Energiepfähle

- eine geothermisch aktivierte Tiefgründung

Bauwerke müssen bei schwierigen Baugrundbedingungen oder sehr hohen Lasten häufig tiefgegründet werden.
Überall dort, wo eine Pfahlgründung erforderlich wird, bietet sich eine Überprüfung an, ob die zusätzliche geothermische Nutzung des Untergrundes durch Energiepfähle (geothermisch aktivierte Ortbeton- oder Fertigpfähle, Hohlpfähle, Presspfähle) möglich ist.
Erste wissenschaftlich begleitete Praxisanwendungen von Energiepfahlsystemen wurden in den 70-er Jahren in der Schweiz erfolgreich realisiert.
Mittlerweile hat sich die innovative Energietechnik in Deutschland etabliert (u.a. Katzenbach 1997, Brandt et al. 2003).

Die thermische Nutzung des (oberflächennahen) Untergrundes wird u.a. in der VDI-Richtline 4640 (Blatt 2) definiert. Energiepfähle werden dort als "besondere Wärmequellen (-senken)-anlagen" behandelt.

Ein Energiepfahl hat zwei Funktionen zu erfüllen:
Die Hauptfunktion ist die Lastabtragung in den Baugrund, die Nebenfunktion ist die Nutzung als geothermischer Wärmeübertrager. Durch die Nutzung des Gründungspfahles als Energiepfahl darf seine Tragfähigkeit nicht beeinträchtigt werden.
Eine Verminderung der Tragfähigkeit des Pfahles (Frostbildung, Querschnittsverringerung durch Wärmetauscherrohre) muss zwingend ausgeschlossen werden (Temperaturbegrenzung, statische Prüfung).
Energiepfahlanlagen sind häufig Grundlastanlagen. Leistungsspitzen müssen ggf. mit anderen Systemen abgedeckt werden. Einfamilienhäuser mit Tiefgründung können zunehmend monovalent mit Energiepfählen zu versorgt werden (bessere Dämmung).

Prämissen für die Errichtung und den Betrieb von Energiepfahlanlagen


 Die Statik des Bauwerks bestimmt die Anordnung und die Anzahl von Gründungspfählen. Eine Anordnung von Gründungspfählen nach energetischen Gesichtspunkten ist häufig unwirtschaftlich (Ausnahme: z.B. kostengünstige Fertigteilrammpfähle, die teilweise auch als "verlorene Pfähle" eingesetzt werden).


 Eine Energiepfahlanlage sollte möglichst als Wechselspeicher (saisonal wechselnder Heiz- und Kühlbetrieb) betrieben werden. Dadurch wird eine optimale spezifische Entzugsleistung [W/m] sowohl für die Wärme- als auch für die Kältegewinnung erreicht. Das Temperaturregime der Energiepfahlanlage kann nachhaltig stabil gestaltet werden. Bei langjährig nahezu ausgeglichener Wärmebilanz ist die gegenseitige thermische Beeinflussung von benachbarten Energiepfählen zueinander minimiert.



Zurück