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Kurzfassung – Abstract
Geothermische Anlagen bei Grund­ und
Tunnelbauwerken
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
bzw. 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.