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Heizen und Kühlen mit Erdwärme - gebäudetechnische Sanierung eines Büro- und Geschäftshauses

Uhde, Jörg

Die Erstellung einer Erdwärmesondenanlage bei der Erneuerung eines Büro- und Geschäftshauses in der Innenstadt von Fulda erforderte ein innovatives Bohrkonzept. Um die Auslegung und Berechnung des Sondenfelds zu optimieren, wurden eine thermische Gebäudesimulation und ein Geothermal-Response-Test durchgeführt. Die auf dieser Grundlage ausgelegte Wärmepumpen-Anlage ist seit Oktober 2005 erfolgreich in Betrieb und sorgt insbesondere in den heißen Sommertagen für einen beeindruckenden Klimakomfort durch die systemimmanenten Vorteile der passiven Kühlung. Näher beschrieben werden hierzu die Entwicklung des Projekts, die durchgeführten geothermischen Bohrungen, die gebäudetechnische Ausrüstung sowie die Auslegung der Erdwärmesondenanlage. Der Untergrund besteht nach den Aufnahmen aus der Probebohrung aus Kalkstein (Muschelkalk, bis 17 m u. GOK), einer Ton-Schluff-Sandstein-Wechselfolge (Oberer Buntsandstein/Röt, bis 143 m u. GOK) und Sandstein (Mittlerer Buntsandstein, bis 199 m u. GOK). Über die Probebohrungen, die Teil der Gesamtanlage sind, lässt sich die Wärmeleitfähigkeit des Untergrunds durch zwei Verfahren bestimmen: Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an möglichst ungestörten Proben (z.B. Bohrkerne) sowie Bestimmung durch einen thermischen Response-Test (an einer fertig eingebauten Erdwärmesonde). Mit den über die Gebäudedaten und einer Untergrund-Wärmeleitfähigkeit 3,7 W/m/K ergeben sich bei einer Auslegung mit zwölf Sonden von je 200 m Tiefe in einer Anordnung von drei mal vier Sonden gut akzeptable Bedingungen für die Anlage.