SANITAIR  
Install Magazine 970 – mei 2020

Hygiënespoelingen

Water verversen is niet hetzelfde als spoelen

In de sanitairwereld heeft men het dikwijls over spoelen, ook in verband met desinfectie en reiniging van drinkwaterinstallaties. Daarbij kan het gaan over spoelingen met of zonder additieven (zoals lucht, mechanische reinigingsmiddelen, chemicaliën). Dat gebeurt bij het reinigen of bij een eerste ingebruikname van een drinkwaterinstallatie. Daarnaast omvat een goed beheer van de installatie ook een regelmatige waterverversing. Om dat te garanderen maakt men best gebruik van aangepaste automatische systemen, om te voorkomen dat er te veel water verspild raakt. Het blijft immers de bedoeling zo weinig mogelijk water te verbruiken. In het volgende artikel gaan we in op de parameters van de spoeling, in het kader van een goed beheer.

Een goede drinkwaterkwaliteit houdt in dat de gebruiker ervan geen schade aan de gezondheid ondervindt, die onder meer veroorzaakt kan worden door ziektekiemen. Dat houdt in dat de installatie goed is aangelegd en naar behoren wordt beheerd. Behalve regelmatig onderhoud moet men er ook voor zorgen dat men aan het minimale aantal tapbeurten raakt om stagnatie tegen te gaan. Dat betekent eerst en vooral dat dit aantal bij het ontwerp moet gedefinieerd worden. Aansluitend moeten aangepaste maatregelen getroffen worden, zoals een automatische waterverversing, als het gewone gebruik om een of andere reden niet zou volstaan. De waterverversing dient hoofdzakelijk om stagnatie te vermijden. In die zin is het een verschillende ingreep van een eigenlijke spoeling. We gaan hierna in op de vraag welke debieten voor een waterverversing nodig zijn.

Waterverversing met piekdebiet

Het piekdebiet is eigenlijk een parameter voor de dimensionering van de leidingen. Het is het maximale debiet dat in de installatie kan optreden, rekening houdend met gelijktijdigheidsfactoren. In de praktijk komt dat hooguit enkele seconden lang voor. De buisdiameter wordt in functie hiervan bepaald, rekening houdend met de maximale stroomsnelheden. Deze stroomsnelheden bepalen dan weer de drukverliezen, wat op zijn beurt een invloed heeft op de dimensionering van de leidingdiameters. Op die manier vormt het piekdebiet een basisgegeven voor het ontwerp van het leidingnet, en wordt het apart berekend voor warm water en koud water. Als men water ververst aan het piekdebiet wordt de installatie dan ook maximaal benut. Men moet dus vermijden dat er tijdens die procedure ook ‘normale’ gebruikers hun kraan opendraaien. Anders raakt de installatie overbelast en kunnen de vereiste debieten aan de tappunten niet meer gegarandeerd worden, omdat er niet voldoende opvoerdruk beschikbaar is. Door kranen ongepland te openen en te sluiten komt het onder die omstandigheden ook tot grote drukschommelingen. Die veranderingen in druk zullen dan temperatuurschommelingen bij eengreepsmengkranen veroorzaken. Als men dus water ververst aan een piekdebiet, heeft dat niet te onderschatten effecten op het comfort. Een regelmatig tappatroon door middel van afstandsbediende kranen kan er ook toe leiden dat er lawaai ontstaat op ongewenste momenten. Andere negatieve aspecten zijn drukstoten, grotere krachtinwerking op vormstukken of fittingen, en tenslotte buiserosie. Om al die reden is deze manier best niet te gebruiken in combinatie met een automatische regeling.

Waterverversing met turbulente stroming

In tegenstelling tot een laminaire stroming wijkt een turbulente stroming af van het ideale stromingsprofiel. Dat laatste is gekenmerkt door een gelijkmatige verdeling van de stroomsnelheidsvectoren over de hele buisdiameter. Figuur 1 toont de vereiste debieten in een RVS-buis om een turbulente stroming te bereiken in verschillende buisdiameters. Daaruit blijkt dat het voldoende is om een toilet aan te sluiten op een DN50 leiding om een turbulente stroming te bereiken. Zo kan een intervalspoeling of een gewoon gebruik van de installatie voldoende zijn om voldoende waterverversing te garanderen. Als er voor een veilig gebruik een automatische waterverversing nodig is, dan kan men die instellen in functie van een turbulente stroming, wat ook op hydraulisch vlak voordelig is.

Hygiënespoeling

Een hygiënespoeling, zoals beschreven in de huidige Duitse regels heeft niet het doel om stagnatie te vermijden. Het doel is integendeel

1. Verontreinigingen wegspoelen
2. Ontsmettingsmiddelen verspreiden
3. Afzettingen en biofilms in bestaande leidingen verwijderen

We gaan dieper in op de verschillende doelstellingen en redenen voor spoelingen.

Verontreinigingen wegspoelen

Pas aangelegde drinkwaterinstallaties kunnen resten van bouwmaterialen of andere vervuilingen bevatten. Die moeten weggespoeld worden voor de installatie in gebruik kan worden genomen. Daarvoor is een spoeling met een stroomsnelheid van minstens 2 m/s nodig. In tegenstelling tot een waterverversing worden bij een spoeling eerst alle componenten verwijderd die de stroomsnelheid kunnen verminderen, zoals straalbrekers of douchekoppen. Als men dan nog de vereiste stroomsnelheid niet kan bereiken, moet men gebruik maken van een drukopvoerinstallatie. Het watervolume moet ongeveer twintig keer vervangen worden. Om in alle buisdiameters de vereiste stroomsnelheid te bereiken, moeten er ook voldoende tappunten geopend worden, om een voldoende debiet te garanderen. Tijdens de spoeling mag de installatie niet in gebruik zijn.

Als men schoonmaak- of ontsmettingsmiddelen toevoegt, kan men volstaan met lagere stroomsnelheden. Daarbij moet men er wel op letten dat de waterinhoud voldoende ververst wordt.

Verwijderen van afzettingen en biofilms in bestaande leidingen

Op alle oppervlakken die met water in aanraking komen, zal zich een biofilm vormen. Hier vinden ziektekiemen zoals legionella gunstige levensomstandigheden zodat ze zich kunnen vermenigvuldigen. Bij stilstaand water kunnen er zeer dikke biofilms ontstaan. Ze groeien constant aan en worden alleen maar tegengehouden als er voldoende stroming is om de bovenste lagen weg te spoelen. In een goed beheerde drinkwaterinstallatie blijft de biofilm beperkt tot een microscopische oppervlaktelaag op de leidingen. Figuur 2 toont aan dat de laminaire grenszone volgens Prandtl, die aan het buisoppervlak ontstaat door wrijving, een dikte van 0,1 tot 1 mm heeft. Bij voldoende stroming kan de biofilm alleen in deze laminaire grenszone overleven.

Dat wil ook zeggen dat een verhoging van de stroomsnelheid alleen niets uithaalt, de laminaire grenszone zal immers blijven bestaan en bescherming blijven bieden aan de biofilm. Om de installatie effectief te reinigen, gebruikt men best een water-lucht mengsel. Deze manier van spoelen is omslachtiger dan wanneer men alleen water gebruikt, en moet dan ook door professionals worden uitgevoerd. Hierbij moeten eveneens kwetsbare componenten, zoals drukverminderaars, veiligheidsgroepen, regelkranen, thermostatisch kraanwerk... verwijderd worden, om schade door drukstoten te voorkomen. Omdat het lucht-water mengsel twee fasen bevat, mag de stroomsnelheid hooguit 0,5 m/s bedragen. Men kan de spoelwerking versterken door manueel drukstoten op te wekken, bijvoorbeeld door bolkranen te openen en te sluiten. Tabel 1 toont de verschillende spoelmethoden en hun toepassingen.

Conclusie

We hebben het over de instellingen voor spoelingen gehad. Daarbij is een eerste conclusie dat men eerst het doel van de spoeling moet bepalen. Om stagnatie te vermijden in het kader van een goed beheer van de installatie, kan immers een gewone waterverversing volstaan. Een spoeling in strikte zin is niet nodig. Bij een waterverversing bepaalt men het debiet best op die manier dat er een turbulente stroming ontstaat. Het gebruik van het piekdebiet bij een waterverversing is een minder geschikte methode. Het biedt immers geen hygiënisch voordeel, maar is omslachtiger en duurder in uitvoering.

Voor een echte hygiënische spoeling moet men de parameters geval per geval bekijken. Dient de spoeling als een sanering, dan wel om installatie (weer) in gebruik te nemen na werken? Zijn hoge stroomsnelheden of additieven noodzakelijk? Tevens moet men altijd bepalen hoe lang de verschillende spoelparameters moeten worden aangehouden. Alleen zo is een hygiënisch beheer van een drinkwaterinstallatie mogelijk.

Door Prof. Dr.-Ing Carsten Backer (FH Münster) en Bernd Harker (FH Münster)

Figuren: FH Münster