Kamo tw planungsleitfaden 10 2020

Trinkwasserhygiene und Warmwasserkomfort­ sicher in Einklang bringen Planungsleitfaden für dezentrale Trinkwasser­erwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern

Vorwort Dieser Planungsleitfaden beschäftigt sich mit dem Konzept der dezentralen Trinkwassererwärmung sowie der Trinkwasserverteilung für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern. Das Konzept enthält eine gewerkeübergreifende, technisch abgestimmte Lösung der darin enthaltenen Heizungstechnik sowie der Trinkwasserinstallation.

Eine nachhaltig funktionierende und trinkwasserhygienisch einwandfreie Kalt- und Warmwasserverteilung ist das Pflichtprogramm für Planung, Bau und Betrieb von Trinkwasseranlagen. Hinzu kommen aber auch Anforderungen an den Warmwasserkomfort, die mit den Anforderungen an die Trinkwasserhygiene in Einklang zu bringen sind.

Die im Planungsleitfaden beschriebenen Informationen und anwendungstechnischen Empfehlungen sollen Planern und Installateuren die sichere und einfache Umsetzung des Konzepts in Mehrfamilienhäusern sowie der gesetzlichen und normativen Anforderungen erleichtern. Der Leitfaden

zeigt die Arbeit mit dem Raumbuch als zentralem Werkzeug zur Erfassung der Anforderungen und zur Überwachung der Planungsziele.

Anhand eines Musterprojekts wird in dem Leitfaden eine Uponor/KaMo-Gesamtlösung entwickelt. Zudem werden die wesentlichen Aspekte der Dimensionierung, der Installationsarten, der Leitungsführung im Stockwerk und in Installationsschächten sowie die Auslegung der Wohnungsstationen beschrieben. Anhand der Trinkwasserhygiene-Kriterien erfolgt eine Betrachtung des erreichbaren Warmwasserkomforts.

Abschließend enthält der Planungsleitfaden Informationen für die Ausschreibung des Konzepts. So sind die Ausschreibungstexte der verwendeten Uponor- und KaMo-Komponenten als Muster-LV sowie Planungsdaten angehängt oder digital verlinkt.

Trinkwasserhygiene auf drei Säulen: Dezentrale Trinkwassererwärmung, Ringinstallation im Stockwerk sowie bedarfsgerechte Hygienespülung

2 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Inhalt Das Problem: Trinkwasserhygiene- und Komfortanforderungen in Einklang bringen ..................................4

Drei Säulen für Trinkwasserhygiene und Warmwasserkomfort ...........................................................7 Säule 1: Dezentrale Trinkwassererwärmung mit Frischwasserstationen............................................................ 8 Säule 2: Stockwerksinstallation als DurchschleifRinginstallation ....................................................................... 9 Säule 3: Automatisierte und bedarfsgerechte Hygienespülung.................................................................... 13

Projektbeispiel: Mehrfamilienhaus mit 14 Wohneinheiten ........................................................23 Schritt 1: Raumbuchfestlegungen für Wohnung 22

im OG2 ................................................................. 24 Schritt 2: Auslegung der Wohnungsstation .........................25 Schritt 3: Dimensionierung von Heizungs-VL/RL Leitungen...............................................................29 Schritt 4: Lage der Steigstränge festlegen ..........................32 Schritt 5: Installation im Stockwerk ......................................36 Schritt 6: Warmwasser-Ausstoßzeiten ermitteln .................39

Fazit .....................................................................................43

Zirkulationssysteme – eine kritische Betrachtung ........ 15

Das Uponor/KaMo-Planungskonzept .............................. 17 Raumbuch zur Erfassung wichtiger Anforderungen ............ 17 Festlegung der Komfort- und Hygieneanforderungen für die Trinkwasser-Installaion ............................................. 21 Leistungsbestimmung und Auswahl der Frischwasserstationen sowie Dimensionierung der Heizungs- und Tinkwasserverteilung ............................22

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Das Problem: Trinkwasserhygiene- und Komfortanforderungen in Einklang bringen

Gesundheitsrisiken für den Nutzer vermeiden An die Planung, den Bau und dem Betrieb von Trinkwasserinstallationen bestehen in Deutschland klare gesetzliche und normative Anforderungen, die in erster Linie dem Verbraucherschutz dienen. Dabei geht es um die sichere Vermeidung von Gesundheitsrisiken für den Nutzer einer Trinkwasseranlage.

Darüber hinaus geht es den baubeteiligten Planern, Installateuren und Betreibern natürlich auch um die Vermeidung von Haftungsrisiken und die Vermeidung wirtschaftlicher Verluste.

Der sicheren Einhaltung von Normen und Regelwerken kommt also ein enorm hoher Stellenwert zu. Hinzu kommt, dass ein Wirkdreieck aus Planung, Bau und Betrieb besteht, das die praktische Umsetzung nachhaltiger Trinkwasser­ hygiene zusätzlich erschwert.

Wassertemperaturen und Verweilzeiten beeinflussen das Legionellenwachstum Für eine optimale Trinkwasserhygiene sind nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik vor allem zwei

Kriterien ausschlaggebend: der regelmäßige Wasseraustausch im gesamten Leitungssystem sowie die Einhaltung der geforderten Temperaturen in den Kaltwasser- und Warmwasserleitungen. Um diese Anforderungen von der Übergabestelle im Gebäude bis zur Entnahmestelle zu erfüllen, sind Planer, Installateure und Betreiber gemeinsam gefordert, für eine regel- und gesetzeskonforme sowie fachgerechte Planung, Installation und Inbetriebnahme zu sorgen. Was zunächst komplex und sehr theoretisch klingt, vereinfacht sich für alle Baubeteiligten, wenn bereits in der Planung konsequent Verkeimungsrisiken ausgeschlossen werden.

Eine Fülle von Gesetzen, Normen und Richtlinien beschäftigt sich mit der Einhaltung von Trinkwasserhygiene. Die in Fachkreisen unumstrittene Hauptursache für Legionellenwachstum kann aber auf zwei wesentliche Punkte heruntergebrochen werden: Ungünstige Temperaturbereiche kombiniert mit langen Verweilzeiten fördern das Legionellenwachstum

4 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Das Wachstum von Legionellen in Trinkwassersystemen wird also im Wesentlichen durch lange Verweilzeiten des Wassers (Stagnation) in ungünstigen Temperaturbereichen begünstigt. Wichtig dabei ist, dass beide Kriterien parallel auftreten müssen, um ein Legionellenwachstum zu unterstützen.

Der Sachverhalt soll an vier Beispielen erläutert und hinsichtlich des Verkeimungsrisikos bewertet werden: Beispiel

1 Hydraulisch schlecht abgeglichener Zirkulationsstrang mit dauerhaft 45 °C 2 Kaltwasserleitung neben warmgehenden Heizungsleitungen im Schacht. Umgebungstemperatur 27 °C. 3 Durchfluss Trinkwassererwärmung auf 45 °C und sofortige Entnahme des Warmwassers 4 Lange Stagnation in einer Kaltwasserleitung im Erdboden (bei 10 °C)

Ungünstiger Lange Risiko Temperatur- Verweilbereich zeit JA JA HOCH

JA

JA

HOCH

JA

NEIN

GERING

NEIN

JA

GERING

Wohlfühltemperaturen für Legionellen Viele Studien ausgewerteter Probenahmen zeigen, dass es eine eindeutige Häufung des Legionellenwachstums in Abhängigkeit dieses Temperaturbereichs gibt. Die nachfolgende Grafik zeigt die Auswertung von 541 Probenahmen in einem Streudiagramm. Das Vorkommen von Legionella pneumophila in jeder Probe wurde im Diagramm der Konstanztemperatur – also der erreichten Temperatur der Warmwasserzapfung bei längerem Ablaufen – zugeordnet. Nur drei der 541 Proben über einer Konstanztemperatur von 60 °C zeigen Befunde über 100 KBE/100 ml. Nur eine der Proben unterhalb 25 °C zeigt überhaupt ein Vorkommen von Legionellen. In der Studie, die im Verbundprojekt der Universitäten Duisburg-Essen, Berlin und Bonn sowie der DVGW-Forschungsstelle TU Hamburg-Harburg und des IWW Zentrum Wasser, Mülheim erstellt wurde, zeigt sich, wie wichtig die Vermeidung ungünstiger Temperaturbereiche während Stagnationsphasen ist. Auch ist bekannt, dass sich Legionellen in diesen Temperaturbereichen sehr wohl fühlen.

So verdoppelt sich die Anzahl von Legionellen bei einer Temperatur von 35 °C innerhalb von nur 8 Stunden (Quelle: WHO-Report 2008).

Es geht also bei der Erhaltung der Trinkwassergüte häufig gar nicht – wie bei der Dimensionierung von TrinkwasserRohrnetzen – um die Betrachtung der Betriebsbedingungen, sondern vielmehr um einen kritischen Blick auf Stagnationsphasen und Zeiten der Nichtnutzung, die während des täglichen, bestimmungsgemäßen Betriebes auftreten können.

Lange Stagnationszeiten in kritischen Temperaturbereichen vermeiden So wird aus einer Trinkwasser-Installation im Stockwerk eines Mehrfamilienhauses üblicherweise nur etwa 30–45 Minuten pro Tag Wasser gezapft. Für den Rest des Tages befindet sich die Installation in der Stagnation. Ungünstige Temperaturbereiche während dieser Stagnation liegen zwischen >25 °C und <55 °C.

Streudiagramm des Vorkommens von L. pneumophila und der in der gleichen Probe gemessenen PWH-Konstanztemperatur (n = 541).

Quelle: Verbundprojekt: Erkenntnisse aus dem Projekt „Biofilm-Management“, Biofilm Centre und IWW Zentrum Wasser.

Für Trinkwasser in Leitungsabschnitten mit langen Verweilzeiten (>8 Stunden) muss der Temperaturbereich zwischen 25 °C und 55 °C systematisch vermieden werden! Prüfen Sie während der Planung, welche Temperaturen in Phasen der Nichtnutzung auftreten können und wie lang die Stagnation vorliegen kann.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 5

Steigende Anforderungen an den Warmwasser-Komfort Neben der übergeordneten Forderung nach sicherem und sauberem Trinkwasser bestehen darüber hinaus häufig Anforderungen an einen hohen Warmwasserkomfort, verbunden mit schneller Entnahme von Warmwasser und hohen Entnahmemengen z.B. Regenduschen oder gleichzeitiger Entnahme.

Eine klare normative Definition der Anforderungen an den Warmwasserkomfort gibt es derzeit nicht. Er wird in unseren Normen und Richtlinien und zum Teil auch in der Recht­ sprechung sehr unterschiedlich beurteilt. Die nachfolgende Tabelle fasst die Mindestanforderungen der DIN 1988-200 sowie die werkvertraglich zu vereinbarenden Komfortkriterien der VDI-Richtlinie 6003 auszugsweise zusammen. Die aus der DIN 1988-200 stammenden Daten können als Mindestanforderungen betrachtet werden. Die Temperaturanforderung bei vollem Öffnen zielt hier aber ausschließlich auf zentrale Warmwasser-Verteilsysteme mit Zirkulation. Diese müssen mit 60 °C / 55 °C betrieben werden, da bei niedrigeren Temperaturen sonst aufgrund der zum Teil hohen Verweilzeiten im System eine Aufkeimung ermöglicht wird.

Für dezentrale Durchfluss-Trinkwassererwärmer wird in DIN 1988-200 mindestens 50 °C Warmwasser-Entnahmetemperatur empfohlen. Weiterhin gibt DIN 1988-200 eine „Kaltwasserausstoßzeit“ vor. So soll 30 s nach dem vollen Öffnen einer Entnahmearmatur Kaltwasser mit < 25 °C aus den Leitungen zu entnehmen sein. Diese Anforderung gilt aber eher der Absicherung der Trinkwassergüte.

Trinkwasserhygieneanforderungen und Anforderungen an den Warmwasserkomfort laufen häufig konträr. So bedeuten hohe Gleichzeitigkeitsanforderungen an die Entnahme oder hohe Schüttleistungen von Duschen oftmals auch größere Rohrdimensionen und Wasserinhalte, die sich in einem geringeren Wasseraustausch in den angeschlossenen Leitungsteilen widerspiegeln. Umso wichtiger ist es, bereits in der Planung die Anforderungen sowohl an die Trinkwasser­ hygiene als auch an den Warmwasserkomfort in Einklang zu bringen und Verkeimungsrisiken systematisch zu vermeiden.

Innerhalb des Projektbeispiels des Leitfadens erfolgt eine komplette Systemauslegung, die sowohl trinkwasserhygienisch als auch seitens des zu erwartenden Warmwasser­ komforts bewertet wird.

Mindesanforderungen an den Warmwasserkomfort nach DIN 1988-200 und VDI-Richtlinie 6003 (Auszug) Quelle DIN 1988-200

VDI-Richtlinie 6003 – hier auszugsweise für Dusche und Spüle Anforderungsstufe I,II und III: Dusche: Spüle:

Warmwasser-Ausstoßzeit [s] max. 30 s nach dem vollen Öffnen der Entnahmestelle ...

26, 10 und 7 s 60, 18 und 10 s

Temperaturanforderung [ °C] ... mindestens 55 °C Ausnahme: dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer, empfohlen 50 °C

42 °C 50 °C

6 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Drei Säulen für Trinkwasserhygiene und Warmwasserkomfort Das gewählte Konzept trägt mit den nachfolgend beschriebenen drei Säulen den Anforderungen der Trinkwasser-Verordnung (TrinkwV) Rechnung, nach der eine Schädigung der Gesundheit durch Krankheitserreger wie Legionellen durch den Genuss oder Gebrauch des Trinkwassers ausgeschlossen werden muss. Darüber hinaus wird es den

Anforderungen an die Verkehrssicherungspflichten der Eigentümer gerecht, da gemäß TrinkwV der Betreiber oder Inhaber einer Trinkwasseranlage für die Qualität des an Dritte abgegebenen Trinkwassers verantwortlich ist. Auch hier steht die Minimierung von Verkeimungsrisiken für das Trinkwasser im Vordergrund der Planung.

Die Planungsziele des Uponor/KaMo-Konzepts Dezentrale Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip

Stockwerksinstallation in Durchschleif-Ringinstallation

Bedarfsgerechte Hygienespülung der Stockwerksinstallation

Planungsziele:

Planungsziele:

Planungsziele:

• Trinkwassererwärmung nur im Bedarfsfall

• Sicherer Wasseraustausch in allen Leitungsteilen, unabhängig vom individuellen Nutzungsprofil

• Aufrechterhaltung des bestimmungsgemäßen Betriebes der Trinkwasserinstallation

• Geringer Druckverlust durch Parallelschaltung von Rohrnetzwiderständen

• Vermeidung von längeren Stagnationsphasen bei Nichtnutzung durch Abwesenheit der Bewohner

• Vermeidung von Hygiene-Risiken durch gespeichertes, erwärmtes Trinkwasser • Vermeidung von Hygiene-Risiken durch zirkulierendes Warmwasser im Gebäude oder in Wohnungen • Schnelle Verfügbarkeit von Brauchwarmwasser ohne Speicherung • Hohe Effizienz der Warmwasserbereitung

• Kleinere Rohrdurchmesser und Wasserinhalte ermöglichen • Vermeidung von stagnierenden Einzelanbindungen wenig genutzter Entnahmestellen

• Sichere Temperaturhaltung für Kalt- und Warmwasser • Sichere Inbetriebnahme und Überwachung des bestimmungsgemäßen Betriebes in der Bauphase

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 7

Säule 1 – Dezentrale Trinkwassererwärmung mit Frischwasserstationen

ausdrücklich nicht mithilfe von Trinkwasser umzusetzen.

Für den Betrieb der dezentralen Warmwasserversorgung der einzelnen Entnahmestellen (Temperatur und Zeit) gelten gem. DIN 1988-200:2012-05 in 9.7.2.4 darüber hinaus keine weiteren Anforderungen.

Um Gesundheitsrisiken durch Legionellen für den Nutzer der Trinkwasseranlage zu minimieren, sollte in der Planung bewusst auf eine zentrale Speicherung von erwärmtem Trinkwasser und eine Zirkulation von Warmwasser im Gebäude verzichtet werden. Potenzielle Verkeimungsrisiken für das Bevorraten und Transportieren von warmem Trinkwasser durch zentrale Warmwasserspeicher sowie weitläufige Warmwasserverteilnetze mit Zirkulation werden somit bereits in der Planung konstruktiv vermieden. Stattdessen erfolgt die Warmwasserbereitung in dezentralen Wohnungsstationen. Und zwar immer nur dann, wenn in der jeweiligen Wohnung Warmwasser gezapft wird. Dabei erfolgt die Wärmeübergabe an das Trinkwasser in der Wohnungsstation mithilfe eines Plattenwärmetauschers, der über ein 2-Leiter Heizungs-Rohrnetz von einem Heizwasser-Pufferspeicher versorgt wird. Dies entspricht den allgemein anerkannten Regeln der Technik. So empfiehlt die DIN 1988-200: 2012-05 unter 9.2.1 die notwendige Speicherung von Energie zur Warmwasserbereitung mithilfe des Heizmediums und

KaMo Combi Port E – mit thermischer Trennung von Trinkwasser- und Heizungsleitungen

Stockwerksinstallation mit dezentraler Warmwasserbereitung über Wohnungsstationen 1 Wohnungsstation 2 Pumpengruppe 3 Pufferspeicher 4 Wärmeerzeuger (Kessel)

1

1

1

1

2

3

4

8 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Wärmeenergie puffern statt Trinkwasser speichern!

Ganz im Sinne der DIN 1988-200 sollte die notwendige Speicherung von Energie für die Warmwasserbereitung in Heizungs-Pufferspeichern und nicht mit Trinkwasserspeichern erfolgen.

Säule 2 – Stockwerksinstallation als DurchschleifRinginstallation Die Stockwerksinstallation in den Wohnungen erfolgt über sogenannte Durchschleif-Ringinstallationen – die im Gegensatz zu herkömmlichen T-Installationen – einen kompletten Austausch des in den Leitungen befindlichen Trinkwassers ermöglichen. So wird – unabhängig von der Häufigkeit der Nutzung einzelner Entnahmestellen – bei jeder Entnahme eine Durchströmung aller Leitungsteile der Durchschleif-Ringinstallation und damit die bestmögliche Vermeidung von stagnierenden Kalt- und Warmwasserleitungsteilen erreicht.

Das Konzept wird damit den Anforderungen der in der VDI-Richtlinie 6023 (Hygiene in Trinkwasserinstallationen – „Anforderungen an Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung“) gerecht, nach der ein sicherer Wasseraustausch in allen Leitungsteilen erfolgen muss. Auch hier steht die nachhaltige Aufrechterhaltung der Trinkwasserhygiene im Vordergrund der Planung.

Durchströmung aller Leitungsteile Es ist aus trinkwasserhygienischer Sicht wichtig, das Wasservolumen in den Rohrleitungen möglichst gering zu halten.

Dementsprechend müssen in allen Leitungsteilen die Druckverluste reduziert werden, um geringere Rohrdurchmesser zu erreichen. Durch die Parallelschaltung von

Widerständen und die Aufteilung des Volumenstroms auf zwei Fließwege weisen Durchschleif-Ringinstallationen generell deutlich niedrigere Druckverluste auf als beispielsweise Durchschleif-Reiheninstallationen. Auf diese Weise können sowohl die Rohrdimensionen als auch der Wasser­ inhalt besonders klein gehalten werden. Damit sind einige der zentralen Forderungen der VDI-Richtlinie 6023 (Stagnationsstrecken vermeiden, Wasserinhalt gering halten und für einen regelmäßigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen sorgen) erfüllt.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 9

Temperaturhaltung in den Leitungsteilen der Stockwerksinstallation Ein Verkeimungsrisiko ergibt sich regelmäßig dann, wenn zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: ungünstiger Temperaturbereich (zwischen 25 °C und 55 °C) und lange Verweilzeiten des Wassers. Daher ist die Kenntnis der Temperaturbereiche einer Installation – zum Beispiel während normaler Zapfruhen etwa an Werktagen – wichtig, um eine hygienisch optimale Lösung auszuwählen.

nähert sich auch die Kaltwassertemperatur der Umgebungstemperatur an. Auf diese Weise befindet sich der gesamte Wasserinhalt der Stockwerksinstallation in keiner der beiden Leitungen über einen längeren Zeitraum im hygienisch ungünstigen Bereich von 25 bis 55 °C. Die Dämmstärke der Leitungen entspricht den Mindestanforderungen der DIN 1988-200.

Durchschleifen – aber richtig!

Durchschleif-Ringinstallationen ermöglichen den bestmöglichen Wasseraustausch in Teilen des Rings, egal wo gezapft wird.

Im Gegensatz zur Zirkulation wird die Warmwasserleitung bei der Durchschleif-Ringinstallation nicht dauerhaft auf hohen Temperaturen gehalten. Stattdessen sinkt die Warmwassertemperatur während der Zapfruhe in relativ kurzer Zeit unter die kritische Temperatur von 25 °C ab. Zugleich entfällt das für die Zirkulation typische Aufheizen der in der gleichen Vorwand oder im gleichen Schacht installierten Kaltwasserleitung, sodass auch bei längeren Zapfunter­ brechungen das Verkeimungsrisiko insgesamt – also für Warm- und Kaltwasserleitungen – minimiert wird.

Ringleitungen haben nichts mit Zirkulation zu tun!

In Ringleitungen zirkuliert kein Wasser mit hoher Temperatur. Ringleitungen versorgen Entnahmestellen über parallele Fließwege, um alle Leitungsteile zu durchströmen.

Die nachfolgende Abbildung verdeutlicht im TemperaturStagnationsdiagramm anschaulich die Temperaturverläufe in einer typischen Durchschleif-Ringinstallation während der Zapfruhe an einem Werktag nach Verlassen der Wohnung.

Innerhalb von ca. 2,5 Stunden fällt die Warmwassertemperatur auf das Umgebungstemperaturniveau ab. Parallel dazu

Keine Temperaturübertragung!

Sobald Zapfruhe herrscht, sinkt die Warmwassertemperatur in Richtung Umgebungstemperatur, da es keine dauerhafte Zirkulation von Warmwasser im Ring gibt.

Temperaturverläufe innerhalb der Durchschleif-Ringinstallation

während 10-stündiger Zapfruhe (6 mm Dämmschichtdicke nach DIN 1988-200) 60 55

Trinkwassertemperatur [°C]

50 45

hygienisch ungüns�ger Temperaturbereich von 25 °C bis 55 °C sollte über längere Stagna�onsphasen vermieden werden.

40 35 30 25

Umgebungstemperatur: 24 °C

20

16 x 2 PWC 20 x 2,25 PWC 16 x 2 PWH

15 10

20 x 2,25 PWH 0

1

2

3

4

Zeit [h]

5

6

7

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8

9

10

Installationsarten im Vergleich Das nachfolgende Beispiel für den Systemvergleich ist eine typische Mehrfamilienhaus-Stockwerksinstallation mit einem Bad und benachbarter Küche. Hierfür wurde die Warmwasserverteilung jeweils als T-Stück- sowie als DurchschleifRinginstallation nach den Regeln der DIN 1988-300 dimen­ sioniert. Für beide Varianten liegt der gleiche Druck an den Stockwerksabsperrungen an, sodass die Ergebnisse direkt miteinander vergleichbar sind. Als ungünstigster Fließweg in der Installation ergibt sich die Dusche. Diese bietet sich auch an, um die Auswirkungen der einzelnen Installations­ arten hinsichtlich Trinkwasserhygiene und Warmwasser­ komfort zu untersuchen.

Die Ergebnisse der Vergleichsrechnungen sind in der Tabelle unten zusammengestellt. Beim Warmwasserinhalt in der

Stockwerksinstallation ergeben sich kaum Unterschiede.

Dies liegt daran, dass bei der T-Installation bei gleich hohem Eingangsdruck eingangsseitig größere Rohrdimensionen erforderlich sind. Bemerkenswert ist, dass die Ringleitung nahezu denselben Wert erreicht wie die T-Stück-Installation.

Die Aufteilung des Volumenstroms auf zwei Fließwege ermöglicht hier die kleinsten Rohrquerschnitte und damit einen Warmwasserinhalt von deutlich unter 3 Litern.

Im Gegensatz zur T-Installation kommt es bei der Ringleitung auch bei der Nutzung der Dusche als ungünstigstem Fließweg zu keinerlei Stagnation in der Verteilung. Gleichzeitig werden auch die Komfortkriterien für die Warmwasserbereitstellung jederzeit erfüllt. Wie die Berechnung der Ausstoßzeiten gemäß der VDI 6003 zeigt, ergeben sich gegenüber der T-Installation keine signifikanten Unterschiede.

Ergebnisse der Vergleichsrechnungen zur Warmwasserverteilung Installationsart

T-Installation

Durchschleif-Ringinstallation

1364 mbar

1364 mbar

Wasserinhalt der Stockwerksinstallation

2,1 Liter

2,2 Liter

Wasserinhalt im Fließweg zur Dusche

1,6 Liter

2,2 Liter

Bei Nutzung der Dusche stagnierender Wasserinhalt

0,5 Liter

-

12 Sekunden entspricht AS II (VDI 6003)

15 Sekunden entspricht AS II (VDI 6003)

Druckbedarf einschließlich Mindestfließdruck der Duscharmatur

Ausstoßzeit Warmwasser 42 °C gem. VDI 6003

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 11

Aufteilung der Volumenströme in der Ringleitung Zur Bemessung von Trinkwasser-Ringleitungen empfiehlt die DIN 1988-300 die Anwendung des „Hardy-Cross-Verfahrens“. Dabei handelt es sich um eine iterative Berechnungsmethode, mit der die Ringvolumenströme ermittelt und damit die Rohrleitung dimensioniert werden kann. Moderne Planungsprogramme, wie etwa die Uponor HSE-Planungssoftware, verfügen darüber hinaus über eine Funktion zur Strömungssimulation einzelner Entnahmestellen. Dabei können einzelne Verbraucher komfortabel zu- und abgeschaltet werden, um die Strömungsaufteilung bei Einzelentnahmen aus der Ringinstallation nachzuvollziehen.

So soll beispielsweise für die in der nachfolgenden Abbildung gezeigte Stockwerksinstallation untersucht werden, ob die Leitung auch bei Betätigung des WC-Spülkastens, der relativ nah am Einspeisepunkt des Ringes liegt, noch komplett durchspült wird. Die Aufteilung der Volumenströme im Ring ergibt sich zu etwa 70 % (0,09 l/s) über den kurzen Leitungsweg zum WC und zu etwa 30 % (0,04 l/s) über den längeren Fließweg (Badewanne, Dusche, Waschtisch bis zum WC).

Bei einer Spülkastenbetätigung mit 4 Litern Spülvolumen wird auch im hydraulisch ungünstigeren, längeren Fließweg der Wasserinhalt (1,2 Liter) komplett ausgetauscht.

Um die Berechnungsergebnisse zu validieren, hat Uponor die Installation im Laborversuch mit exakt gleichen Rohrlängen, Fittings und Entnahmestellen nachgebaut und hydraulisch vermessen. Hierzu wurden in beiden Fließwegen UltraschallVolumenstrom-Messgeräte installiert und verschiedene Zapfvorgänge mit unterschiedlichem Vordruck untersucht.

Dabei wurde eine Zapfmenge von 0,129 l/s für den Spül­ kasten eingestellt. Die Aufteilung der Volumenströme in der Messung entspricht mit 69,4 % zu 30,6 % recht genau der Berechnung nach dem Hardy-Cross-Verfahren in der Uponor HSE-Software.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Beispielinstallation durchgehend in der kleinstmöglichen Rohrdimension 16 x 2 mm ausgeführt werden kann. Damit ergibt sich mit nur 2,1 Litern ein sehr geringer Wasserinhalt bei gleichzeitig geringem Druckverlust. Alle Leitungsteile werden optimal durchströmt.

Ermittlung der Volumenströme in einer Bad-Ringinstallation durch Berechnung und vergleichende Labormessung WC-Spülung betätigen (0,129 Liter/s)

Labormessung: Fließweg

L/s

L/min

Betätigung des WC-Spülkastens: 0,129 l/s

%-Aufteilung

2

0,0395

2,37

30,62%

1

0,0895

5,37

69,38%

0,129

7,74

100,00%

1

2 Berechnung mit HSE (Hardy Cross): Fließweg

L/s

L/min

%-Aufteilung

1 2

0,04

2,4

30,77%

1

0,09

5,4

69,23%

0,13

7,8

100,00%

69,4 %

2

30,6 %

12 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Säule 3 – Automatisierte und bedarfsgerechte Hygienespülung

durch Nichtbenutzung oder längere Abwesenheit der Bewohner kann mit der automatisierten, bedarfsgerechten Hygiene­ spülung vermieden werden.

Dritter Baustein des dezentralen Trinkwasserkonzepts ist die wohnungsweise Hygienespülung. Spülstationen ermöglichen Betreibern und Eigentümern die sichere Einhaltung von Hygieneanforderungen durch bedarfsgerechte Hygienespülung von Warm- und Kaltwasserleitungen, auch in Zeiten längerer Abwesenheit von Bewohnern oder Nichtnutzung. Der bestimmungsgemäße Betrieb ist in VDI 6023 so definiert, dass spätestens alle 72 Stunden der Wasserinhalt einer Installation durch Nutzung ausgetauscht werden soll, um ein Legionellenwachstum aufgrund von Stagnation in Kombination mit ungünstigen Temperaturbereichen auszuschließen.

Die VDI-Richtlinie 6023 unterscheidet hier grundsätzlich drei Arten von Nutzungsunterbrechungen, die unterschiedliche Maßnahmen im Betrieb der Trinkwasseranlage nach sich ziehen:

Nutzungsunterbrechungen gegen Stagnation absichern

Nutzungsunterbrechungen und Maßnahmen gemäß VDI 6023 Nutzungsunterbrechung

Betriebstechnische Maßnahme gemäß VDI 6023

Mehr als 3 Tage (72 h)

Vollständiger Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen Leitungen absperren und bei Wiederinbetriebnahme alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen Leitungen absperren und entleeren.

Bei Wiederinbetriebnahme alle Leitungsteile spülen gemäß ZVSHK Merkblatt „Spülen, Desinfizieren und Inbetriebnahme von Trinkwasserinstallationen“ oder DVGW W 557.

Mikrobiologische Untersuchung erforderlich

Funktionsweise einer Spülstation Die in den Wohnungen eingesetzte Spülstation erkennt eigenständig Stagnation innerhalb der Kalt- und Warmwasser-Stockwerksleitungen und tauscht das Trinkwasser, abhängig von der einstellbaren zugelassenen Stagnationszeit oder Temperatur, aus. Darüber hinaus erfolgt die Hygienespülung aufgrund der gewählten Ringinstallation immer in allen Leitungsteilen, ohne Stagnationsbereiche (wie sie beispielsweise bei Einzelanschlüssen in T-Installationen vorkommen). Negative Einflüsse auf die Trinkwasserhygiene

Mehr als 4 Wochen

Mehr als 6 Monate

Spülstationen, wie hier Smatrix Aqua PLUS, können flexibel in die Ringleitung eingebunden werden und sorgen dort für den notwendigen Austausch des Wasserinhalts bei längeren Nutzungsunterbrechungen.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 13

Werden planerisch keine automatisierten Hygienespüleinrichtungen vorgesehen, so muss die Trinkwasseranlage gegen alle drei Nutzungsunterbrechungen betriebstechnisch abgesichert werden. Die Umsetzung der Maßnahmen sollte gegenüber den Eigentümern und Nutzern der Wohnungen im Raumbuch dokumentiert sein.

Hier zeigt sich ein wesentlicher Vorteil automatisierter Hygienespüleinrichtungen. So können alle Arten von Nutzungsunterbrechungen abgesichert werden, ohne zeitaufwändige und kostenintensive Maßnahmen. Oft dürfte dem Betreiber bereits die Information fehlen, ob eine Nutzungs­ unterbrechung vorliegt. Im Sinne nachhaltiger Sicherheit der Trinkwasser-Installation und der Vermeidung von Haftungs­ risiken aufgrund der Verkehrssicherungspflicht des Eigen­ tümers bzw. Betreibers der Trinkwasser-Installation sind Hygienespüleinrichtungen von großem Vorteil.

Bestimmungsgemäßer Betrieb bereits in der Rohbauphase möglich Ein weiterer Vorteil der automatisierten Hygienespülung liegt in der Aufrechterhaltung des bestimmungsgemäßen Betriebes, der bereits nach Abschluss der Installationsarbeiten noch in der Bauphase erfolgen kann. Alle Leitungsabschnitte, die in eine Hygienespülung eingebunden sind, können mit Trinkwasser befüllt werden. Dies erspart zusätzliche Kosten und Koordinationsaufwand, da sonst nur Installationen in Wohnungen mit Trinkwasser gefüllt werden dürfen, wenn diese nach spätestens 72 Stunden durch bestimmungsgemäße Nutzung betrieben werden. Dadurch muss häufig mit Luft oder inertem Gas abgedrückt werden. Mit einer automatisierten Hygienespülung kann die Installation bereits in der Rohbauphase bestimmungsgemäß betrieben und für den hygienisch erforderlichen Wasseraustausch gesorgt werden.

Dies wird deutlich, wenn man die Kosten einer mehr als 6 Monate andauernden Nutzungsunterbrechung (z.B. Leerstand) einmal beispielhaft vergleicht: Maßnahme 1: Keine geräteseitige Absicherung • Leitungen absperren und entleeren • Leitungen gem.

ZVSHK-Spülplan spülen • Mikrobiologische Untersuchung Kosten (ca.) 500 Euro

Maßnahme 2: Hygiene-Spülstation in der Wohnung sichert Nutzungsunterbrechung • Leitungen nicht absperren • Wasseraustausch automatisiert über Spülstation

ca. Kosten 19 Euro (Wasser, Energie)

14 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Zirkulationssysteme – eine kritische Betrachtung Bedarfsgerecht ausgelegte Warmwasserspeicher bieten ohne Frage hohen Warmwasserkomfort, in vielen Fällen in Kombination mit einem Zirkulationssystem, dass die Ver­ sorgung der Wohnungen in Mehrfamilienhäusern mit Warmwasser hydraulisch sicherstellt. Technisch sauber hydraulisch einreguliert wird das Warmwasser mit >60 °C aus dem oberen Speicherbereich entnommen, durch das Gebäude zirkuliert und mit mindestens 55 °C wieder zurück in den Warmwasserspeicher zur Nachheizung eingespeist.

Dieses Konzept stellt den Warmwasserkomfort in den Fokus, hat aber in puncto Trinkwasserhygiene einige Nachteile, die in der Systemwahl und für den jeweiligen Einsatz in Gebäuden berücksichtigt werden müssen. Denn auch hier gilt das Planungsziel, das die TrinkwV im Sinne des Verbraucherschutzes klar vorgibt: „Eine Schädigung der Gesundheit durch Krankheitserreger wie Legionellen durch den Genuss oder Gebrauch des Trinkwassers muss ausgeschlossen werden.“ Nachfolgend soll daher ein wesentlicher Schwachpunkt dieser Art der Warmwasserverteilung beleuchtet und hygienisch bewertet werden. Neben den reinen Warmwasserspeichern, die dauerhaft sogenannte Kaltzonen aufweisen, Temperatureinbrüchen der Zirkulation nach Spitzenbelastungen und dem schwierig umzusetzenden hydraulischen Abgleich, ergibt sich in der Peripherie der Warmwasserverteilung mit Zirkulation ein Betriebszustand, der das Risiko des Legionellenwachstums systematisch begünstigt: Stagnierende Warmwasserabzweige!

Schon während normaler Zapfruhezeiten kommt es in den stagnierend betriebenen Warmwasser-Einzelanbindungen zu ungünstigen Temperaturbedingungen. Je länger nun in den abzweigenden Teilstrecken kein Wasser entnommen wird, desto höher ist das Risiko einer Verkeimung der stagnierenden Einzelanschlüsse – zumal die Zirkulation für einen stetigen Wärmeeintrag sorgt.

Das Problem: Erwärmung stagnierender T-Abzweige an zirkulierenden Warmwasserleitungen Der Effekt des Aufheizens stagnierender Einzelanschlüsse soll zunächst an einem einfachen Beispiel mithilfe von Infrarot-Aufnahmen gezeigt werden. Eine horizontal unter der Decke verlaufende T-Stück-Installation verzweigt über mehrere Richtungsänderungen nach links unten zu einem Ausgussbecken und schließt nach oben weitere Entnahmestellen an. Die Warmwasserleitung ist dabei in die Zirkulation ein­ gebunden und zirkuliert dauerhaft mit Temperaturen über 55 °C. Die in der nachfolgenden Bilderfolge dargestellten Infrarotaufnahmen starten direkt nach Inbetriebsetzung der Warmwasserzirkulation.

Die Einzelanschlussleitung zum Ausgussbecken wurde mehrere Stunden nicht genutzt und hatte annähernd Um­gebungstemperatur. Schon nach wenigen Minuten erwärmt sich der stagnierende Abzweig zum Ausgussbecken zunächst in horizontaler, später auch in vertikaler Richtung.

Schon nach nur 30 Minuten dauerhafter Zirkulation haben sich große Teile der stagnierenden Leitung auf Oberflächentemperaturen von 25–40 °C erwärmt – optimale Bedingungen für Legionellenwachstum. Es herrscht kein Wasseraustausch und es bleibt dank Zirkulationseinbindung im Stockwerk angenehm warm. Von einer „Auskühlstrecke“ kann hier nicht die Rede sein. Vielleicht bleibt die Armatur selbst kalt, was dem Nutzer zumindest den haptischen Eindruck vermittelt, dass alles in Ordnung sei. Nicht vergessen werden darf dabei aber, dass Teile der abzweigenden Anschlussleitung definitiv über lange Zeiträume in einem kritischen Temperaturbereich stagnierend betrieben werden. Die Infrarot-Aufnahmen geben zwar keinen exakten Aufschluss über die Wasser­ temperaturen in der Einzelanschlussleitung. Sie zeichnen aber ein klares Bild des negativen Einflusses der stetigen Zirkulation auf nicht zirkulierende, abzweigende Stichleitungen.

Die Infrarotaufnahmen zeigen deutlich, wie sich die von der Warmwasserzirkulation abzweigende, stagnierende Stichleitung schrittweise in kritische Temperaturbereiche erwärmt.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 15

Unkontrolliertes Aufheizen von Abzweigen an zirkulierenden Warmwasserleitungen im Schacht Das unkontrollierte Aufheizen des Abzweigs einer zirkulierenden Warmwasserinstallation kann auch in Schachtinstallationen nachgewiesen werden und tritt unabhängig vom verwendeten Rohrmaterial auf. In der rechts dargestellten Schachtinstallation zirkuliert das Warmwasser (gelber Pfeil) innerhalb der vertikalen Verteilung. Der horizontal verlaufende Warm­ wasser-Abzweig schließt einen Laborbereich an. In der Strecke ca. 20 cm hinter dem Abzweig wurde zur Über­ wachung ein Temperatursensor angebracht.

Zirkulation – Problem stagnierender WW-Abzweig!

Eine funktionierende Zirkulation (60/55 °C) schützt allenfalls den zirkulierenden Teil der Warmwasserverteilung. Das Wasser in stagnierenden Abzweigen wird dabei systematisch in ungünstige Temperaturbereiche aufgeheizt. Abhängig von der Dauer der Stagnation ergeben sich günstige Bedingungen für Legionellenwachstum.

Das Ergebnis: Während der Zapfruhe heizt sich das Wasser in der abzweigenden Leitung auf 40 °C bis 44 °C auf. An jedem Abzweig einer zirkulierenden Warmwasserleitung ergibt sich während Stagnationsphasen systematisch ein hohes Risiko für Legionellenwachstum aufgrund der langen Verweilzeit des Wassers im Abzweig bei ungünstigen Temperaturen.

Die Messdaten zeigen im Betrachtungszeitraum Wassertemperaturen im stagnierenden Abzweig von 41 °C bis 44 °C. (blauer Graph)

16 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Das Uponor/KaMo-Planungskonzept Vorgehensweise bei der Planung Anhand des Musterprojekts mit 14 Wohneinheiten zeigt der Planungsleitfaden beispielhaft Schritt für Schritt, welche Planungs- und Dimensionierungsschritte innerhalb des Trinkwasserkonzepts erforderlich sind und worauf während der Planung zu achten ist. Das nachfolgende Ablaufschema soll helfen, das Gesamtkonzept aus heizungstechnischer und sanitärtechnischer Anlage in der Projektierung sicher umzusetzen.

Raumbuch zur Erfassung wichtiger Anforderungen

rungen an die Trinkwasserverteilung hinsichtlich Entnahmestellen, Dimensionierung, Gleichzeitigkeit, zu erwartendem Warmwasserkomfort und der Absicherung des bestimmungsgemäßen Betriebes eingesetzt werden. Alle wesentlichen Faktoren für die Planung des Rohrnetzes werden darin berücksichtigt, sodass im fortlaufenden Planungsprozess die Ergebnisse mit den Anforderungen abgeglichen werden können.

Im Raumbuch werden die erforderlichen Angaben je Wohnungsstation gemacht, d. h., nach Eingabe der Entnahmestellen steht u.a. sofort der zu erwartende Spitzenvolumenstrom für die Auslegung der Wohnungsstation sowie zur Dimensionierung der Trinkwasserverteilung zur Verfügung.

Festlegungen zur Trinkwassererwärmung und zum Am Anfang der Planung steht das Raumbuch. Damit die Warmwasserkomfort Trinkwasseranlage die Erwartungen des Bauherrn erfüllt und ggf. Abweichungen bereits während der Planung überwacht In dem Raumbuch können außerdem die Art der Trinkwasser­ und korrigiert werden können, müssen die Anforderungen erwärmung sowie die Warmwasserkomfortanforderungen aller Räume mit Entnahmestellen in einem Raumbuch festgelegt werden. Je nach Auswahl wird ein entsprechender erfasst werden. Das hier vorgestellte Raumbuch für das Planungshinweis ausgegeben.

Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung: Trinkwasser-Rohrnetz kann zur Erfassung der Anfordegilt für die Räume:

OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

Erstellungsdatum:

30.01.2020

Ersteller:

He

Beispiel 1: zentrale Warmwasserverteilung mit Zirkulation sowie Anforderungsstufe II der VDI 6003 Warmwasserbereitung, -verteilung: Planungshinweis: Gemäß DIN1988-200 :2012-05 gilt für die Warmwasserverteilung: Am Wasseraustritt des Trinkwassererwärmers mit Zirkulation ist eine Temperatur von mindestens 60°C aus hygienischen Gründen einzuhalten. In zirkulierenden Trinkwasser-Installationen darf ein Temperaturabfall von 5 K nicht überschritten werden. Bei Rohrleitungsinhalten von >3Liter sind Zirkulationsleitungen einzubauen. Die Anforderungen des DVGW W551 sind zu beachten.

Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN1988-200 können weitere werkvertragliche Komfortanforderungen (VDI6003) vereinbart werden.

Warmwasserkomfortanforderung: Planungshinweis: Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung: Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Bei bestimmungsgemäßem Betrieb darf max. 30 s nach dem vollen Öffnen

gilt für die Räume:

einer Entnahmestelle die Temperatur des Trinkwassers kalt 25°C nicht übersteigen und die Temperatur des Trinkwassers warm muss mindesten 55°C erreichen.

Erstellungsdatum:

OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

30.01.2020 Dimensionierungsanforderungen: He

Komfortanforderungen:

Beispiel 2: dezentrale Warmwasserverteilung sowiegem.

Anforderungsstufe der VDI 6003 Entnahmestellen: gem. mit DIN Frischwasserstation 1988-300 DIN1988-200 oder IIVDI6003 Ersteller:

MindestAusentnahmeWarmwasserbereitung, -verteilung: stoßzeit menge in Soll-Temp. berücksichtigen* in °C in Sek. Liter/min Anzahl: Planungshinweis: Badewanne (BW) 1 0,15 0,15 1 45 12 10 Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussDusche (DU) 1 0,15 0,15 0 42 10 9 Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Waschtisch (WT) 2 0,07 0,07 1 40 18 5 Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 1 40 18 5 Küchenspüle (KÜ) Zusätzlich zu den Anfoderungen 1 0,07 0,07 können1 weitere werkvertragliche 50 18 5 der DIN 1988-200 WC-Spülkasten (WC) 1 0,13 vereinbart werden.

1 Komfortanforderungen (VDI 6003) Waschmaschine 1 0,07 1 kalt VR [l/s]

warm VR [l/s]

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; 1=ja).

Warmwasserkomfortanforderung: Planungshinweis: Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]:

0,56

0,36

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur

Gemäß können ohne weitere Anforderungen an Spitzenvolumenstrom VS DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale TrinkwassererwärmerAuslegung der versorgenden Kaltwasserleitung Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden. gem. DIN 1988-300: anzusetzen.

0,386 0,279 L/s

Gewählte Installationsart:

Entnahmestellen: T-Stück-Installation T-Installation:

Badewanne (BW)

Dimensionierungsanforderungen:

Komfortanforderungen:

gem.

DIN 1988-300 und -verteilung in Mehrfamilienhäusern gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003 Dezentrale Trinkwassererwärmung – Planungsleitfaden l 17 Durchschleif-Reiheninstallation Durchschleif-Reiheninstallation: Durchschleif-Ringinstallation

Anzahl: 1

kalt VR [l/s]

warm VR [l/s]

0,15

0,15

Soll-Temp. berücksichtigen* in °C 1 45

Ausstoßzeit in Sek. 12

Mindestentnahmemenge in Liter/min 10

gilt für die Räume:

OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

Erstellungsdatum:

30.01.2020

Ersteller:

He

Dimensionierungs- und Komfortanforderungen

Im Raumbuch sind darüber hinaus je nach Definition der Komfortanforderungen für jede Entnahmestelle Temperaturanforderung und Ausstoßzeit sowie die MindestentnahmeIm nächsten Schritt erfolgt die Festlegung der Entnahme­ Planungshinweis: menge bei zwei gleichzeitigen Entnahmen dargestellt. stellen für Kalt- und Warmwasser sowie die der GleichzeitigGemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete keit. Grundsätzlich wird der Spitzenvolumenstrom Vs einer Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

Der Spitzenvolumenstrom (Warmwasser) liegt also für dieses Wohnungsstation gemäß DIN 1988-300:2012-05 mit der folRaumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung: Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche Beispiel bei 0,279 l/s bzw. bei – für die Auswahl von Frischgenden Gleichung berechnet: Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden. wasserstationen gebräuchlicheren – 16,8 l/min.

Die Auswahl gilt für die Räume: OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche ̇V = a (∑ V̇ R)b – c der Stationen wird innerhalb des Planungsleitfadens später mit a = 1,48, b = 0,19, c = 0,94 S Warmwasserkomfortanforderung: 30.01.2020 Erstellungsdatum: im Musterprojekt erläutert.

Warmwasserbereitung, -verteilung:

Planungshinweis: Ersteller:

He

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

Warmwasserbereitung, -verteilung: Planungshinweis:

Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung:Komfortanforderungen: Dezentrale DurchflussDimensionierungsanforderungen: ohne weitere Anforderungen betrieben wenn das nachgeschaltete Entnahmestellen: Trinkwassererwärmer können gem. DIN 1988-300 gem.werden, DIN 1988-200 oder VDI 6003 Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

MindestAusentnahmewarm kalt Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche stoßzeit menge in Soll-Temp. berückVR [l/s] VR [l/s] Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden. sichtigen* in °C in Sek. Liter/min Anzahl: Badewanne (BW) 1 0,15 0,15 1 45 12 10 Warmwasserkomfortanforderung: Dusche (DU) 1 0,15 0,15 0 42 10 9 Waschtisch (WT) 2 0,07 0,07 1 40 18 5 Planungshinweis: Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 1 40 18 5 Küchenspüle (KÜ) 1 0,07Dezentrale Trinkwassererwärmer 0,07 1 50 weitere Anforderungen 18 5 Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: können ohne an betrieben werden.

WC-Spülkasten (WC) Temperaturen und1Ausstoßzeiten 0,13 1 Waschmaschine 1 0,07 1 Entnahmestellen: Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]:

Dimensionierungsanforderungen: gem. DIN 1988-300 0,56 0,36

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; Komfortanforderungen: 1=ja). gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003

MindestFür dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Aus-und Kaltwasser entnahmezur Summe der VS für Warmwarm kalt Spitzenvolumenstrom VS stoßzeitKaltwasserleitung menge in Soll-Temp.der versorgenden berückAuslegung VR [l/s] VR [l/s] gem. DIN 1988-300: 0,386 0,279 L/s sichtigen* anzusetzen. in °C in Sek. Liter/min Anzahl: Badewanne (BW) 1 0,15 0,15 1 45 12 10 Dusche (DU) 1 0,15 0,15 0 42 10 9 Gewählte Installationsart: Waschtisch (WT) 2 0,07 0,07 1 40 18 5 Durchschleif-Reiheninstallation T-Stück-Installation Durchschleif-Ringinstallation Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 1 40 18 5 Küchenspüle an (KÜ) 1 0,07 0,07 1 50 18 5 Anforderungen die Aufrechterhaltung des bestimmungsgemäßen Betriebes WC-Spülkasten (WC) 1 0,13 1 Waschmaschine 1 0,07 1

Im nächsten Schritt erfolgt im Raumbuch die Festlegung der Installationsart. Sie hat direkten Einfluss auf die Maßnahmen Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]:

0,56

Spitzenvolumenstrom VS

Beispiel: Hinweise zur Installationsart: gem. T-Installation DIN 1988-300:

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die zur Aufrechterhaltung des bestimmungsgemäßen Betriebes Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; der Trinkwasserinstallation.

1=ja).

0,36

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung anzusetzen.

0,386 0,279 L/s Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring angeschlossenen Entnahmestellen betätigt wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der Gewählte Installationsart: Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden.

T-Stück-Installation

Durchschleif-Reiheninstallation

Durchschleif-Ringinstallation

Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

mehr als 4 Wochen

Hinweise zur Installationsart:

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustauch (alle 72 h gem.>VDI 6023) -muss auch für die mehr als 6 Monate VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen 6 Monate Leitungen absperren und Einzelanschlussleitungen (z.B. selten genutze Wanne, nicht angeschlossene Waschmaschine etc.) sichergestellt werden. entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHK-

Merkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

mehr als 4 Wochen

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

mehr als 6 Monate

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und

entleeren, alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHK18 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in danach Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden Merkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Erstellungsdatum:

*) Berücksichtigung Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertraglicheder Entnahmestelle für die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; 30.01.2020 Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

1=ja).

Ersteller: Summe Berechnungsdurchfluss VR He [l/s]: Warmwasserkomfortanforderung: Spitzenvolumenstrom VS -verteilung: Warmwasserbereitung, Planungshinweis:

Beispiel: gem. DurchschleifDIN 1988-300: Reiheninstallation Planungshinweis:

0,56

0,36

0,386

0,279

L/s

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung anzusetzen.

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Gemäß DIN 1988-200:2012-5 für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussTemperaturen und Ausstoßzeitengilt betrieben werden.

Gewählte Installationsart:

Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

Durchschleif-Reiheninstallation Durchschleif-Ringinstallation Dimensionierungsanforderungen: Komfortanforderungen: Entnahmestellen: Zusätzlich zu den Anfoderungen gem. DIN der 1988-300 gem.

DIN 1988-200 oder VDI 6003 DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche MindestKomfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

Ausentnahmewarm kalt stoßzeit menge in Soll-Temp. berückVR [l/s] VR [l/s] Warmwasserkomfortanforderung: sichtigen* in °C in Sek. Liter/min Anzahl: Planungshinweis: Badewanne (BW) 1 0,15 0,15 1 45 12 10 Dusche (DU) 1 0,15 0,15 0 42 10 9 Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: können ohne an Waschtisch (WT) 2 0,07Dezentrale Trinkwassererwärmer 0,07 1 40 weitere Anforderungen 18 5 Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 1 40 18 5 Hinweise zur Installationsart: Küchenspüle (KÜ) 1 0,07 0,07 1 50 18 5 WC-Spülkasten (WC) Betrieb - Der regelmäßige 1 0,13 1 VDIKomfortanforderungen: Bestimmungsgemäßer Wasseraustauch (alle 72 h gem.

6023) sollte durch die Anordnung des Dimensionierungsanforderungen: Waschmaschine 0,07 1 werden.

Hauptverbrauchers für Kalt) derDIN Reiheninstallation sichergestellt Entnahmestellen: am Ende (z.B. WC 1 gem.

1988-300 gem.

DIN 1988-200 VDI 6003 für die *) Berücksichtigung deroder Entnahmestelle Spitzenvolumenstrom-ErmittlungMindest(0=nein; Ausentnahmewarm kalt 1=ja). stoßzeit menge in Soll-Temp. berück[l/s] VR0,36 [l/s] VR0,56 Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]: Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die sichtigen* in °C in Sek. Liter/min Anzahl: für Warmund Kaltwasser zur Summe der V S Welche Art(BW) Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage geplanten ergeben?

Badewanne 1 0,15 0,15können sich 1 imAuslegung 45derRaum 12 10 Spitzenvolumenstrom VS versorgenden Kaltwasserleitung Dusche (DU) 1 0,15 Nutzungsunterbrechungen 0,15 42 10 9 in Beispiel: VDI 6023: h - vollständigen Wasseraustausch gem. Durchschleif-Ringinstallation DIN 1988-300: 0,386 0,279 L/s 0 > 72anzusetzen. mehr als 3 Tage Waschtisch (WT) 2 0,07 1 40 18 5 allen Leitungsteilen bis0,07 zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 1 40 18 5 Gewählte Installationsart: Küchenspüle (KÜ) 1 0,07 0,07 1 50 18 5 VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und mehr als 4 Wochen WC-Spülkasten 1 0,13 1 Durchschleif-Reiheninstallation T-Stück-Installation (WC) Durchschleif-Ringinstallation danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

Waschmaschine 1 0,07 1 T-Stück-Installation

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die

mehr als 6 Monate

Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]: Spitzenvolumenstrom VS gem. DIN 1988-300:

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Spitzenvolumenstrom-Ermittlung Monate - Leitungen absperren (0=nein; und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur1=ja).

Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHK0,56und mikrobiologische 0,36 Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Merkblatt Untersuchung.

0,386

0,279

L/s

Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung anzusetzen.

Gewählte Installationsart: Hinweise zur Installationsart: Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring Durchschleif-Reiheninstallation T-Stück-Installation Entnahmestellen betätigt Durchschleif-Ringinstallation angeschlossenen wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden.

Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben?

Die VDI-Richtlinie unterscheidet hier grundsätzlich Im letzten Schritt werden die möglichen Nutzungsunter­ VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 726023 h - vollständigen Wasseraustausch in mehr als 3 Tage Leitungsteilen zurArten Temperaturkonstanz sicherstellen. von Nutzungsunterbrechungen, die unterschiedliche brechungen definiert. Die Absicherung dieserallen Nutzungsunter­ - bisdrei Hinweise zur Installationsart: Maßnahmen im Betrieb der Trinkwasseranlage nach sich brechungen müssen dann planerisch oder in der WartungsBestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und mehr als 4 Wochen ziehen: und Instandhaltungsmaßnahmen umgesetzt werden. angeschlossenen Entnahmestellen betätigt wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden. mehr als 6 Monate

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

mehr als 4 Wochen

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

mehr als 6 Monate

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 19

Aufbau des Raumbuchs für die Planung der Trinkwasser-Verteilung, das je Wohnung (evtl. Typ-Wohung) angelegt wird Aufbau eines interaktiven Raum­ buchs für die Planung der Trinkwas­ ser-Verteilung, das je Wohnung (evtl. Typ-Wohnung) angelegt wird

Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung:

1OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

gilt für die Räume:

30.01.2020

Erstellungsdatum: Ersteller:

1 Eingabe: Objektdaten

He

2 Auswahl: Warmwasservertei­ lung (zentral oder dezentral)

2

Warmwasserbereitung, -verteilung: Planungshinweis:

Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

3 Anzeige: Planungshinweis zur gewählten Warmwasserverteilung

Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

4 Auswahl: Gewünschtes Warmwasser-Komfortlevel

3

5 Anzeige: Planungshinweis zum gewählten Warmwasser-Komfortlevel

4

Warmwasserkomfortanforderung: Planungshinweis:

5

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

7

Dimensionierungsanforderungen: gem. DIN 1988-300

Entnahmestellen:

Anzahl: 1 1 2

Badewanne (BW) Dusche (DU) Waschtisch (WT) Handwaschbecken (HWB) Küchenspüle (KÜ) WC-Spülkasten (WC) Waschmaschine

1 1 1

0,15 0,15 0,07 0,07 0,07 0,13 0,07

Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]:

0,56

Spitzenvolumenstrom VS gem. DIN 1988-300:

0,386

Gewählte Installationsart:

warm VR [l/s]

kalt VR [l/s]

6

0,15 0,15 0,07 0,07 0,07

8

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; 1=ja).

0,36

0,279

9

Durchschleif-Reiheninstallation

T-Stück-Installation

Komfortanforderungen: gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003 MindestAusentnahmestoßzeit menge in Soll-Temp. berücksichtigen* in °C in Sek. Liter/min 1 45 12 10 0 42 10 9 1 40 18 5 1 40 18 5 1 50 18 5 1 1

L/s

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung anzusetzen.

Durchschleif-Ringinstallation

Hinweise zur Installationsart: Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring angeschlossenen Entnahmestellen betätigt wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden.

10

11 Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

mehr als 4 Wochen

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

mehr als 6 Monate

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

12

20 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

6 Eingabe: Art und Anzahl Entnahmestellen mit Einzel-Volumenströmen 7 Anzeige: Parameter je Entnah­ mestelle zum gewählten Warmwasser-Komfortlevel 8 Berechnung: Spitzenvolumen­ ströme PWH und PWC 9 Auswahl: Gewünschte Stockwerksinstallation 10 Anzeige: Hinweise zur gewählten Installationsart 11 Auswahl: Zu erwartende Nut­ zungsunterbrechung im Betrieb 12 Anzeige: Erforderliche Maßnah­ men zum Wasseraustausch, abhängig von der zu erwarten­ den Nutzungsunterbrechung

Festlegung der Komfort- und Hygieneanforderungen für die Trinkwasser-Installaion Im ersten Schritt werden die erforderlichen Hygiene- und Komfortanforderungen für die Trinkwasser-Installation ­definiert. Dabei sind immer beide Anforderungen im Auge zu behalten. Sollten z.B. definierte Zielparameter wie die Warmwasser-Ausstoßzeit nicht erreicht werden, so muss die

Planung der Stockwerksinstallation einschließlich der Fest­ legung des Standorts der Wohnungsstation und deren Heizungs-Vorlauftemperatur angepasst werden. In der nachfolgenden Grafik ist der Planungsablauf der TrinkwasserInstallation schematisch dargestellt. Grundsätzlich ist die Planungsreihenfolge hier insoweit festgelegt, dass die sanitärtechnischen Anforderungen die weiteren Anforderungen an die Heizungstechnik stark beeinflussen. Daher wird zunächst die Trinkwasserseite, beginnend in den Stockwerksinstallationen der Typ-Wohnungen, geplant.

Ablaufschema der Planung des sanitärtechnischen Teils (Stockwerksinstallation) Raumbuch – Erfassung der Anforderungen je Wohnung bzw. je Wohnungsstation WW-Komfortanforderungen

Dimensionierungsschritte

Bestimmungsgemäßer Betrieb

Mindestanforderungen gemäß DIN 1988-200

Werkvertragliche Vereinbarung von Anforderungsstufen gemäß VDI 6003

Anzahl und Art der Entnahmestellen ermitteln, Berechnungsvolumenströme (VR) sowie Gleichzeitigkeit definieren

Absicherungsmaßnahmen für Nutzungsunterbrechungen gem.

VDI 6023 definieren

Keine weiteren Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten

Ausstoßzeiten gem.

Anforderungsstufe berücksichtigen

Ermittlung der Summenvolumenströme VS (kalt/warm)

mit Spülstation Spülstation in der Leitungsführung berücksichtigen

Installationsart wählen

NEIN Maßnahmen optimieren

Ausstoßzeiten gemäß Anforderungsstufe?

Ausstoßzeiten berechnen

ohne Spülstation Betriebstechnische Maßnahmen für den hygienischen Wasseraustausch definieren

Standort Wohnungsstation festlegen

Heizungsvorlauftemperatur festlegen

Leitungsführung im Stockwerk festlegen

Frischwasserstation anhand Zapfleistung auswählen

Stockwerksleitungen dimensionieren (DIN 1988-300)

Druckbedarf (trinkwasserseitig) ermitteln

JA WW-Komfortund Hygieneanforderungen erfüllt

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 21

Leistungsbestimmung und Auswahl der Frischwasserstationen sowie Dimensionierung der Heizungs- und Tinkwasserverteilung Werden die im Raumbuch vereinbarten Zielparameter erreicht, so kann im nächsten Schritt die heizungstechnische

Bearbeitung erfolgen und die Dimensionierung der Trink­ wasserverteilung komplettiert werden. Die nachfolgende Abbildung zeigt den zweiten Teil des Ablaufschemas. Die Massenströme im Heizungs-Rohrnetz unterliegen der Gleichzeitigkeit im Trinkwasser-Rohrnetz. Hierzu kann die Gleichzeitigkeitskurve der TU-Dresden herangezogen werden, um die Heizwasser-Massenströme in den einzelnen Teilstrecken der Verteilung zu ermitteln. Mit den Druckverlustdaten der Frischwasserstationen können der Druckbedarf für das Heizungs-Rohrnetz sowie die Druckdifferenzen für den hydraulischen Abgleich ermittelt werden.

Ablaufschema der Planung des heizungstechnischen Teils und des Trinkwasserrohrnetzes HeizungsRohrnetz berechnen

Dezentrale Frischwasserstation auswählen

Trinkwasser-Rohrnetz dimensionieren

Schachtinstallation festlegen

Dimensionierung des HeizungsRohrnetzes und des Pufferspeichers

Dimensionierung und Konfiguration der Frischwasserstation

Ermittlung des Spitzenvolumenstroms des gesamten Rohrnetzes Ermittlung des zur Verfügung stehenden RohrreibungsDruckgefälles (R*L+Z)

Positionierung der Kaltwasserleitung (PWC) und von Heizungs-Vor- und Rücklauf (Trennung)

Leistungsbedarf der Wärmetauscher strangweise addieren

Eingangsgrößen aus vorangegangenen Berechnungen: • Heizungsvorlauftemperatur • Spitzenvolumenstrom der Stockwerksinstallationen in den Wohnungen • Soll-Temperatur aus Raumbuch

Berechnungsvolumenströme VR der Wohnungen addieren

„Kaltschacht“ Temperatur­ haltung: nur kaltgehende Rohrleitungen

Teilstrecken dimensionieren und Druckbedarf ermitteln.

Druckbedarf für Frischwasser­station addieren

Druckverlust der Frischwasserstation (trink- und heizungswasserseitig)

pminV - Δpgeo - ΔpWZ - ΔpAp - ΔpFriWA - ΔpStockwerk = R*L+Z

Gesamtdruckverlust ermitteln und Netzpumpe dimensionieren

Heizleistung der Wärmetauscher ermitteln, Gerät konfigurieren

Trinkwasser-RohrnetzTeilstrecken dimensionieren (DIN 1988-300)

Heizwasser-Volumenströme aller Teil­ strecken anhand Gleichzeitigkeitskurve TU Dresden ermitteln

Spitzenvolumenströme in der Verteilung ermitteln

(Versorgungsdruck) (geod. Höhenunterschied) (Wasserzähler) (Apparate, Ventile, Filter) (Frischwasserstation) (ungünstigster Fließweg)

Auslegung des Pufferspeichers

22 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

„Warmschacht“ Warmgehende Rohrleitungen Heizung VL/RL etc.

Projektbeispiel: Mehrfamilienhaus mit 14 Wohneinheiten Bei dem Projektbeispiel handelt es sich um ein 2019 gebautes Mehrfamilienhaus mit 14 Wohneinheiten. Das Gebäude verfügt über eine Tiefgarage mit Haustechnik-Räumen, in denen der Trinkwasser-Hausanschluss sowie die FernwärmeÜbergabe und der Pufferspeicher für die Bereitstellung der Heizwärme für die Warmwasserbereitung und die Raum­ heizung aufgestellt wurden.

Die Heizungs- und Trinkwasserverteilung (PWC) wurde über die Tiefgarage horizontal erschlossen. Im Bereich um die Treppenhäuser wurden Steigstränge zur vertikalen Erschließung der einzelnen Etagen angelegt.

Das Gebäude verfügt über drei Regelgeschosse im EG, 1. OG und 2. OG, in denen jeweils 4 Wohnungen geplant wurden. Im Staffelgeschoss befinden sich zwei weitere,

größere Penthouse-Wohnungen. Insgesamt handelt es sich um eine Wohnfläche von 1.600 m². Die Trinkwasser-Anlage mit einer geodätischen Höhendifferenz von etwa 11 m hat einen Spitzenvolumenstrom für Trinkwasser kalt (PWC) von 2,8 l/s.

Zur Erläuterung der Planungsschritte zur Umsetzung des hier gezeigten Uponor/KaMo-Konzepts werden auszugsweise 2 verschiedene Wohnungstypen für die trinkwasserseitige Planung sowie ein Steigstrang mit 4 Wohnungen für die heizungsseitige Planung herangezogen.

Die Planungsschritte werden kommentiert und die Ergebnisse dargestellt. Darüber hinaus erfolgen eine trinkwasserhygienische Bewertung sowie eine Bewertung des erreichten Warmwasserkomforts.

Das Projektbeispiel im Revit-3D-Modell – 14 Eigentumswohnungen (2 Penthouse-Wohnungen im Staffelgeschoss) in einem 4-stöckigen Gebäude mit Tiefgarage

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 23

Schritt 1: Raumbuchfestlegungen für Wohnung 22 im OG2 Art der Warmwasserbereitung und -verteilung festlegen Für die Art der Warmwasserbereitung wird für alle Wohnungen „dezentral mit Frischwasserstation“ gewählt. Gemäß DIN 1988-200 ist der Betrieb in dem Fall ohne weitere Anforderungen möglich, wenn das nachgeschaltete Warmwasservolumen im längsten Fließweg 3 Liter nicht übersteigt.

Planungsziel im Grundriss sollte also sein, die 3 Liter nicht zu überschreiten, da eine Zirkulation innerhalb des Stockwerkes den Aufwand durch hohe Dämmanforderungen, zusätzliche Pumpen und Anstieg des Energieaufwandes erhöht. Darüber hinaus beeinflusst das zirkulierende Warmwasser die Temperaturhaltung der Kaltwasserleitungen negativ.

OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

Erstellungsdatum:

30.01.2020

Ersteller:

He

Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

Erfassung der wesentlichen Anforderungen zum Warmwasserkomfort und zur Dimensionierung

Komfortanforderungen: gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003 MindestAusentnahmestoßzeit menge in Soll-Temp. berücksichtigen* in °C in Sek. Liter/min 1 45 12 10 0 42 10 9 1 40 18 5 1 40 18 5 1 50 18 5 1 1

warm kalt Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung: VR [l/s] VR [l/s] Anzahl: Badewanne (BW) 1 Whg 22, Bad, 0,15 Gäste-WC, 0,15 gilt für die Räume: OG2, Küche Dusche (DU) 1 0,15 0,15 30.01.2020 Erstellungsdatum: Waschtisch (WT) 2 0,07 0,07 Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 Ersteller: He Küchenspüle (KÜ) 1 0,07 0,07 WC-Spülkasten (WC) 1 0,13 Warmwasserbereitung, -verteilung: Waschmaschine 1 0,07 *) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die Planungshinweis: Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung:1=ja).

Dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer können0,56 ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]: 0,36 Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten Summewird. der VS für Warm- und Kaltwasser zur Spitzenvolumenstrom VS Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche gem. DIN 1988-300: anzusetzen.

0,386 0,279 L/s Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

Gewählte Installationsart: Warmwasserkomfortanforderung: Durchschleif-Reiheninstallation

Durchschleif-Ringinstallation

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

Dimensionierungsanforderungen: gem. DIN 1988-300

Komfortanforderungen: Entnahmestellen: gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003 MindestAusentnahmewarm kalt Hinweise zur Installationsart: stoßzeit menge in Soll-Temp. berückVR [l/s] VR [l/s] Bestimmungsgemäßer Betrieb - DerAnzahl: regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 sichtigen* h gem. VDIin6023) erfolgt, sobald eine der im Ring °C in Sek. Liter/min angeschlossenen wird. Mit einer zusätzlichen Arten der Badewanne (BW) Entnahmestellen betätigt 1 0,15 0,15 Spülstation 1 können alle 45 12 10 Nutzungsunterbrechung automatisiert 1 abgesichert 0,15 werden.

Dusche (DU) 0,15 0 42 10 9 Waschtisch (WT) 2 0,07 0,07 1 40 18 5 Handwaschbecken (HWB) 0,07 0,07 1 40 18 5 Küchenspüle (KÜ) 1 0,07 0,07 1 50 18 5 WC-Spülkasten (WC) 1 0,13 1 Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben?

Waschmaschine 1 0,07 1

Ausstoßzeit- und Temperaturanforderungen an dezentrale Frischwasserstationen

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72Spitzenvolumenstrom-Ermittlung h - vollständigen Wasseraustausch in (0=nein; allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz 1=ja). sicherstellen.

mehr als 3 Tage

Gemäß DIN 1988-200 gilt, dass dezentrale Frischwasserstationen ohne weitere Anforderungen betrieben werden können, wenn der längste der Station nachgeschaltete Fließweg 3 Liter nicht übersteigt. Dies sollte durch entsprechende Leitungsführung der Stockwerksinstallation vermieden werden.

Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]: Spitzenvolumenstrom VS gem. DIN 1988-300: mehr als 6 Monate

Gewählte Installationsart:

0,56

0,36

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die und Kaltwasser VS für WarmVDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Summe Wochender - Leitungen absperren und zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen. anzusetzen.

0,386 0,279 L/s

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Durchschleif-Reiheninstallation

Durchschleif-Ringinstallation

Hinweise zur Installationsart: Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring angeschlossenen Entnahmestellen betätigt wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden.

Zusätzliche werkvertragliche Komfortanforderungen wie in VDI 6003 können vereinbart werden. Hier gilt es ebenso, die Leitungsführung und den Standort der Station so zu wählen, dass insbesondere kritische Verbraucher wie z. B. Dusche und Küchenspüle möglichst nah an der Station liegen.

Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

mehr als 4 Wochen

mehr als 6 Monate

WE22 AER/HWR/ 16,1 °C Abst.

G-WC NGF: 4,10 m² WE22 G-WC 16 °C

OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

Erstellungsdatum:

30.01.2020

Ersteller:

He

Im Bad der Wohnung sind eine Badewanne sowie eine Dusche geplant. Hierbei handelt es sich gem. DIN 1988-300 um optionale Verbraucher, die mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht parallel genutzt werden. Daher wird der Berechnungsdurchfluss eines der beiden Verbraucher nicht in die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung übernommen.

Warmwasserbereitung, -verteilung:

Planungshinweis:

Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

Warmwasserkomfortanforderung:

Planungshinweis:

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

Dimensionierungsanforderungen: gem. DIN 1988-300

Es werden in diesem Beispiel gem. VDI 6003 zusätzlich werkvertragliche Komfortanforderungen der Anforderungsstufe II vereinbart. Dies äußert sich im Wesentlichen in den nun festgelegten Warmwasser-Ausstoßzeiten für die einzelnen Zapfstellen (vgl. Raumbuch Komfortanforderungen).

T-Stück-Installation

AER/HWR/Abst.

NGF: 3,55 m²

Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

Warmwasserkomfortanforderung: Planungshinweis:

mehr als 4 Wochen

WE22 Abstell 1 20,7 °C

Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung:

Planungshinweis:

T-Stück-Installation Planungshinweis:

WE22 Bad 24 °C 433 W

Abstell 1 NGF: 3,20 m²

gilt für die Räume:

Warmwasserbereitung, -verteilung:

Entnahmestellen:

Bad NGF: 9,05 m²

2. OG Aufzug 18,1 °C Haus A

Musterwohnung mit acht Entnahmestellen im Bad, Gäste-WC, HWR und in der Küche

Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung: gilt für die Räume:

1.10 x 1,40 m

Dimensionierungsanforderungen: gem. DIN 1988-300

Entnahmestellen:

kalt VR [l/s]

warm VR [l/s]

1 1 1

0,15 0,15 0,07 0,07 0,07 0,13 0,07

0,15 0,15 0,07 0,07 0,07

Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]:

0,56

0,36

Spitzenvolumenstrom VS gem. DIN 1988-300:

0,386

0,279

Badewanne (BW) Dusche (DU) Waschtisch (WT) Handwaschbecken (HWB) Küchenspüle (KÜ) WC-Spülkasten (WC) Waschmaschine

Anzahl: 1 1 2

Komfortanforderungen: gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003 MindestAusentnahmestoßzeit menge in Soll-Temp. berücksichtigen* in °C in Sek. Liter/min 1 45 12 10 0 42 10 9 1 40 18 5 1 40 18 5 1 50 18 5 1 1

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; 1=ja).

L/s

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung anzusetzen.

Gewählte Installationsart: T-Stück-Installation

Durchschleif-Reiheninstallation

Durchschleif-Ringinstallation

Die Gleichzeitigkeit sollte grundsätzlich möglichst gering angesetzt werden (VDI 6023) und im Ermessen des Planers und des Auftraggebers im Raumbuch ggf. angepasst und dokumentiert sein.

Hinweise zur Installationsart: Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring angeschlossenen Entnahmestellen betätigt wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden.

Übersicht: Spitzenvolumenstrom-Ermittlung für die Wohnung 22 Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

Trinkwasser kalt (PWC): mehr als 4 Wochen

mehr als 6 Monate

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und 0,39 Dimensionierung der Trinkwasserdanachl/s alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen. verteilung> 6kalt Stockwerk VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen Monateim - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Trinkwasser warm 0,28 l/s (PWH):

Trinkwasser kalt (PWC) Gesamt

0,67 l/s

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

24 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Dimensionierung der Trinkwasserverteilung warm im Stockwerk und Zapfleistung für die Auslegung der Frischwasserstation Dimensionierung der PWC-Zuleitung zur Frischwasserstation

Weiterhin ergeben sich aus der werkvertraglichen Festlegung des Warmwasserkomforts mit der Anforderungsstufe II der VDI 6003 Ausstoßzeiten und Mindest-Entnahmevolumenströme für die gleichzeitige Nutzung zweier Zapfstellen (z.B. hier Dusche 9 l/min und Küchenspüle 5 l/min).

Raumbuch - Trinkwasser-Rohrnetzplanung:

erreichbaren Warmwasserkomfort und hat darüber hinaus auch Auswirkungen auf die Kosten der Installation. Würde man die Frischwasserstation wie ursprünglich geplant im Hauswirtschaftsraum installieren, so würde die Einhaltung von Warmwasser-Ausstoßzeiten nur unter Einsatz von Zirkulationsleitungen im Stockwerk möglich.

Intallationsart und Maßnahmen bei Nutzungsunterbrechungen im bestimmungsgemäßen Betrieb festlegen gilt für die Räume:

OG2, Whg 22, Bad, Gäste-WC, Küche

Erstellungsdatum:

30.01.2020

Ersteller:

He

Warmwasserbereitung, -verteilung: Planungshinweis:

In unserem Projektierungsbeispiel wird die Installation im Haupt-Bad als Durchschleif-Ringinstallation geplant. Aufgrund der optionalen Verbraucher im Bad (Dusche, Badewanne) kann so – egal welche Entnahmestelle häufig, wenig oder gar nicht benutzt wird – das Wasser in allen Leitungsteilen bei jeder Entnahme ausgetauscht werden. Damit wird bereits konstruktiv für eine höchstmögliche Frequenz im Wasseraustausch gesorgt. Darüber hinaus wird die Hygiene-Spülstation Uponor Smatrix Aqua PLUS in der Durchschleif-Ringinstallation eingesetzt, um bei allen Nutzungsunterbrechungen automatisiert für einen bedarfsgerechten Austausch des Wassers zu sorgen.

Gemäß DIN 1988-200:2012-5 gilt für die Warmwasserverteilung: Dezentrale DurchflussTrinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen betrieben werden, wenn das nachgeschaltete Leitungsvolumen von 3 Litern im längsten Fließweg nicht überschritten wird.

Zusätzlich zu den Anfoderungen der DIN 1988-200 können weitere werkvertragliche Komfortanforderungen (VDI 6003) vereinbart werden.

Warmwasserkomfortanforderung:

Planungshinweis:

Gemäß DIN1988-200:2012-5 gilt: Dezentrale Trinkwassererwärmer können ohne weitere Anforderungen an Temperaturen und Ausstoßzeiten betrieben werden.

Dimensionierungsanforderungen: gem. DIN 1988-300

Entnahmestellen:

Badewanne (BW) Dusche (DU) Waschtisch (WT) Handwaschbecken (HWB) Küchenspüle (KÜ) WC-Spülkasten (WC) Waschmaschine

Anzahl: 1 1 2 1 1 1

kalt VR [l/s]

warm VR [l/s]

0,15 0,15 0,07 0,07 0,07 0,13 0,07

0,15 0,15 0,07 0,07 0,07

Komfortanforderungen: gem. DIN 1988-200 oder VDI 6003 MindestAusentnahmestoßzeit menge in Soll-Temp. berücksichtigen* in °C in Sek. Liter/min 1 45 12 10 0 42 10 9 1 40 18 5 1 40 18 5 1 50 18 5 1 1

Bad NGF: 9,05 m² WE22 Bad 24 °C 433 W

AER/HWR/Abst.

NGF: 3,55 m²

*) Berücksichtigung der Entnahmestelle für die Spitzenvolumenstrom-Ermittlung (0=nein; 1=ja).

Summe Berechnungsdurchfluss VR [l/s]:

0,56

0,36

Spitzenvolumenstrom VS gem. DIN 1988-300:

0,386

0,279

L/s

WE22 AER/HWR/ 16,1 °C Abst.

Für dezentrale Trinkwasser-Erwärmung ist die Summe der VS für Warm- und Kaltwasser zur Auslegung der versorgenden Kaltwasserleitung anzusetzen.

Gewählte Installationsart: T-Stück-Installation

Durchschleif-Reiheninstallation

Durchschleif-Ringinstallation

G-WC NGF: 4,10 m² WE22 G-WC 16 °C

Hinweise zur Installationsart: Bestimmungsgemäßer Betrieb - Der regelmäßige Wasseraustausch (alle 72 h gem. VDI 6023) erfolgt, sobald eine der im Ring angeschlossenen Entnahmestellen betätigt wird. Mit einer zusätzlichen Spülstation können alle Arten der Nutzungsunterbrechung automatisiert abgesichert werden.

Welche Art Nutzungsunterbrechungen der Trinkwasseranlage können sich im geplanten Raum ergeben? mehr als 3 Tage

Optimale Positionierung der Frischwasserstation (in „grün‟ dargestellt)

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 72 h - vollständigen Wasseraustausch in allen Leitungsteilen bis zur Temperaturkonstanz sicherstellen.

mehr als 4 Wochen

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 4 Wochen - Leitungen absperren und danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen.

mehr als 6 Monate

VDI 6023: Nutzungsunterbrechungen > 6 Monate - Leitungen absperren und entleeren, danach alle Leitungsteile bis zur Temperaturkonstanz spülen nach ZVSHKMerkblatt und mikrobiologische Untersuchung.

Somit können alle im Raumbuch dargestellten Nutzungsunterbrechungsarten gem. VDI 6023 mit einer Spülstation abgesichert werden. Weitere Maßnahmen, wie Absperren, Entleeren, Spülen und mikrobiologische Untersuchungen bei Wiederinbetriebnahme sind damit nicht erforderlich.

Standort der Frischwasserstation festlegen Um die im Raumbuch festgelegten Warmwasserkomfort-Anforderungen zu gewährleisten, muss die Frischwasserstation möglichst in der Nähe von Verbrauchern wie Dusche und Küchenspüle installiert werden. Die folgende Abbildung zeigt den optimalen Standort der Frischwasserstation auf der Rückseite des Bades im Abstellraum mit einer sehr kurzen Anbindung an die Dusche (grün). Auch die Spüle, die aufgrund ihrer hohen Temperaturanforderung (50 °C ± 3K, 18 Sekunden) nah an der Station installiert sein sollte, hat lediglich 2,3 m Entfernung bis zur Station. In Rot dargestellt: der ursprünglich geplante Standort der Station in einem Hauswirtschaftsraum, mit ca. 5,6 m Entfernung zu Dusche und Küchenspüle.

Schritt 2: Auslegung der Wohnungsstation Zur Auswahl der Wohnungsstation sind die in der nach­ folgenden Tabelle enthaltenden Parameter erforderlich, die teilweise direkt aus dem Raumbuch entnommen werden können.

Parameter zur Auswahl der Wohnungsstation WW-Zapfleistung der aus Ermittlung des Spitzen- 0,28 l/s = Wohnungsstation: volumenstroms PWH 16,8 l/min (Raumbuch) Erforderliche WWaus VDI 6003 Anforde42 bis 50 °C Temperatur rungsstufe II: (Ausgang Station): Spültisch-Batterie: 50 ±4 K Badewanne: 45 ±4 K Dusche: 42 ±4 K Kaltwasserbedarf und -temperatur:

0,67 l/s

15 °C

Heizung Vorlauftemperatur:

5–10 K über max.

WW-Temperatur

55 bis 60 °C

Die Wahl des Standortes der Frischwasserstation in Bezug zu kritischen Entnahmestellen beeinflusst maßgeblich den

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 25

Nachfolgend wird die Auswahl des Gerätes anhand der Kennlinien der KaMo-Wohnungsstation Combi Port E gezeigt. Beispielhaft sollen darüber hinaus das Rohrnetz Strang „S4“ des Beispielprojekts unter Berücksichtigung der Gleichzeitigkeit nach der Hüllkurve „TU-Dresden“ dimensioniert werden. Zur Auswahl des elektronisch gesteuerten Combi Port E stehen grundsätzlich zwei Wärmetauschergrößen mit 24 bzw. 40 Platten. Die Zapfleistung in l/min der Station sowie die Temperaturerhöhung ist maßgeblich von der Größe des Wärmetauschers und der zur Verfügung stehenden Heizungs-Vorlauftemperatur abhängig.

Fallbeispiel 1: Die Station soll gemäß DIN 1988-300 Spitzenvolumenstromberechnung 16,8 l/min (0,28 l/s) Warmwasser mit 50 °C liefern. Die Temperaturerhöhung beträgt, ausgehend von Kaltwasser mit 15 °C, 35 K. Welche Vorlauftemperatur ist dazu mindestens erforderlich? Für beide Wärmetauschergrößen kann die erforderliche Vorlauftemperatur sowie die zu

Heizwasserbedarf [l/h]

55°C

60°C

1000

65°C

900

70°C

800

75°C 80°C 85°C

700 600 500 400 300 200

Heizwasserbedarf [l/h]

Vorlauftemperatur 50°C

max. Leistungsbereich

1100

Da es aber häufig auch konkrete Anforderungen in der Planung an den zu liefernden Warmwasserkomfort gibt, sollte ein weiterer Fall für die Auslegung betrachtet werden:

KaMo Combi Port E (40 Platten) Kaltwassererwärmung um 35 K (10–45 °C)

KaMo Combi Port E (24 Platten) Kaltwassererwärmung um 35 K (10–45 °C) 1200

erwartende Rücklauftemperatur mit der Zapfleistung von 16,8 l/min bei einer Temperaturerhöhung um 35 K (15 °C bis 50 °C) aus den Diagrammen ermittelt werden. Würde es ­keinerlei Temperaturanforderungen an die Entnahmestellen geben und ausschließlich der errechnete WarmwasserSpitzenvolumenstrom in der Wohnung bedient werden müssen, so könnte man die Auslegung der Frischwasserstation an dieser Stelle beenden und stünde vor der Entscheidung, entweder die günstigere Station mit dem kleineren Platten­ wärmetauscher und einer erforderlichen Vorlauftemperatur von 60 °C oder die Station mit dem größeren Wärmetauscher mit lediglich 55 °C Vorlauftemperatur auszuwählen. Hier ist auch die Wahl des Wärmeerzeugers (Fernwärme, GasBrennwert, Wärmepumpe etc.) mit den jeweils möglichen Vorlauftemperaturen und Effizienzzahlen z.B. für den EnEV-Nachweis zu berücksichtigen.

100 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

2

6

8

10

12

14

16

50°C 55°C

60°C 65°C 70°C 75°C 80°C 85°C

18

20

22

24

20

22

24

Zapfleistung [l/min]

40

35

35

Rücklauftemperatur [°C]

Rücklauftemperatur [°C]

4

Zapfleistung [l/min]

40

30 25 20 15 10 5 0

Vorlauftemperatur 1700 1600 1500 max. Leistungsbereich 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

2

4

6

8

10

12

14

16

Zapfleistung [l/min]

18

20

22

30 25 20 15 10 5 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Zapfleistung [l/min]

Vorgabe: Zapfleistung (Spitzenvolumenstrom): 16,8 l/min

Vorgabe: Zapfleistung (Spitzenvolumenstrom): 16,8 l/min

Ergebnis: Heizwasser-Volumenstrom: ca. 880 l/h Heizungs-VL-Temperatur: 60 °C Heizungs-RL-Temperatur: 19 °C Wärmeübertragungsleistung: 41,8 kW

Ergebnis: Heizwasser-Volumenstrom: ca. 970 l/h Heizungs-VL-Temperatur: 55 °C Heizungs-RL-Temperatur: 18 °C Wärmeübertragungsleistung: 41,8 kW

26 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Fallbeispiel 2: Die Frischwasserstation soll Warmwasser mit 55 °C liefern, um den VDI 6003-Anforderungen an die Ausstoßzeit der Küchenspüle (50 °C ± 4K) gerecht zu werden. Hierzu muss immer eine „Übertemperatur“ von 5 K berücksichtigt werden.

Würde man versuchen die 50 °C an der Spüle mit 50 °C Maximaltemperatur aus der Station zu erreichen, so würde die Warmwasser-Ausstoßzeit aufgrund der Wärmeverluste beim Zapfen nach längerer Zapfruhe (Rohrleitungen und Einbauteile mit Umgebungstemperatur) zu lang werden.

Neben der Küchenspüle kann es im Normalbetrieb durchaus vorkommen, dass auch die Dusche benutzt wird. Die Anforderungen an die gleichzeitige Nutzung sind ebenfalls in der VDI-Richtlinie 6003 definiert. Für dieses Projektbeispiel ist dies die Anforderungsstufe II. Die zu berücksichtigenden Zapfmengen sind im Raumbuch bereits definiert:

Wie viel Warmwasser mit 55 °C wird benötigt, um die Anforderungsstufe II zu erreichen? Dies kann mit Hilfe der Mischungsgleichung recht einfach ermittelt werden: (tsoll –tPWC)* Vges (tww–tPWC)

V̇ ww =

(42–15)* 9 (55–15) (50–15)*5

Spüle: V̇ ww, Spüle =

(55–15)

mit:

= 6,1 l/m = 4,4 l/m

Ergebnis: Es werden 10,5 l/min Warmwasser mit 55 °C benötigt, um die Komfortanforderung II der VDI-Richtlinie 6003 zur erfüllen. Welche Frischwasserstation muss hierzu ausgewählt werden und wie würde es sich auswirken, wenn statt einer Normalbrause im Bad eine Regendusche mit hohen Schüttleistungen (z.B. 18 l/min) installiert würde?

Der Warmwasserbedarf (55 °C) für die Versorgung der Regendusche wäre: Dusche: V̇ ww, Regendusche =

Dusche: 9 l/min mit 42 °C Solltemperatur Spüle: 5 l/min mit 50 °C Solltemperatur

V̇ ww =

Dusche: V̇ ww, Dusche =

(42–15)*18 (55–15)

= 12,2 l/m

In diesem Fallbeispiel mit gleichzeitiger Nutzung von Spüle und Regendusche würden also 16,6 l/min (55 °C) benötigt.

In den nachfolgenden Diagrammen sind die Kennlinien beider Stationen und deren Kapazität gegenübergestellt.

Jeweils in Blau eingetragen die VDI 6003-Anforderung und in Gelb das Beispiel mit Regendusche.

Maximale Warmwassertemperatur der Station (hier 55 °C)

Gesamtdurchfluss der Armatur bei Einzelzapfung (hier 9 V̇ ges = bzw. 5 l/min) Soll-Zapftemperatur an der Armatur (hier 50 °C für die tsoll = Spüle und 42 °C für die Dusche) Kaltwasser-Zulauftemperatur (hier 15 °C)

KaMo Combi Port E (24 Platten) Kaltwassererwärmung um 40 K (10–50 °C) Vorlauftemperatur

1200

KaMo Combi Port E (40 Platten) Kaltwassererwärmung um 40 K (10–50 °C)

55°C

60°C

65°C

max. Leistungsbereich

1100

70°C

Heizwasserbedarf [l/h]

1000

75°C

900

80°C 85°C

800 700 600 500 400 300 200

Heizwasserbedarf [l/h]

tPWC =

100 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Vorlauftemperatur 1700 1600 1500 max. Leistungsbereich 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

22

2

4

6

8

10

12

14

16

55°C 60°C 65°C 70°C 75°C 80°C 85°C

18

20

22

Zapfleistung [l/min] Beide40Fälle können mit einer Vorlauftemperatur von 60 °C abgedeckt werden.

Ergebnis für Normalbrause + Spüle: 30 Heizwasser-Volumenstrom: ca. 650 l/h Heizungs-VL-Temperatur: 60 °C 25 Heizungs-RL-Temperatur: 21 °C 20 Wärmeübertragungsleistung: 29,5 kW

Ergebnis für Regendusche + Spüle: 30 Heizwasser-Volumenstrom: ca. 1000 l/h Heizungs-VL-Temperatur: 60 °C 25 Heizungs-RL-Temperatur: 20 °C 20 Wärmeübertragungsleistung: 46,5 kW

15

15

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 27

10 5 0

24

35

Rücklauftemperatur [°C]

Rücklauftemperatur [°C]

Zapfleistung [l/min] Bezüglich VDI 6003 II wird die Gleichzeitigkeitsanforderung 40 erfüllt. Bei Einbau einer Regendusche müsste dafür die 35 Vorlauftemperatur auf 65 °C erhöht werden.

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

10 5 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

max. Leistungsbereich

Die letztendliche Auswahl der Station hängt von den im Raumbuch getroffenen und/oder werkvertraglich vereinbarten Anforderungsstufen (hier VDI 6003, II) ab. Die kleinere Station deckt diese Anforderungen mit einer Vorlauftemperatur von 60 °C ebenso gut ab wie die im Raumbuch ermittelte Spitzenbelastung anhand DIN 1988-300. Das Beispiel zeigt aber auch, dass die Anforderungen im Raumbuch klar definiert werden müssen, da – wie hier simuliert – der mögliche nachträgliche Einbau von Duschen mit höheren Schüttleistungen nur noch mit einer Erhöhung der Vorlauftemperatur und des Heizwassermassenstroms kompensiert werden

kann. Dieses muss ggf. bereits bei der Dimensionierung des Rohrnetzes berücksichtigt werden. Der größere Wärme­ tauscher bietet hier insbesondere im Hinblick auf hohe 0,80 Anforderungen an den Warmwasserkomfort als auch bei einer0,70 möglichst niedrigen Heizungs-Vorlauftemperatur Vorteile. Deshalb wird im weiteren davon ausgegangen das auch 0,60 der nachträgliche Einbau einer Regendusche durch die Station abgedeckt werden soll.

0,50 Druckverlust [bar]

Geräteauswahl

0,40

Für die ausgewählte Wohnungsstation Combi Port E (40 Platten) 0,30zusätzliche Kennlinien zur Ermittlung der heizungsstehen und trinkwasserseitigen Druckverluste zur Verfügung. Diese 0,20 werden für die Dimensionierung des Rohrnetzes benötigt.

0,10 0,00 100

4

6

8

10

12

14

16

55°C

900

1.100

1.300

1.500

1.700

0,90 0,80

70°C 75°C 80°C 85°C

Druckverlust [bar]

65°C

0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

18

20

22

2

24

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

26

24

Zapfleistung [l/min]

Druckverlust Heizungsseite

35

0,80

30

0,70

25

0,60

20

10 5

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Zapfleistung [l/min]

0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 100

Vorgabe: Zapfleistung (Spitzenvolumenstrom): 16,8 l/min

500

700

900

1.100

1.300

1.500

1.700

Heizwasserbedarf [l/h] Ergebnis: 1,00 Druckverlust Heizungsseite: ca. 300 mbar Druckverlust Sanitärseite: ca. 300 mbar 0,90 0,80 Hinweis: Wird die Zapfmenge mit einer Drosselblende begrenzt, erhöhen 0,70 sich die Druckverluste auf der Trinkwasserseite um 300 mbar.

Druckverlust [bar]

Ergebnis: Heizwasser-Volumenstrom: ca. 1000 l/h Heizungs-VL-Temperatur: 60 °C Heizungs-RL-Temperatur: 20 °C Wärmeübertragungsleistung: 46,5 kW

300

max. Leistungsbereich

15

max. Leistungsbereich

Rücklauftemperatur [°C]

700

1,00 60°C

Zapfleistung [l/min]

40

0

500

max. Leistungsbereich

Vorlauftemperatur 1700 1600 1500 max. Leistungsbereich 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 2

300

KaMo Combi Port E (40 Platten) Heizwasserbedarf [l/h] Druckverlust Sanitärseite (inkl. Strömungsschalter)

Druckverlust [bar]

Heizwasserbedarf [l/h]

KaMo Combi Port E (40 Platten) Kaltwassererwärmung um 40 K (10–50 °C)

0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

0,00 – Planungsleitfaden 28 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern 2

4

6

8

10

12

14

16

18

Zapfleistung [l/min]

20

22

24

26

Schritt 3: Dimensionierung von Heizungs-VL/RL-Leitungen

Im Warmwasserbetrieb ergeben sich Rücklauftemperaturen von 20 °C. Im Heizungsbetrieb wird hier eine Rücklauftemperatur von etwa 32 °C erreicht.

Die Dimensionierung von Heizungs-Rohrnetzen mit Frischwasserstationen zur dezentralen Warmwasserbereitung unterscheidet sich aufgrund der zu berücksichtigenden Gleichzeitigkeit des Wärmebedarfs für die Warmwasser­ bereitung wesentlich von denen mit reiner RaumwärmeVersorgung. Daher soll die Dimensionierung anhand eines Steig- stranges erläutert werden.

Nachfolgend sollen die wichtigsten Aspekte der Dimensionierung anhand des Projektbeispiels erläutert werden.

Der nachfolgend dargestellte Steigstrang erschließt vier Geschosse und versorgt die angeschlossenen Wohnungen mit Heizenergie für die Warmwasserbereitung im Durchflussprinzip sowie mit Raumwärme für die Flächenheizung. Der Flächenheizungsverteiler ist dabei bereits in die Wohnungsstation integriert. Da die Trinkwassererwärmung mit der zuvor ausgelegten Station mit einer Vorlauftemperatur von 60 °C betrieben werden soll, wird der für die Flächenheizung benötigte Volumenstrom auf niedrigere Vorlauftemperaturen heruntergemischt.

Gleichzeitigkeit des Heizwärmebedarfs für die dezentrale Warmwasserbereitung Ähnlich der Spitzenvolumenstrom-Ermittlung für die Kaltund Warmwasserversorgung im Gebäude muss für die Trinkwassererwärmung ebenfalls die Gleichzeitigkeit der Entnahme bei der Dimensionierung von 2-Leiter-Heizungsrohrnetzen berücksichtigt werden. Hierzu haben sich Hüllkurven, die auf Basis von Messungen oder Berechnungen entwickelt wurden, im Markt etabliert. Der in Deutschland gebräuchlichste Gleichzeitigkeitsansatz für den Wohnungsbau ist der der TU-Dresden. Im November 2019 erschien darüber hinaus die VDI-Richtlinie 2072 „Wärmeübergabestation mit Wasser/Wasser Wärmeübertrager für Durchfluss-Trinkwassererwärmung“. Sie enthält ebenfalls einen Ansatz zur Berücksichtigung der Gleichzeitigkeit.

In der nachfolgenden Grafik sind beide Hüllkurven gegenübergestellt.

S4

100,0 90,0 80,0

Gleichzeitigkeit [%]

70,0 60,0

TU-Dresden VDI 2072

50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0

1 2 3 4 5 6 7 8 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Anzahl gleichartiger Wohneinheiten [Stck.]

Steigstrang „S4“ des Projektbeispiels

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 29

Im vorliegenden Projektbeispiel werden die Gleichzeitigkeitsfaktoren für die Bestimmung des Heizwasser-Massenstroms – basierend auf den Messdaten der TU-Dresden – ermittelt.

Aufgrund jahrelanger Erfahrung und eigener Messungen im Feld wurde die Heizungs-Massenstromermittlung bei KaMo weiterentwickelt. Ausgehend von den Gleichzeitigkeitsfaktoren nach TU-Dresden werden dabei nicht die sich dann theo­ retisch einstellenden Massenströme zur Dimensionierung angesetzt, sondern es wird berücksichtigt, dass immer nur eine ganzzahlige Anzahl von Geräten im Warmwasserbetrieb laufen kann. Der Zusammenhang ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

ergeben. Die Versorgung der Wohnungsstationen mit dem erforderlichen Heizungs-Massenstrom ist für die Erreichung von Warmwasserkomfort-Anforderungen sehr wichtig. Daher wird dieser Ansatz für die Auslegung in dem Projektbeispiel gewählt. Der Gleichzeitigkeitsfaktor beträgt damit praxisgerecht 2 bzw. 50 %.

Für 4 Wohneinheiten ergeben sich nach TU-Dresden theo­ retisch ein Gleichzeitigkeitsfaktor Phi von 45,4 % und 1,82 gleichzeitig im Warmwasserbetrieb laufende Geräte.

Nach VDI 2072 ergeben sich 39,8 % und 1,59 Geräte im WW-Betrieb.

TU-Dresden =

VDI 2072 =

8 x 0,306 = 2,45 Geräte gleichzeitiger Nutzung

Die so ermittelten Heizungsmassenströme wären allerdings eher theoretisch. Tatsächlich würden 2 Geräte gleichzeitig betrieben, sodass sich insbesondere am Strangbeginn etwas höhere, aber praktikable, nachweisbare Massenströme

TU-Dresden =

8 x 0,306 = 2,45 Geräte

Sind an dem Rohrnetz im weiteren Verlauf 8 Geräte angeschlossen, so werden die Unterschiede in den zu berücksichtigenden Gleichzeitigkeitsfaktoren deutlich. So enthält die Auslegung mit ganzahliger Anzahl an Geräten eine wichtige Reserveleistung.

8 x 0,266 = 2,12 Geräte gleichzeitiger Nutzung

Aufgerundet auf ganzzahlige Geräteanzahl ergeben sich somit 3 Geräte gleichzeitiger Nutzung.

Gegenüberstellung der Gleichzeitigkeitsfaktoren Gleichzeitigkeitsansätze

Anzahl gleicher WE n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

TU Dresden (rechnerische Betrachtung) theoretische gleichzeitig laufende Geräte prozentuale phi x n Gleichzeitigkeit 100,0% 1,00 67,4% 1,35 53,5% 1,60 45,4% 1,82 40,0% 2,00 36,0% 2,16 33,0% 2,31 30,6% 2,45 28,6% 2,57 26,9% 2,69 25,5% 2,80 24,3% 2,91 23,2% 3,01 22,2% 3,11 21,4% 3,20 20,6% 3,29 19,9% 3,38 19,3% 3,47 18,7% 3,55 18,1% 3,63 17,6% 3,70 17,2% 3,78 16,7% 3,85 16,3% 3,92 16,0% 3,99

VDI 2072 (rechnerische Betrachtung) theoretische gleichzeitig laufende Geräte prozentuale phi x n Gleichzeitigkeit 100,0% 1,00 61,9% 1,24 47,5% 1,43 39,8% 1,59 34,8% 1,74 31,2% 1,87 28,6% 2,00 26,6% 2,12 24,9% 2,24 23,5% 2,35 22,3% 2,46 21,4% 2,56 20,5% 2,66 19,7% 2,76 19,0% 2,86 18,4% 2,95 17,9% 3,04 17,4% 3,13 16,9% 3,22 16,5% 3,31 16,1% 3,39 15,8% 3,48 15,5% 3,56 15,2% 3,64 14,9% 3,72

TU Dresden (reale Betrachtung) tatsächlich gleichzeitig laufende Geräte (nach reale vorhandene Aufrundung) Gleichzeitigkeit 1 100,0% 2 100,0% 2 66,7% 2 50,0% 2 40,0% 3 50,0% 3 42,9% 3 37,5% 3 33,3% 3 30,0% 3 27,3% 3 25,0% 4 30,8% 4 28,6% 4 26,7% 4 25,0% 4 23,5% 4 22,2% 4 21,1% 4 20,0% 4 19,0% 4 18,2% 4 17,4% 4 16,7% 4 16,0%

30 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Weiterhin wird im Sinne einer Warmwasser-Vorrangschaltung der Wärmebedarf bzw. der benötigte Volumenstrom nur bei Geräten im Heizbetrieb berücksichtigt. Die gesamte

Ermittlung der Rohrdimensionen für den Steigstrang „S4“ im Projektbeispiel ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.

Dimensionierung des 2-Leiter Rohrnetzes (Steigstrang „S4“) für Frischwasserstationen (FWS) Rahmenbedingungen: 15 °C 55 °C 60 °C 32 °C

993

0,28

46,13

20

993

187,83

4044

2

2

3

2

4

2

ΔpR

[kg/h] [kg/h] [kg/h] [kPa] 154 1064 25x2,5 0,99 123 993 25x2,5 0,88 2058 32x3,0 1,60 123 993 32x3,0 0,25 123 2157 40x4,0 0,64 123 993 25x2,5 0,88 246 2268 40x4,0 0,70 523 246 2268 5,94

Gesamtdruckverlust Teilstecke

20

[kg/h] [kW] [°C] 1064 5 32 993 4 32 2058 993 4 32 2034 993 4 32 2022 2022 17

mges

Einzeldruckverluste

46,13

mFWS,H mHeiz

Druckverlust Frischwasserstation

0,28

ϑ RL

Rohrleitungsdruckverluste

[°C] [kg/h] 20 1064 20 993

ΦH

Verbundrohr-Dimension

[kW] 49,43 46,13

mTWE

Gesamtmassenstrom

[l/s] 0,30 0,28

[m] V DG 2,0 V OG2 2,0 1/2 3,5 V OG1 2,0 3/4 3,5 V EG 2,0 5/6 3,5 Summe:

Anaschlussmassenstrom, Heizung

mFWS

Rücklauftemperatur

ϑ RL

Heizwärmebedarf

Anschlussmassenstrom, FWS

ΦFWS

Rohrnetzmassenstrom TWE (Gleichzeitigkeit)

Rücklauftemperatur

VS

Gleichzeitig laufende FWS am Strang

Leistung Wärmetauscher FWS

lTS

Heizungsanforderung

Anzahl FWS am Strang

Spitzenvolumenstrom

Bezeichnung

Teilstreckenlänge

1 2 3 4 5 6 7

Anbindung

TS-Nr.

Warmwasseranforderung

Rohrnetzmassenstrom (Gleichzeitigkeit)

Temperatur, Kaltwasser: Solltemperatur, Warmwaser: Vorlauftemperatur, Heizung: Rücklauftemperatur, Heizung:

Δp FWS

Z

ΔpTS

[kPa] 30

[kPa] [kPa] 4,50 35,49 2,00 0,37 0,41 7,28

1,11 36,60

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 31

Schritt 4: Lage der Steigstränge festlegen Beispielhaft soll anhand der Wohnung 22 die Lage der Steigstränge, also der Heizungs-VL/RL-Leitungen sowie der Trinkwasserleitung kalt (PWC) ausgewählt werden. Dabei stehen zwei Aspekte im Fokus: 1) Die Erreichung schneller Warmwasser-Ausstoßzeiten Hierzu sollte die Heizungsanbindung vom Steigstrang an die Station eine Entfernung von 2,5 m nicht überschreiten. Zwar liefert das Heizungsrohrnetz das Heizmedium mit 60 °C bis vor den Plattenwärmetauscher. Allerdings sind die Umlaufmengen über den Bypass sehr gering.

2) Die thermische Entkopplung von kalt- und warm­gehenden Leitungen

Werden kalt- und warmgehende Leitungen in Schächten zusammen verlegt, so wird sich das kalte Trinkwasser auch bei 100 % Dämmstärke schnell in kritische Temperaturbereiche erwärmen. Daher empfehlen wir die räumlich getrennte Verlegung der Kaltwasserleitung in Steigschächten.

Lage der Steigstränge im Projektbeispiel: Im Projektbeispiel wurde der Steigpunkt „S3“ für die Kalt­ wasserleitung (PWC) in Wohnung 22 hinter die Spüle in die Küche platziert. Hier ist ohnehin ein Schmutzwasser-Fallstrang für die Küchenspüle vorzusehen. Aus diesem „KaltSchacht“ heraus wird die Trinkwasserleitung auf dem kürzesten Weg zur Wohnungsstation geführt, wo es über den Wasserzähler in die Installation oder zum Platten-Wärmetauscher gelangt.

Der Standort der Wohnungsstation wurde in dem Projekt­ beispiel in den Abstellraum hinter die Dusche gelegt, um eine möglichst kurze Anbindung an die für Ausstoßzeiten besonders kritischen Entnahmestellen (Dusche und Küchenspüle) zu ermöglichen. Im Schacht hinter der Dusche „S4“ werden die Heizungsvor- und rücklaufleitung sowie der AbwasserFallstrang vertikal geführt.

Gegenüber einer zentralen Warmwasserbereitung fallen bei dezentraler Trinkwasser-Erwärmung die erforderlichen Schachtabmessungen insgesamt geringer aus, da die jeweils mit 100% Dämmstärke zu ummantelnden Warmwasser(PWH) und Zirkulationsleitungen entfallen.

Räumlich getrennte Verlegung der kalt- und warmgehenden Leitungen Schächte „S3“ und „S4“

1.10 x 1,40 m 2. OG Aufzug 18,1 °C Haus A

Bad NGF: 9,05 m² WE22 Bad 24 °C 433 W

32 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Thermische Entkopplung von Kaltwasserleitungen (PWC) Lange Zeit fokussierte man sich beim Thema Trinkwasserhygiene und bei der Vermeidung des Wachstums von Legionellen auf die Warmwasserverteilung. Mikrobiologische Untersuchungen haben aber gezeigt, dass das Problem auch die Kaltwasserleitung erfasst. Sobald ein stetiger Wärmeeintrag z.B. durch im gleichen Schacht verlegte warmgehende Heizungs- und Trinkwasserleitungen vorliegt, erwärmt sich das in der Leitung stehende Kaltwasser in kritische Temperaturbereiche oberhalb 25 °C. Insbesondere Zirkulation und Temperaturhaltung in der Warmwasserleitung kann daher dafür sorgen, dass das Legionellenproblem von der Warmin die Kaltwasserleitung verlagert wird. „Wie bleibt also kaltes Wasser in der Hausinstallation kalt?“, ist eine häufig gestellte Frage, mit der sich Planer und Installateure zunehmend beschäftigen müssen, um die Anforderungen der VDI 6023 oder der DIN 1988-200 zu erfüllen. Keine leichte Aufgabe: Einerseits kommt das vom WVU gelieferte Trinkwasser in den Sommermonaten – insbesondere in den Großstädten – bereits mit „erhöhter Temperatur“ ins Gebäude. Andererseits sind klare normative Anforderungen an die Entnahmetempe­ ratur und vor allem an die Erhaltung der Trinkwassergüte zu beachten.

Vorgaben für die zulässige Erwärmung von Trinkwasser kalt DIN 1988-200 3.6 Betriebstemperatur Bei bestimmungsgemäßem Betrieb darf maximal 30 s nach dem Öffnen einer Entnahmestelle die Temperatur des Trinkwassers kalt 25 °C nicht übersteigen und die Temperatur des Trinkwassers warm muss mindestens 55 °C erreichen. Eine Ausnahme bilden die Trinkwassererwärmer mit hohem Wasseraustausch (siehe 9.7.2.3) und dezentrale Trinkwassererwärmer (siehe 9.7.2.4, z.B. dezentrale Wohnungsstationen).

VDI Richtlinie 6023 5.1.2 Mindestanforderungen an die Planung Anforderungen an die Rohrleitungsführung unter besonderer Beachtung der Temperaturen (z. B. Trinkwasser kalt: so kalt wie möglich, jedoch nicht wärmer als 25 °C)

Neben einer max. zulässigen Temperatur für Kaltwasser in der Trinkwasserverteilung ist zusätzlich auch eine exakte Zeitspanne bis zum Erreichen der Zapftemperatur vorgegeben. Innerhalb von 30 Sekunden nach dem vollen Öffnen der Entnahmestelle soll das Trinkwasser mit weniger als 25 °C gezapft werden können. Dies kann als Indikator für die Umsetzung von Hygieneanforderungen und den bestimmungsgemäßen Betrieb gesehen werden, denn die sich

einstellende Temperatur hängt stark vom Wärmeeintrag z.B. im Schacht oder in abgehängten Decken, aber auch von der Nutzungsfrequenz ab. Je länger die Stagnation in der Kaltwasserleitung andauert und je größer der stetige Wärmeeintrag ist, desto eher wird die Zapftemperatur nach 30 Sekunden zu hoch ausfallen. Die VDI-Richtlinie 6023 gibt auch den Hinweis auf eine thermische Entkopplung. Falls die Temperaturanforderungen bei herkömmlicher Installation in einem gemeinsamen Schacht nicht eingehalten werden kann, ist eine „räumliche Trennung“ vorzusehen.

Problemfall Installationsschacht Ein besonders kritischer Bereich der Installation ist der Schacht, in dem oft warm- und kaltgehende Rohrleitungen zusammen verlegt werden.

Messungen zeigen, dass sich selbst bei normenkonformer Ausführung (100% Dämmstärke (PWC) und 200 % Dämmstärke (PWH+PWH-C)) sowie EnEV-konform gedämmten Heizungsleitungen nach relativ kurzer Zeit Umgebungstemperaturen im Installationsschacht von bis zu 30 °C ergeben.

Die Zusammenhänge wurden auch in einem Laborversuch nachgewiesen. Zur Untersuchung der Kaltwasser-Temperaturentwicklung in einem typischen Installationsschacht wurden Wasser- und Lufttemperaturverläufe während des Betriebs der Trinkwasseranlage gemessen. Ziel der Unter­ suchungen war es herauszufinden, nach welcher Zeit bei Zapfruhe die Temperatur des Trinkwassers kalt im Schacht den kritischen Wert von 25 °C überschreitet.

Variante 1: Belegung eines typi­ schen Installationsschachtes ohne thermische Trennung

1 2 4 3 5

1 Warmwasser-Zirkulation (PWH-C), 16x2 mm, 100 % Dämmstärke, Steinwolle 2 Warmwasser (PWH), 20x2 mm, 100 % Dämmstärke, Steinwolle 3 Heizungs-Vorlauf, 32x3 mm, 100 % Dämmstärke gem. EnEV, Steinwolle 4 Heizungs-Rücklauf, 32x3 mm, 100 % Dämmstärke gem. EnEV, Steinwolle 5 Trinkwasser-kalt (PWC), 20x2,25 mm, 100 % Dämm­ stärke, Steinwolle

Randbedingungen für die Messung: Kaltwasser-Starttemperatur: 20 °C Heizungsvor- und -rücklauf.: 50/40 °C Warmwasser-Zirkulation: 60/55 °C In einem zweiten Versuch wurde zur thermischen Trennung eine 80 mm dicke PUR-Dämmung zwischen warm- und kaltgehenden Rohrleitungen eingebaut, um den stetigen Wärmeeintrag durch Heizungs- sowie Warmwasser und Zirkulationsleitung zu bremsen.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 33

Variante 2: Belegung eines typi­ schen Installationsschachtes mit thermischer Trennung

1

6 2

5

1 Warmwasser-Zirkulation (PWH-C), 16x2 mm, 100 % Dämmstärke, Steinwolle 2 Warmwasser (PWH), 20x2mm, 100 % Dämmstärke, Steinwolle

4 3

3 Heizungs-Vorlauf, 32x3 mm, 100 % Dämmstärke gem. EnEV, Steinwolle 4 Heizungs-Rücklauf, 32x3 mm, 100 % Dämmstärke gem. EnEV, Steinwolle 5 Trinkwasser-kalt (PWC), 20x2,25 mm, 100 % Dämm­ stärke, Steinwolle 6 PUR-Dämmung, 80 mm (thermische Trennung)

Neben dem Konzept der „klassischen“ zentralen Trinkwassererwärmung wurden in einem weiteren Schritt die Temperaturverläufe für das Konzept der dezentralen Trinkwassererwärmung messtechnisch untersucht. Der Installationsschacht wurde dazu doppelt beplankt und dicht verschlossen.

Im dezentralen Konzept fehlt die Wärmeeinwirkung der zirkulierenden Warmwasserleitung und die Kaltwasserleitung transportiert neben dem Trinkwasser kalt (PWC) auch den Anteil Trinkwasser warm (PWH), der hier erst im Stockwerk bei Bedarf im Durchfluss auf Entnahmetemperatur erwärmt wird. Die Rohrleitung ist also in der Praxis – anders als in diesem Laborversuch – größer dimensioniert. Aufgrund des größeren Wasserinhalts dauert es entsprechend länger, bis sich das Kaltwasser erwärmt. Auch der fehlende Wärmeeintrag aus der Zirkulation wirkt sich positiv aus.

Ergebnisse der untersuchten Schachtinstallationsvarianten für zentrale und dezentrale Verteilung Lufttemperatur Im Schacht, alle Leitungen

Untersuchte Varianten Bei zentraler Trinkwassererwärmung mit Zirkulation Ohne thermische Trennung, normenkonforme Dämmung 31,2 °C der Rohrleitungen Mit thermischer Trennung 80 mm PUR-Platte, normenkonforme Dämmung der Rohrleitungen Bei dezentraler Trinkwassererwärmung Ohne thermische Trennung, normenkonforme Dämmung 29,3 °C der Rohrleitungen Mit thermischer Trennung 80 mm PUR-Platte, normenkonforme Dämmung der Rohrleitungen Eigener Schacht für Kaltwasser (PWC) Räumliche thermische Trennung, 100 % Dämmstärke

Lufttemperatur im Schacht, kaltgehende Leitung

Lufttemperatur im Schacht, warmgehende Leitungen

Zeit [hh.mm] bis zur Erwärmung des Trinkwasser kalt von 16 °C auf 25 °C

-

-

03:04

27,1 °C

31,2 °C

05:36

-

-

03:48

25,8 °C

29,3 °C

07:30

21,0 °C

-

25 °C werden nicht erreicht

34 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Maßnahmen zur Vermeidung kritischer Kaltwassererwärmung 1. Die räumliche Trennung der Kaltwasserleitung in Schächten von allen warmgehenden Rohrleitungen, um die Wärmeeinwirkung auf das kalte Trinkwasser so gering wie möglich zu halten.

Ein separater Schacht der Größe 100x100 mm, in dem ausschließlich eine 100 % gedämmte Trinkwasserleitung (PWC) installiert wird, ist demnach ein wirksamer und zugleich einfacher Schutz des Trinkwassers vor Erwärmung.

Lediglich in den Sommermonaten kommt es aufgrund der höheren Umgebungstemperaturen phasenweise zu Überschreitungen im Falle eines zu geringen Wasseraustauschs. Daher empfiehlt sich: 2. Bedarfsgerechte Spülung in Zeiten längerer Nichtnutzung mithilfe von automatisierten Hygiene-Spüleinrichtungen, um den hygienisch erforderlichen Wasseraustausch sicherzustellen und die Temperaturhaltung des Kaltwassers (PWC) sicher zu gewährleisten.

Die Kosten für die regelmäßigen Spülungen sind selbst in einem heißen Sommer relativ gering, wie das folgende Beispiel zeigt: • Wasserinhalt der Installation: ca. 3 Liter • 2-facher Austausch des Leitungsinhalts je Spülung (6 Liter) • Spülfrequenz: an 30 Tagen mit Temperaturen oberhalb 30 °C Außentemperatur – alle 4 Stunden!

• Preis je m³ Trinkwasser: 5 Euro/m³ (einschließlich Abwassergebühren)

Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur[°C] [°C] [°C]

30 30 28 28

Umgebungstemperatur Umgebungstemperatur = = 25 25 °C °C

26 26 24 24 22 22 20 20

Verbundrohr Dimension Verbundrohr Dimension Dimension Verbundrohr 40 x 4 16 16 xxx 2 2 40 xx 4 4 16 2 40 50 x 4,5 20 xx 2,25 2,25 20 50 4,5 20 xx 2,25 50 xxx 6 4,5 63 25 2,5 25 x 2,5 63 xx 6 6 25 63 32 xx 2,5 3 32 xx 3 3 32

18 18 16 16 0 0

Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur[°C] [°C] [°C]

Die Diagramme sowie die Labormessungen zeigen, dass die Temperatur des Trinkwassers in den Leitungen nur mit möglichst geringen Umgebungstemperaturen außerhalb des kritischen Bereichs zu halten ist. Im Hinblick auf den in der VDI-Richtlinie 6023 geforderten Wasseraustausch (alle 72 Stunden) kann gezeigt werden, dass dieser in der Praxis nicht ausreicht, um die Trinkwasserleitungen kalt (PWC) außerhalb des kritischen Bereichs zu halten. Dementsprechend ist ohne bestimmungsgemäßem Betrieb – also der planmäßigen Nutzung und Entnahme von Trinkwasser aus dem Leitungsnetz – keine nachhaltige Trinkwasser­ hygiene möglich. Umgebungstemperatur und Nutzung haben also den größten Einfluss auf die Trinkwassergüte.

2 2

4 4

6 6

8 8

10 10

12 12

14 14

16 16

Stagnationszeit [h] Stagnationszeit [h]

18 18

20 20

22 22

24 24

30 30 28 28

Umgebungstemperatur = = 26 26 °C °C Umgebungstemperatur

26 26 24 24 22 22 20 20

Verbundrohr Verbundrohr Dimension Dimension Verbundrohr Dimension 16 40 16 xxx 2 2 40 xxx 4 4 16 2 40 4 20 xx 2,25 2,25 50 20 50 xxx 4,5 4,5 20 x 2,25 50 4,5 25 xx 2,5 2,5 63 25 63 xxx 6 6 25 x 2,5 63 6 32 x 3 32 xx 3 3 32

18 18 16 16 0 0

Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur[°C] [°C] [°C]

Der Temperaturverlauf einer Kaltwasserleitung hängt im Wesentlichen von den Faktoren Rohrdimension, Dämmstärke und Umgebungstemperatur ab. Die Zeit bis zum Erreichen einer kritischen Temperatur kann recht genau mit den nachfolgenden Temperatur-Stagnationsdiagrammen für unterschiedliche Rohrdimensionen bestimmt werden.

Erwärmung von Kaltwasser-Rohrleitungen (PWC) in Abhängigkeit der Stagnationszeit bei 100 % Dämmschichtdicke nach DIN 1988-200

30 30

2 2

4 4

6 6

8 8

10 10

12 12

14 14

16 16

Stagnationszeit [h] Stagnationszeit [h]

18 18

20 20

22 22

24 24

Umgebungstemperatur = = 28 28 °C °C Umgebungstemperatur

28 28 26 26 24 24 22 22 20 20

Verbundrohr Dimension Dimension Verbundrohr Verbundrohr Dimension 16 40 xx 4 4 16 xxx 2 2 40 16 2 40 x 4 20 x 2,25 50 xx 4,5 4,5 20 xx 2,25 2,25 50 20 50 x 4,5 25 xx 2,5 2,5 63 xx 6 6 25 63 25 x 2,5 63 x 6 32 x 3 32 xx 3 3 32

18 18 16 16 0 0

Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur Trinkwassertemperatur[°C] [°C] [°C]

Der Temperaturverlauf stagnierender Kaltwasserleitungen (PWC)

30 30

2 2

4 4

6 6

8 8

10 10

12 12

14 14

16 16

Stagnationszeit [h] [h] Stagnationszeit

18 18

20 20

22 22

24 24

Umgebungstemperatur Umgebungstemperatur = = 30 30 °C °C

28 28 26 26 24 24 22 22 20 20

Verbundrohr Dimension Dimension Verbundrohr Verbundrohr Dimension 16 xx 2 2 40 xx 4 4 16 40 16 x 2 40 x4 20 x 2,25 50 4,5 20 xx 2,25 2,25 50 xxx 4,5 4,5 20 50 25 xx 2,5 2,5 63 xx 6 6 25 63 25 x 2,5 63 x6 32 x 3 32 xx 3 3 32

18 18 16 16 0 0

2 2

4 4

6 6

8 8

10 10

12 12

14 14

16 16

Stagnationszeit [h] [h] Stagnationszeit

18 18

20 20

22 22

Ergebnis: 30 Tage x 6 Liter/Spülung x 6 Spülungen/Tag = 1.296 Liter. Dies entspricht Betriebskosten für den Erhalt der Trinkwassergüte von etwa 6,50 Euro pro Jahr.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 35

24 24

Schritt 5: Installation im Stockwerk Leitungsführung Für die Installation im Stockwerk wurden aufgrund der Lage und der Struktur der Entnahmestellen zwei verschiedene Installationsarten kombiniert.

Das Bad verfügt über sogenannte „optionale“ Entnahmestellen.

So ist die Nutzung von Badewanne und Dusche sicher von Bewohner zu Bewohner völlig unterschiedlich. Während in einer Wohnung eine 4-köpfige Familie beide Entnahme­ stellen intensiv und regelmäßig nutzt, kann es sein, dass in der Wohnung darüber ein älteres Ehepaar wohnt, das die Badewanne selten bis gar nicht nutzt. Das Planungsziel muss also sein, unabhängig von der Nutzung der Zapfstellen im Bad den für den Erhalt der Trinkwassergüte so wichtigen regelmäßigen Wasseraustausch gewährleisten zu können.

Durchschleif-Ringinstallation Zur Sicherstellung des regelmäßigen Wasseraustausches eignet sich insbesondere die Durchschleif-Ringinstallation, wie in den nachfolgenden Bildern dargestellt. Dabei wird, in Fließrichtung beginnend an der ersten Zapfstelle (hier die Dusche), ein T-Abzweig installiert, von dem aus alle anderen Entnahmestellen ringförmig mithilfe von Durchschleif-UWandscheiben erschlossen werden.

Die in den Ring mit eingebundene Hygiene-Spülstation erkennt längere Stagnationsphasen und stellt den gemäß VDI 6023 geforderten Wasseraustausch in allen Leitungsteilen sicher her.

Die Leitungsführung innerhalb der Vorwandinstallation erfolgt auf möglichst kurzem Weg. Deshalb wurde die Montagehöhe der Leitungen so gewählt, dass die jeweiligen Anbindungen an die Anschlusspunkte (Wandscheiben) sehr kurz werden. Da kein Wasser in der Anlage zirkuliert, findet auch

Durchschleif-Ringinstallation im Bad mit Hygiene-Spülstation in 3D und im 2D-Schema (Quelle: Uponor Planungssoftware HSEdesktop)

36 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

keine Erwärmung der Armaturen auf der kalten Seite statt.

Alle Leitungsteile innerhalb der Ringinstallation sind mithilfe des Hardy-Cross-Verfahrens dimensioniert. Die kleinste Rohrdimension 16 x 2 mm kann in allen Leitungsteilen als 4 mm vorgedämmtes Unipipe Plus Rohr installiert werden.

Der gesamte Wasserinhalt des Fließweges von der Wohnungsstation zur Badewanne beträgt: • •

für Trinkwasser kalt (PWC): 1,2 Liter für Trinkwasser warm (PWH): 1,1 Liter

Die Frequenz des Wasseraustauchs in allen Leitungsteilen ist bei der Durchschleif-Ringinstallation am höchsten. So reicht eine Entnahmedauer von ca. 20 Sekunden am Waschtisch des Bades aus, um den gesamten Wasserinhalt der Ringinstallation auszutauschen – beste Voraussetzung für den Erhalt der Trinkwassergüte.

Sonderfall Gäste-WC und Küche Aufgrund der dezentralen Lage des Gäste-WC und der Entfernung ist eine Durchschleif-Ringinstallation hier nicht sinnvoll. Küche und Gäste-WC werden durch eine Durchschleif-Reiheninstallation erschlossen. Bei geplant längeren Nutzungsunterbrechungen kann die Installation über eine elektronische Armatur (PWH) und einen elektronischen Spülkasten (PWC) gegen Stagnation geschützt werden.

erschlossen werden. Dabei sollte der Hauptverbraucher konsequent ans Ende angeschlossen werden (hier: WC an der Kaltwasserleitung). Aus diesem Grund wurde der Anschluss der Waschmaschine durchgeschleift.

Hygienische Bewertung Während zur Dimensionierung von Trinkwasser-Rohrnetzen immer die bestimmungsgemäße Nutzung und die damit verbundenen Zapfvolumenströme und die Gleichzeitigkeit der Nutzung herangezogen werden müssen, eignet sich für eine trinkwasserhygienische Bewertung eher der Blick auf die Nutzungsunterbrechung. Was passiert in Zeiten, in denen dem Rohrleitungssystem kein oder nur wenig Wasser entnommen wird? Welche Temperaturen ergeben sich und wie lange verbleibt das stagnierende Wasser in kritischen Temperaturbereichen?

Zur trinkwasserhygienischen Bewertung des Konzepts und zur Beantwortung dieser Fragen eignet sich das Temperatur-Stagnationszeit-Diagramm. Dabei wird der Temperaturverlauf in einem Leitungsabschnitt über einem Stagnationszeitraum aufgetragen. Auf diese Weise kann sehr einfach dargestellt werden, ob das Wasser in der Installation während einer Nutzungsunterbrechung im kritischen Temperatur­ bereich zwischen >25 °C und <55 °C liegt und, wenn ja, wie lange.

Besonderheiten: Eine kleine Gruppe von Entnahmestellen kann – wie im Gäste-WC – mit einer Durchschleif-Reiheninstallation

Durch die dezentrale Lage des Gäste-WC ist die Anbindung als Durchschleif-Reiheninstallation anstatt einer Durchschleif-Ring­ installation sinnvoll.

1.10 x 1,40 m 2. OG Aufzug 18,1 °C Haus A

Abstell 1 NGF: 3,20 m²

Bad NGF: 9,05 m² WE22 Bad 24 °C 433 W

WE22 Abstell 1 20,7 °C

AER/HWR/Abst.

NGF: 3,55 m² WE22 AER/HWR/ 16,1 °C Abst.

G-WC NGF: 4,10 m² WE22 G-WC 16 °C WT-Batterie elektronisch

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 37

Da eine Nutzungsunterbrechung im Winter bei niedrigen Raumtemperaturen zwischen 15 °C und 20 °C stattfindet und im Projektbeispiel ständiger Wärmeeintrag auf die Kaltwasserleitung (z. B. durch Heizungsleitungen) ausgeschlossen wurde, können in der Installation keine kritischen Temperaturen oberhalb 25 °C erreicht werden. Hier sollten HygieneSpülungen in der Ringleitung alle 72 Stunden gemäß VDI 6023 ausreichen, um die Trinkwassergüte zu erhalten.

Im Sommerfall, insbesondere in Hitzeperioden mit MaximalAußentemperaturen über 30 °C (im Mittel in Deutschland ca. 20 Tage), kann die Temperatur des stagnierenden Wassers zeitweise 25 °C übersteigen.

Erwärmung des Kaltwassers (PWC) in Abhängigkeit von der Stagnationszeit bei 4mm Dämmschichtdicke an Hitzetagen (ca. 20 d/a)

Warmwasserleitungen in Vorwänden) 4 mm gedämmt. Dies führt dazu, dass die Temperatur sehr schnell – innerhalb von 1–1,5 Stunden durch den kritischen Temperaturbereich sackt und sich der Umgebungstemperatur annähert. Trinkwasser- hygienisch ist dies optimal, da das Trinkwasser nur etwa 10 % der Stagnationszeit im kritischen Temperatur­ bereich verbleibt.

Abkühlung des Warmwassers (PWH) in Abhängigkeit von der Stagnationszeit bei 4mm Dämmschichtdicke (DIN1988-200) 60 55 50

Trinkwassertemperatur [°C]

Betrachtung der Kaltwasserleitungen (PWC) in der Stockwerksinstallation

16 x 2

40

20 x 2,25

35 30 25

60

20

55

15

50

Trinkwassertemperatur [°C]

45

10

45

16 x 2

40

20 x 2,25

Umgebungstemperatur: 22°C

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Zeit [h]

Temperatur-Stagnationszeit-Diagramm der Warmwasserleitungen im Stockwerk

35 Umgebungstemperatur: 28°C

30 25 20

Der Einfluss der Dämmstärke

10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Zeit [h]

Temperatur-Stagnationszeit-Diagramm der Kaltwasserleitungen im Stockwerk

Es zeigt sich, dass ein kompletter Wasseraustausch alle 72 Stunden gem. VDI 6023 an Tagen mit hoher Außen­ temperatur nicht ausreichen würde, um das Risiko eines Legionellenwachstums zu vermindern. Stattdessen sollte das Wasser an Hitzetagen zweimal pro Tag über eine Hygienespülung ausgetauscht werden. In der Ringinstallation ist dies mithilfe der Spülstation Smatrix Aqua PLUS sehr einfach möglich, da durch die Entnahme über die Spülstation auto­ matisch alle Leitungsteile mit gespült werden. In einer T-Installation mit Einzelanschlüssen müsste an jeder Zapfstelle eine automatische Spülarmatur vorgesehen werden, um das Wasser komplett auszutauschen.

Betrachtung der Warmwasserleitungen (PWH) in der Stockwerksinstallation

Kann man nach dem Motto „viel hilft viel!" durch mehr Dämmung in Vorwänden die Trinkwasserhygiene verbessern?

Nein. Denn die Abkühlung des stagnierenden Wassers erfolgt dann langsamer, sodass das Trinkwasser länger – nämlich etwa 20 % bis 50 % der Stagnationszeit – im kritischen Temperaturbereich verbleibt, wie die nachfolgende Abbildung zeigt.

Abkühlung des Warmwassers (PWH) in Abhängigkeit von der Stagnationszeit bei 100% Dämmschichtdicke ("viel hilft viel") 60 55 50

Trinkwassertemperatur [°C]

15

45

16 x 2

40

20 x 2,25

35 30 25 20

10

Verlässt man beispielsweise nach der Nutzung des Bades das Haus für 10 Stunden bei einer Umgebungstemperatur von 22 °C im Raum, so ergibt sich der in der nachfolgenden Abbildung dargestellte Temperaturverlauf. Die Warmwasserleitungen sind nach DIN 1988-200 (nicht zirkulierende

Umgebungstemperatur: 22°C

15

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Zeit [h]

Die große Dämmschichtdicke verursacht eine langsame Abbkühlung und den längeren Verbleib des Warmwassers im kritischen Temperaturbereich

38 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Schritt 6: WarmwasserAusstoßzeiten ermitteln Bewertung des erreichbaren Warmwasser-Komforts Grundsätzlich gelten für die dezentrale Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip gemäß DIN 1988-200 keine weiteren Anforderungen an Temperatur und Warmwasser-Ausstoßzeit.

Darüber hinaus sollten aber im Projektbeispiel die werk­ vertraglich vereinbarten Komfortkriterien der VDI 6003 (Anforderungsstufe II) eingehalten werden.

Warmwasser-Ausstoßzeiten können mit einigen PlanungsSoftwarelösungen berechnet werden. Allerdings sollte darauf geachtet werden, dass dies in der Software auch praxis­ tauglich umgesetzt wurde. So ist für die Erreichung der Anforderungsstufen der VDI 6003 die tatsächliche Ausstoßzeit für Solltemperaturen entscheidend. Einige Software­ hersteller berechnen lediglich die Zeit, die bei der Zapfung

benötigt wird, bis das stagnierende Wasser ausgeschoben wurde. Dies ist aber nicht die Ausstoßzeit für das Erreichen einer bestimmten Temperatur, sondern nur die Ausschubzeit.

Der Zusammenhang ist im folgenden Diagramm dargestellt.

In dem Beispiel werden etwa 6 Sekunden benötigt, bis das in der 10 m langen Einzelanschlussleitung befindliche Wasser mit etwa 20 °C Umgebungstemperatur ausgeschoben ist.

Erst danach beginnt der Temperatursprung bis zur Konstanz­ temperatur (hier ca. 58 °C).

Erst nach dem Ausschieben des Wassers mit Umgebungs­ temperatur – hier nach 6 Sekunden – steigt die Temperatur an der Zapfstelle. Nach etwa 8 Sekunden werden 40 °C erreicht. In dem Diagramm sind die Anforderungsstufen der VDI 6003 (AS I bis AS III) eingezeichnet. Aufgrund der Leitungslänge kann im Beispiel die AS I knapp nicht erreicht werden, da bereits die Ausschubzeit 6 der max. zulässigen 7 Sekunden verbraucht. Anforderungsstufe II wird jedoch sicher erreicht.

Warmwasser-Ausstoßzeit einer 10 m Einzelzuleitung Uponor Uni Pipe PLUS 16 x 2 mm 60 56 52

Zapftemperatur [°C]

48 44 40 36 32 Zapftemperatur 28

Solltemperatur VDI 6003 AS III

24

VDI 6003 AS II VDI 6003 AS I

20 16

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

Ausstoßzeit [s]

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 39

60

Zur groben Abschätzung von Warmwasser-Ausstoßzeiten innerhalb der Vor- und Entwurfsplanung kann für Einzelanschlussleitungen das folgende Diagramm eingesetzt werden.

Es liefert die Warmwasser-Ausstoßzeit für 42 °C (Dusche) in Abhängigkeit der Leitungslänge für folgende Randbedingungen: • • •

Darüber hinaus sind die jeweiligen 3-Liter-Grenzen für die Rohrdimension dargestellt. Für eine 9 m lange Einzel­ anschlussleitung wird unter diesen Randbedingungen eine Ausstoßzeit für 42 °C von 10 Sekunden erreicht.

20 °C Starttemperatur des Trinkwassers, ≥ 55 °C nachfließendes Warmwasser, ohne Berücksichtigung von Einflüssen durch Armaturen, Wärmetauschern und Reglern.

Warmwasser-Ausstoßzeit in Abhängigkeit der abgewickelten Einzelanschlusslänge und der Rohrdimension 90 80

- Starttemperratur: 20 °C - Temperatur nachfließendes Warmwasser: ≥ 55 °C - ohne Berücksichtigung von Einflüssen durch Armaturen, Wärmetauschern und Reglern

3-Liter-Grenze

Warmwasserausstoßzeit bis 42°C [s]

70 60 3-Liter-Grenze

50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Abgewickelte Rohrleitungslänge bis zur Armatur [m] 42 °C Warmwasser-Ausstoßzeit in Sekunden für Uponor Uni Pipe PLUS 16x2 mm

42 °C Warmwasser-Ausstoßzeit in Sekunden für Uponor Uni Pipe PLUS 20x2,25 mm

40 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Warmwasser-Ausstoßzeiten im Beispielprojekt Für die drei Entnahmestellen Dusche, Küchenspüle im Bad und Waschtisch im Gäste-WC des Beispielprojekts sollen die tatsächlich erreichten Warmwasser-Ausstoßzeiten bzw. soll der Warmwasserkomfort beispielhaft, messtechnisch nachgewiesen werden. Die Küchenspüle hat eine Anbindelänge von etwa 4 m bis zum Ausgang der Wohnungsstation.

Die Dusche ist in eine Ringinstallation eingebunden. Die Leitungsführung ist in der Abbildung rechts dargestellt. Der Waschtisch im Gäste-WC hat mit 10 m die größte Anbindelänge und wird über die Küchenspüle durchgeschleift.

3 1

2

Beispielprojekt mit Sanitärausstattung

1

Dusche – Durchschleif-Ringinstallation

Der Zapfvorgang an der Duscharmatur beginnt an der linken senkrechten Cursor-Linie (rot). Die Zapfmenge beträgt im Mittel 12,5 l/min mit einer Starttemperatur von 20 °C. Die Messergebnisse im Bild x zeigen, dass nach 10 Sekunden 36 °C und nach 12,5 Sekunden 38 °C erreicht werden (roter, durchgezogener Graph). 42 °C werden am Auslass der Duscharmatur nach 15 Sekunden erreicht. Für die

Bewertung des Warmwasserkomforts können die Kriterien der VDI 6003 direkt herangezogen werden. Die Anforderung gem. Raumbuch und der vereinbarten VDI 6003 AS II beträgt 10 Sekunden 42 °C (± 4 K). Nach 10 Sekunden sollten demnach mindestens 38 °C erreicht werden. Die Maximaltemperatur des nachfließenden Warmwassers der Wohnungs­ station in der Messung betrug 55 °C Warmwasser-Ausstoßzeit der Dusche (Kaltstart nach Zapfruhe)

Eine zweite Messung erfolgte nach etwa 1-stündiger Zapfpause. Bei dieser Messung ist die Starttemperatur des Warmwassers in den Leitungen bei etwa 30 °C.

Die Messergebnisse in der nachfolgenden Graik zeigen, dass nach 5 Sekunden 38 °C und nach 15 Sekunden 42 °C erreicht werden (roter, durchgezogener Graph).

Warmwasser-Ausstoßzeit der Dusche (nach 1-stündiger Zapfpause)

Bewertung des Warmwasserkomforts für die Dusche: VDI 6003 AS II ist aus dem Kaltstart nicht ganz erreicht. Bei der Messung nach 1-stündiger Zapfpause wird aber sogar die VDI 6003 ASIII erreicht (<7 Sekunden, 40 °C) Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 41

2

Küchenspüle – Durchschleif-Reiheninstallation

Die Anforderung gem. Raumbuch und der vereinbarten VDI 6003 AS II beträgt 18 Sekunden, 50 °C (± 4 K). Es sollten also mindestens 46 °C nach 18 Sekunden erreicht werden.

Die Starttemperatur liegt bei 20 °C (hellblauer Graph) und der Durchfluss durch die Spültischarmatur beträgt bei

Einzelzapfung und voller Öffnung 10 l/min (gelber Graph).

Die nachfolgende Abbildung zeigt die Messergebnisse für die Ausstoßzeiten. Nach 14 Sekunden werden die geforderten 46 °C an der Spültischarmatur erreicht, 50 °C entsprechend nach 17 Sekunden.

Warmwasser-Ausstoßzeit der Küchen-Spültischbatterie

Bewertung des Warmwasserkomforts für die Küchenspüle: VDI 6003 AS II wird auch beim Kaltstart aus längerer Zapfruhe erreicht.

3

Waschtischarmatur im Gäste WC – Durchschleif-Reiheninstallation

Der Waschtisch im Gäste-WC liegt bereits ca. 10 m entfernt von der Wohnungsstation – also relativ ungünstig, um gute Warmwasser-Ausstoßzeiten zuzulassen. Die Anforderung gem. Raumbuch und der vereinbarten VDI 6003 AS II beträgt 18 Sekunden, 40 °C (± 4 K). Es sollten also mindestens 36 °C nach 18 Sekunden erreicht werden. Die Starttemperatur liegt bei 20 °C (violett, gepunkteter Graph) und der Durchfluss

durch die Spültischarmatur beträgt bei Einzelzapfung und voller Öffnung 10 l/min (hellblau gepunkteter Graph). Die nachfolgende Grafik zeigt die Messergebnisse für die Ausstoßzeiten. Nach 14 Sekunden werden die geforderten 36 °C an der Spültischarmatur erreicht, 40 °C entsprechend nach 18 Sekunden.

Warmwasser-Ausstoßzeit der Waschtischbatterie im Bad

Bewertung des Warmwasserkomforts für den Waschtisch im Gäste WC: VDI 6003 AS II wird auch beim Kaltstart aus längerer Zapfruhe erreicht.

42 l Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden

Fazit Um die Anforderungen an die Trinkwasserhygiene als auch die vereinbarten Komfortanforderungen zu erreichen, sind – wie im Konzept dargestellt – wichtige Randbedingungen und Planungsziele mit dem Kunden im Vorfeld abzustimmen und im Raumbuch festzuhalten.

Auf Basis dieser Festlegungen können – wie in dem vor­ liegenden Planungsleitfaden beschrieben – mithilfe der drei Bausteine • Dezentrale Trinkwassererwärmung • Durchschleif-Ring- und Reiheninstallation • Bedarfsgerechte Hygiene Spülung alle normativen oder werkvertraglich vereinbarten Anforderungen sicher eingehalten und Risiken für Verkeimung durch gespeichertes, erwärmtes und zirkulierendes Trinkwasser ausgeschlossen werden. Sowohl eine thermische Entkopplung von warm- und kaltgehenden Rohrleitungen durch separate Schachtinstallation, als auch eine nutzungsunabhängige, in allen Leitungsteilen durchströmte Stockwerksinstallation tragen, ebenso wie die Absicherung von Nutzungsunterbrechungen über Hygienespülung, wesentlich zur Erhaltung der Trinkwassserhygiene bei.

Bei Berücksichtigung einer optimierten Leitungsführung sowie der bewussten Auswahl des Standortes der dezentralen Wohnungsstation können auch hohe WarmwasserkomfortAnforderungen erfüllt werden.

Darüber hinaus lässt das hier vorgestellte Konzept zur Trinkwassererwärmung und -verteilung im Geschosswohnungsbau eine optimale energieeffiziente Einbindung von Nah- und Fernwärme, Brennwerttechnik sowie solarer Heizungsunterstützung zu und trägt somit zur Reduzierung des Primärenergieverbrauchs bei.

Dezentrale Trinkwassererwärmung und -verteilung in Mehrfamilienhäusern – Planungsleitfaden l 43

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