28.08.26

Gesundheit und Hygiene in Gebäuden: Was angewandte Forschung für Planung und Ausführung bringt

Installateure und Planer tragen eine zentrale Verantwortung für die Gesundheit von Gebäudenutzern. Gerade bei Trinkwasser- und Lüftungsanlagen entscheidet die Qualität von Planung, Ausführung und Betrieb darüber, ob Anlagen langfristig sicher, effizient und regelkonform funktionieren. Die Forschungsgruppe Gesundheit und Hygiene der Hochschule Luzern (HSLU) – Technik & Architektur unterstützt die Branche dabei mit praxisnaher Forschung, modernsten Messverfahren und gezielten Weiterbildungsangeboten.

Ein Fachbeitrag der Forschungsgruppe Gesundheit und Hygiene der Hochschule Luzern (HSLU) – Technik & Architektur

Einleitung: Die wachsende Bedeutung der Gebäudehygiene

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 entscheidender Faktor für die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit der Menschen, die sich in Gebäuden aufhalten. Ein gesundes Innenraumklima entsteht jedoch nicht allein durch optisch saubere Oberflächen, sondern durch das komplexe physikalische und biologische Zusammenspiel von Raumluftqualität, thermischem Komfort, Akustik und Licht. Genau hier setzt die angewandte wissenschaftliche Arbeit der HSLU an.

Forschungsgruppe Gesundheit und Hygiene: Interdisziplinär und praxisnah

Die Forschungsgruppe Gesundheit und Hygiene der HSLU ist am Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE) angesiedelt und fokussiert sich vor allem auf die Kerngebiete Raumluftqualität und Trinkwasserhygiene. Das Team vereint tiefgehendes Fachwissen aus der Sanitär- und Lüftungstechnik, der Chemie, der Mikrobiologie und dem Gesundheitsschutz. Diese interdisziplinäre Kombination erlaubt es, selbst hochkomplexe Fragestellungen ganzheitlich zu betrachten und multidisziplinär zu lösen.

Ein besonderer Vorteil für die Schweizer Bau- und Installationspraxis: Die Forschungsgruppe verfügt über direkten Zugriff auf das hochmoderne Labor Gebäudetechnik sowie das mikrobiologische Labor an den Hochschulstandorten Horw und Hergiswil.

Dadurch lassen sich praxisnahe Versuche im realen Massstab 1:1 durchführen – beispielsweise an komplexen Warmwassersystemen oder industriellen Lüftungsanlagen. Die erhobenen Wasser- und Luftproben werden anschliessend ohne Zeitverlust intern mikrobiologisch und chemisch analysiert. Schweizer Planungspartner und Kunden erhalten somit alles aus einer Hand – effizient, reibungslos und ohne koordinativen Mehraufwand.

Die Forschungsgruppe steht zudem im ständigen, engen Austausch mit Fachgremien und Verbänden wie dem Schweizerischen Ingenieur- und Architektenverein (SIA) und dem Schweizerischen Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW). Sie ist national wie international mit führenden Hochschulen sowie innovativen Unternehmen aus Planung, Ausführung und Betrieb vernetzt.

Schwerpunkt Trinkwasserhygiene: Zwischen Sicherheit und Energieeffizienz

Während die Trinkwasserqualität in den kommunalen Schweizer Wassernetzen bis zur Hausübergabestelle in der Regel einwandfrei ist, liegt die eigentliche hygienische Herausforderung innerhalb der Gebäudeinstallationen. Stagnation (stehendes Wasser), unerwünschte Erwärmung und der Nährstoffeintrag aus wasserführenden Oberflächen können dazu führen, dass sich Mikroorganismen im System rasant vermehren. Darunter befinden sich auch fakultativ pathogene Krankheitserreger wie Legionella pneumophila oder Pseudomonas aeruginosa.

Für Planer, Installateure und Betreiber bedeutet dies: Umfassende Hygiene-Massnahmen müssen bereits während der Planungs- und Bauphase sowie im laufenden Betrieb strikt ergriffen werden, um Infektionen der Nutzer konsequent zu verhindern. Doch auch chemische Belastungen spielen eine Rolle: Durch Werkstoffmigration oder Korrosionsprozesse können unerwünschte Stoffe ins Leitungswasser gelangen. Der Einbau geprüfter, zertifizierter Trinkwasserkontaktmaterialien, die konsequente Einhaltung der empfohlenen Solltemperaturen für Kalt- und Warmwasser sowie ein regelmässiger, vollständiger Wasseraustausch reduzieren Verunreinigungen und Verkeimungen in der Praxis auf ein Minimum.

Zwei zentrale gesellschaftliche und technologische Entwicklungen verschärfen dieses Spannungsfeld aktuell zusehends :

1. Demografischer Wandel und medizinischer Fortschritt: Der Anteil der älteren und immunschwachen Bevölkerung in der Schweiz wird in den kommenden Jahren weiter signifikant ansteigen. Gerade diese Personengruppe ist gegenüber wasserassoziierten Infektionserkrankungen besonders empfindlich, weshalb die Anforderungen an die Wasserhygiene im Gebäudebetrieb massiv zunehmen.
2. Energie- und Ressourceneffizienz: Gleichzeitig steigt der politische und gesellschaftliche Druck, Energie und Wasser einzusparen. Ausgerechnet die klassische thermische Legionellenprävention mit dauerhaft hohen Warmwassertemperaturen und grosszügigen, regelmässigen Spülungen ist jedoch extrem energie- und ressourcenintensiv.

Die HSLU-Forschungsgruppe untersucht deshalb intensiv, wie sich diese strengen hygienischen Schutzziele und die modernen Anforderungen an die Energieeffizienz technisch und wirtschaftlich optimal vereinbaren lassen.

Forschung mit direktem Praxisbezug: Das Projekt «LeCo»

Ein zentraler Forschungsschwerpunkt der HSLU liegt in der energetisch optimierten Prävention von Legionellen unter Einsatz eines minimierten Ressourcenverbrauchs. Heutige Gebäudetrinkwasserinstallationen müssen zwingend an beiden Fronten – energetisch wie auch hygienisch – optimiert werden.

Im Rahmen des grossen, nationalen Forschungsprojekts LeCo (2019 bis 2024) hat die HSLU-Forschungsgruppe die Warmwasserproduktion und die Verteilung im Bereich der Sanitärtechnik eingehend untersucht und optimiert. Dafür wurde im Labor Gebäudetechnik die thermische Beladung von Wassererwärmungsanlagen energetisch und hygienisch analysiert und angepasst. Diese physikalischen Strömungsvorgänge und thermischen Schichtungen konnten experimentell eindrücklich an einem eigens konstruierten, transparenten Warmwasserspeicher demonstriert werden.

Zudem wurde im Rahmen des LeCo-Projekts die mikrobiologische Probenahme in Gebäuden systematisiert und als offizielle SVGW-Methodenbeschreibung SVGW MW 101 dokumentiert.

Ein wichtiger Paradigmenwechsel: Aspiration im Fokus von Pflegeeinrichtungen

Ein weiterer, hochgradig praxisrelevanter Aspekt betrifft die Frage, wo Legionellen im Alltag tatsächlich das grösste Infektionsrisiko darstellen. Aktuell gelten gesetzliche Höchstwerte und behördliche Kontrollen in der Schweiz primär für Duschanlagen, da man lange Zeit davon ausging, dass die Inhalation von Aerosolen beim Duschen der einzig relevante Infektionsweg sei.

Neuere wissenschaftliche Studien deuten jedoch darauf hin, dass sich insbesondere in Alters- und Pflegeheimen Infektionen sehr häufig über ganz andere Entnahmestellen – wie gewöhnliche Lavabos (Waschbecken) – ereignen. Es gibt Hinweise darauf, dass Heimbewohner sich häufiger durch Aspiration (also das Verschlucken von kontaminiertem Leitungswasser beim Trinken oder der Mundpflege) als durch Inhalation infizieren.

Gemeinsam mit dem HSLU-Institut für Pflege und Interprofessionalität ist daher ein Folgeprojekt geplant. Hierbei wird ein reales Alters- und Pflegeheim detailliert auf potenzielle Infektionsquellen überprüft und eine umfassende Risikoeinschätzung vorgenommen. Diese Erkenntnisse sind wichtig für künftige Schweizer Regelwerke und praxisnahe Planungsempfehlungen.

Neue mikrobiologische Methoden: Schneller erkennen, gezielter handeln

Neben klassischen Forschungsprojekten engagiert sich die Gruppe intensiv in der Etablierung und Validierung moderner Mess- und Analyseverfahren für die Trinkwassermikrobiologie, die für die Sanierungspraxis und den Gebäudebetrieb eine immer wichtigere Rolle spielen. Drei dieser Verfahren stellt die HSLU näher vor :

1. Bestimmung der Totalzellzahl mittels Durchflusszytometrie (FCM)

Diese Methode wurde in enger Zusammenarbeit mit Prof. emerit. Thomas Egli gemäss der Richtlinie SVGW MW 102 an der HSLU etabliert. Die Bestimmung der Gesamtzellzahl mittels Durchflusszytometrie ist ein kultivierungsunabhängiges Verfahren. Im Gegensatz zur klassischen Keimzahlbestimmung (aerobe mesophile Keimzahl, AMK nach EN ISO 6222), bei der nur die rund 0.1 bis 1 % kultivierbaren Bakterien kultivierbar sind und erfasst werden und das Ergebnis erst nach 3 Tagen vorliegt, detektiert die Durchflusszytometrie alle vorhandenen mikrobiellen Zellen.

Die Messung dauert lediglich 20 Minuten und weist eine äusserst geringe Standardabweichung von nur rund 4 % auf (Vergleich AMK: 20–30 % Standardabweichung). Sie eignet sich hervorragend, um Veränderungen der Rohwasserqualität, Verunreinigungen oder Keimvermehrungen in Speichern und Verteilnetzen extrem schnell und präzise zu detektieren sowie Filtrationsprozesse lückenlos zu überwachen.

Bildunterschrift: Abb. 4: Vergleich von zwei Methoden zur Quantifizierung von Mikroorganismen in Trinkwasser: die Kultivierungsmethoden zur Bestimmung der aeroben mesophilen Keimzahl (EN ISO 6222) und die Total-Zellzahl, quantifiziert durch einen Durchflusszytometer (SVGW MW 102). (Bildquelle: Created in BioRender von Füchslin, H. (2026))

2. Die BioMIG-Methode

Dieses innovative Verfahren zur Bestimmung des Biofilmbildungspotenzials von Kunststoffen wurde in Zusammenarbeit mit dem Wasserforschungsinstitut Eawag entwickelt. Die Methode basiert ebenfalls auf der Durchflusszytometrie und ist in der Lage, den mikrobiell verwertbaren Nährstoffeintrag von Kunststoffen im Trinkwasserkontakt präzise zu quantifizieren. Sie unterstützt Hersteller massgeblich dabei, hygienisch optimierte Trinkwasserkontaktmaterialien zu entwickeln, die dem Wasser möglichst keine Nährstoffe entziehen und somit die Biofilmbildung wirksam unterdrücken.

3. PCR-Nachweis von Legionellen

Für den schnellen und spezifischen Nachweis von Legionellen-DNA hat die HSLU die quantitative PCR-Methode (qPCR) etabliert. Der PCR-Nachweis gemäss ISO 12869 stellt eine vielversprechende, hochpräzise Alternativmethode zur klassischen Kultur dar. Sie ist schneller, sicherer und ermöglicht eine differenzierte Betrachtung. Während die Standardkultivierung nach ISO 11731 langwierige 8 bis 15 Tage Inkubationszeit benötigt, liefert die PCR verlässliche quantitative Ergebnisse innerhalb von nur 6 Stunden (einem einzigen Arbeitstag). Dies bietet insbesondere bei akuten Legionellose-Ausbrüchen und behördlichen Fallabklärungen einen unschätzbaren Zeitvorteil, um Gefahrenquellen sofort zu eliminieren.

Bildunterschrift: Abb. 5: Nachweis von Legionellen: Vergleich von zwei Methoden zur Bestimmung von Legionellen im Duschwasser: die Standardkultivierungsmethode ISO 11731 (links) und die PCR-Nachweismethode (rechts). Die Ergebnisse der neuen PCR-Methode stehen nach sechs Stunden zur Verfügung. Dies ist ein entscheidender Vorteil bei Legionellose-Fallabklärungen. (Bildquelle: Created in BioRender. Füchslin, H. (2026))

Lufthygiene: Im Spannungsfeld von Gesundheit und Energieeffizienz

Mit einem durchschnittlichen Atemluft-Konsum von rund 12 kg pro Person und Tag ist die Luft physiologisch betrachtet das mit Abstand wichtigste «Lebensmittel» für den Menschen. Dies macht die Lufthygiene zu einer zentralen Säule der modernen Gebäudehygiene. Schadstoffe und mikrobiologische Belastungen in der Raumluft können zu akuten Symptomen wie Kopfschmerzen, Schleimhautreizungen oder Atembeschwerden führen. Fatalerweise bleiben viele Belastungen über lange Zeit hinweg völlig symptomfrei und entfalten ihre gesundheitsschädigende Wirkung erst schleichend, was zu schweren chronischen Krankheitsverläufen führen kann.

Die HSLU-Forschungsgruppe untersucht die Raumluftqualität unter realen Nutzungsbedingungen. Mit spezialisierten, hochpräzisen Messgeräten wird die Schadstoffbelastung direkt am Arbeitsplatz, in Werkstätten oder Wohnräumen punktuell ermittelt, um die Einhaltung der WHO- und Arbeitsschutz-Richtwerte lückenlos zu überprüfen.

Da punktuelle Messungen jedoch stark von der momentanen Raumnutzung, Belegung und dem Lüftungsverhalten abhängen, setzt die Forschungsgruppe zur fundierten Analyse vermehrt auf moderne Langzeitmessungen. Hierfür kommen mobile, IoT-basierte Messgeräte mit automatischer Datenübertragung über das Mobilfunknetz zum Einsatz. Die Messungen können so aus der Ferne in Echtzeit überwacht werden, was eine zeitnahe Intervention bei Grenzwertüberschreitungen ermöglicht und eine belastbare Datenbasis für die Optimierung von Lüftungskonzepten und Betriebsstrategien liefert. Erfasst werden dabei Parameter wie Feinstaubpartikel, Kohlendioxid, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie Luftkeime.

Strömungsvisualisierung zur Infektionsprävention

Ein absoluter methodischer Schwerpunkt der HSLU ist die dreidimensionale Visualisierung von Luftströmungen in Innenräumen. Luftströmungen beeinflussen die Ausbreitung und Verteilung von Schadstoffen oder Krankheitserregern im Raum fundamental. Ein klassisches, hochrelevantes Szenario sind virenbelastete Aerosolschwaden, die von einer infektiösen Person beim Atmen, Husten oder Niesen freigesetzt werden und für andere Personen im Raum eine akute Ansteckungsgefahr darstellen.

Mithilfe von gesundheitlich völlig unbedenklichen Prüfaerosolen (z. B. speziellem Theaternebel) und präzise abgestimmter Beleuchtungstechnik macht die HSLU-Forschungsgruppe diese unsichtbaren Luftbewegungen während des realen Anlagenbetriebs sichtbar.

Bildunterschrift: Abb. 7: Die Abbildung zeigt, wie man mit gesundheitlich unbedenklichem Aerosol die Luftströme in einem grossen Volumen (hier der Konzertsaal im KKL) sichtbar machen und so aufzeigen kann, wie sich die Luft im Raum bewegt und ob Tot-Zonen mit erhöhter Schadstoff-Konzentration (hier werden Viren-belastete Aerosole exemplarisch simuliert) vorhanden sind. In diesen Zonen können sich zudem Bereiche mit anderen Temperatur-Niveaus bilden als im restlichen Raum, die zu thermischer Unbehaglichkeit bzw. Unzufriedenheit führen können. (Quelle: HSLU / zVg)

Auf Basis dieser eindrücklichen Strömungsbilder kann die Übertragung von Partikeln zwischen benachbarten Arbeitsplätzen mittels optischer Partikelzählung exakt quantifiziert werden. Dies erlaubt eine verlässliche Beurteilung des realen Infektionsrisikos und die Ableitung wirksamer haustechnischer Schutzmassnahmen, um den Gesundheitsschutz gegenüber luftgetragenen Mikroorganismen (Bakterien, Sporen, Viren) drastisch zu verbessern.

In mechanisch belüfteten Gebäuden ist es zudem die fundamentale Aufgabe der Lüftungsanlage, die Aussenluft so effizient zu filtrieren, dass sie frei von Feinstaub und Pollen in die Räume gelangt. Technische Fehlfunktionen der Anlage – verursacht durch unzureichende Wartung, mangelhafte Filtration, Kondensation im Kanalsystem oder Korrosion – können jedoch verheerende Folgen haben. Mikroorganismen wie Schimmelpilze oder Bakterien können sich dann rasant auf den feuchten Kanaloberflächen vermehren, vom Luftstrom mitgerissen und unbemerkt tief in die Aufenthaltsräume getragen werden.

Die HSLU führt deshalb qualifizierte Hygieneuntersuchungen nach dem anerkannten Standard SWKI VA-104 durch und unterstützt Anlagenbetreiber proaktiv bei der Erreichung ihrer lufthygienischen Ziele. Im Labor Gebäudetechnik können zudem neuartige Luftreinigungssysteme auf ihre tatsächliche mikrobielle Wirksamkeit hin geprüft werden. Für Hersteller und Lieferanten erstellt die HSLU unabhängige, gutachtliche Stellungnahmen zur Konformität ihrer Produkte mit den aktuellen Hygienerichtlinien.

Bildunterschrift: Abb. 9+10: Hygieneuntersuchung an einer Lüftungsanlage. Auf dem Bild rechts wird die Übertragungsrate der geruchsmässig belasteten Abluft in die Zuluft messtechnisch ermittelt. Damit wird vor Ort überprüft, ob die Normwerte eingehalten werden. (Quelle: BBL)

Dienstleistungen: Einen Schritt weiter als die Norm

Die HSLU-Forschungsgruppe versteht sich als direkte Schnittstelle zur angewandten Praxis. Sie bietet Planungsbüros, Installationsbetrieben, Herstellern und Liegenschaftsbetreibern lösungsorientierte Dienstleistungen an, die bewusst über herkömmliche Standardprüfungen hinausgehen:

• Expertisen & Ursachenforschung: Die Forschungsgruppe identifiziert Fehler im System. Von der messtechnischen Bestandesaufnahme über Gefahren- und Risikoanalysen nach aktuellen Regelwerken wie SVGW-Richtlinie W3, SIA 385/1 und 385/2 sowie SWKI-Richtlinie VA 104 bis hin zu Gutachten und Selbstkontrollkonzepten liefert das Team fundierte Handlungsempfehlungen.
• Hochspezialisierte Analytik: Die Spezialisten machen das Unsichtbare sichtbar. Ob Legionellen-Nachweis per High-Speed-PCR (ISO 12869), Feinstaub- und VOC-Messungen in der Raumluft oder hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie – die haustechnischen Systeme werden bis ins kleinste Detail geprüft.
• Ganzheitliche Hygienekontrolle: Gesundheit im Gebäude ist mehr als nur sauberes Wasser. Die HSLU betrachtet das grosse Ganze und kombiniert Wasser- und Lufthygiene mit der Analyse von thermischem Komfort, Akustik, Licht und Radonbelastung.
• Prüfstand-Services für die Industrie: Wenn Unternehmen Neues entwickeln, testet die Forschungsgruppe Sanitärapparate, Lüftungskomponenten und Materialien unabhängig auf Langlebigkeit, mechanische Funktionalität und mikrobiologische Verträglichkeit.

(Für Standard-Laboranalysen arbeitet die Forschungsgruppe eng mit akkreditierten Schweizer Partnern zusammen. Alle Details zu den Dienstleistungen sind unter www.hslu.ch/guh zu finden.)

Weiterbildung 2026: Vorsprung durch Praxiswissen

Da sich Normen ändern und Technologien stetig weiterentwickeln, übersetzt die HSLU aktuelle Forschungsergebnisse direkt in die Installations- und Planungspraxis. Die angebotenen Kurse richten sich gezielt an Fachleute aus Planung, Ausführung und Betrieb, die ihr Wissen auf dem neuesten Stand halten möchten. Vermittelt wird normenkonformes Wissen – stets ergänzt durch anschauliche Praxisbeispiele, Laborführungen und interdisziplinären Austausch.

Tipp für Unternehmen: Für grössere Betriebe, Spitäler oder Liegenschaftsverwaltungen konzipiert die HSLU auf Wunsch auch massgeschneiderte Inhouse-Schulungen direkt vor Ort.

Die Highlight-Kurse für das Jahr 2026 im Überblick:

• Trinkwasserhygiene im Gebäude: 24. – 25.11.2026 (STFW Winterthur)
• Zirkulationssysteme – Planung und hydraulischer Abgleich: 23. – 24.06.2026 (STFW Winterthur)
• Probenahme Legionellen: 25.06.2026 (Deutsch) | Französische Durchführung in Planung
• Thermische Energie effizient in hydraulischen Netzen übertragen: Start ab 28.04.2026
• In Vorbereitung für 2026: Wasserhygiene in Spitälern und Pflegeheimen | Hygienischer und effizienter Betrieb von Verdunstungsrückkühlanlagen.

Detaillierte Kursinhalte, Anmeldeformulare und Preiskonditionen finden Sie direkt auf der offiziellen Weiterbildungsplattform der HSLU: www.hslu.ch/de-ch/technik-architektur/weiterbildung/fachkurse.

Fazit: Der messbare Nutzen für die Branche

Die Forschungsgruppe «Gesundheit und Hygiene» der HSLU fungiert als wissenschaftlicher und praktischer Partner für sichere Haustechnik in der Schweiz. Eine Zusammenarbeit bietet Planern, Installateuren und Betreibern konkrete Vorteile:

• Risiken minimieren: Hygienische Schwachstellen werden erkannt, lange bevor teure Schäden oder gesundheitliche Notfälle entstehen.
• Normgerecht planen & betreiben: Modernste Anlagen lassen sich absolut sicher und rechtskonform (SIA, SVGW, SWKI) bei maximaler Energie- und Ressourceneffizienz realisieren.
• Entscheidungssicherheit: Bei Sanierungen oder akuten Störfällen liefert die HSLU eine neutrale, wissenschaftlich fundierte Expertise, auch bei rechtlichen oder versicherungstechnischen Fragestellungen.
• Wettbewerbsvorteil: Durch die praxisnahen Weiterbildungen bleibt das Fachwissen im Betrieb immer an der Spitze.

Wer eine akute technische Störung beheben, eine unabhängige Zweitmeinung einholen oder das Know-how seines Teams gezielt ausbauen möchte, findet in der Hochschule Luzern eine fachlich fundierte und praxisorientierte Anlaufstelle.

Dieser Beitrag basiert auf dem Fachartikel von Hans Peter Füchslin (Coautoren: Christina Giger, Geraldine Cerretti, Franziska Rölli, Reto von Euw, Benoit Sicre), Hochschule Luzern – Technik & Architektur, Institut für Gebäudetechnik und Energie, erschienen in «Planer + Installateur» 1·26, S. 20–26. Redaktionell bearbeitete Fassung.