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Geothermische Anlagen bei Grund- und Tunnelbauwerken
BASt-Bericht B 96
Roman Markiewicz, Dietmar Adam, Geotechnik Adam ZT GmbH, Brunn am Gebirge
Wolfgang Unterberger, Hans Hofinger, iC consulenten ZT GmbH Salzburg
80 Seiten
Erscheinungsjahr: 2014
Preis: 17,00 €
Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH
Im vorliegenden Forschungsbericht werden zunächst die Grundlagen der geothermischen Energienutzung beschrieben. Dies beinhaltet Anforderungen an den Energienutzer, Einflüsse aus den vorhandenen Untergrund- und Grundwasserverhältnissen sowie dem Fundierungskonzept des Bauwerkes beziehungsweise dessen Bauwerksstruktur. Des Weiteren werden die derzeit vorhandenen Absorbersysteme sowie deren Betriebsweisen beschrieben.
Für die Planung einer Tunnelthermie-Anlage wurde ein Planungsleitfaden erstellt, der zunächst die wesentlichen Einflussfaktoren für eine technisch-wirtschaftliche Planung einer Erdwärmeanlage sowie deren Betrieb, Ausfallrisiken und einen Überblick über die rechtlichen Rahmenbedingungen enthält. Der Planungsleitfaden beinhaltet schließlich auch eine Beschreibung der einzelnen Projektstufen, die im Zuge der Planung und Umsetzung einer Tunnelthermie-Anlage zu absolvieren sind. Es wurde eine Planungssystematik erarbeitet, welche die Angabe wesentlicher Entwurfskriterien beinhaltet, die im Zuge der Planung einer Tunnelthermie-Anlage zu beachten sind.
Für die Dimensionierung einer Tunnelthermie-Anlage bedarf es diverser Parameter, die im Vorfeld zu erkunden sind. Diese werden diskutiert und es werden Empfehlungen zur thermischen Erkundung in Kombination mit üblichen geotechnischen Aufschlüssen angeführt. Technische Detaillösungen wurden für beispielhafte Tunnelthermie-Anlagen entwickelt, beschrieben und dargestellt. Darauf aufbauend wurde der Einsatz der Massivabsorbertechnologie bei üblichen deutschen Straßentunneln untersucht.
Für die Gestaltung eines Bauvertrages im Zuge der Ausschreibung einer Tunnelthermie-Anlage wurden Empfehlungen erarbeitet. Des Weiteren wird die Schnittstelle zwischen der Erdwärmeanlage und der Haustechnik sowie zwischen dem geothermischen Fachplaner des Auftraggebers und jenem des Auftragnehmers definiert. Abschließend wurden beispielhafte Leistungspositionen für Tunnelthermie-Anlagen erstellt.
Geothermal energy plants within foundation structures and tunnels
In this research report the basics of geothermal energy utilization are described in the beginning. This comprises requirements concerning the energy user, the influences regarding ground and groundwater conditions as well as the interaction between the heat exchanger system and the foundation concept resp. construction of the building. Furthermore, applicable absorber systems and their operating modes are discussed.
For the design of a tunnel energy plant a design guideline is provided. This guideline contains essential influencing factors both for a technicaleconomical design and operation of a geothermal energy plant. Moreover, failing risks of heat exchanging systems and an overview of the regulatory framework are given. In addition to that the design guideline defines specific stages that are recommended for the design and the construction of a tunnel energy plant. Finally, significant design criteria are specified that should be considered in the design progress of a tunnel energy plant.
For design and dimensioning of a heat exchanger system various parameters are required, which have to be determined in advance. These parameters are discussed and recommendations for the thermal exploration in conjunction with the usual geological-geotechnical exploration program are given.
Detailed technical solutions for exemplary tunnel energy plants have been developed, described and illustrated. Based on these studies the installation of a tunnel energy plant within typical German road tunnels has been investigated.
Regarding the tender design of a tunnel energy plant recommendations for the building contract are provided. Furthermore, the interfaces between the heat exchanger system and the HVAC technology as well as between the geothermal consultant of the client and the execution designer of the contractor are defined.
Finally, exemplary bills of quantities for tunnel energy plants have been prepared.