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Energiepfähle als Schnittstelle zwischen Spezialtiefbau und Haustechnik

Klimatisierung von Gebäuden Steigende Energiepreise haben in den letzten Jahren dazu geführt, dass das Interesse an innovativen Techniken zur Klimatisierung von Gebäuden stark zugenommen hat. Energiepfähle sind ein ressourcenschonender Lösungsansatz aus dem Gebiet der oberflächennahen Geothermie, bei dem Wasser als Wärmeträger zum Temperaturausgleich zwischen einem Erdspeicher und den Innenräumen fungiert. Erläutert werden konstruktive Aspekte bei der Ausführung von Wärmetauschern und Schnittstellen zu anderen Gewerken, insbesondere der Haustechnik.

Aus einer Vielzahl von realisierten Projekten mit Energiepfählen werden einige konstruktive Aspekte dargestellt und diskutiert. Folgende Projektphasen und Techniken sind aus der Sicht des Spezialtiefbauers zu unterscheiden:
- Angebotsbearbeitung, meistens verbunden mit der Ausarbeitung von Sondervorschlägen für das Gewerk der Erdwärmetauscher und Präzisierung der Leistungsgrenzen,
- Erstellung der Ausführungsplanung nach Auftragserteilung in Abstimmung mit den Fachplanern des Bauherren,
- Koordination der Arbeiten des Spezialtiefbaus und der „Röhrchenverlegung“ mit entsprechender Qualitätssicherung,
- Montage der Energierohre in Gründungspfählen, Verbauwänden bestehend aus Schlitzwänden oder überschnittenen Bohrpfählen, bei horizontalen Wärmetauschern, z. B. unter einer Bodenplatte,
- horizontale Anbindung der Energierohre bis in die Energiezentrale,
- Dokumentation und Abnahme der Leistungen mit Druckprüfung an den Sammlern und Verteilern nach Fertigstellung des Rohbaus.

Geothermie im Spezialtiefbau: Praxis mit BIM
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2017)
Ab 2020 werden öffentliche Großprojekte in Deutschland nur noch mit Building Information Modeling (BIM) neu geplant, gebaut und betrieben. So sieht es der Stufenplan Digitales Planen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vor.

Depothermie - Geothermale Nutzung von Deponien und Altablagerungen zur Wärmegewinnung und -speicherung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Dem Ausbau der Geothermie, insbesondere der oberflächennahen Geothermie zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Industriegebäuden, wird zukünftig eine steigende Bedeutung zukommen, da durch die Energiewende und den beschlossenen Klimaschutzplan 2050 die Umstellung von einer kohlenstoffbasierten auf eine regenerative Energieerzeugung forciert werden wird.

Europäische Normung für den Brunnenbau nimmt Fahrt auf
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Die umfangreichen Vorbereitungen für eine gute Ausgangsposition der deutschen Expertise bei der Normung des Brunnenbaus tragen nun erste Früchte. Die strikte Trennung der Themenkomplexe 'oberflächennahe Geothermie' und 'Brunnenbau' wurde auf der konstituierenden Sitzung des CEN TC 451 'Water wells and borehole heat exchangers' durchgesetzt.

Anlagendimensionierung zur Unterschreitung des in Hessen für EWS geforderten Mindestabstandes zur Grundstücksgrenze
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Die hessischen Anforderungen des Gewässerschutzes an Erdwärmesonden (EWS) vom 21. März 2014 geben einen im Regelfall einzuhaltenden Mindestabstand zwischen EWS und Grundstücksgrenze von 5 m vor. Bei Einhaltung dieses Abstandes wird für EWS-Anlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW davon ausgegangen, dass es in der Regel zu keiner thermischen Beeinflussung außerhalb des Grundstücks kommt und somit keine Gewinnung von Erdwärme im Sinne des Bundesberggesetzes (BBergG) erfolgt.

Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Ein praktischer Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart am gleichen Standort unter gleichen Beanspruchungsbedingungen ist bisher nicht bekannt.