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

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