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Projektentwicklung für den Bau einer Erdwärmesondenanlage bei unbekannten geologischen Verhältnissen

Beim Neubau der Firma Schallenkammer Magnetsysteme mit Bürogebäude und Fertigungshalle nördlich von Würzburg sollten regenerative Energien genutzt werden. Geplant war der Bau einer Wärmepumpenanlage mit Erdwärmesonden zum Heizen und Kühlen. Die Planung gestaltete sich schwierig, da aufgrund der Lage des Grundstücks in einer geologischen Störungszone keine Informationen zu den geologischen und hydrogeologischen Verhältnissen am Standort verfügbar waren und die Genehmigungsfähigkeit grundsätzlich infrage stand. Mittels einer Pilotbohrung wurde eine geothermische Erkundung durchgeführt. Das Projekt konnte mit der Erstellung acht weiterer Erdwärmebohrungen mit einer Tiefe von jeweils 100 m für den Betrieb einer Wärmepumpe mit 38 kW Heizleistung schließlich erfolgreich realisiert werden.

Nach den Vorgaben des 'Gesetzes zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich' (EEWärmeG) sind Eigentümer von Gebäuden, die neu errichtet werden und eine Nutzfläche von mehr als 50 Quadratmetern aufweisen, verpflichtet, den Wärme- und Kälteenergiebedarf zu mindestens 50 Prozent aus erneuerbaren Energien zu decken. Bei der Planung durch das Architekturbüro Ruhl + Albert aus Würzburg sollte daher ein Teil des Energiebedarfs zum Heizen der Fertigungshalle sowie des Bürogebäudes und zur Warmwasserbereitung mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 38 kW gedeckt werden. Im Sommer ist eine passive Kühlung der Gebäude über die Erdwärmesonden geplant. Für die Abdeckung möglicher Spitzenlasten wird als bivalent alternative Nutzung eine Gastherme mit 60 kW Heizleistung installiert. Die Heizleistung für das Bürogebäude beträgt dabei anteilig 19 kW, für die Fertigungshalle sind etwa 60 kW erforderlich.

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
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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.