Trinkwasseranlage

Berechnung und Dokumentation - Die Folgen der neuen Regelwerke

Wird eine Trinkwasseranlage heute gebaut oder verändert, sind umfangreiche Regeln zu beachten. DIN EN 806, DIN 1988, DVGW-Arbeitsblätter W551 und W553, Trinkwasserverordnung und die jeweiligen Kommentare – sie alle bilden ein umfangreiches Geflecht von zu beachtenden Details und sind in der praktischen Arbeit fast nicht überschaubar. Also doch lieber wie so häufig die Installation über den Daumen gepeilt? Besser nicht, denn ein wesentlicher neuer Aspekt für die Planung bildet die Messbarkeit der korrekten Installation (und des richtigen Betriebes) über die in Großanlagen (siehe spätere Definition) vorgeschriebene Beprobung. Werden bei dieser Probenahme mehr als 100 koloniebildende Einheiten pro 100 Milliliter (100 KBE/100 ml) festgestellt, ist schnell die Frage gestellt „wer ist Schuld“ und „wurde regelgerecht installiert“. Wohl dem, der jetzt die korrekten Planungsunterlagen zur Hand hat. Und wohl dem, der gegenüber dem Betreiber der Anlage die vielfältigen Annahmen sauber dokumentiert hat.

Beginnen wir mit dem ordentlichen Start, also der Zeit vor der Montage. Was wäre zu beachten?
Zuerst einmal stellt sich die Wahl zwischen der Berechnung nach DIN EN 806 oder der DIN 1988. Die 806 ist die „Bierdeckel“-Methode, jede Armatur hat einen Belastungswert LU, dieser wird aufaddiert entsprechend der Rohrführung und bestimmt die Rohrdimension. Also ganz einfach? Zuerst einmal gilt die DIN EN 806 nur für Normalinstallationen (Standardarmaturen, keine Dauerverbraucher, kein ungewöhnlicher Spitzendurchfluss). In der DIN 1988-300 findet sich der zusätzliche Hinweis, dass die Berechnung nach DIN EN 806-3 auf Gebäude mit nicht mehr als sechs Wohnungen beschränkt wird. Schauen wir uns die Ergebnisse genauer an, stellen wir schnell fest, dass die DIN EN 806-3 zu größeren Rohrdimensionen als eigentlich notwendig führt.

Die Hauptverteilstelle im obigen Projekt am Beispiel des Kaltwassers sieht nach den Berechnungsergebnissen beider Normen wie folgt aus:

Da die Berechnung nach DIN EN 806-3 auch die Druckverhältnisse nicht überprüft, nicht auf Widerstände eingeht und keine Zirkulationsberechnungsvorschrift enthält, kann man sie für praxisgerechte Planungen einfach unbeachtet lassen und gleich nach der qualifizierteren Berechnungsgrundlage DIN 1988-300 vorgehen. Der Arbeitsaufwand mit einer ordentlichen Planungssoftware sollte gleich sein und immer geringer als eine Berechnung „per Hand“.

Die Berechnungsregeln stehen unter dem besonderen Aspekt, Wasserinhalte sparsam auszulegen, um den Raum für hygienisch bedenkliche Entwicklungen so klein wie möglich zu halten. Wasserinhalte sind auch maßgeblich, um zwischen Klein- und prüfpflichtiger Großanlage zu unterscheiden. Unter Kleinanlagen versteht die Trinkwasserverordnung privat genutzte Ein- und Zweifamilienhäuser. Anlagen mit anderer Nutzung (z.B. Mietobjekte), Duschköpfen und einem zentralen Trinkwassererwärmer mit mehr als 400 Litern Inhalt oder mehr als 3 Litern Warmwasser-Rohrinhalt zwischen Trinkwassererwärmer und irgendeiner Zapfstelle sind Großanlagen (Checkliste siehe www.Trinkwassernorm.de). Nach letztem Stand (UBA November 2012) unterliegen Großanlagen der jährlichen Probenahme und entsprechender Betreiberpflicht zur Legionellenuntersuchung. Als Ergebnis der Berechnung muss also der größte Rohrinhalt zwischen TWE und Zapfstelle bestimmt werden. Die verwendete Software gibt diesen Wert direkt an, trotz 380 Liter Trinkwassererwärmer machen die 8 Liter Rohrinhalt die Anlage zu einer Großanlage.

Gut, wenn die Planung dann schon automatisch den damit erforderlichen Probenahmeplan auswirft.

Die Berechnung beginnt mit der Definition der Armaturen. Die Norm bietet Standardwerte für den Berechnungsdurchfluss und den Mindestfließdruck der Armatur (hier Mischbatterie Dusche) und verweist ausdrücklich auf die Prüfung der Herstellerangaben der tatsächlich eingebauten Armatur. Eine Regendusche von Hersteller A hat zum Beispiel einen

Berechnungsdurchfluss von 0.17 Liter/s; bei einer anderen Regendusche des Herstellers B beträgt er beträchtliche 0,367 Liter/s.

Ebenfalls ausschlaggebend bei der Berechnung ist die gewählte Komfortstufe, die mit den Wünschen der Bauherrschaft abzugleichen ist. Die DIN 1988-200 setzt als Maßstab eine Ausstoßzeit von 30 Sekunden, heißt: nach Öffnen der Armatur dürfen maximal 30 Sekunden verstreichen, bis 55° warmes Wasser fließt. Eine ähnliche Grenze liegt in den maximal 3 Litern Rohrinhalt, die unzirkuliert bleiben dürfen. Und in der VDI 6003 sind weitere Komfortstufen definiert, die die Ausstoßzeit an der Dusche bis auf 7 Sekunden reduzieren. Wohl dem, der alle diese Armaturenbedingungen mit der Bauherrschaft abgesprochen und in einem Raumbuch fixiert hat.

Aus den Armaturendurchflüssen und der gewählten Nutzungsart (Wohnhaus, Hotel etc.) wird über die in der Norm definierten Gleichzeitigkeitsparameter der Spitzendurchfluss berechnet, der für die Bestimmung der erforderlichen Rohrdurchmesser einen ersten Anhalt bietet. Wenn es eine zu erwartende Abweichung von den standardmäßigen Bedingungen gibt - zum Beispiel bei einem Messehotel könnte die morgendliche Duschgleichzeitigkeit beträchtlich höher als angenommen sein - ist mit einer selbstgewählten Gleichzeitigkeit zu rechnen. Eine weitere Bedingung für die Rohrdimensionierung ist die Versorgung der Armaturen mit dem Mindestfließdruck. Die Rohre dürfen die Differenz zwischen dem vom Versorger (WVU) zur Verfügung gestellten Mindestversorgungsdruck (jetzt hinter dem Wasserzähler), den Druckverlusten in den Widerständen und dem Mindestfließdruck verbrauchen. In die Druckverlustberechnung gehen ganz besonders die Rohrfittinge über die material- und dimensionsbezogenen Zetawerte (aus der Norm oder aus den Herstellerangaben) ein. Schön, wenn die Software diese Werte aus den Rohreingaben automatisch ermitteln kann. Nicht außer Acht lassen sollte man bei das besondere Ziel der neuen Normung, ein Rohrnetz mit möglichst geringem Wasserinhalt zu planen.

Ebenfalls bereits bei der Planung berücksichtigen muss man das Ziel, jedwede Stagnation zu vermeiden. Die DIN 1988-200 setzt dafür die Grenze auf 7 Tage, die VDI 6023 setzt sie enger auf 72 Stunden. In die Berechnung greift dieses ein, wenn zum Beispiel eine Keller- oder Außenzapfstelle eingeplant werden muss und auf keinen Fall eine Stichleitung geplant werden darf, sondern eine stets durchflossene Rohrschleife.

Stagnationsvermeidung ist auch Ziel der Planung eines durchgeschleiften Systems. Hier wird am Ende die jeweils am häufigsten benutzte Armatur eingeplant, es gibt keine Stichleitungen mehr, in denen Stagnation vorkommen kann. Gute Softwareprogramme wechseln per Klick vom Standard-T-Stück-System zum durchgeschleiften System und geben die jeweiligen Ergebnisse umgehend aus.

Nachdem nun das Rohrnetz kalt und warm gerechnet worden ist, muss die Zirkulation ausgelegt werden. Nicht-zirkuliert können Bereiche bleiben, deren Rohrinhalt kleiner 3 Liter bleibt bei gleichzeitiger Einhaltung der Ausflusszeiten (s.o.).

Entsprechend der Umgebungstemperatur der Rohre und deren Dämmung ist unter Berücksichtigung des Rohraußendurchmessers der Wärmeverlust des Rohres zu errechnen. Summiert ergibt das den Wärmeverlust des Zirkulationssystems, über die Spreizung berechnet sich der erforderliche Volumenstrom. Üblicherweise kann man von einer Speichertemperatur von 60° Celsius und der minimal zulässigen Zirkulations-Rücklauftemperatur von 55° Celsius ausgehen. Damit nun die Bedingung, innerhalb des Warmwassersystems keine Temperatur unter 55° Celsius zuzulassen, vollständig gilt, muss sich dieser Volumenstrom ideal verteilen. Damit sind wir beim „Hydraulischem Abgleich“, der schon bei der Planung von Heizungsanlagen die Spreu vom Weizen trennt. In unserem Beispielprojekt ist es dazu erforderlich, zwei Zirkulations-Regulierventile einzubauen und die Einstellwerte zu berechnen. Das gewählte Aquastrom VT Ventil hat analog zum voreinstellbaren Heizungs-Thermostatventil eine hydraulische Voreinstellung und darüber hinaus eine thermostatische Regelung, die die eingestellte Temperatur im Rohr einhält. Die Voreinstellung ist unerlässlich, um auch bei einer thermischen Desinfektion eine sinnvolle Volumenstromverteilung zu erreichen.

Nachdem die Berechnungsergebnisse vorliegen und eventuelle Alternativen geprüft wurden, wird mit dem Ausdruck des Strangschemas, der Materialliste, dem Raumbuch und dem Probenahmeplan eine saubere Dokumentation erstellt, die die praxisgerechte Umsetzung nun ganz einfach macht. Der Zeitaufwand für die Berechnung des hier vorgestellten 6-Familien-Hauses beträgt mit ZVPLAN maximal eine halbe Stunde. Zu wenig, um den Planungsdaumen vorzuziehen.

Leseempfehlungen:

• DIN 1988-300, Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen - Teil 300: Ermittlung der Rohrdurchmesser; Technische Regel des DVGW, erschienen im Beuth-Verlag
• Norm und Kommentar Trinkwasser-Installationen, Ermittlung und Berechnung der Rohrdurchmesser, Herausgeber Zentralverband Sanitär Heizung Klima St. Augustin ISBN 978-3-410-23380-0
• Gebäudetechnik für Trinkwasser, Fachgerecht planen – Rechtssicher ausschreiben – Nachhaltig sanieren; Autoren Kistemann, Schulte, Rudat, Hentschel und Häußermann, ISBN 978-3-642-29545-4
• www.trinkwassernorm.de