Letzte Aktualisierung: 15.12.2009

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Betonkernaktivierung mit Erdwärme

Um die Ziele Primärenergiebedarfs- und Kostensenkung zu realisieren, wird in modernen energieeffizienten Gebäuden seit einigen Jahren die Gründung oftmals in Verbindung mit dem umgebenden Erdreich zur Wärme- und Kältespeicherung genutzt. Dabei fungiert das Gründungsbauwerk als Wärmeüberträger zum Einspeichern von thermischer Energie zu Heiz- und Kühlzwecken.

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Dies geschieht in den häufigsten Fällen durch die synergetische Verwendung der aus statischen Gründen vorhandenen massigen Fundamentbodenplatten ("Fundamentabsorber") oder der Pfahlgründung ("Energiepfähle"). Armierte Betonpfähle haben meist einen Durchmesser zwischen 0.5 und 1.5m und eine Länge von einigen Metern bis über 30m. Entsprechend dem Pfahldurchmesser wird im Inneren meist ein doppel- oder vierfach-U-Rohr oder ein Rohrnetz aus HD-Polyethylen eingebracht. Diese Rohre werden komplett mit Beton umgeben, um einen guten thermischen Kontakt herzustellen. Diese Rohre dienen als Wärmetauscher für die Wärme- und Kälteversorgung des Gebäudes.

Als Abgabesystem für die Verteilung der Heiz- und Kühlenergie im Gebäude wird ein großflächiges Niedertemperatursystem mit Betonkernaktivierung gewählt. Hierbei werden bei der Erbauung der Bodenplatte Rohrleitungen in der Nähe der Oberfläche verlegt, so genannte Rohrregister, in denen Wasser als Heiz- bzw. Kühlmedium fließt. Diese Kunststoffleitungen (Durchmesser 25mm) durchziehen in einem Abstand von z. B. 20cm die gesamte Bodenplatte. In der Bodenplatte sind damit sowohl die horizontalen Zuleitungen der Energiepfähle integriert (primäre Heizungsseite) als auch die eigentlichen Heizungsrohre (sekundäre Heizungsseite). Getrennt sind diese zwei Systeme durch die Bodenplatte und einer Dämmschicht. Über die gesamte Fläche wird je nach Heiz- oder Kühlbedarf Energie abgegeben oder aufgenommen.

Im Heizbetrieb wird die Wärmepumpe zu ¾ des Wärmebedarfs durch Erdwärme versorgt. Die sog. Kälteentzugsleistung wird durch die Energiepfähle und Fundamentabsorber bereitgestellt. Im Kühlbetrieb kann während rund 75% der Nutzungszeit die Kühlenergie direkt aus der geothermischen Quelle bezogen werden. Durch die abwechselnde Nutzung des Untergrundes als Speichermedium für den Heiz- und Kühlbetrieb kann sich das Erdreich schneller regenerieren. Dadurch arbeitet das System besonders wirtschaftlich. Die Vorteile einer solchen Anlage äußern sich in den reduzierten Betriebskosten aufgrund des Wegfalls von fossilen Brennstoffen und in einer Verminderung der CO2-Emission.

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