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Energiepfähle

Die Nutzung von Erdwärme für die Beheizung und Kühlung von Gebäuden kann über unterschiedliche Systeme umgesetzt werden.
Grundsätzlich wird zwischen offenen und geschlossenen Systemen unterschieden.
Energiepfähle gehören zu den geschlossenen Systemen. Sie stellen eine Spezialform der Erdwärmesonden dar. Immer, wenn Gebäude aus gründungsstatischen Erfordernissen auf sog. Gründungspfählen gegründet werden müssen, bietet es sich an, diese Pfähle für Heizungs- und Kühlzwecke zu nutzen. Dies geschieht dadurch, dass Kunststoffschläuche in die Pfähle eingebaut werden, durch die dann - ähnlich den Erdwärmesonden – eine Wärmeüberträgerflüssigkeit zum Zwecke des Energieaustausches mit dem Untergrund zirkuliert.
Im Zuge des Planungsprozesses sind folgende Punkte zu beachten:

  • wieviel Energie wird aus dem Erdreich benötigt, bzw. wieviel Energie soll das Erdreich aufnehmen?
  • wie wirkt sich die Energieaufnahme aus dem Erdreich, bzw. die Energieeinspeisung in das Erdreich auf das Temperaturregime des Untergrundes aus und wie nachhaltig ist die geplante Anlage?

Hierfür sind Modellierungen der als Wärmeübertrager fungierenden Gründungspfähle erforderlich.

Auslegung von Energiepfählen


Bei Gebäuden mit Pfahlgründung bietet es sich an, die Gründungspfähle durch Ausrüstung mit Wärmeübertragern als Wärmequelle für Heizzwecke oder als Wärmesenke für Kühlzwecke zu nutzen. Die Auslegung von aktivierten Gründungspfahlfeldern als Wärmequelle oder als Wärmesenke berechnen wir mit unserem Simulationsprogramm Pfahl-3D.

Ermittlung des Untergrundeinflusses


Die thermische Aktivierung von Pfahlgründungen führt zu einer Veränderung der Untergrundtemperatur im umgebenden Bereich. Die Untersuchung der Intensität und Ausbreitung dieser Veränderungen ist aus genehmigungstechnischer, umwelttechnischer aber insbesondere auch aus wirtschaftlicher Sicht von Bedeutung. Aussagen über die Prozesse im Baugrund können mit Hilfe des Finite Element Programms RockFlow getätigt werden.

Auch hier zeigen sich die Veränderung der Untergrundtemperatur in Folge des 25-jährigen Betriebs eines Sondenfeldes. Während es in den durchlässigeren Bodenschichten zu einem Abtransport der Kälte- bzw. Wärmefahne kommt, findet in den weniger durchlässigen Bodenschichten eine signifikante Abkühlung bzw. Aufheizung im Sondennahbereich statt.