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Natürliches Heizungswasser als Nachhaltigkeitsziel

Nachhaltigkeit sowie Klima- und Umweltschutzziele gewinnen als gesellschaftliche Themen massiv an Bedeutung.

Sie beeinflussen immer stärker auch das Image des SHK-Handwerks und des TGA-Planers. Mit der Kombination der neuen VDI 2035 Blatt 1 E und des "ALARP"-Prinzips ("as low as reasonably practicable – so niedrig wie vernünftigerweise praktikabel") reduziert der Heizungsbauer Investitionskosten und vermeidet Abfälle im Bereich der Heizungswasseraufbereitung: Eine "Grüne Agenda", die viele Kunden überzeugt.

Klima- und Umweltschutzziele beherrschen seit geraumer Zeit bereits die Themen vieler Tagungen ebenso wie die Schlagzeilen der lokalen wie der internationalen Presse. Es gibt kaum einen Zweifel daran, dass Kunden (Planer, Installateure, Endkunden) mittelfristig jedes Unternehmen an seinen Nachhaltigkeitszielen messen werden. Der eine oder andere Anbieter ist versucht, dabei die Faktenlage zu ignorieren. Heizungsbauer sollten sich auf solche "Mogelpackungen" nicht einlassen. Die Forderung der Klima-Aktivistin Greta Thunberg ("Hört den Wissenschaftlern zu!") muss auch im SHK-Handwerk gelten.

Am Beispiel der Heizungswasseraufbereitung lässt sich der Stand von wissenschaftlichen Erkenntnissen und der Normenvorgaben klar beschreiben – und aufzeigen, woran die praktische Umsetzung leider noch zu oft scheitert. Um es deutlich zu machen: Bei der Herstellung von Heizungsbefüllwasser können Unternehmen den Einsatz von die Umwelt belastenden bzw. giftigen Stoffen begrenzen. Kurz: Sie können Abfälle vermeiden.

In einer ganzen Reihe von Fachaufsätzen – beispielhaft sei der Beitrag "Inhibitoren im Heizungswasser – sinnvoll oder überflüssig?" (vgl. SBZ 06-2017) genannt –wird regelmäßig festgestellt, dass sich Experten auf eine zentrale Aussage einigen können: Die Qualität des Heizungswassers ist für den dauerhaften, effizienten und problemlosen Betrieb von Heizanlagen entscheidend und auch für die Gewährleistung der Hersteller wichtig. Diese Erkenntnis wird auch in dem im März 2019 erschienenen Entwurf der neuen VDI 2035 Blatt 1 bestätigt. Der Weißdruck der im Oktober 2019 verabschiedeten neuen VDI 2035 sollte im Frühjahr 2020 publiziert werden; er führt die aktuell bestehenden Blätter 1 und 2 (also die bisher getrennt behandelten Themen "Steinbildung" und "wasserseitige Korrosion") zu einem einzigen Blatt zusammen ("Vermeidung von Schäden in Warmwasser-Heizungsanlagen – Steinbildung und wasserseitige Korrosion").

Die Neufassung berücksichtigt nunmehr "Steinbildung" und "wasserseitige Korrosion" in einem einzigen Blatt auf 43 Seiten in deutscher Sprache, wohingegen die beiden Vorgängerblätter jeweils auf 66 Seiten in deutscher und englischer Sprache erschienen sind. Da die Schweizer mit ihrer SWKI-Richtlinie BT 102-01 und die Österreicher mit ihrer ÖNORM H 5195 1/2 eigene Richtlinien erstellt haben, ist die Reduzierung um etwa ein Drittel Papiervolumen durchaus erwähnenswert.

Es stellt sich natürlich die Frage, was die Zusammenführung der aktuellen Blätter 1 und 2 konkret an Änderungen mit sich bringt. Was hat der Heizungsbauer künftig zu beachten?

Vermeiden der Steinbildung: VDI 2035 alt/VDI 2035 neu

Davon ausgehend, dass die neuen Tabellen "Richtwerte für das Füll- und Ergänzungswasser sowie das Heizwasser" des Entwurfs keine wesentlichen Änderungen mehr erfahren, kann in Bezug auf die Gesamthärte [in °dH] und das spezifische Anlagenvolumen [in l/kW Heizleistung] der Unterschied mit einer einfachen Grafik dargestellt werden. Anmerkung: Es gibt "Experten", die die Parameter des Füllwassers zur falschen Zeit, am falschen Wasser und mit falschen Messgeräten messen.

Das Diagramm zeigt die erlaubte Kalkmenge für eine Heizungsanlage laut neuer und  alter VDI 2035.
Quelle: BWT
Gegenüberstellung der neuen und der alten VDI 2035.

Übrigens: Die Schweizer SWKI-Richtlinie BT 102-01 hat das Problem der unterschiedlichen Härtevorgaben ganz einfach gelöst: Das Füll- und Ergänzungswasser muss auf <100 µS/cm entsalzt werden. In der neuen VDI 2035 steht unter Punkt 8.3 "Wasseraufbereitung", dass die Enthärtung und Entsalzung bevorzugte Verfahren der Wasseraufbereitung sind. Die in der 2005er-VDI als wasserseitige Maßnahmen genannten Verfahren "Härtestabilisierung" bzw. "Härteausfällung" gibt es nicht mehr (siehe Punkt 4 der alten VDI und Punkt 8.3 der neuen VDI – "Die Zugabe dieser Zusatzstoffe ist somit überflüssig"). Es ist dies eine erwähnenswerte, ökologische Aufforderung: Vermeidung von überflüssigem Abfall!

Das ist im oben erwähnten Fachbeitrag leider noch nicht berücksichtigt, werden doch unter der Zwischenüberschrift "Maßnahmen unter der Lupe" die wasserseitigen Maßnahmen zur Vermeidung von Steinbildung mit überholten Behauptungen zum Thema Korrosion verknüpft. Im Fazit des Beitrags werden zudem Teile der alten VDI 2035 Teil 1 (Steinbildung) herangezogen. Das ist nicht als Vorwurf zu verstehen, sondern beschreibt das Schicksal so mancher älterer Fachbeiträge, das man sich als Leser immer wieder vor Augen halten sollte ("Das Internet vergisst nichts!").

Heute ist hingegen klar: Wird ein Füllwasser enthärtet oder entsalzt, benötigt man keine Zusatzstoffe; sie sind also nicht sinnvoll, verursachen nur Kosten und belasten die Umwelt unnötig.

Korrosionsschutz im Heizwasser: VDI 2035 alt/VDI 2035 neu

Der allgemeine Grundsatz, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Schäden bei fachgerechter Planung und Inbetriebnahme in korrosionstechnisch geschlossenen Anlagen gering ist, hat sich nicht geändert (Punkt 4 der alten und neuen VDI-Richtlinie).

Wenn jetzt Experten feststellen, dass der Wert für Sauerstoff (0,02 mg/l bzw. 0,1 mg/l bei salzarmer Fahrweise) nicht mehr in der Tabelle 1 vorgegeben ist, sollte der Text in der Richtlinie gelesen werden:

"Für die wasserseitige Korrosion ist überdies der Sauerstoffgehalt von entscheidender Bedeutung. Erfahrungsgemäß ist die Wahrscheinlichkeit für Korrosionsschäden gering, wenn der Sauerstoffgehalt im bestimmungsgemäßen Betrieb den Wert von 0,10 mg Sauerstoff je Liter Wasser nicht überschreitet. Bei korrosionstechnisch geschlossenen Anlagen stellen sich im laufenden Betrieb erfahrungsgemäß sogar Werte unter 0,02 mg/l ein."

Die Tabelle zeigt die Richtwerte für Füll- und Ergänzungswasser in Heizungsanlagen.
Quelle: BWT
Die neue VDI 2035 Blatt 1 (Entwurf 2019 – Tabelle 1, S. 13).

In der Bewertung, dass Sauerstoffeintrag im System zu vermeiden ist, hat sich also nichts geändert. Wird der Tipp "Führen Sie die Nagelprobe vor" aus dem genannten Fachaufsatz beim Kundengespräch in der Praxis als "kostenloses Tool" eingesetzt und der Fachhandwerker erklärt seinem Kunden: "Das, was Sie hier sehen, geschieht auch in der Heizung", kann die Sinnhaftigkeit dieses Tools ganz einfach aus der Norm abgelesen werden:

Lessons learned: Das Kunststoffröhrchen ist kein (!) korrosionstechnisch geschlossenes System und verfügt somit immer über Sauerstoff für die Korrosionsprozesse.

Das konnte in der VDI 2035 Blatt 2 (2009) unter Punkt 8.3.2 "Inbetriebnahme" ("Der Zusatz von Chemikalien ist als Korrosionsschutz in der Regel nur bei korrosionstechnisch offenen Anlagen erforderlich") und im Punkt 8.4.3 "Korrosionsinhibitoren" ("…nur bei ständigem, durch andere Maßnahmen nicht vermeidbarem Sauerstoffeintrag notwendig") bereits nachgelesen werden. Letztendlich wurde das unter Punkt 8.4 "Wasserbehandlung" noch deutlicher formuliert: "Eine Wasserbehandlung durch Zugabe von Chemikalien soll auf Ausnahmen beschränkt sein." Diese Aussage wird im Entwurf der neuen VDI 2035 wortwörtlich übernommen und um den Hinweis "...in denen trotz Ausschöpfung aller technischen Maßnahmen…" ergänzt (Punkt 8.4.1 neue VDI 2035 Blatt 1).

Die neue VDI 2035 definiert unter Punkt 8.4.4 "Korrosionsinhibitoren", dass Anlagen mit ständigem, durch andere Maßnahmen nicht vermeidbarem Sauerstoffeintrag (korrosionstechnisch offene Anlage) nicht (!) in den Anwendungsbereich dieser Richtlinie fallen.

Lessons learned: Wer als Heizungsbauer solche Zusatzmittel einsetzt, sollte sich darüber im Klaren sein, dass ein Endkunde aus der Zugabe schließen kann, dass der Heizungsbauer eine "korrosionstechnisch nicht geschlossene" Anlage erstellt/gebaut hat.

Viel wichtiger: In der neuen VDI 2035 gibt es unter Punkt 7 "Richtwerte und Empfehlungen" zum Beispiel für das Heizwasser klare zu messende und zu dokumentierende Parameter. Zu messen und zu dokumentieren sind Aussehen (Farbe zeigt Korrosion an), elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert und eventuell Härte. Eine gelblich-bräunliche Färbung deutet auf eine mögliche Eisenkonzentration hin. Deshalb hat dann eine Bestimmung des Eisengehaltes zu erfolgen. Liegt der Wert über 0,5 mg/l (wie in der Schweiz), sind eine gezielte Ursachensuche und Ursachenbeseitigung erforderlich. Ursachen können beispielsweise Mängel in der Druckhaltung, hohe Nachspeisemengen, diffusionsoffene Bauteile, unbeabsichtigter Eintrag von Wasser-Frostschutzmittel-Gemischen, nicht abgesperrte automatische Entlüfter sein. Die neue Norm stellt auch klar, dass pH-Werte im Rahmen der nächsten Wartung bzw. frühestens jedoch nach zehn Wochen Heizbetrieb im Heizwasser zu messen und zu dokumentieren sind.

VDI 2035 neu: beispielhafte Mängel-Liste

Die neue VDI 2035 Blatt 1 hat eine für Praktiker erstellte Tabelle 2 neu aufgenommen, mit Beispielen für Mängel, deren Ursachen und mögliche Abhilfemaßnahmen. Im Anhang I folgen sehr gut beschriebene Hinweise zur Messung von elektrischer Leitfähigkeit und pH-Wert – hier findet sich auch die Forderung, dass Messgeräte mittels Zwei-Punkt-Messung (pH 7/10) zu kalibrieren sind. So müsste also jedem Fachmann klar sein, dass der pH-Wert im Heizwasser (nicht im Füllwasser) nach frühestens zehn Wochen mit einem richtigen Messgerät zu prüfen und zu dokumentieren ist.

Die früher gern erzählten Tipps, warum von Anfang an beim Befüllen eine pH-Korrektur oder der Einsatz von Inhibitoren notwendig seien, können somit endgültig als überholt gelten. Das wunderbare Bild, wo der Heizungsbauer dem Kunden seine Kompetenz per Analysenprotokoll einer Heizungswasserbehandlung nachweist, wäre vor diesem Hintergrund schnell als überflüssig, ja sogar als nicht sinnvoll erkennbar.

Lessons learned: Die nicht von der Norm geforderten Zusatzstoffe bringen nicht-normenkonforme Ergebnisse.

Auch beim Thema "Eisen" ist kurzes Nachdenken hilfreich: Würde der Heizungsbauer mit aktuellem Wissensstand auf dem "Systemcheck-Report" einen Eisengehalt (ppm = mg/l) mit einem empfohlenen Ergebnis "maximal 125 ppm bei Behandlung mit X100" lesen, stellt sich doch die Frage: Wie bewertet er die geforderten 0,5 ppm Eisen aus der Norm?

Häufig wird erst durch den Einsatz von Zusatzstoffen das Eisen (ist als Magnetit schwarz und lagert sich ab) in Schwebe gebracht. So lassen sich dann die häufig auftretenden hohen Eisengehalte und das farbige Aussehen erklären. Die vom Hersteller vorgebrachte Argumentation, dass nach Zugabe des "Vollschutzproduktes" die gewollte Reinigungs- und Lösewirkung im Heizkreislauf einsetzt und diese dann zu der deutlichen Erhöhung der Schlamm- und Schwebstoffbelastung führt, ist in keinem Kapitel der Norm beschrieben.

Wie könnte der Heizungsbauer wirklich begründen, dass durch seine – nicht in der Norm geforderte – Zugabe von Zusatzstoffen der Eisengehalt 250-fach höher sein darf? Möchte der Heizungsbauer seinem Kunden oder auch der jungen Generation ("Fridays for Future") erklären, warum er die Umwelt bei einem Systeminhalt von 1.000 Litern Heizungswasser

  • mit 10 kg "X300"-Reiniger (im Ratgeber steht zu lesen: "Laut VDI 2035 müssen Sie eine neu installierte Heizungsanlage…"),
  • dann einem 2- bis 3-fachen Wasserwechsel, um das System frei zu spülen,
  • mit 10 kg "X100"-Inhibitor ("Der Inhibitor gewährleistet langfristig den Schutz gegen Kalkablagerungen und Korrosion…"),
  • und mit überflüssigen Kosten belastet?

Alle diese Zusatzstoffe werden beim Ablassen in die Umwelt abgegeben. Wer einmal das Sicherheitsdatenblatt angefordert und gelesen hat,

  • "X3002 = 10 bis 20% Triethanolamin x 10 kg = 1 bis 2 kg,
  • 1 bis 3% Benzotriazol x 10 kg = 100 bis 300 g,

wird erschrecken. Denn das schreibt "Wikipedia" zur Umweltrelevanz:

"Benzotriazol ist relativ gut wasserlöslich und schwer abbaubar. Es wird daher in Kläranlagen nur zu einem kleinen Anteil eliminiert und gelangt in großen Mengen in Flüsse und Seen. In europäischen Flüssen werden typischerweise Konzentrationen im drei- bis vierstelligen Nanogramm-pro-Liter-Bereich gemessen."

Im Rhein an der niederländischen Grenze werden, je nach Jahreszeit, Benzotriazol-Werte zwischen 700 und 1.500 ng/l gemessen. Die gemeinnützige Organisation VSR-Gewässerschutz e.V. fordert einen Grenzwert von 100 ng/l. Das bedarf keiner weiteren Diskussion.

Eine Kläranlage.
Quelle: BWT
Benzotriazol ist relativ gut wasserlöslich und schwer abbaubar. Es wird daher in Kläranlagen nur zu einem kleinen Anteil eliminiert und gelangt in großen Mengen in Flüsse und Seen.

Warum geben wir so etwas in die Umwelt, wenn es überflüssig ist?

"Du kommst hier nicht rein!"

Eine Vermeidung wäre gelebter Umweltschutz. So werden zum Beispiel mit 300 g dieser überflüssigen Chemikalie etwa 3 Millionen Liter Rheinwasser auf den Grenzwert 100 ng/l gebracht (300 g = 300.000 mg = 300.000.000 µg = 300.000.000.000 ng). Noch viel wichtiger zum Schutz der Umwelt und der Gesundheit von Menschen wäre eine Bewertung des Einsatzes von Triethanolamin. Mit dem überflüssigen Einsatz von "X300" (1 Liter auf 100 Liter Heizungswasser verbleibt nicht dauerhaft in der Anlage) werden also nach einer Woche durch "Zusatzarbeit" diese vermeidbaren Stoffe aus dem System in die Umwelt gespült. So werden der Umwelt bei der Behandlung von 1 m³ (1.000 l) Heizungswasser

  • 1 bis 2 kg Triethanolamin (1.000 bis 2.000 g bzw. 1.000.000 bis 2.000.000 mg) und
  • 100 bis 300 g Benzotriazol

überflüssigerweise zugeführt. Nach dem Spülvorgang sollen dann

  • 1 Liter "X100" auf 100 Liter Heizungswasser

zum Schutz gegen Kalkablagerungen (Frage: Warum wird enthärtet bzw. entsalzt?) und gegen Korrosion zugegeben werden (man lese bitte in der neuen VDI 2035 Blatt 1 E den Punkt 8.4.4 "Korrosionsinhibitoren").

Auszug Sicherheitsdatenblatt 16/Jul/17

Borat: 1–5 % x 10 kg = 100–500 g

Molybdat: 1–5 % x 10 kg = 100–500 g

Natriumnitrat: 1–3 % x 10 kg = 100–300 g

Triethanolamin: 1–10 % x 10 kg = 100–1.000 g

Im Heizungswasser befindet sich nun eine definitiv in der VDI 2035 Blatt 1 nicht notwendige Chemikalienmischung. Wird Triethanolamin (Voraussetzung: reines, sauberes Produkt) als einzige Chemikalie betrachtet, so ist das nicht besonders gefährlich. Gefährlich ist das, was daraus entstehen kann: Denn wird ein Amin mit nitrosierenden Agenzien (wie z.B. Nitrit, das aus Nitrat gebildet wird; s. VDI 2035 Blatt 1 E, Punkt 6.4.9.2, "Biofilme und mikrobiell beeinflusste Korrosion MIC" bzw. "Abbau von Inhibitoren") zusammengebracht, können sich Nitrosamine bilden. Dies sind Stoffe, die im Verdacht stehen, Leber, Nieren und Erbgut zu schädigen und die zu den krebserregenden Stoffen zählen. Das Hauptziel der Kosmetik- wie auch der Kühlschmierstoffindustrie gilt seit Jahren auch für alle Industrieanwendungen: "Nitrosaminbildung so gering wie technisch erreichbar". Besser wäre doch: Einsatz vermeiden!

In der Kosmetikindustrie gibt es mittlerweile eine Initiative mit dem Slogan "Du kommst hier nicht rein!" Naturkosmetik hat dies garantiert und zertifiziert keine bedenklichen Inhaltsstoffe. Jeder kann das im Internet unter der Suchanfrage "Du kommst hier nicht rein: Triethanolamin – naturalbeauty.de" nachlesen.

In Kühlschmierstoffen ist der Einsatz schon lange durch die technische Richtlinie Gefahrenstoffe TRGS 611 geregelt. In der neuen VDI 2035 Blatt 1 E kann unter 8.4.3 "Alkalisierung" folgende Anmerkung nachgelesen werden: "Kommen Amine zum Einsatz, so ist aufgrund der Gefahr der Bildung von N-Nitrosaminen die TRGS 615 (Verwendungsbeschränkungen für Korrosionsschutzmittel, bei deren Einsatz N-Nitrosamine auftreten können) zu beachten."

Mittwoch, 24.06.2020

Von Willibald Schodorf
Leiter Technische Geschäfte, BWT Wassertechnik GmbH