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Sicherer Einbau von Erdwärmesonden in artesisch gespannten Aquiferen

Die Realisierung von Erdwärmeprojekten in Gebieten mit speziellen hydrogeologischen Verhältnissen, wie zum Beispiel artesisch gespannte Grundwasserleiter, stellt an die ausführenden Firmen eine besondere Herausforderung dar. Vielerorts ist die Errichtung von Erdwärmesonden aus Gründen des Grundwasserschutzes in solchen Geologien sogar gänzlich untersagt (z. B. in Bayern). Dies ist für Bohrunternehmer, Heizungsbauer und nicht zuletzt für den Endkunden mit erheblichen Kosten verbunden. Im Folgenden wird eine Methode aufgezeigt, die den Bau der Erdwärmeanlage dennoch ermöglicht, ohne hierbei die Belange des Grundwasserschutzes außer Acht zu lassen.

Zur Beheizung und Warmwassererzeugung einer Neubausiedlung wurde im Nordwesten von Hameln unweit der Weserschleife die Errichtung eines Erdwärmesondenfeldes geplant. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse waren 13 Erdwärmesonden mit einer Teufe von jeweils 136 Metern vorgesehen. Nach Projektierung und Ausschreibung wurde zunächst mit den Bohrarbeiten zur Errichtung des Sondenfeldes begonnen. Dabei stellte man bereits beim Abteufen der ersten Bohrung einen starken Wasserandrang fest - man war in einer Teufe von 54 Metern auf einen artesisch gespannten Grundwasserleiter getroffen.

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.