Wärme und Kälte aus dem Fun­da­ment­spei­cher

Die Kupferschlangen für die Wärmepumpe wurden vor der Stahlarmierung in den Boden verlegt. Foto: Geo-En
Die Kupferschlangen für die Wärmepumpe wurden vor der Stahlarmierung in den Boden verlegt. Foto: Geo-En

Die moderne Archi­tek­tur und der Anspruch von Umwelt­ver­träg­lich­keit bedarf mit­un­ter unge­wöhn­li­che Lösun­gen, wenn es um die Gebäu­de­ver­sor­gung geht. In der Ber­li­ner Katha­ri­nen­straße wurde Ende 2015 ein Wohn­haus fertig, das mit einer Fassade aus viel Glas und wenig Stahl­be­ton geplant wurde. Im Sommer hat jedoch der hohe Glas­an­teil einen ent­schei­den­den Nach­teil: Die ins­ge­samt 50 Woh­nun­gen mit einer Gesamt­flä­che von 4680 m² heizen sich schnell auf. Um dem Anspruch an geho­be­nes Wohnen gerecht zu werden, bedarf es einer Kühlung die auch hohe Spitzen abde­cken muss. Und: Für den größt­mög­li­chen Teil, so wollte es der Bauherr, sollten umwelt­freund­li­che und rege­ne­ra­tive Ener­gien ein­ge­setzt werden, um den Stan­dard als KfW-Effizienzhaus 70 zu schaf­fen.

Aus meh­re­ren Gründen fiel die Wahl auf Geo­ther­mie. Dabei war jedoch eine weitere Hürde zu nehmen: Die Preise für Wär­me­pum­pen­strom sind in Berlin rund dreimal so hoch wie die für Gas. Also musste eine Anlage her, die so wenig wie möglich fremden Strom benö­tigt oder diesen mittels Eigen­erzeu­gung kom­pen­siert. Die Lösung dafür ist unge­wöhn­lich und wurde von der Ber­li­ner Firma Geo-En ent­wi­ckelt. Im Groben besteht die Anlage aus zwei auf Geo­ther­mie basie­ren­den Speicher-Systemen, Wär­me­pum­pen (ein Beitrag zu deren Bedeu­tung für die Wär­me­wende findet sich hier bei meinen Blogger-Kollegen von Ener­gie­zu­kunft) und einem Block­heiz­kraft­werk (BHKW).

Das Geothermie-System kann als klas­sisch beschrie­ben werden. 16 Sonden mit Doppel-U-Form wurden 100 m tief in die Erde gebohrt. Dort herr­schen im Winter rund 7 °C, die über die Wär­me­pum­pen für die Behei­zung mittels Fuß­bo­den­hei­zung auf 35 °C gebracht werden. Gleich­zei­tig wird ein Spei­cher beladen, der das ganze Haus mit Warm­was­ser ver­sorgt.
Boden­platte als Käl­te­spei­cher

Im Sommer wird die Wärme aus dem Haus in den Boden zurück­be­för­dert. Dabei steigt die Tem­pe­ra­tur des Erd­reichs auf rund 11 °C. Das reicht für die Kühlung aus: Durch die Wär­me­ab­gabe der Woh­nun­gen im Sommer „erhitzt“ sich der Was­ser­kreis­lauf auf 20 °C und wird durch das Erd­reich auf 16 °C her­un­ter gekühlt. Zeit­gleich kann die über­schüs­sige Wärme des Gebäu­des unter Nutzung der Wär­me­pumpe zudem den Warm­was­ser­spei­cher auf­hei­zen. Den Strom für den 29-kW-Wärmeerzeuger liefert ein gas­be­trie­be­nes Block­heiz­kraft­werk, dessen Abwärme eben­falls zur Brauch­was­ser­er­wär­mung ein­ge­setzt wird.

Die nur wenige Stunden des Tages auf­tre­ten­den hohen Kühl­las­ten benö­ti­gen einen leis­tungs­fä­hi­gen Zwi­schen­spei­cher. Hierfür wurde die 70 cm starke Boden­platte aus Stahl­be­ton der im 2. Unter­ge­schoss lie­gen­den Tief­ga­rage genutzt. Die Speicher­ ebene bildet damit die unterste Ebene des Hauses und umfasst in meh­re­ren Zonen das gesamte 1334 m² große Fun­da­ment. Dieses wird von der zweiten Wär­me­pumpe mit einer Nenn­leis­tung von 44 kW akti­viert. Um die Bau­ab­läufe – ins­be­son­dere bei dem Ein­brin­gen der Stahl­ar­mie­rung – nicht zu stören, wurden die Rohr­schlan­gen ver­gleich­bar wie bei einer Fuß­bo­den­hei­zung direkt auf der Sau­ber­keits­schicht verlegt. Mess­ket­ten sorgen für eine regel­mä­ßige Über­wa­chung der Tem­pe­ra­tur des Boden­plat­ten­spei­chers in meh­re­ren Ebenen.


Gekürzt. Geschrie­ben für IKZ Fach­pla­ner. Erschie­nen in 01/2016. Der kom­plette Beitrag ist auch hier online zu lesen.