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Erdwärmesonden werden 'transparent' - dank neuer Verfüllbaustoffe und zugehöriger Messtechnik

Werden magnetisierbare Verfüllbaustoffe bei der Hinterfüllung von Erdwärmesonden verwendet, eröffnen sich neue Möglichkeiten, den Verpressvorgang mit dem baustellengeeigneten Verpressdatenlogger CemTrakker zu überwachen und zu protokollieren. Bauabnahmemessungen durch einen unabhängigen Sachverständigen sind bei Zugänglichkeit der Erdwärmesonde zu jedem Zeitpunkt möglich und geben dem Bauherr Gewissheit, eine fehlerfreie Erdwärmesonde in seine Verantwortung zu übernehmen, die auch die zugesicherte Leistung erbringt. Vorgestellt wird das geophysikalische Messprinzip der Magnetisierbarkeit des Verfüllbaustoffes sowie das dazu erforderliche Messgerät. Um die Aussagekraft der Magnetisierbarkeitsmessungen aufzuzeigen, werden diese den bereits eingeführten Messverfahren bei der Erdwärmesondenrevision gegenübergestellt - ergänzt durch Praxisbeispiele zu Verpress- und Bauabnahmeprotokollen.

Erdwärmesonden sind geschlossene Wärmetauschersysteme, über die Energie zum Heizen und Kühlen aus dem Untergrund entzogen werden. Das wesentliche Qualitätsmerkmal einer Erdwärmesonde ist ihre vollständige Anbindung an das Gebirge über die in den Ringraum eingebrachte Hinterfüllung. Nur dann ist der bestmögliche Wärmeentzug aus dem Gebirge gewährleistet. Darüber hinaus ist so sichergestellt, dass die wasserrechtliche Vorgabe einer hydraulisch abdichtend wirkenden Ringraumhinterfüllung erfüllt ist.

Bis 2009 gab es keine Kontrollmöglichkeit zum baulichen Zustand der Erdwärmesonde für den Bauherrn. Die Bauabnahme hinsichtlich der Qualität der Hinterfüllung erfolgte auf der Basis von Treu und Glauben. Und das, obwohl wegen des allgemeinen wirtschaftlichen Druckes und der bis dahin fehlenden Kontrollmöglichkeit die Versuchung groß ist, bei der Verfüllung des Ringraumes Zeit und Material einzusparen und damit die Bauarbeiten nicht fachgerecht sondern mangelhaft auszuführen.

Qualitätsmängel machen sich meist nicht durch einen Totalausfall bemerkbar. Vielmehr wird in den folgenden Betriebsjahren lediglich eine nicht den Erwartungen entsprechende Jahresarbeitszahl festgestellt, die die Wirtschaftlichkeit der Anlage erheblich einschränken kann. Zu diesem Zeitpunkt trägt der Grundstückseigentümer als Besitzer der Erdwärmesonde bereits die Verantwortung für das 'Bauwerk' Erdwärmesonde - ohne zu wissen, in welchem baulichen Zustand er die Erdwärmesonden nach dem Erlöschen der fünfjährigen Gewährleistung in seinen alleinigen Verantwortungsbereich übernommen hat. Dass dieser Sachverhalt real ist, zeigen die unbefriedigenden Jahresarbeitszahlen nach mehreren Betriebsjahren oder die Ergebnisse der inzwischen möglichen Revision von Erdwärmesonden mittels geophysikalischer Untersuchungen.

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.