Lager temperatuurregime voor SWW-productie nog niet aan de orde

WTCB onderzoekt energie-efficiënte mogelijkheden voor legionellabeheersing

In mei 2019 domineerde een legionellabesmetting in het Gentse havengebied wekenlang het nieuws. Een koeltoren bleek uiteindelijk aan de oorsprong van de infectie te liggen, maar ook gelinkt aan sanitaire installaties valt een stijging van het aantal besmettingen op te tekenen. Volgens Bart Bleys en Karla Dinne (WTCB) is dat gedeeltelijk toe te schrijven aan de verhoogde waakzaamheid van artsen en verplegend personeel, maar ook het verlagen van de sww-productietemperaturen heeft daarin mogelijk een aandeel.

Nog steeds onderschat

574 Europese doden in 2017

Hoewel het vooral de legionellabesmetting in Gent was die het voorbije jaar met de aandacht ging lopen, is ze allesbehalve een unicum. In 2017 – de meest recente cijfers die op vandaag beschikbaar zijn – werden er in België maar liefst 235 gevallen van legionellose gerapporteerd. Daarvan werden er uiteindelijk 183 bevestigd. Dat komt overeen met een incidentie van 1,9 gevallen per 100.000 inwoners – net boven het Europees gemiddelde van 1,8/100.000. Bovendien overleeft ongeveer één op tien getroffen individuen de infectie niet.

“Er wordt weleens gesteld dat het aantal overlijdens laag is in vergelijking met dat ten gevolge van bijvoorbeeld verkeers­ongevallen”, reageert bio-ingenieur Bart Bleys, hoofd van het Labo Watertechnieken aan het WTCB, het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf. “Een gevaarlijke uitspraak, want men vergeet daardoor de verregaande gevolgen die de infectie voor de overlevenden kan hebben. Legionellose tast namelijk meer dan enkel de longen aan. Wie overleeft, kan restschade oplopen aan andere organen of verliest soms zijn fijne motoriek, waardoor het dagelijkse leven aanzienlijk bemoeilijkt kan worden.”

Bouwgerelateerd risico

En het zijn niet alleen de fysieke gevolgen van de ziekte legionellose die onderschat worden, weet biochemisch ingenieur Karla Dinne, hoofd van het Labo Microbiologie van het WTCB. “Legionella is een bacterie en dus in eerste instantie een microbiologisch probleem,” stelt ze, “maar de aanwezigheid binnen technische installaties is ook sterk ge­relateerd aan het ontwerp, het onderhoud en het gebruik daarvan. Zij bepalen immers de omstandigheden waarin de bacterie groeit dan wel afsterft.”

“Toch zien we dat Legionella ten opzichte van andere, meer prominente, bouwgerelateerde risico’s nog steeds het onderspit moet delven. Iedereen vindt het doodnormaal om te investeren in brandpreventie en CO-melders, maar wat Legionella betreft, lijkt niemand zich bewust van het gevaar. Dat je een infectie doorgaans oploopt tijdens een moment van rust en comfort (een douche, bubbelbad … ), maakt het er uiteraard niet eenvoudiger op.”

“Tegelijkertijd is er nochtans wél de vraag naar verantwoordelijkheden”, zegt Bleys. “Bij brononderzoek gaat men op zoek naar de oorsprong én de verantwoordelijke. Ook als installateur moet je je daar terdege van bewust zijn. Kijk maar naar de boilers met een antilegionellaprogramma. Vroeger gaven sommige fabrikanten nog richtlijnen over de juiste instellingen; nu wagen de meesten zich daar niet meer aan en leggen ze alles in handen van de installateur. Hij moet ervoor zorgen dat de ingestelde temperatuurregimes veilig zijn.”

Hygiënische waterkwaliteit voorop

Wetgeving

Net om die redenen geldt in Vlaanderen voor publieke gebouwen en installaties sinds 2007 het Legionellabesluit, dat onder meer de belangrijkste verantwoordelijkheden en voorzorgsmaatregelen bepaalt en via de BBT ook concrete installatievoorschriften omvat. Een centraal uitgangspunt daarbij, en de norm voor alle installaties, is dat sanitair warm water (sww) minstens op 60 °C geproduceerd moet worden. “Die productietemperatuur biedt de nodige veiligheid”, stelt Bleys. “Ze gaat uit van het feit dat de groei van Legionella in labo-omstandigheden vanaf 45 à 47 °C wordt geremd, maar houdt er ook rekening mee dat de bacteriën in reële situaties beter beschermd kunnen zijn, bijvoorbeeld in een biofilm.”

Druk op productietemperatuur

De voorbije jaren kwam de hoge productie­temperatuur van sww echter steeds meer onder druk te staan. “Vanwege de stijgende isolatienormen en groeiende energie-efficiëntie van nieuwe gebouwen is sww een steeds groter aandeel in ons energieverbruik gaan opnemen”, verklaart Bleys. “Neem daarbij dat sanitair warm water doorgaans verbruikt wordt aan een temperatuur van maximaal 45 °C (en dus niet 60 °C) en dat de hoge productietemperaturen niet voor alle hedendaagse verwarmingstoestellen optimaal zijn, dan is het niet onlogisch dat men op zoek gaat naar energie-efficiëntere oplossingen voor de sww-productie en kijkt naar een verlaging van de productietemperatuur in het bijzonder. Wanneer dit zonder meer als oplossing naar voren geschoven wordt, vaak met de verklaring dat de groei van Legionella vanaf 45 °C toch afneemt, dan wordt het echter problematisch. Het voorzorgsprincipe geeft immers aan dat er, zolang er niet in reële omstandigheden aangetoond is dat dit mogelijk is zonder risico’s voor de volksgezondheid, beter veilige temperaturen aangehouden worden. Energie besparen is belangrijk, maar gezondheid moet prioritair blijven.”

Meer bewustwording nodig

“Let wel, het verlagen van de productietemperatuur is, in installaties die onder het Legionellabesluit vallen, wettelijk niet toegestaan”, zegt Dinne. “Al weerhoudt dat natuurlijk niet iedereen ervan om het uit te proberen. Bovendien zijn niet alle installaties onderhevig aan het Legionellabesluit: voor residentiële installaties is het volgen van de BBT slechts een aanbeveling, en in Brussel en Wallonië beperkt de wetgeving zich tot douches in publieke zwembaden. Mede daarom besloten we om alternatieve temperatuurregimes in een proefopstelling te testen en na te gaan welke temperaturen en thermische desinfecties minimaal noodzakelijk zijn om een besmette installatie weer onder controle te krijgen. Op die manier willen we vooral bewustwording creëren omtrent de impact van zo’n verlaagd temperatuurregime op de gezondheidsrisico’s. Dat we rekening houden met het worstcasescenario, is logisch: elke installatie kan op een bepaald moment besmet geraken.”

Lexicon

Legionella: verzamelnaam van verschillende bacteriën, doorgaans verwijzend naar Legionella pneumophila.

Legionella pneumophila: subgroep onder de legionellabacteriën, verantwoordelijk voor de meeste legionellainfecties bij de mens. Kan via aerosolen binnendringen tot in de longblaasjes van de mens en daar ernstige schade aanrichten.

Legionellose: bacteriële infectieziekte veroorzaakt door Legionella.

BBT: Best Beschikbare Technieken. Reeks van technologieën en organisatorische maatregelen die toegepast wordt om de ontwikkeling van legionellakiemen in watervoorzieningen te vermijden. Onderdeel van het Legionellabesluit.

kve/l: kolonievormende eenheden per liter. Maatstaf voor de concentratie van Legionella in water.

Enkele lessen uit de proefopstelling

Schokken van 60 °C volstaan niet

De resultaten van de proefopstelling verbaasden in ieder geval zowel Bleys als Dinne. “We hadden verwacht dat thermische schokken aan 60 °C, bij een productietemperatuur van 45 °C, bij een voldoende hoge frequentie wel zouden volstaan om de legionellaconcentratie onder de aanbevolen 1.000 kve/l te krijgen,” vertelt Dinne, “maar dat bleek lang niet het geval. Hoezeer we de installatie ook onder de loep namen, risico-onderdelen verwijderden, kranen desinfecteerden en de frequentie en duur van thermische schokken opdreven, telkens stootten we op veel te hoge concentraties. Rekening houdend met het feit dat onze proefopstelling in vergelijking met reële installaties niet alleen bijzonder eenvoudig maar ook opmerkelijk optimaal was – er waren immers geen dode leidingen, het expansievat werd verwijderd en een destratificatiepomp toegevoegd, alles werd frequent gebruikt … – kunnen we dus wel met zekerheid stellen dat een productietemperatuur van 45 °C in combinatie met thermische schokken van 60 °C in reële omstandigheden nooit zal volstaan om een infectie onder controle te krijgen.”

Energieverbruik is veelzijdig gegeven

Met thermische schokken aan 65 °C kregen Bleys en Dinne de concentratie in bepaalde omstandigheden wel onder controle. “De eerste positieve resultaten zagen we bij een productietemperatuur van 45 °C en een wekelijkse thermische schok van 65 °C, waarbij alle tappunten en staalnamekranen in de circulatievolgorde gedurende een half uur gespoeld werden”, aldus Bleys. “Praktisch gezien, is zo’n oplossing echter geen sinecure, want er moet iemand manueel alle tappunten openen en sluiten en de water­temperatuur in de gaten houden. In de meeste gevallen is de warmtebron bovendien niet in staat om zo’n aanhoudende warmtevraag te volgen én wordt er heel wat water verspild. Ook dat zijn facetten van energieverbruik."

 

“Schokken van 60 °C bij een productietemperatuur van 45 °C zullen in reele omstandigheden nooit volstaan om een besmetting onder controle te krijgen”

Bijkomend onderzoek

Door de thermische schok bij 65 °C te verlengen naar 24 uur, kon uiteindelijk wel het bestaande tapprofiel, en dus het normale gebruik van de installatie, voor desinfectie worden gebruikt. Dat bleek te volstaan om de concentratie onder de 1.000 kve/l te houden. Op voorwaarde, ten minste, dat alle tappunten gedurende minstens 150 opeen­volgende seconden gebruikt werden. Opnieuw benadrukken Bleys en Dinne dat dergelijke resultaten lang niet naar reële omstandigheden geëxtrapoleerd kunnen worden. “Ons onderzoek biedt op dit moment geen enkele garantie inzake de veiligheid van een verlaagd temperatuurregime. Daarvoor is bijkomend onderzoek absoluut noodzakelijk.”

Temperatuurschokken hebben ook impact op de installatie

Bleys erkent ook dat het toepassen van een aangepast temperatuurregime met een lagere productietemperatuur en hogere schokken zijn impact heeft op de installatie.

“Een installatie die gebruikmaakt van kunststofleidingen van klasse 2, kan in principe perfect aan de hoge temperatuurschokken weerstaan,” zegt hij, “maar de schokken zullen doorgaans wel de veroudering van de installatie en haar onderdelen versnellen. Een regelmatig onderhoud wordt daarom des te belangrijker.”

Legionella is niet alleen een boilerprobleem

Bleys wil nog één misvatting over Legionella de wereld uit helpen. “Legionella wordt veelal beschouwd als een boilerprobleem. Toch zien we in onze praktijk ook soms besmettingen in installaties met een platenwarmtewisselaar. In de toekomst voorzien we voor dit soort installaties dan ook een gelijkaardig onderzoek. Ongeacht hoe het gebeurt, met sww-productie speel je maar beter op veilig!”

De proefopstelling en resultaten in detail 

Een gezin van 4 à 5 personen

De proefopstelling in Limelette werd gebouwd in het kader van het VIS-traject Instal2020 en bestaat onder meer uit een boiler van 200 liter, een geïsoleerde circulatieleiding van ongeveer 40 m lengte en twee aftappunten, waarop een eerder bepaald tapprofiel voor respectievelijk een douche en een keukenkraan worden toegepast. Zodoende simuleert de installatie op de meest eenvoudige wijze de sww-installatie van een gezin van 4 à 5 personen.

In het kader van het onderzoek werden verder verschillende staalnamekranen en een kweekboiler toegevoegd en werd de installatie volledig voorzien van temperatuur- en debietmeters.

De kweekboiler, met daarin een consortium van Legionella pneumophila-bacteriën, afkomstig uit een reële besmette installatie, werd in dit geval evenwel slechts eenmaal gebruikt.

Zodra de installatie besmet was, werd ze afgekoppeld en met vers drinkwater gevoed, opdat specifiek de reactie van de aanwezige bacteriën op diverse temperatuurregimes gemonitord kon worden.

45 °C – 60 °C

In de eerste fase van het onderzoek gebeurde de productie van sanitair warm water aan een temperatuur van 45 °C, met regelmatige schokken aan 60 °C. De installatie werd wekelijks opgevolgd en het stookregime gaandeweg aan de resultaten aangepast, beginnende met een wekelijkse temperatuurschok van 30 minuten, al dan niet gecombineerd met thermische spoeling van tap- en staalnamekranen, tot uiteindelijk dagelijkse schokken van 60 minuten.

Ook onderging de installatie in de loop van deze weken enkele aanpassingen om de aangroei van Legionella tegen te gaan: de toevoeging van een destratificatiepomp bleek cruciaal om een homogene temperatuurverdeling in de boiler te realiseren en dus te lage temperaturen aan de onderzijde van het vat te voorkomen, terwijl het expansievat, gelokaliseerd aan de koude zijde van de boiler, een bron van recontaminatie bleek en dus verwijderd werd.

Toch werd de legionellabesmetting, ondanks de hoge frequentie van thermische schokken en de bijkomende maatregelen, in deze testfase nooit onder controle gehouden. Slechts enkele keren werd een concentratie onder 1000 kve/l behaald, die vervolgens meteen na de thermische schok weer de hoogte in ging.

45 °C – 65 °C

In een tweede fase werd daarom een alternatief regime voorgesteld. Nog steeds gebeurde de productie aan 45 °C, maar voor de thermische schokken hanteerde men een temperatuur van 65 °C.

Opnieuw werd aangevat met een wekelijkse schok van 30 minuten, die gaandeweg werd opgedreven. Bij een wekelijkse schok waarbij alle tap- en staalnamekranen gedurende 30 minuten gespoeld werden, werden de eerste positieve resultaten opgetekend, zij het uiteraard met een hoog waterverbruik en de nodige praktische implicaties.

In het vervolgtraject werd daarom gefocust op de integratie van de thermische spoeling van de tappunten in het bestaande tap­regimes.

De keukenkraan bleek daarin de moeilijkste factor vanwege de normaliter zeer kortstondige tappingen, maar uiteindelijk werd de legionellabesmetting in de proefopstelling met een wekelijkse schok van 24 uur en een extra tapping op de keukenkraan van 150 seconden wel onder de voor­geschreven 1000 kve/l gehouden. Let wel dat deze schokken dan ook consequent toegepast moeten blijven worden!

BBT

Bij wijze van benchmark werd ook het regime voorgeschreven door de BBT (productie aan 60 °C, met een minimum van 55 °C op de retour) op de proefinstallatie toegepast. Daarmee kon de legionellabesmetting snel en blijvend onder controle worden gehouden. De huidige temperatuureisen van de BBT zijn met andere woorden veilig.

Vervolgonderzoek

Het WTCB voorziet in de komende jaren nog bijkomend onderzoek naar de effecten van een temperatuurregime met als basis een sww-productie aan 50 °C.

Daarnaast zal er, in het kader van het recent goed­ekeurd TETRA-project ‘Kwalitatieve warmtenetten’, een nieuwe proef­opstelling worden gebouwd met in de plaats van een boiler een warmtewisselaar, om ook daar de reactie van een legionellabesmetting op diverse temperatuurregimes na te gaan.