitt, und dennoch ein unterschiedliches Expositionsprofil haben. Duschanlagen in Schulen, Sportstätten und Saisonbetrieben sind der schärfste Fall, weil sie vernebeln und über längere Zeiträume ungenutzt bleiben können.
Totleitungen sind ein verwandtes, aber eigenes Problem. Eine Entnahme tauscht das Wasser in dem Leitungsabschnitt aus, der sie hydraulisch versorgt. Sie erreicht keinen abgesperrten, stillgelegten oder nicht durchströmten Leitungsteil. Die automatische Spülung adressiert selten genutzte Stränge; Totleitungen sind eine Frage des Rückbaus oder einer geänderten Anbindung.
Die Maßnahmen und wo die Spülung darin steht
Die Trinkwasserhygiene im Gebäude stützt sich auf mehrere Maßnahmen, die zusammenwirken.
Hält Warmwasser oberhalb und Kaltwasser unterhalb des Bereichs, in dem sich Wachstum beschleunigt. Eine Aufgabe der Anlagenplanung und des Betriebs: Speichertemperatur, Zirkulation, Dämmung, hydraulischer Abgleich.
Wirkt dort, wo die Versorgung einen Desinfektionsmittelgehalt bereitstellt, oder wird als Sanierungsmaßnahme eingesetzt.
Bewegt das Wasser, damit es nicht über längere Zeit steht. Wird eine Entnahmestelle häufig genug geöffnet, erreicht frisches Wasser das Ende des Strangs und das Standvolumen wird ersetzt.
Alle drei erfordern laufenden Betrieb, Überwachung und Nachsteuerung; keine wird einmal eingestellt und dann sich selbst überlassen. Die hydraulische Maßnahme unterscheidet sich dadurch, dass ihre Ausführung davon abhängt, dass jemand Entnahmestellen öffnet, oder dass etwas dies übernimmt. Genau diese Abhängigkeit beseitigt die Automatisierung.
Spülpläne und ihre Schwachstellen
Die manuelle Variante ist ein Spülplan: Personal geht die festgelegten Entnahmestellen ab, lässt sie eine bestimmte Zeit laufen und dokumentiert das.
Sie funktioniert, solange die Organisation trägt. Die Schwachstellen sind zu benennen, weil die Automatisierung genau an ihnen ansetzt. Der Rundgang konkurriert mit anderen Aufgaben und wird unter Druck verkürzt. Pläne entfallen in Ferienzeiten, bei Abwesenheit der zuständigen Person oder bei einem Zuständigkeitswechsel. Handschriftliche Aufzeichnungen sind später schwerer nachzuvollziehen als systemseitig erzeugte.
Ein Spülplan ist zudem unspezifisch und dadurch wasserintensiv. Ohne Nutzungsdaten kann die ausführende Person nicht unterscheiden, welche Entnahmestelle gestern benutzt wurde und welche seit dem Frühjahr steht; alle auf der Liste werden gleich behandelt.
Damit ist der Spülplan nicht falsch. Viele Betriebe führen ihn zuverlässig. Er ist jedoch nur so belastbar wie die Organisation dahinter.
Weder das manuelle noch das automatische Regime ist frei von Abhängigkeiten. Die Automatisierung verlagert die Abhängigkeit vom Dienstplan auf die Konfiguration und die hydraulische Berechnung.
Was eine automatische Spülung leistet
Eine automatische Spülung besteht aus einem Ventil an der Entnahmestelle, einer Steuerung, die den Öffnungszeitpunkt bestimmt, und einer Energieversorgung. Vier Einstellungen beschreiben die gebräuchlichen Regime.
Der zulässige Zeitraum ohne Nutzung, bevor gespült wird. Bei Notduschen findet sich ein wöchentliches Intervall, wenn die Auslösung zugleich der wiederkehrenden Prüfung dient. Eine über alle Gebäude und Rechtsräume einheitlich anerkannte Spülhäufigkeit gibt es nicht; das Intervall folgt der Gefährdungsbeurteilung und dem Betriebskonzept der Anlage.
Wie lange das Ventil geöffnet bleibt. Hier werden Regime am häufigsten unzutreffend eingestellt, weil der Wert geschätzt wird. Er lässt sich ableiten.
Ein festes Intervall spült unabhängig von der Nutzung. Eine nutzungsabhängige Auslösung setzt den Zähler bei einer Entnahme zurück und spült erst nach einer tatsächlichen Stagnationsphase.
Ein einmaliger Versatz nach dem Anlegen der Versorgungsspannung, damit der Zyklus nicht dauerhaft in der Inbetriebnahmestunde liegt.
Die Spüldauer ableiten
Das Volumen im Leitungsabschnitt zwischen der Entnahmestelle und dem durchströmten Bereich berechnen oder abschätzen, den Volumenstrom an der Entnahmestelle unter betriebsüblichen Bedingungen ermitteln oder bei der Inbetriebnahme festhalten, bei schwankendem Versorgungsdruck den ungünstigsten Fall ansetzen, dann Volumen durch Volumenstrom teilen und einen Zuschlag berücksichtigen.
Eine kürzere Dauer tauscht einen Teil des Standvolumens aus oder verdünnt es, erreicht aber nicht den vollständigen Austausch, auf den das Regime ausgelegt ist. Eine deutlich längere Dauer erhöht im Wesentlichen den Wasserverbrauch, und bei erwärmtem Wasser zusätzlich den Energieaufwand; der hygienische Nutzen fällt nach dem Austausch des Standvolumens rasch ab.
An einer Mischarmatur ist zu klären, welcher Strang durch die Spülung tatsächlich ausgetauscht wird, da eine gemischte Entnahme weder die Warm- noch die Kaltwasserleitung vollständig austauschen muss.
Sind Volumen und Volumenstrom einmal bestimmt, wiederholt die Steuerung lediglich die zeitgesteuerte Öffnung. Eine dauerhafte Durchflussmessung ist dafür nicht erforderlich.
Zur nutzungsabhängigen Auslösung: sie spart Wasser an Entnahmestellen, die ohnehin genutzt werden; wie viel, hängt davon ab, wann die Entnahmen relativ zum Zyklus liegen, nicht wie viele es sind. Das feste Intervall bleibt sinnvoll, wo das Betriebskonzept einen von der Nutzung unabhängigen Zyklus vorsieht oder wo alle Entnahmestellen einheitlich konfiguriert und einfach beschreibbar sein sollen.
Zur Startverzögerung: bei einer Inbetriebnahme um 14 Uhr und einer Verzögerung von zwölf Stunden fällt der erste Zyklus auf 2 Uhr. Die Verzögerung legt den Startpunkt des Zyklus fest, nicht eine dauerhafte Uhrzeit: diese hält nur, wenn das Intervall ein ganzzahliges Vielfaches von 24 Stunden beträgt und das Gerät durchgehend versorgt bleibt, und bei nutzungsabhängiger Auslösung verschiebt jede spätere Entnahme den nächsten Zyklus.
Einzeln oder gemeinsam spülen
Darüber steht eine weitere Entscheidung: ob Entnahmestellen einzeln oder gemeinsam gespült werden. Versetzte Zyklen verteilen die Entnahme und vermeiden, dass ein ganzer Strang gleichzeitig zieht.
Die Gruppenspülung ist der umgekehrte Fall und betrifft eine engere Konstellation. Der Austausch in einem Leitungsabschnitt ist eine Frage von Volumen und Dauer; ein mäßiger Volumenstrom leistet ihn, wenn er lange genug anliegt. Wo das Regelwerk oder die hydraulische Auslegung eine Mindestfließgeschwindigkeit in gemeinsam genutzten Leitungen verlangt, oder wo der Strömungsweg anders nicht nachweisbar ist, reicht eine einzelne Entnahmestelle dafür nicht aus, und das gleichzeitige Öffnen mehrerer Entnahmestellen ist der Weg dorthin. Ob diese Bedingung vorliegt, ist festzustellen und nicht zu unterstellen.
Kostenlos ist das nicht. Gleichzeitiges Öffnen funktioniert nur, wenn die Versorgung die Summenentnahme bereitstellen kann. In einer dafür unterdimensionierten, teilweise verkalkten oder anderweitig beeinträchtigten Installation können Druckabfall, aus dem Gleichgewicht geratene Mischventile, aufgewirbelte Ablagerungen und Braunwasser die Folge sein. Ob gruppiert oder versetzt gespült wird, ist eine hydraulische Frage der konkreten Anlage.
Stehen Intervall aus dem Betriebskonzept und abgeleitete Spüldauer fest und ist der hydraulische Weg geklärt, wird das Regime zu einer Eigenschaft der Konfiguration statt des Dienstplans.
Systemarchitekturen
Drei Anordnungen decken die meisten Installationen ab, und sie bauen aufeinander auf.
Autark. Die Steuerung an der Entnahmestelle hält ihre Parameter und führt sie ohne Anbindung aus. Das eignet sich für Nachrüstungen, für Standorte ohne Netzanschluss und für Gebäude ohne übergeordnetes System. Die Grenze liegt darin, dass das Gerät nicht mitteilen kann, was es getan hat.
Vor Ort auslesbar. Dasselbe Gerät mit einer Serviceschnittstelle, über die Status und Ereignisse vor Ort ausgelesen und Parameter ohne Gerätetausch geändert werden können.
Angebunden. Die Geräte melden an ein übergeordnetes System, sodass Ereignisse und Status zentral vorliegen. Wie gemeldet wird, hängt von der Installation ab: ein potentialfreier Kontakt oder Digitalausgang auf eine örtliche Steuerung, ein analoges Signal, eine serielle Verbindung, ein Feldbus oder Gebäudeprotokolle, teils über ein Gateway und teils ohne. Die Anbindung reduziert Vor-Ort-Termine, die allein dem Auslesen dienen. Sie ersetzt keine Inaugenscheinnahme, keine Probenahme und keine Verifizierungsschritte des Betriebskonzepts, und sie bringt eigenen Verkabelungs-, Inbetriebnahme- und Konfigurationsaufwand mit.
Wo eine spätere Meldepflicht wahrscheinlich ist, lohnt bei der Ausschreibung die Prüfung, ob ein Gerät vom autarken in den angebundenen Betrieb wechseln kann, ohne getauscht zu werden. Wo das erkennbar nicht der Fall sein wird, sind diese Fähigkeiten Kosten ohne Zweck. Die Anbindung an die Gebäudeleittechnik behandelt das im Einzelnen.
Nachweise und was sie belegen
Das Vermeiden von Stagnation und der Nachweis darüber sind zwei verschiedene Anforderungen, und manche Betriebskonzepte verlangen den zweiten schriftlich.
Dabei ist genau zu unterscheiden. Ein Spülplan belegt sich über ein Betriebsbuch. Eine autarke Steuerung belegt ihre Konfiguration und die begründete Annahme, dass sie diese ausgeführt hat. Eine meldende Steuerung belegt, dass zu einem Zeitpunkt ein Befehl abgesetzt und aufgezeichnet wurde, was stärker ist, aber kein Nachweis einer elektrischen Ansteuerung, einer Ventilbewegung oder eines Durchflusses. Dafür braucht es jeweils eigene Signale: eine Ausgangs- oder Ventilstellungsrückmeldung zeigt die Ansteuerung oder Bewegung, ein Drucksignal die Reaktion der Leitung, eine Durchflussmessung, dass Wasser die Messstelle passiert hat. Diese kosten mehr, und nur ein Teil der Installationen rechtfertigt sie.
Die Regelwerke im Überblick
Diese Dokumente sind in ihrer Verbindlichkeit nicht gleichrangig, und die Kategorien sind auseinanderzuhalten. Manche sind Recht, manche sind Konsensnormen, die erst durch Behörde, Versicherer oder Vertrag verbindlich werden, manche sind anerkannte technische Regeln, und manche sind Empfehlungen des Gesundheitsschutzes. Die folgende Liste umfasst die Dokumente, die dieser Bereich vertieft behandelt; sie ist keine vollständige Marktkarte.
Die Trinkwasserverordnung ist eine Rechtsverordnung und verpflichtet den Betreiber. VDI/DVGW 6023 definiert den bestimmungsgemäßen Betrieb, an dem sich Stagnation bemisst, und die DVGW-Arbeitsblattreihe W 551 beschreibt den anerkannten technischen Stand, ohne selbst Recht zu sein. Siehe Stagnation und Wasseraustausch: TrinkwV, VDI/DVGW 6023 und DVGW W 551.
Die Richtlinie (EU) 2020/2184 setzt den Rahmen für die Mitgliedstaaten, die sie bis Januar 2023 umsetzen mussten. Sie verlangt eine Risikobewertung der Hausinstallationen, mit Maßnahmen gegen Legionellen mindestens für vorrangige Gebäude wie Krankenhäuser, Pflegeeinrichtungen und Hotels. Die nationalen Regelungen darunter unterscheiden sich erheblich in ihrer Reichweite.
Das Drinkwaterbesluit geht weiter als die meisten vergleichbaren Regelungen. Eigentümer vorrangiger Anlagen, eine Kategorie, die Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen, Hotels, Campingplätze, Schwimmbäder und Justizvollzugsanstalten umfasst, müssen eine Risikoanalyse und einen schriftlichen Maßnahmenplan vorhalten, der von einem nach BRL 6010 zertifizierten Unternehmen erstellt wurde, ein Betriebsbuch über die durchgeführten Maßnahmen führen und das Wasser mindestens zweimal jährlich beproben lassen.
Im Vereinigten Königreich, das seit dem Brexit außerhalb der EU-Regelung steht, bildet der HSE Approved Code of Practice L8 mit der Anleitung HSG274 den Rahmen, ergänzt um HTM 04-01 in Einrichtungen des Gesundheitswesens.
Für Notduschen und Augenduschen gilt in Europa die Normenreihe EN 15154.
ANSI/ISEA Z358.1 in der Fassung von 2014, bestätigt 2020, ist die nordamerikanische Referenznorm und eine Konsensnorm; sie verlangt die wöchentliche Auslösung fest angeschlossener Einrichtungen, was zugleich deren Funktion prüft und das im Zulauf stehende Wasser austauscht. Verbindlich ist in den Vereinigten Staaten OSHA 29 CFR 1910.151(c). Siehe Notduschen und Augenduschen: die wiederkehrende Auslösung automatisieren.
ANSI/ASHRAE 188-2021 und ANSI/ASHRAE 514-2023 beschreiben das Wassermanagement als Programm: Risikostellen bestimmen, Maßnahmen und Grenzwerte festlegen, überwachen und die Wirksamkeit bestätigen. Spülregime und deren Nachweise liegen innerhalb dieser Struktur.
OSHA 29 CFR 1910.141 verlangt, dass Waschgelegenheiten in hygienisch einwandfreiem Zustand gehalten werden. Eine allgemeine Spül- oder Dokumentationspflicht zur Stagnation begründet die Vorschrift nicht.
CDC und Health Canada veröffentlichen Empfehlungen zu selten genutzten Entnahmestellen und zur Wiederinbetriebnahme nach geringer Belegung.
AS/NZS 3666 ist die Referenznorm für die Legionellenkontrolle in gebäudetechnischen Wassersystemen und deckt Planung und Installation, Betrieb und Instandhaltung sowie die leistungsbasierte Überwachung ab. Verbindlich wird sie durch die öffentliche Gesundheitsgesetzgebung der Bundesstaaten, sodass sich Registrierung, Risikomanagementplan und Beprobung zwischen den Bundesstaaten unterscheiden. Für Notduschen und Augenduschen gilt daneben AS 4775.
Die Barrierefreiheit ist eine eigene Betrachtungsebene: sie regelt, wie eine Entnahmestelle bedient wird, nicht was mit dem Wasser darin geschieht, wird aber von derselben Armatur entschieden. Siehe Anforderungen an die Barrierefreiheit von Armaturen, Duschen und Spüleinrichtungen.
Diese Dokumente beschreiben Ergebnisse, Pflichten und teilweise Grenzwerte und Verifizierungsschritte. Innerhalb dieser Vorgaben bleibt die Wahl des Verfahrens in der Regel dem Planer überlassen.
Ein Weg zur Auslegung
Für die Fachplanung ist die Abfolge kurz.
- Die gefährdeten Entnahmestellen und die sie tatsächlich versorgenden Leitungsabschnitte bestimmen.
- Das Intervall aus dem Betriebskonzept und den einschlägigen Regelwerken ableiten.
- Das Standvolumen je Abschnitt berechnen.
- Den Volumenstrom an der Entnahmestelle unter betriebsüblichen Bedingungen ermitteln, Druckschwankungen berücksichtigen.
- Die Spüldauer aus Volumen und Volumenstrom mit Zuschlag festlegen.
- An Mischarmaturen klären, welcher Strang ausgetauscht wird.
- Festlegen, welche Nachweise die Anlage benötigt, und die Architektur danach wählen.
Wie die automatische Hygienespülung funktioniert behandelt die Parameter im Detail.
Die Entwicklungsseite
Für einen Hersteller von Sanitär- oder Sicherheitsprodukten stellen sich dieselben Anforderungen als Entwicklungsumfang dar. Eine zeitgesteuerte Spülung braucht eine Steuerung mit Echtzeitfunktion, Parameter, die sich je Entnahmestelle einstellen lassen, und ein definiertes Verhalten, wenn während eines Zyklus eine Taste betätigt wird oder die Versorgung mitten im Spülvorgang unterbrochen ist. Fehlt der Netzanschluss, wird die Auslegung zu einer Frage des Energiebudgets: Stromaufnahme im Ruhezustand, der Energieaufwand je Ventilschaltung, das Lastprofil und eine Lebensdauer, die aus gemessenen statt geschätzten Werten berechnet wird.
Nass- und Reinigungsbereiche schränken Schaltverfahren, Abdichtung und Werkstoffe ein, und jede Wahl darunter ist ein Kompromiss. Gekapselte mechanische Schalter bringen bewegte Teile und Verschleiß mit sich. Halbleiterschaltung vermeidet diesen Verschleiß, verlagert das Problem aber in die Elektronikentwicklung und die Abstimmung der Empfindlichkeit. Optische Sensorik kommt ohne Berührung aus und bringt eigene Abhängigkeiten mit. Die Anbindung an ein Gebäudesystem reicht vom potentialfreien Kontakt bis zum nativen Protokoll und prägt die Elektronik ebenso wie die Software. Und weil sich Anforderungen über die Produktlebensdauer ändern, muss die Steuerungslogik überarbeitbar bleiben, sei es für spätere Fertigungsstände oder für ein bestimmtes Kundenprogramm.
Diese Kombination ist eine Plattform und eine andere Ingenieurdisziplin als Ventile, Armaturen und Gehäuse. Elektronische Wassermanagement-Systeme beschreibt, was eine solche Plattform enthält. Eigenentwicklung oder Zukauf der Spülelektronik behandelt die Entscheidung.
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