Lage temperatuurwarmtenet vraagt om nieuwe aanpak legionellarisico

Warmtenetten van 45 tot 50 °C zijn aantrekkelijk voor de energietransitie, maar vormen vanuit microbiologisch oogpunt een nieuwe uitdaging. De traditionele beveiliging van warm tapwater met temperaturen van circa 60 °C valt daarmee deels weg. “Als we naar lage temperatuur gaan, gebeurt er microbiologisch wel van alles”, zegt Paul van der Wielen, Principal Scientist Microbiologie bij KWR Water Research Institute (KWR). KWR onderzoekt onder meer hoe de legionellaveiligheid ook bij lagere temperaturen kan worden gegarandeerd.

Van der Wielen onderzoekt hoe micro-organismen zich in watersystemen gedragen. De ontwikkeling van lage temperatuur-warmtenetten brengt daarbij een nieuw vraagstuk met zich mee. Waar een traditionele CV-ketel het drinkwater tot circa 60 °C verwarmt, komt warm tapwater bij een lage temperatuur-warmtenet bijvoorbeeld met 45 tot 50  °C de woning binnen.

Legionella kan groeien bij lage temperatuur

Drinkwater is niet steriel. Er bevinden zich bacteriën in het water die zich onder bepaalde omstandigheden kunnen vermenigvuldigen. Een belangrijke plek daarvoor is de biofilm die zich aan de binnenkant van leidingen kan vormen.

Bij Legionella is vooral de temperatuur van belang. Volgens Van der Wielen kan de groei van Legionella pneumophila, de voor mensen meest relevante legionellasoort, rond 27 tot 28 °C beginnen en stopt de groei bij ongeveer 42 tot 45 °C. Tot 50 °C kan Legionella overleven.

Daarmee kan een klein deel van het temperatuurbereik van lage temperatuur-warmtenetten binnen het gebied vallen waarin Legionella kan groeien, en een groot deel waarin Legionella kan overleven.

“Als het warm tapwater niet verder opgewarmd wordt dan die 45 tot 50°C, dan is de tijd dat je doucht de tijd dat het water rond 37°C door de leidingen na de mengkraan van de douche stroomt. Dat is de ideale temperatuur voor L. pneumophila. Wanneer je thuis de leidingen na de mengkraan af en toe met heet water doorstroomt van 60C dan sterft deel L. pneumophila weer af, maar dat gebeurt niet met 45 tot 50°C. Dan is het de vraag of die korte tijd dat het water op 37°C is tijdens het douchen voldoende lang is voor L. pneumophila om zich te vermenigvuldigen. Systemen die het water met 45 tot 50 °C aanleveren zijn we daarom nu aan het testen.”

Dat is volgens Van der Wielen een wezenlijk andere situatie dan bij een conventionele warmtapwatervoorziening. Daarbij is 60 °C een belangrijk onderdeel van de legionellabeheersing. Bij lage temperatuur moet die beveiliging op een andere manier worden georganiseerd. We gaan nu onderzoeken of systemen waarbij het warmtapwater maar 42 tot 45C is, dit nog steeds veilig kan door de garantie dat de hele drinkwaterinstallatie na elke tapping met warm water afkoelt.

Temperatuur tijdelijk verhogen

De ontwikkeling van systemen die lage temperaturen combineren met legionellaveiligheid is inmiddels in volle gang. Maar voordat dergelijke systemen breed kunnen worden toegepast, moet aantoonbaar zijn dat ze veilig zijn. KWR werkt daarom aan een protocol waarmee systemen van technologieleveranciers kunnen worden getest voor de legionellaveiligheid.

“De markt wil kunnen aantonen dat zo'n systeem daadwerkelijk legionellaveilig is. Daarvoor heb je een protocol nodig waarmee je zo'n systeem kunt testen en certificeren.”

Daarbij wordt niet alleen gekeken naar het water zelf. Ook de biofilm aan de binnenkant van leidingen wordt onderzocht. KWR beschikt hiervoor onder meer over een laboratoriumopstelling waarin een drinkwaterinstallatie op kleinere schaal wordt nagebootst. Met verschillende tappatronen kan het gebruik van een huishouden worden gesimuleerd.

Daarnaast wordt gewerkt met een eenvoudiger systeem waarin leidingmaterialen worden blootgesteld aan stromend water en de gevormde biofilm vervolgens kan worden onderzocht. De eerste resultaten laten volgens Van der Wielen zien dat beide onderzoeksmethoden vergelijkbare resultaten opleveren.

Dat maakt het volgens hem mogelijk om uiteindelijk met een relatief eenvoudige testopstelling de veiligheid van systemen te beoordelen.

Niet alleen legionella

Een belangrijke vraag is hoe vaak en hoe lang water in een woning stilstaat. Een gezin dat meerdere keren per dag doucht, heeft een ander gebruikspatroon dan een woning die langere tijd leegstaat. Dit geldt voor de huidige CV-ketels en toekomstige systemen.

“Er zijn daarbij twee factoren belangrijk. De eerste is hoe lang je doucht. Als je lang doucht, kan dat invloed hebben. De tweede is wat er gebeurt met het water wanneer er niet wordt gedoucht. Dan kan er weer stilstand ontstaan.”

Volgens Van der Wielen moet daarbij bovendien niet uitsluitend naar legionella worden gekeken. Andere ziekteverwekkende micro-organismen zijn waarschijnlijk ook relevant. Hij noemt onder meer Pseudomonas aeruginosa, verschillende Mycobacterium-soorten en de schimmel Aspergillus fumigatus.

“Het zou dus kunnen dat een systeem legionellaveilig is, maar dat andere micro-organismen juist onder die nieuwe omstandigheden beter kunnen groeien dan in het huidige systeem met een CV-ketel.”

Dat betekent dat de overgang naar lagere temperaturen niet alleen een technische opgave is. Ook de microbiologische omstandigheden in de drinkwaterinstallatie veranderen en moeten worden meegenomen in het ontwerp.

Warmtenetten rond 45 tot 50 °C niet zonder aanvullende maatregelen

Van der Wielen vindt het daarom belangrijk dat de microbiologische risico's al bij de ontwikkeling van warmtenetten worden meegenomen. Hij verwijst naar eerdere advisering over de mogelijkheid om warm water vanuit warmtenetten met ongeveer 45°C te leveren. KWR en het RIVM hebben daar volgens hem kritisch op gereageerd.

“Volgens ons zou dat zonder aanvullende maatregelen een verslechtering kunnen betekenen voor de volksgezondheid.”

Dat betekent volgens de onderzoeker niet dat de energietransitie moet worden afgeremd. Integendeel: het doel is juist om oplossingen te vinden waarmee lagere temperaturen veilig kunnen worden toegepast.

“Als microbioloog zou ik ook niets liever willen dan dat de temperatuur naar beneden kan. Wij zien namelijk ook dat klimaatverandering tot allerlei andere gezondheidsproblemen kan leiden.”

De uitdaging is volgens Van der Wielen dan ook om de energiebesparing van lagere temperaturen te combineren met voldoende bescherming tegen microbiologische risico's.

Duidelijkheid kennisopbouw noodzakelijk

KWR is onlangs een vervolgonderzoek gestart waarin verschillende systemen die momenteel op de markt zijn met elkaar worden vergeleken. Daarbij wordt onder meer gekeken naar de maximale temperatuur die nodig is om het risico voldoende te beheersen. Ook het materiaal van de leidingen speelt mogelijk een rol.

Niet alle materialen bieden volgens Van der Wielen dezelfde omstandigheden voor bacteriegroei. Koper kan bijvoorbeeld een remmende werking hebben, terwijl sommige andere materialen meer voedingsstoffen kunnen afgeven waarop bacteriën kunnen groeien.

De onderzoeker verwacht dat er rond 2030 voldoende kennis beschikbaar kan zijn om dergelijke systemen op grotere schaal toe te passen in de bestaande bouw, mits de veiligheid daarvan wordt aangetoond. Voor nieuwbouw kan dit eerder zijn, omdat het bij nieuwbouw eenvoudiger is om aanvullende bouwkundige eisen mee te nemen in het ontwerp.

Daarbij is Nederland niet het enige land dat met de vraag worstelt. KWR wisselt hierover kennis uit met onderzoekers uit onder meer België, Noorwegen, Denemarken, Zwitserland en Duitsland.

“Voor de warmtetransitie betekent dit dat een lage temperatuur van bijvoorbeeld 45°C niet simpelweg als technisch eindpunt kan worden beschouwd. De manier waarop drinkwater vervolgens wordt verwarmd, circuleert en stilstaat, bepaalt mede of een installatie microbiologisch veilig blijft. Die discussie moeten we met elkaar blijven voeren,” aldus Van der Wielen.