Kaltwassertemperaturen unter 20 °C? – Was ist möglich und was nicht?

Bild 4: Volumenstrom und Temperatur des kalten Trinkwassers in der Stockwerks-Verteilungsleitung DN 20 (siehe Bild 6).
Quelle: Kemper
Bild 4: Volumenstrom und Temperatur des kalten Trinkwassers in der Stockwerks-Verteilungsleitung DN 20 (siehe Bild 6).

Die Wechselwirkungen zwischen Volumenströmen in einer Trinkwasser-Installation, verursacht durch Wasserentnahme, Induktion1 oder gezielte Spülmaßnahmen und den damit verbundenen Temperaturen des kalten Trinkwassers, sind weitestgehend unbekannt. Zur Erforschung der vorherrschenden Betriebsverhältnisse2 in Trinkwasser-Installationen führte der Laborbereich Haus- und Energietechnik der FH Münster, in Kooperation mit der Fa. Kemper aus Olpe, im Zeitraum von 2010 bis 2012 messtechnische Untersuchungen in Installationen von Großgebäuden durch.

Dabei wurden auch Stockwerks-Ringleitungen untersucht, die mit Strömungsteilern an die Steig- bzw. Verteilungsleitungen angeschlossen waren (Bild 2). Im Rahmen der Untersuchung wurden Messdaten aus kalten Trinkwasser-Installationen von insgesamt 11 Großgebäuden mit ca. 3 Millionen Messdaten ausgewertet. Für eine detaillierte Analyse wurden letztlich 6 Gebäude ausgewählt, davon 5 aus dem Gesundheitswesen. Die Auswahl der Gebäude erfolgte hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus der Nasszellen, der betrieblichen Besonderheiten, der Homogenität der Messdaten und der Dauer der Messreihen.

Bild 5: Entnahme- und Induktionsvolumenstrom sowie Eintritts- und Austrittstemperaturen des kalten Trinkwassers in der Ringleitung mit Strömungsteiler (siehe Bild 7).
Quelle: Kemper
Bild 5: Entnahme- und Induktionsvolumenstrom sowie Eintritts- und Austrittstemperaturen des kalten Trinkwassers in der Ringleitung mit Strömungsteiler (siehe Bild 7).

Im Folgenden werden grundsätzliche Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen exemplarisch an einer Stockwerksinstallation aus einem Krankenhaus aufgezeigt (Bild 7 und Bild 8).

1 Die Mitnahme von Wasser aus Stockwerksinstallationen durch den Hauptstrom in der Steig-/Verteilungsleitung.

2 Wechselwirkung zwischen Volumenströmen, verursacht durch Entnahme von kaltem Trinkwasser, Induktion oder gezielten Spülmaßnahmen in einer Rohrleitung und den damit verbundenen Temperaturen des Trinkwassers kalt bei Umgebungstemperatur.

Wasserwechselraten in einer Stockwerks-Ringleitung mit Strömungsteiler.
Quelle: Kemper
Bild 6: Wasserwechselraten in einer Stockwerks-Ringleitung mit Strömungsteiler.

Konstruktionsprinzipien für Stockwerksinstallationen

Die messtechnisch untersuchte Strömungsteiler-Installation wurde mit konventionellen Installationstechniken verglichen. Unter konventionellen Installationstechniken werden Stockwerksinstallationen verstanden, deren Entnahmearmaturen über Einzelzuleitungen, Reihen- oder Ringleitungen mit Trinkwasser kalt versorgt werden (Bild 2).

Konventionelle Installationstechniken für Stockwerksinstallationen

In neueren Trinkwasser-Installationen stellen Stockwerksinstallationen mit Reihenleitungen mittlerweile den Installationsstandard dar. Bei Reihenleitungen werden die Rohrleitungen in der Regel über Doppelwandscheiben an den Armaturenanschlüssen mäanderförmig vorbeigeführt. Mit Nutzung der am Ende angeordneten Entnahmearmatur werden alle Teilstrecken der Stockwerksinstallation bis hin zum jeweiligen Armaturenanschluss durchströmt. Ein Optimum für die Durchströmung ergibt sich, wenn die am häufigsten genutzte Entnahmestelle – das ist im Normalfall das WC – am Ende der Reihenleitung angeschlossen wird.

Messtechnisch untersuchte Strömungsteiler-Installation.
Quelle: Kemper
Bild 7: Messtechnisch untersuchte Strömungsteiler-Installation.

In Stockwerksinstallationen mit Ringleitungen wird die Leitung wie bei einer Reihenleitung verlegt. Im Gegensatz zur Reihenleitung endet die Ringleitung jedoch nicht an der letzten Entnahmearmatur, sondern verbindet sie wieder mit der Stockwerksleitung.

Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Ring. Erfolgt die Wasserentnahme aus einer solchen Ringleitung, wird jede Armatur bei Benutzung von zwei Seiten mit Trinkwasser versorgt.

Durch diese Installationsweise wird sichergestellt, dass bei Wasserentnahme an beliebiger Stelle in jeder Teilstrecke der Ringleitung Trinkwasser fließt. Wird eine Nasszelle regelmäßig genutzt, wird mit dieser Installationsweise der regelmäßige Wasserwechsel in allen Leitungsteilen der Stockwerksinstallation gewährleistet. Trotz der offensichtlichen funktionalen Vorteile gegenüber einer Reihenleitung kommen in der Praxis Ringleitungsverteilungen in Stockwerksinstallationen eher selten zum Einsatz. Dabei ist der Wasserinhalt von Ringleitungsinstallationen im Vergleich zu einer Installation mit Reihenleitungen – trotz größerer Leitungslänge – in etwa von gleicher Größe!

Montag, 28.01.2019