Energie aus dem Untergrund

Ähnliche Dokumente
Klimadaten für Bauphysik, Energie- und Gebäudetechnik

Stahl-Beton-Verbundbau

Mobilität Energiebedarf in Abhängigkeit vom Gebäudestandort

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTRÉE DE L ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTRÉE DE L ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

sia Ordnung SIA Ordnung für Leistungen und Honorare der Landschaftsarchitektinnen und Landschaftsarchitekten

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTRÉE DE L ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

Oberflächennahe Geothermie/thermische Nutzung des Untergrundes in der Hansestadt Rostock

Nationale Elemente zu europäischen Normen EN

7. Passerelle Workshop Gebäudepark Schweiz als Energiespeicher. Luzern, 10. April 2015

Wirtschaftlichkeitsrechnung für Investitionen im Hochbau

D 0200 SNARC. Dokumentation. Systematik zur Beurteilung der Nachhaltigkeit von Architekturprojekten für den Bereich Umwelt

Erdwärme zum Heizen und für Strom

Wärme- und Feuchteschutz im Hochbau

Oberflächennahe Geothermie im Saarland - Grundlagen, Stand und Perspektiven

Register der frei gegebenen Zemente und Kombinationen von Zementen und Zusatzstoffen

Aufbau und Anwendung von Managementsystemen

Der Strand als Klimaanlage Thermische Nutzung des Meerwassers zum Heizen und Kühlen

sia Ordnung SIA

Oberflächennahe Geothermie. Erdgekoppelte Wärmepumpen und unterirdische thermische Energiespeicher. 20./21. April 20 LFI Hotel, Linz, Österreich

SIA Effizienzpfad Energie

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTREE DE L'ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

sia Ordnung SIA Ordnung für Leistungen und Honorare der Architektinnen und Architekten schweizerischer ingenieur- und architektenverein

form Erhaltung von Tragwerken (Einführung und Anwendung) 3-tägiger Weiterbildungskurs Formazione continua e perfezionamento

384/3. sia. Heizungsanlagen in Gebäuden Energiebedarf. Schweizer Norm Norme suisse Norma svizzera. SIA 384/3:2013 Bauwesen /3

Erstes Bürogebäude mit Erdspeicher geht in Betrieb

Erdwärme Die erneuerbare Energie aus dem Boden

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTRÉE DE L ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

si a Werkvertrag Nr Bauobjekt

Speicherung von Wärme in. Erdwärmesonden. Arthur Huber dipl. Ing. ETH. Huber Energietechnik AG Jupiterstrasse 26 CH 8032 Zürich

Speicherung von Wärme in Erdwärmesonden

Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten. Einführung in die Oberflächennahe Geothermie

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTRÉE DE L ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNV NORME ENREGISTRÉE DE L ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

sia Stahlbau Schweizer Norm Norme suisse Norma svizzera SIA 263: 2013 Bauwesen Constructions en acier Costruzioni di acciaio Steel Structures

Radon unterschätztes Risiko im Wohnraum

Großer Eisspeicher im Wohnungsbau

BLUE-EXPERT-APÉRO 2016 FÜR PLANER UND INGENIEURE EINLADUNG. Pro Anlass verlosen wir ein Orbea-Bike im Wert von CHF 1000.!

Mai 2008 Geothermie Projekte und Potenziale am Beispiel Schleswig-Holstein

Neue Wärmepumpen- Technologien. Erich Achermann Achermann AG Sanitär Heizung Solar

Wärme! pumpen zur energieeffizienten Wärmeversorgung

Technische Universität München - Lehrstuhl für Tragwerksplanung Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rainer Barthel

fbh gpc Fachgruppe für Brückenbau und Hochbau Groupe spécialisé des ponts et charpentes

Kennzahlenerhebung 2016 Erhebung von Gemeinkosten, Arbeitsstunden und betrieblichen Kennzahlen

Entscheidungshilfe zur Auswahl Schlanker Produktionssysteme für die Montage von Werkzeugmaschinen

Planung und Auslegung der geothermischen Versorgung des Neubaus FH Bielefeld

Alternative Energieversorgungssysteme. Energiekonzept eines Verwaltungsgebäudes in Passivhausbauweise

EnergieSchlange Nutze den Garten wie eine eigene Ölquelle

Markus Andre Eisen Optimierte Parameterfindung und prozessorientiertes Qualitätsmanagement für das Selective Laser Melting Verfahren

versorgt Gebäude emissionsfrei mit Strom, Wärme und Kälte Das zuverlässige, wirtschaftliche Gesamtsystem für den CO 2 -freien Gebäudebetrieb.

Wärmepumpen mit thermischen Solaranlagen. Merkblatt

Erläuterungen geben zum Thema: Erneuerbare Energie vs. fossile Energie :

ERDWÄRME GÜNSTIG UND ÖKOLOGISCH HEIZEN UND KÜHLEN

Vorwort. (SIA-Service)

Definition - Was ist Geothermie?

KLIMASCHUTZ IN KLEINEN STÄDTEN UND GEMEINDEN DRESDEN /

Grundlagen, Potentiale und Möglichkeiten der Oberflächennahen Geothermie

7830 Zentrumsüberbauung MITTIM Effretikon Energiekonzept Stufe Gestaltungsplan

MASTERTITELFORMAT BEARBEITEN

Techniken der Oberflächennahen Geothermie

Konzepte und Technologien für den ZeroEmission-Gebäudebetrieb

Die Wärmepumpe Unsere Antwort auf steigende Energiepreise

Energieversorgung aus einer Hand. SensoTherm BSW-K/-KC + Erdwärmebohrung + Erdwärmesonde geokoax

Green Building 2013 Philip Klingler Gruneko Schweiz AG

Geothermie - die Energie unter unseren Füßen

Nutzung der Geothermie

EINGETRAGENE NORM DER SCHWEIZERISCHEN NORMEN-VEREINIGUNG SNVNORME ENREGISTREE DE L'ASSOCIATION SUISSE DE NORMALISATION

Energie am Flughafen. Grafik 3B Lösungsblatt. Sozialform. Weitere Informationen

Grenzen und Chancen Oberflächennaher Geothermie

Geothermie und Grundwasser in Dresden ein Überblick

Smarte Energie- und Gebäudetechnik Cleantec par excellence

Solar- und Geothermie ideal kombiniert

Geothermische Energie im Kanton Zürich. Potenziale und Technologien zur Nutzung von Erdwärme

Innovationspreis Energiespeicher Beton

Gerhard Hofer. Innovationspreis Energiespeicher Beton 2010

Oberflächennahe Erdwärme und Kältespeicherung. Evaluierung von realisierten geothermischen Anlagen in Bürogebäuden

4/5 Copyright All R e t ech e vorb al eh : ten

Isocal Energie zum Heizen und Kühlen Sonne, Erde, Luft und Wärmepumpe Eisspeicher als Primärquellenpuffer

Geothermie - Energie aus dem Innern der Erde.

Programm EWS. Solare Regeneration von Erdwärmesondenfeldern. Arthur Huber dipl. Ing. ETH

Renovationsprojekt La Cigale

OBERFLÄCHENNAHE GEOTHERMIE ERDWÄRMESONDEN - SYSTEME UND WIRTSCHAFTLICHKEIT ANHAND VON PRAXISBEISPIELEN

Ihre Erdwärmeanlage. Unsere Erfahrung für Ihre Unabhängigkeit

Geothermie und Nutzungspotentiale

Erdwärmesonden und Grenzabstände

Thema: Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) Ersatzmaßnahmen

Solar-Wärmepumpe Eine sinnvolle Kombination?

Oberflächennahe Geothermie: Technik und Einsatz

Geothermienutzung im Neubau für die Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt Hamburg

Geothermische Anwendungen für die Gebäudeklimatisierung

So funktioniert eine Komfortlüftung

Intelligent heizen. Info 6. Wärmepumpen Umweltwärme ins Haus geholt

Ingenieurbüro für Technische Gebäudeausrüstung

Planung, Errichtung und Betrieb von Energiepfahlanlagen

Energie intelligent genutzt

sia Nachhaltiges Bauen Hochbau Empfehlung SIA 112/ Ergänzungen zum Leistungsmodell SIA 112 schweizerischer ingenieur- und architektenverein

Wie können wir unsere Gebäude mit Energie versorgen und dabei Emissionen vermeiden?

FACHSEMINAR ONG Fachseminar für Fachplaner, Architekten und Behördenvertreter. Oberflächennahe Geothermie. am 12. April 2016 in Celle TN 2016

Alte und neue Wärmequellen mit Grundwasser, Erde, Luft, Eis oder Abwasser effizient heizen. Lechwerke AG Seite 1

Konzeptionelle Systemanalyse auf Basis energiepolitischer Rahmenbedingungen für die Zielgruppe der Wohnungsbaugesellschaften

Transkript:

Dokumentation D 0179 Energie aus dem Untergrund Erdreichspeicher für moderne Gebäudetechnik schweizerischer ingenieur- und architektenverein société suisse des ingénieurs et des architectes società svizzera degli ingegneri e degli architetti swiss society of engineers and architects

Energie aus dem Untergrund Erdreichspeicher für moderne Gebäudetechnik schweizerischer ingenieur- und architektenverein société suisse des ingénieurs et des architectes società svizzera degli ingegneri e degli architetti swiss society of engineers and architects selnaustrasse 16 ch-8039 zürich www.sia.ch

Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein Selnaustrasse 16, Postfach, CH-8039 Zürich Titelbild: Erdwärmesondenanlage der Sparkassenzentrale Donaueschingen. Quelle und Copyright: systherma, Planungsbüro für Erdwärmesysteme, D-72181 Starzach-Felldorf Druck: Schwabe & Co. AG, Muttenz, 2003-08 Auflage 500 Exemplare ISBN 3-908483-52-2 Dokumentation SIA D 0179 Energie aus dem Untergrund Erdreichspeicher für moderne Gebäudetechnik Copyright 2003 by SIA Zurich Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdrucks, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe (Fotokopie, Mikrokopie, CD-ROM usw.), der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und das der Übersetzung, sind vorbehalten.

3 Inhalt Harald L. Gorhan und Vorwort 5 Mark Zimmermann Thomas Kohl Geothermie Energiespeicher der Natur 7 Walter J. Eugster Der Untergrund gehört allen Gesetzliche Rahmenbedingungen 13 Erdwärmesonden Wärme und Kälte aus der Tiefe Ernst Rohner Erdwärmesonden: Bohrung, Einbau und Berechnung 15 Fritz Luder und Erdwärmesonden, Erdreichkollektoren, Energiepfähle Michael Menzl Wärme und Kälte aus der Tiefe 29 Energiepfähle Energie aus der Fundation Stefan Holst Dynamische Gebäude- und Anlagesimulation für Energiekonzepte mit Erdreichabsorbersystemen 45 Robert Ferrari Planung und Ausführung von Energiepfählen 55 Marcel Morath Erfahrungen aus Planung, Bau und Betrieb mit grösseren Energiepfahlanlagen im Industriebereich 63 Luftansaug-Erdregister Mark Zimmermann Konzeption und Planung von erdverlegten Luftansaug-Kanälen und Luftansaug-Erdregistern 69 Thomas Baumgartner Beispiele von Gebäuden mit Luftansaug über das Erdreich 79 Sanftes Heizen, sanftes Kühlen, sanftes Klimatisieren Robert Meierhans Rolf Kussmann Sanftes Heizen und sanftes Kühlen Sinnvolle Nutzung erneuerbarer Energiequellen 85 Thermoaktive Bauteilsysteme in der Praxis, Erdkopplung und Regelstrategien 91 Hansjürg Leibundgut Exergieoptimierte Lüftung 97 Thermoaktive Bauteilsysteme tabs Markus Koschenz und Thermoaktive Bauteilsysteme tabs: Kühlen mit Energie Beat Lehmann aus dem Erdreich 103 Fritz Nüßle Geothermisches Heizen und Kühlen im Büro- und Verwaltungsgebäude der Drees & Sommer AG, Stuttgart 111

4 Energie aus dem Untergrund Verfasser Thomas Baumgartner, Baumgartner & Partner, CH-8600 Dübendorf Dr. Walter Eugster, Polydynamics Engineering, CH-8048 Zürich Robert Ferrari, Nägele Energie- und Haustechnik GmbH, A-6832 Röthis Dr. Harald Gorhan, Electrowatt-Ekono AG, EWE, CH-8037 Zürich Stefan Holst, Transsolar Energietechnik, D-80336 München Dr. Thomas Kohl, Institut für Geophysik, ETH Zürich, CH-8093 Zürich / Geowatt AG, Dohlenweg 28, CH-8050 Zürich Markus Koschenz, EMPA Energiesysteme/Haustechnik, CH-8600 Dübendorf Rolf Kussmann, Meierhans + Partner AG, Beratende Ingenieure für Gebäudetechnik, CH-8117 Fällanden Beat Lehmann, EMPA Energiesysteme/Haustechnik, CH-8600 Dübendorf Dr. Hansjürg Leibundgut, Amstein + Walthert AG, CH-8050 Zürich Fritz Luder, Dipl. Ing. HTL/STV, CH-8360 Eschlikon Robert Meierhans, Indoor Climate Concepts GmbH, CH-8610 Uster Michael Menzl, Haka Gerodur AG, CH-8717 Benken Marcel Morath, Ingenieurbüro Lippuner & Partner AG, CH-9472 Grabs Fritz Nüßle, Zent-Frenger, D-64646 Heppenheim Ernst Rohner, Geowatt AG, CH-8050 Zürich Mark Zimmermann, EMPA Zentrum für Energie und Nachhaltigkeit im Bauwesen ZEN, CH-8600 Dübendorf

5 Vorwort Vor etwa 25 Jahren wurde mit der Entwicklung von Erdregistern und Erdwärmesonden begonnen, um mit Hilfe von Wärmepumpen Einfamilienhäuser zu beheizen. Anfänglich gab es einen langsamen Start es mussten ja erst Berechnungsmethoden und geeignete Installationstypen und -materialien für Erdwärmesonden entwickelt werden. Nach relativ kurzer Zeit erfolgte aber ein rasanter Aufschwung in der Verwendung von so genannten «erdgekoppelten» Wärmepumpenanlagen, so dass heute, per capita oder Fläche, die Schweiz weltweit einen Spitzenplatz einnimmt. Die Entwicklung der Erdwärmenutzung und der Bohrtechnik hat in der Zwischenzeit die horizontal verlegten Erdregister praktisch verdrängt. Die Bohrtechnik blieb aber auch nicht bei den anfänglich untiefen Sonden (80 bis 100 m) stehen. Es wurde begonnen, Erdwärmesonden in immer grössere Tiefen zu verlegen, um von den dort höheren Temperaturen zu profitieren. Zur Beheizung von auch grösseren Gebäudekomplexen lag es nahe, mehrere Erdwärmesonden, sogenannte Erdwärmesondenfelder energetisch zu bewirtschaften. Dies verlangte wiederum nach verbesserten Auslegungsberechnungen, da sich die einzelnen Sonden beim Wärmeentzug gegenseitig beeinflussen können. Ein weiterer Vorteil dieser Felder lag auch in der Verwendung des Untergrundes als Speichermedium. Im Sommer kann das Gebäude gekühlt und die Überschusswärme im Erdreich gespeichert werden. Dann im Winter ist wiederum der Bezug der gespeicherten Wärme aus dem Untergrund möglich. Etliche derartig ausgelegte Grossanlagen funktionieren in der Schweiz klaglos, und dies bereits seit mehreren Jahren. Gerade wegen der kombinierten Wärme- und Kälteproduktion kann die Wirtschaftlichkeit des Betriebes solcher Anlagen gesteigert werden, da zur Zirkulation durch den Untergrund nur eine Umwälzpumpe (free cooling) und keine teurere Kältemaschine benötigt wird. Eine weitere Technologie zur Gewinnung von Erdwärme und Kälte wurde in den letzten 15 Jahren entwickelt. Bei schlechten Baugrundverhältnissen müssen grössere Gebäude bekanntermassen auf Pfähle gegründet werden. Hier lag natürlich die Idee nahe, diese Pfähle mit Wärmetauscherrohren zu versehen, um dann mit derartigen «Energiepfählen» dem Boden Wärme und Kälte entziehen zu können. Diese Rohre können sowohl in Ortbetonpfählen als auch in Rammpfählen eingebaut werden. Auch für diese Energiepfähle gibt es bereits mehrere Ausführungsbeispiele in der Schweiz, wie zum Beispiel die Flughafenerweiterung Dock Midfield in Kloten. Bei der Eröffnung im Herbst 2003 wird sich hoffentlich ein Erfolg einstellen, zumindest was die geothermische Energienutzung betrifft! Aus den genannten Gründen ist es nicht verwunderlich, dass das Bundesamt für Energie (BFE) an einer engen Zusammenarbeit zwischen den Programmen «Geothermie» und «Rationelle Energienutzung in Gebäuden» sehr interessiert ist. Um die Energie aus dem Untergrund optimal nutzen zu können, muss auch die Gebäudetechnik entsprechend ausgelegt sein. In diesem Zusammenhang sollte auch die Verwendung von Erdwärme für Gebäude im Minergie- oder Minergie-P-Standard erwähnt werden, welche sehr oft sogenannte Luftansaug-Erdregister zur Vorwärmung der Aussenluft im Winter und zu deren Kühlung im Sommer benutzen. Aber auch für grössere Gebäude, die mit thermoaktiven Bauteilen betrieben werden, bietet die Nutzung von Wärme und Kälte aus dem Erdreich grosse Vorteile. Wärme und Kälte aus dem Erdreich stellen somit eine erneuerbare, einheimische Energieressource dar, deren Nutzung kaum Auswirkungen auf die Umwelt hat und an der Erdoberfläche praktisch unsichtbar ist. Mit der vorliegenden Dokumentation soll ein Überblick über die aktuellen Möglichkeiten der untiefen Geothermie vermittelt werden. Sie soll dem Planer und Bauherrn zeigen, wie sich diese Technik in Bauprojekten optimal einsetzen lässt. Harald L. Gorhan Leiter BFE-Programm «Geothermie» Mark Zimmermann Leiter BFE-Programm «Rationelle Energienutzung in Gebäuden»