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

Wärme und Kälte aus dem Fundamentspeicher

von | 26. Februar 2016

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.

Frank Urbansky

Freier Jour­na­list und Fach­au­tor, unter anderem für die Fach­ma­ga­zine und Portale Brenn­stoff­spie­gel, Uniti; DW Die Woh­nungs­wirt­schaft und Immo­bi­li­en­wirt­schaft; Haufe-Lexware; Energie&Management; IVV, Huss Medien; Motor­tech­ni­sche Zeit­schrift und Sprin­ger­Pro­fes­sio­nal; Sprin­ger Fachverlag; SHK Profi und tab, Bau­ver­lag; stadt+werk, k21

0 Kommentare

EnWiPo
EnWiPo
Elek­tro­trophen können künst­liche Photo­syn­these erzeugen

Elek­tro­trophen können künst­liche Photo­syn­these erzeugen

Die energiewandelnden Prozesse der Natur nachzuahmen ist naheliegend – und in Zeiten der Energiewende schlichtweg eine Notwendigkeit. Die künstliche Photosynthese, etwa mit Mikroorganismen, wäre eine Möglichkeit. Eine der Herausforderungen der Energiewende ist es, die...

Mit Contrac­ting­mo­dellen zu mehr Abwärmenutzung

Mit Contrac­ting­mo­dellen zu mehr Abwärmenutzung

Die nutzbaren Potenziale von Abwärme in Deutschland sind groß – aus Industrie, Abwasserkanälen oder anderen Quellen. Die neue Bundesregierung hat jedoch nur explizit Abwärme aus Rechenzentren in ihrem Koalitionsvertrag bedacht. Es braucht also eines wirtschaftlichen...

Niedrige Tempe­ra­turen entscheidend

Niedrige Tempe­ra­turen entscheidend

Die Fernwärme spielt im Wärmemix der Zukunft eine wichtige Rolle. Dafür braucht sie regenerative Energiequellen, etwa Abwärme, große Solarthermie oder Biomasse. Doch diese Energiequellen stehen nicht ausreichend und überall zur Verfügung. Zudem wird ihr Nutzen...

Klick­systeme und Fräsverfahren

Klick­systeme und Fräsverfahren

An strombasierten Heizsystemen wird in Zukunft kein Weg vorbeiführen. Die Königin unter ihnen ist die Wärmepumpe. Sie arbeitet jedoch besonders effizient in Kombination mit Flächenheizungen. Im Bestand gibt es inzwischen gute Möglichkeiten, diese nachzurüsten,...