Die Natur stellt geothermische Energie in nahezu unerschöpflicher Menge zur Verfügung und es liegt an uns diese zu nutzen. Dank der technischen Entwicklung gibt es heute eine Vielzahl an Möglichkeiten diese CO2 freie Energie zu gewinnen. Die in Europa am weitesten verbreitete Variante in der «Oberflächennahen-Geothermie» ist die mittels Erdwärmesonden (EWS). Diese werden in Bohrungen zwischen 30 m bis 400 m abgeteuft, wobei die durchschnittliche Teufe regional sehr unterschiedlich sein kann. Die Gründe hierfür sind sehr vielfältig und reichen von den geologischen Verhältnissen, Trinkwasserschutzgebieten, bis hin zu gesetzlichen Vorgaben der jeweiligen Behörde. Oberflächlich betrachtet ist das Prinzip der EWS verhältnismässig einfach. Es wird ein Loch gebohrt in dem anschliessend, im allgemeinen Kunststoffrohre, abgeteuft werden. Durch diese Rohre fliesst dann Wasser oder ein frostsicheres Wassergemisch (genannt Sole, z. B. Wasser / Glykol, Wasser / Ethanol-Gemisch), welches beim Durchströmen der Rohre die Wärme des umgebenden Erdreiches aufnimmt und im Gebäude mittels einer Wärmepumpe auf das benötigte Wärmeniveau angehoben wird. Geht man aber ein bisschen ins Detail so stellt man fest, dass sich in Bezug auf die Materialeigenschaften, der Sicherheit und der Effizienz der EWS-Anlagen einiges getan hat.
Die anfänglich verwendeten Polyethylen-Rohre wurden auf der Baustelle mittels Formstücken (Bögen) zu einem U verschweisst und als Doppel-U oder Einfach-U in das Bohrloch abgeteuft. Das verwendete PE-Material hatte keine RC Eigenschaften (resistant to crack = erhöhte Spannungsrissbeständigkeit). Heute profitieren wir von vielen technischen Fortschritten, die nicht nur zur Effizienz, sondern auch zur Sicherheit der Erdwärmeanlagen beiträgt. Die über die Jahrzehnte gesammelten Erfahrungen, haben dafür gesorgt, dass wir heute ein sehr sicheres und effizientes Wärmegewinnungssystem haben. Zertifizierungsstellen wie z. B. das Süddeutsche Kunststoffzentrum (SKZ) und das Niederländische KIWA, aber auch Normen wie die SIA oder die VDI Richtlinie 4640 haben ebenfalls einen erheblichen Anteil dazu beigetragen.
In einigen Gegenden gibt es Regionen in denen das Erdreich mit z. B. Methan oder Kohlendioxid angereichert ist. Dieses kann über längere Zeit durch die Rohrwandung der Kunststoffrohre hindurch diffundieren. Die Gase haben einen negativen Einfluss auf die Konsistenz des Wärmeträgermediums in den Rohren und können im schlimmsten Fall zum Ausfall bzw. zur Beschädigung der Wärmepumpe führen. Für diese Regionen hat HakaGerodur AG die vollständig diffusionsdichte Erdwärmesonden GEROtherm® -REX entwickelt. Auf Grund ihres mehrschichtigen Wandaufbaus der Rohre wird eine Diffusion der Gase verhindert. Nicht nur für Gase, sondern auch für vorbelastete Böden mit z. B. Chemikalien, welche das Sonden Rohr aus PE 100-RC angreifen könnte, bietet die Barriereschicht den geeigneten Schutz. Im folgenden Beispiel wird eine solche Anwendung anhand der Überbauung Wisselspoor, in Utrecht NL, beschrieben.
Das Areal wo früher der Werkhof für die königliche niederländische Fabrik für Werkzeuge und Eisenbahnausrüstung stand, bildet die Grundlage für ein angenehmes und entspanntes Wohn- und Arbeitszentrum. So entsteht ein Stadtteil mit einem abwechslungsreichen Mix aus Wohnungen und Apartments mit einer besonders entspannten Atmosphäre. Zur Wärmegewinnung und Kühlung werden Sole-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt. Auf dem ganzen Gelände werden insgesamt 351 Bohrlöcher erstellt. Da in dieser Region, aufgrund des Grundwasserspiegels, eine gashaltiges Erdreich Bohrtiefenbegrenzung von 50 Metern gilt, werden insgesamt 351 Erdwärmesonden GEROtherm® -REX mit einer Länge von 50 m abgeteuft. Da der Boden durch Altlasten von einer früheren Wäscherei belastet ist, hat man sich für den Einsatz der Erdwärmesonden GEROtherm® -REX entschieden. Die eingebettete Sperrschicht auf Basis eines metallischen Werkstoffes, verhindert, dass das kontaminierte Erdreich das Kernrohr aus PE100-RC angreift und die Lebensdauer beeinträchtigt.
In einem ersten Schritt wurden einige de25 mm Sonden aus PE100-RC abgeteuft. Als die Verschmutzung entdeckt wurde gab es ein Bohrstopp. Es wurden interne und externe Abklärungen getroffen und schlussendlich mit dem Bauherrn entschieden, auch die bereits gebohrten Sonden nicht zu verwenden, und diese mit neuen Bohrungen mit de32 mm GEROtherm® -REX Sonde zu ersetzen. Durch die profunde Erfahrung aller beteiligten Unternehmer hat man sich für Qualität und Sicherheit entschieden.
Giessenstrasse 3
8717 Benken
Tel 055 293 25 25
sekretariat@hakagerodur.ch
www.hakagerodur.ch
Die Arbeiten an der Kanalisation in Dietikon stehen im Zusammenhang mit dem Bau der neuen Limmattalbahn (LTB). Sie führt vom Bahnhof Zürich-Altstetten durch das Limmattal bis nach Killwangen und soll die Region ab Ende 2022 verkehrstechnisch entlasten (siehe Titelbild). Für die Realisierung von Bahntrassee und Schienen ist es unumgänglich, dass Werkleitungen verlegt werden. Teilweise nutzen die Projektbeteiligten auch geschickt Synergien und lassen alte Werkleitungen im Zuge der Arbeiten für die LTB ersetzen.
Die Huber Leitungsbau GmbH, Buttisholz, wird durch die bauausführende Firma beauftragt, die bestehenden Gussleitungen mit dieser Technik zu ersetzen. Im ersten Arbeitsgang wird die Berstanlage HB 125 vom amerikanischen Hersteller «Hammerhead» in der vorbereiteten Startgrube installiert. Mit hydraulisch zu betätigenden Abstützungen kann die geforderte Arbeitshöhe in wenigen Minuten eingestellt werden. Ebenfalls wird die Gerätelänge hydraulisch der Grubenlänge angepasst.