Geothermische Planungsabläufe bei Projekten mit Großwärmepumpen am Beispiel HenningerTurm in Frankfurt am Main

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1 Wasser Tirol AKADEMIE Thementag Erdwärme Heizen und Kühlen Geothermische Planungsabläufe bei Projekten mit Großwärmepumpen am Beispiel HenningerTurm in Frankfurt am Main Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn tewag Technologie Erdwärmeanlagen - Umweltschutz GmbH Am Haag Starzach-Felldorf Tel info@tewag.de Wissenschaftszentrum Straubing Straubing Region der Nachwachsenden Rohstoffe Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn Fachbereich Geothermische Energiesysteme 2

2 Unsere Philosophie: Unabhängige Planer Überzeugung durch Kompetenz, Zuverlässigkeit und Kundenzufriedenheit Nachhaltige und ökologische Grundsätze Betreuung von über Erdwärmeprojekten seit Tewag: Kernkompetenz Modellierung & Simulation Simulation und Auslegung aller erdenklichen Wärmequellen Erdwärmesondenfelder Speichersonde, Koaxialsonde Flächenkollektoren, Erdwärmekörbe und Grabenkollektoren Energiepfahlanlagen thermische aktivierte Bodenplatten Tiefe Erdwärmesonde Wärmetauscher Brunnenanlagen Abwasser- und Fließgewässerwärmetauscher Tiefe Erdwärmesonden A A Zementation Schnitt A-A Koaxialsonde Steigrohr Liner / Casing 4

3 Inhalte 1. Grundsätzlicher Projektablauf im Gewerk Geothermie 2. Geothermie-Projekterund um den HenningerTurm: Henninger Turm Areal & Quartier am Henninger Turm 3. Versorgungskonzept Quartier am Henninger Turm 4. Projektabläufe 5. Quartierslösungen KNW & weitere Beispiele 5 Grundsätzlicher Projektablauf 6

4 Grundsätzlicher Projektablauf Grundlagenermittlung & Machbarkeit Erkundung Detailplanung & Umsetzung Genehmigungsfähigkeit & Auflagen Bewertung der geothermischen und bohrtechnischen Standortbedingungen Risikobewertung Systemauswahl & -bewertung Vorplanung Kostenschätzung Entwurfsplanung Genehmigungsplanung Ausführungsplanung Ausschreibung Umsetzung Bauüberwachung Dokumentation Monitoring Realisierbar? ja Realisierbar? ja nein nein KO KO 7 Erdwärme als eigenständiges Gewerk bereits bei der Planung Architektur Landschaftsarchitektur Projektsteuerung Infrastruktur & Rohbau Bauphysik Tragwerk TGA (Technische Gebäudeausrüstung) Probebohrung Feldmessungen (TRTs, etc.) Erkundung der geol., hydrogeol. und bohrtechnischen Standortverhältnisse Brandschutz Erdwärme Baugrund 8

5 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm 9 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm Henninger Turm Areal: Henninger Turm mit Wohnungen Sockelbebauung mit Büround Geschäftsflächen Heizanforderungen & Kühlanforderungen 10

6 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm der ehemalige Henninger Turm 11 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm Henninger Turm Areal: Henninger Turm mit Wohnungen Sockelbebauung mit Büround Geschäftsflächen Baufeld 3 Quartier am Henninger Turm: Mehrfamilienhäuser mit insgesamt m² Wohnfläche Heizanforderungen & Kühlanforderungen Baufeld 2 Parksiedlung vorwiegend Heizanforderungen, im geringeren Maße auch Kühlanforderungen Baufeld 1 12

7 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm die ehemalige Henninger Brauerei 13 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm Henninger Turm Areal: Henninger Turm mit Wohnungen Sockelbebauung mit Büround Geschäftsflächen Baufeld 3 Quartier am Henninger Turm: Mehrfamilienhäuser mit insgesamt m² Wohnfläche Heizanforderungen & Kühlanforderungen 122 Erdwärmesondenbohrungen à 100 m Baufeld 2 Baufeld 1 Parksiedlung vorwiegend Heizanforderungen, im geringeren Maße auch Kühlanforderungen 260 Erdwärmesondenbohrungen à 100 m 14

8 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm Henninger Turm Areal Quartier am Henninger Turm 15 Geothermieprojekte rund um den Henninger Turm 16

9 Versorgungskonzept Quartier am Henninger Turm Quartierslösung - Nahwärmenetz Nahwärmenetz 17 Versorgungskonzept Quartier am Henninger Turm Bivalentes Anlagenkonzept 600 kw & > h/a 18

10 Versorgungskonzept Quartier am Henninger Turm Grundlastdeckung über erdgekoppelte Wärmepumpenanlage 2'000 1'900 1'800 1'700 Hochrechnung über Gesamtfläche Gleichzeitigkeit : 0.8 1'600 1'500 1'400 1'300 Leistung (99,6 %): 1451 kw 1'200 Heizleistung [kw] 1'100 1' Gas Spitzenkessel 17 W/m² Solarthermie Wärmepumpen BHKW Anzahl Stunden pro Jahr Grundlastdeckung über erdgekoppelte Wärmepumpe mit einer Laufzeit von > h/a 19 Detailplanung, Ausführungsplanung & Ausschreibung Thermische Simulation des Erdwärmesondenfeldes zur Ermittlung der geothermischen Ergiebigkeit und zur Auslegung der Wärmepumpe Fluidtemperatur [ C] Betriebsjahr Rücklauf (Inlet) Vorlauf (Outlet) Entwicklung und Optimierung des Versorgungskonzeptes gemeinsam mit Bauherr und TGA-Planung. Heizarbeit [MWh/a] Gasbrennwertanlage Wärmepumpe Blockheizkraftwerk dezentrale Solarthermie Monate 20

11 konkrete Projektabläufe am Beispiel Henninger Turm Areal und Quartier am Henninger Turm 21 konkrete Projektabläufe Grundlagenermittlung & Machbarkeit Erkundung Detailplanung & Umsetzung Genehmigungsfähigkeit & Auflagen Bewertung der geothermischen und bohrtechnischen Standortbedingungen Risikobewertung Systemauswahl & -bewertung Vorplanung Kostenschätzung Probebohrung Feldmessungen (TRTs, etc.) Erkundung der geol., hydrogeol. und bohrtechnischen Standortverhältnisse Entwurfsplanung Genehmigungsplanung Ausführungsplanung Ausschreibung Umsetzung Bauüberwachung Dokumentation Monitoring Realisierbar? ja Realisierbar? ja nein nein KO KO 22

12 Grundlagenermittlung und Vorplanungen als wesentliche Projektphase Geologische und hydrogeologische Standortbewertung Risikobewertung und Erarbeitung von Maßnahmen zur Minimierung der Risiken Vorgespräche mit den Genehmigungsbehörden Vorstellung des Projektes bei den Genehmigungsbehörden, Abstimmungen zu den zu erwartenden Auflagen und den zeitlichen Abläufen Vorbetrachtungen zu den Erdwärmesondentauscheranlage, Auswahl eines geeigneten Systems Vorkonzeption der Erdwärmetauscheranlage Mitentwicklung und Optimierung des Versorgungskonzeptes Koordinierung der Planungsschnittstellen mit den beteiligten Gewerken Planung und Ausschreibung der Felderkundungsmaßnahmen 23 Projektbeispiel - Geothermieprojekte in Logistikzentren Kunsttrans Spedition in Wien-Himberg (2011) 29 Erdwärmesonden à 125 m Tiefe Heizleistung gesamt 125 kw Kühlleistung 95 kw Energieversorgung Kosten seit 2012 < 3 /m² Nutzfläche Folgeprojekte in München, Brüssel, Frechen, 2 x Wien Firma Schenker, Panalpina, Spedition Müller, Barth Logistikgruppe, Emons Spedition & Logistik.. 24

13 Projektbeispiel - Geothermieprojekte in Logistikzentren Kunsttrans Spedition in Wien-Himberg Quelle: Architekturbüro Reuter, Berlin 25 Projektbeispiel - Geothermieprojekte Kaunertal Center mit Hallenbad im Kaunertal/ Tirol 50 Erdwärmesonden à 100 m Tiefe Heizleistung WP 164 kw h Laufzeit und somit eine Abdeckung von 902 MWh/a Jahresheizenergie Quelle: Planungsbericht tewag,

14 Vielen Dank! Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn tewag Technologie Erdwärmeanlagen - Umweltschutz GmbH Am Haag Starzach-Felldorf mku@tewag.de 27