Legionellen in kalt­gehenden Trink­wasser-Installa­tionen

Bereits im Rahmen einer Disser­tation aus dem Jahr 2004 wurden er­staun­liche Unter­suchungs­ergeb­nisse von Kalt­wasser­proben aus ver­schiedenen Gebäude­typen veröffent­licht: In rund 12 Prozent aller Kalt­wasser­proben konnten damals Legionellen nach­gewiesen wer­den – und das schon bei Temperaturen ab 12 °C! Bei diesen Unter­suchungs­ergeb­nissen wurde fest­gestellt, dass die Kalt­wasser­tem­peraturen mit der Größe des Systems ansteigen, was mit der Länge und den Ver­zweigungen des Roh­rsystems begründet werden kann (Stag­nationen, Nutzung, etc.).

Die Wechselwirkung zwischen Legio­nellen­wachstum und Wasser­temperatur unter­suchte das IWW Rheinisch-West­fälische Institut für Wasser­forschung im Jahr 2005 noch genauer. Die ermittelten Daten zeigten ein­deutig, dass spätestens bei 20 °C die Ver­meh­rung von Legio­nellen beginnt. Bestätigt wurde dies im Übrigen 2009 nochmals durch die von Prof. Dr. Martin Exner beschrie­bene Wachs­tums­kurve von Legionella pneumophila. Und auch der Arbeits­kreis Trink­wasser­installation & Hygiene (AK Wasser­hygiene) emp­fahl bereits 2007, Kalt­wasser in die Beprobung mit ein­zubeziehen. Insbe­sondere, wenn Wärme­über­gänge auf PWC zu befürch­ten sind oder schon fest­gestellt wurden.

Aber nicht nur auf wissen­schaft­licher Ebene wurde die Legionellen­problematik im Kalt­wasser früh­zeitig beschrieben. Einige Immo­bilien­ver­wal­tun­gen gaben aufgrund eigener Erfahrungen bereits 2011 die Warnung von Trink­wasser-Experten an die Medien weiter (Frank­fur­ter Rund­schau, 2012): „Legio­nellen können sich in Kalt­wasser­leitungen vermehren, wenn diese schlecht isoliert sind und direkt neben Warm­wasser­leitungen liegen. Das kommt bei Alt­bauten häufig vor“. Im gleichen Jahr war im Bundes­gesund­heits­blatt zu lesen: „In Trinkwasser- Installa­tionen dürfen zu keinem Zeit­punkt Voraus­set­zungen geschaffen werden, die eine Ver­mehrung von Krank­heits­er­re­gern, zum Bei­spiel Legionellen, begünstigen“. Dieser Grund­satz ist heute auf­grund einer zunehmenden Gebäude­kom­plexität aktueller denn je.

Darüber hinaus empfahl der DVGW eben­falls im Jahr 2011, bei Hin­weisen auf Erwär­mung der Leitungen für kaltes Trink­wasser auch Proben an Ent­nahme­stellen für Kalt­wasser zu entnehmen. Mittlerweile ist der verbindliche Hinweis auf die Unter­suchung von Kalt­wasser eben­falls in der am 18. Dezem­ber 2018 veröffentlichten Emp­fehlung des Umwelt­bundes­amtes (UBA) zur syste­mischen Untersuchung von Trink­wasser-Installa­tionen auf Legio­nellen ent­halten.

Ein wesentlicher Grund dafür ist der Klima­wandel mit verschie­denen Aus­wirkungen auf die Tempe­raturen des Roh­wassers: Zum einen steigt durch die höheren Luft­tem­peraturen die Roh­wasser­tem­peratur in Seen und Tal­sperren. Als Konse­quenz nimmt die Durch­mischung des warmen Ober­flächen­wassers mit dem kälteren Tiefen­wasser ab. Lange Trocken­perioden mit sin­kenden Wasser­ständen führen zum anderen zu höheren Tem­peraturen in der Tiefe. Außer­dem kann unter un­güns­tigen Bedin­gungen eine Gefähr­dung der Trink­wasser­hygiene im Ver­teilungs­netz und in Hoch­behäl­tern nicht aus­geschlos­sen werden. Darüber hinaus erwärmen stei­gende Boden­tempe­raturen das Wasser in den Verteil­leitungen der Ver­sorger zusätz­lich. Ein For­schungs­projekt wies in den Sommer­monaten sogar Wasser­temperaturen > 25 °C im Wasser­rohrnetz der Ver­sorger nach.

Hinzu kommt, dass bei der Abgabe des Trink­wassers in die Haus­installa­tion eine weitere Erwärmung des Kalt­wassers innerhalb des Gebäudes eben­falls nicht aus­zuschließen ist. Somit kann die Einhaltung der 25 °C-Grenze in der Trink­wasser-Installa­tion – obwohl sie der VDI/DVGW-Richtlinie 6023 (2013) entspricht – saisonal bedingt schwierig werden; Verän­derungen der mikro­biolo­gischen Qualität der Wasser­phase sind die Folge.

Der Hintergrund: Trink­wasser und Trink­wasser­biofilme ent­halten immer Mikro­organismen. Erhöhte Tempe­raturen, insbeson­dere im Zu­sam­men­hang mit einem stei­genden Nähr­stoff­gehalt, können die mikro­biolo­gisch-hygie­nische Qualität des Trink­wassers be­ein­träch­tigen. Denn sowohl eine Erhöhung der Kolonie­zahl als auch eine stei­gende Nach­weishäufig­keit hygienisch-rele­vanter Mikro­organis­men bergen ein gesund­heit­liches Risiko. So wurden für den Trink­wasser­bereich schon früher zahl­reiche Legionellen-Spezies aus Trink­wasser­brunnen mit einer Wasser­tem­peratur im Bereich von 20 °C detektiert. In den Nieder­landen konnten in kalt­gehen­den Trink­wasser-Installa­tionen Legionellen nach­gewiesen werden, wobei es sich hier­bei nicht um Legionella pneumophila, sondern primär um Legionella anisa handelte. Hieraus ist abzu­leiten, dass einige Legionellen-Spezies sogar an eine Vermehrung bei niedrigeren Wasser­temperaturen adaptiert sind.

Da die Einhaltung der Tem­peratur­grenzen in kalt­gehenden Trink­wasser-Installa­tionen also nach­weislich ent­schei­dend für den Gesund­heits­schutz ist, stellt sich insbesondere für Planer und Fach­hand­werker die Frage: Wie lässt sich die Kalt­wasser­tempe­ratur in immer kom­plexer werdenden Trink­wasser­anlagen und bei perspek­tivisch weiter steigenden Tem­pera­turen am Hausanschluss dauerhaft im unkri­tischen Temperatur­bereich halten? Im Wesent­lichen durch die Ein­haltung der a.a.R.d.T., so die Quint­essenz eines DVGW-For­schungs­projektes von 2019 über das Wachs­tum von Legionellen in kalt­gehenden Trink­wasser-Installa­tionen. Dazu zählt ins­besondere die Vermei­dung von Stag­nation und der Wärme­übergang auf Kalt­wasser­leitungen. Denn das Forschungsprojekt bestätigte einmal mehr, dass die Legio­nellen­konzentration in einem System maß­geblich durch diese Faktoren be­stimmt wird:

• Wasser­temperatur (> 25 °C)
• Biofilm­beschaffenheit, bedingt durch
• Nährstoff­gehalt des Wassers
• Bakterien­gehalt des Wassers
• Durchfluss­profil
• Nährstoff­ab­gabe der verwen­deten Materia­lien

Wie die Forschungs­ergeb­nisse außer­dem zeigen, beginnt die Vermeh­rung von Legio­nellen zwar bei Wasser­tempe­raturen > 25 °C und nimmt mit stei­gender Wasser­temperatur zu. Aller­dings war bei 27 °C nur eine geringe, bei 30 °C jedoch eine deut­liche Vermeh­rung zu verzeich­nen. Gemäß Literatur­angaben liegt die optimale Wasser­temperatur für das Wachs­tum von Legio­nellen bei 37 °C. In welcher Größen­ordnung eine Tem­peratur­über­schreitung > 25 °C über welchen Zeit­raum im Hin­blick auf die Vermeh­rung von Legio­nellen ak­zep­tiert werden kann, ist laut dieser Studie nicht definiert. Hierzu sind weiter­gehende For­schungen er­forder­lich. Doch genau solche Infor­mationen sind in Zukunft für die Praxis von hoher Rele­vanz, unter anderem für die Definition even­tueller Maß­nahmen zur Stabi­lisierung der mikro­biolo­gischen Situation.

Eine wirtschaft­liche Option, die Kalt­wasser­temperatur unab­hängig von den Rahmen­bedingungen zuver­lässig auf 20 °C zu halten, ist die aktive Kühlung mittels einer Zirku­lation. Der Montageaufwand dafür lässt sich mit der Installa­tion eines Rohr­leitungs­systems mit DVGW-zertifi­ziertem Inliner für PWC gering­halten. Hier wird der Rück­lauf des Trink­wassers kalt in einer im Steige­strang integrierten Leitung zurück zu einem Durch­fluss-Trink­wasser­kühler geführt. Die Kühl­energie dafür kann beispiels­weise ein Kalt­wasser­satz liefern und über einen Platten­wärme­tauscher auf das PWC über­tragen. Ein Sensor misst dafür die Rück­lauf­temperatur in der Kalt­wasser­zirkulation und regelt ent­sprechend den Volumen­strom des Kühl­wassers. Die aktive Kühlung von PWC in großen Zweck­gebäuden mit ausgedehnten Trink­wasser­netzen kann ökono­mischer und ökolo­gischer sein, als Trink­wasser kalt mit erhöhter Temperatur „wegzuspülen“. Zumal in solchen Gebäuden Kalt­wasser­sätze für die Raum­klima­tisierung in der Regel ohnehin installiert sind.

Der zusätzliche Energie­aufwand für die Trink­wasser­kühlung ist vergleichs­weise gering, wie eine Konzept­studie mit Beispiel­berechnung zeigt: Bei einer benötigten Kälte­leistung von 2,5 kW – was einem Kranken­haus mit etwa 60 Nutzungs­ein­heiten ent­spricht – muss auf Basis der Grad­zahl­tage im Raum Frankfurt am Main nur eine Energie von 3.010 kWh/Jahr auf­gewendet werden, um die PWC-Tem­pe­ra­tur im gesamten Kalt­wasser­netz im hygienisch un­bedenk­lichen Bereich < 20 °C zu halten [19]. Doch selbst die Installa­tion eines separaten Klima­geräts für die Trink­wasser­kühlung kann sich durchaus lohnen. Insbeson­dere, wenn damit die Trink­wasser­güte verläss­lich abgesichert wird. Vor allem in Kranken­häusern und Pflege­einrich­tungen, aber auch in Hotels ist diese kontrollierte und definierte Tem­pe­ratur­haltung des Kalt­wassers durch PWC-Anlagen mit Kühlung empfehlens­wert. Denn hier gelten erhöhte Anfor­derungen an die hygie­nischen Tempe­raturen. Sinnvoll ist die PWC-Kühlung auch in Trink­wasser-Installa­tionen im Bestand, in denen nutzungs- und/oder installations­bedingt ein konti­nuier­licher Wärme­eintrag zu kritischen Kalt­wasser­temperaturen und damit zu Hygiene­problemen führt.

Legionellen in kaltgehenden Trink­wasser-Installa­tionen stellen ein ernst­haftes Hygiene­risiko dar, wie zahlreiche Studien nach­weisen. Somit ist die Temperatur­grenze im Trink­wasser kalt von maximal 25 °C (empfohlen sind 20 °C) ein grund­sätzlich einzuhalten­der Pa­ra­me­ter. Selbst Tempe­ratur­über­schreitungen für nur 30 Sekunden sind nicht zu tolerieren, um eine Schädi­gung der menschlichen Gesundheit, insbeson­dere durch Krank­heits­erreger, nicht zu besorgen (TrinkwV § 4, Abs. 1; IfSG § 37).

Die konsequente Anwen­dung der a.a.R.d.T. war bislang eine gesicherte Grund­lage für den Erhalt der Trink­wasser­güte. Doch steigende Tem­peraturen vom Rohwasser bis zum Hausanschluss und zum Teil große Wärme­lasten in den Gebäuden schränken das ∆T als gewohnte Pla­nungs­reserve für die Erhöhung der Kalt­wasser­temperatur in der Installa­tion bis 25 °C immer mehr ein. Darüber hinaus zeigen die zahlreichen verfüg­baren Unter­suchungs­ergeb­nisse deut­lich, dass die 25 °C-Grenze für Kalt­wasser in Trink­wasser-Installa­tionen einen schwer kontrollier­baren Maximalwert darstellt. Insbesondere in hygienisch sensiblen Gesund­heits­einrich­tungen sowie öffent­lichen Gebäuden mit hohen Wärme­lasten ist in der Konse­quenz die aktive Kühlung von Trink­wasser kalt eine ebenso wirksame wie wirt­schaft­liche Maß­nahme zur Absiche­rung der Trink­wasser­güte. Zur Vermeidung von Hygiene­risiken in kalt­gehenden Trink­wasser­leitungen stellt die aktive Kühlung somit eine praxis­relevante Ergän­zung im Rahmen der a.a.R.d.T. dar.