Gesundheit und Hygiene in Gebäuden

Da Menschen in modernen Gesellschaften heute bis zu 90% ihrer Zeit in Innenräumen verbringen, rückt die Gebäudehygiene immer stärker in den Fokus. Sie ist ein wichtiger Faktor für Gesundheit, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit der Menschen, die sich in Gebäuden aufhalten. Ein gesundes Innenraumklima entsteht aber nicht allein durch saubere Oberflächen, sondern durch das Zusammenspiel von Raumluftqualität, thermischem Komfort, Akustik und Licht. Genau hier setzt die Arbeit der Forschungsgruppe an.

Forschungsgruppe Gesundheit und Hygiene – interdisziplinär und praxisnah

Die Forschungsgruppe der Hygiene der Hochschule Luzern – Technik & Architektur ist am Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE) angesiedelt und fokussiert vor allem auf die Gebiete Raumluftqualität und Trinkwasserhygiene. Das Team vereint Fachwissen aus Sanitär- und Lüftungstechnik, Chemie, Mikrobiologie und Gesundheitsschutz. Diese Kombination erlaubt es, auch komplexe Fragestellungen ganzheitlich zu betrachten und multidisziplinär anzugehen.

Ein besonderer Vorteil für die Praxis: Die Forschungsgruppe verfügt über Zugang zum Labor Gebäudetechnik sowie zum mikrobiologischen Labor an den Hochschulstandorten Horw und Hergiswil. Dadurch lassen sich praxisnahe Versuche im Massstab 1:1 durchführen, etwa an Warmwassersystemen oder Lüftungsanlagen. Die erhobenen Wasser- und Luftproben werden anschliessend intern mikrobiologisch und chemisch analysiert. Somit erhalten unsere Partner und Kunden alles aus einer Hand – effizient, reibungslos und ohne unnötige Abstimmungsschleifen.

Die Forschungsgruppe steht zudem in fachlichem Austausch mit verschiedenen Fachgremien von Fachverbänden wie dem SIA und dem SVGW und ist mit verschiedenen Hochschulen in der Schweiz und im Ausland sowie mit Unternehmen aus Planung, Ausführung und Betrieb vernetzt.

Schwerpunkt Trinkwasserhygiene – zwischen Sicherheit und Energieeffizienz

Während die Trinkwasserqualität in den kommunalen Wassernetzen in der Schweiz in der Regel einwandfrei ist, liegt die eigentliche Herausforderung innerhalb der Gebäude: Stagnation, Erwärmung und Nährstoffeintrag aus wasserführenden Oberflächen können dazu führen, dass sich Mikroorganismen vermehren. Darunter befinden sich auch Krankheitserreger wie Legionellen oder Pseudomonaden.

Für die Praxis heisst das: Hygiene-Massnahmen müssen während Planung, Bau und Betrieb ergriffen werden, um Infektionen der Bewohner zu verhindern. Auch durch Migration oder Korrosionsprozesse können Stoffe ins Leitungswasser gelangen und zu Kontaminationen führen. Der Einbau geprüfter Trinkwasserkontaktmaterialien, die Einhaltung der empfohlenen Solltemperaturen für Kalt- und Warmwasser und ein regelmässiger Wasseraustausch reduzieren Verunreinigungen und Verkeimungen auf ein Minimum.

Hinzu kommen zwei zentrale Entwicklungen:

• Die Demographie wie auch der medizinische Fortschritt werden dazu führen, dass der Anteil der immunschwachen Bevölkerung weiter ansteigen wird. Gerade diese Bevölkerungsgruppe ist gegenüber wasserassoziierten Infektionserkrankungen besonders empfindlich, weshalb künftig vermehrt auf die Wasserhygiene geachtet werden muss.
• Gleichzeitig steigt die Notwendigkeit, Energie und Wasser einzusparen. Gerade die klassische Legionellenprävention mit hohen Warmwassertemperaturen und regelmässigen Spülungen ist energie- und ressourcenintensiv.

Die Forschungsgruppe untersucht daher, wie hygienische Anforderungen und Energieeffizienz besser miteinander vereinbart werden können.

Forschung mit direktem Praxisbezug

Ein Forschungsschwerpunkt liegt in der Prävention von Legionellen unter Einsatz eines möglichst optimierten Ressourcenverbrauchs von Energie und Wasser. Die heutigen Gebäudetrinkwasserinstallationen müssen energetisch wie auch hygienisch optimiert werden. Mit ihrem multidisziplinären und praxisangewandten Ansatz bearbeitet die HSLU diverse Forschungsprojekte und kann Unterstützung für Firmen und Privatpersonen anbieten.

Im nationalen Forschungsprojekt LeCo (2019 bis 2024) hat die Gruppe die Warmwasserproduktion und Verteilung im Bereich Sanitärtechnik optimiert. Dafür wurde im Labor Gebäudetechnik der HSLU die Beladung von Wassererwärmungsanlagen energetisch und hygienisch untersucht und angepasst. Dies konnte experimentell mit einem transparenten Warmwasserspeicher gezeigt werden. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde die Legionellen-Beprobung von Gebäuden systematisiert und in der SVGW-Methodenbeschreibung SVGW MW 101 dokumentiert.

Ein weiterer praxisrelevanter Aspekt betrifft die Frage, wo Legionellen tatsächlich ein Infektionsrisiko darstellen. Aktuell gelten gesetzliche Höchstwerte primär für Duschanlagen. Studien deuten jedoch darauf hin, dass sich insbesondere in Alters- und Pflegeheimen Infektionen auch über andere Entnahmestellen, etwa Lavabos, ereignen können. Es gibt Hinweise darauf, dass in Altersheimen die Bewohner häufiger durch Aspiration (Trinken von Leitungswasser und Verschlucken) als durch Inhalation (Einatmen von Aerosolen während des Duschens) infiziert werden.

Gemeinsam mit dem HSLU-Institut für Pflege und Interprofessionalität ist ein Projekt geplant, bei dem ein Alters- und Pflegeheim auf mögliche Infektionsquellen für die Bewohner überprüft und das Risiko eingeschätzt wird. Diese Erkenntnisse sind wichtig für künftige Regelwerke und Planungsempfehlungen.

Neue Methoden – schneller erkennen, gezielter handeln

Neben der Arbeit an Forschungsprojekten engagiert sich die Gruppe in der Etablierung moderner Mess- und Analyseverfahren für die Trinkwassermikrobiologie, die auch für die Praxis zunehmend relevant werden. Hier werden drei davon näher vorgestellt:

• Bestimmung der Totalzellzahl mittels Durchflusszytometrie: Diese Methode wurde in Zusammenarbeit mit Prof. emerit Thomas Egli gemäss SVGW MW 102 an der HSLU etabliert. Die Bestimmung der Gesamtzellzahl mittels Durchflusszytometrie ist eine kultivierungsunabhängige Methode. Sie eignet sich, um Veränderungen der Rohwasserqualität sowie Verunreinigungen oder Keimvermehrungen während der Speicherung und Verteilung schnell zu erkennen. Auch für die Überwachung von Filtrationsprozessen ist dieser Parameter gut geeignet (vgl. Abb. "Keimzahl vs. Zellzahl").
• BioMIG-Methode: Das Verfahren zur Bestimmung des Biofilmbildungspotential von Kunststoffen wurde in Zusammenarbeit mit der Eawag entwickelt. Auch diese Methode basiert auf der Durchflusszytometrie und kann den Nährstoffeintrag von Kunststoffen quantifizieren. Sie hilft dabei, Trinkwasserkontaktmaterialien zu entwickeln, die möglichst wenig Nährstoffe an das Trinkwasser abgeben.
• PCR-Nachweis von Legionellen: Für den schnellen Nachweis von Legionellen wurde die PCR-Methode im HSLU-Labor etabliert. Der PCR-Nachweis gemäss ISO 12869 ist eine vielversprechende Alternativmethode für den Nachweis von Legionellen. Sie ist schneller, sicherer und differenzierter. Im Gegensatz zur Standardkultivierung (Ergebnisse nach 8 bis 15 Tagen) liefert die PCR-Methode Resultate innerhalb eines Arbeitstages (vgl. Abb. "Nachweis von Legionellen"). Das ist insbesondere bei Verdachtsfällen ein grosser Vorteil.

Dienstleistungen – mehr als was die Norm verlangt

Die Forschungsgruppe bietet praxisnahe Dienstleistungen für Planungsbüros, Installationsbetriebe, Betreiber und Hersteller an. Diese reichen bewusst über herkömmliche Standardprüfungen hinaus. Folgende Dienstleistungen können bei der Forschungsgruppe «Gesundheit und Hygiene» in Anspruch genommen worden:

Fachliche Abklärungen:

• Bestandesaufnahme & Ursachenabklärung: Detaillierte Erfassung des Anlagenzustands zur Identifikation von Schwachstellen und möglichen Infektionsquellen.
• Handlungsempfehlungen: Erarbeitung praxisnaher technischer und organisatorischer Massnahmen zur Mängelbehebung in haustechnischen Anlagen (Trinkwasser, Luft).
• Gefahren- und Risikoanalyse: Systematische Bewertung nach aktuellen Regelwerken wie z.B. SVGW-Richtlinie W3, Norm SIA 385/1 und 385/2 oder SWKI-Richtlinie VA 104.
• Selbstkontrollkonzept für Betreiber und Anlagenverantwortlichen gemäss den gesetzlichen Anforderungen.
• Gesamtheitliche Hygienekontrolle: Erweiterte Prüfung der Wasser- und Innenraumhygiene inklusive Luftqualität, thermischem Komfort, Akustik, Lichtverhältnissen und Radon-Messungen.
• Expertisen & Gutachten: Fachkundige Beurteilung durch Sachverständige bei rechtlichen oder versicherungstechnischen Fragestellungen.

Analytik:

• Probenahme und Feldmessungen: Entnahme von Luft-, Oberflächen- und Wasserproben.
• Luftmessungen gemäss Schweizer Norm: von Temperatur, Luftströmungen, Luftkeim, Feinstaub, VOC, CO2, etc.
• Spezifische mikrobiologische und chemische Analysen: Umfassende Untersuchung auf spezifische Krankheitserreger (z.B. Legionellen) mit PCR und Standardkultivierung (ISO 11731).
• Mikroskopische Aufnahme mit Digitalkamera und Fluoreszenzmikroskopie.
• Betriebsanalyse und -optimierung: Kontinuierliches Monitoring mittels Temperaturfühlern und Drucksensoren zur Überwachung der Betriebssicherheit.

Prüfung & Qualitätssicherung:

• Prüfstand-Services: Testen von Sanitärgeräten, Lüftungskomponenten sowie Trinkwasserkontaktmaterialien auf Funktionalität und Materialverträglichkeit.

* Coautoren: Christina Giger, Rölli Franziska, Reto von Euw und Benoit Sicre, Hochschule Luzern-Technik und Architektur (HSLU), Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE)

www.hslu.ch/technik-architektur

www.hslu.ch/guh

Der vollständige Beitrag ist in p+i 01/26 erschienen