Die Kühn Geoconsulting GmbH bietet eine Vielzahl von Leistungen im Bereich der Planung Ihrer Geothermieprojekte sowie Machbarkeitsstudien und Analysen.
Geothermieprojekte – Ablauf & Ausführung der Planung
Zunächst wird in Abstimmung mit dem Fachplaner für Haustechnik der individuelle Energiebedarf ermittelt. Es werden u.a. folgende Punkte betrachtet:
- Auswahl der Wärmepumpe (Leistung in kW) und Ermittlung der Betriebsstunden (in h/a)
- Festlegung der Lastkurven (Heizen und Kühlen)
- Bestimmung der dem Untergrund zu entziehenden Wärmemenge
- Gebäudesimulation (bei größeren Objekten)
Außerdem wird der jeweilige Untergrund entsprechend nachfolgender Faktoren bewertet:
- geologische Verhältnisse
- hydrologische Gegebenheiten (Grundwassermessstellen)
- Bestimmung des möglichen geothermischen Entzugs
- Auslegung nach VDI 4640, Blatt 2 (für einfache Anlagen)
Weiterhin sind umwelt-, wasser- und bergrechtlichen Aspekte zu berücksichtigen:
- Altlasten des Standortes und Grundwassers (Schadstoffe, Kampfmittel u.a.)
- Wasserrechte der Umgebung (Grundwassernutzung, benachbarte Geothermie-Anlagen)
- ehemaliger und aktueller Rohstoffabbau (Schächte, Stollen des Bergbaus, Abbaugebiete im Tagebau, Grundwasserabsenkung etc.)
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Machbarkeitsstudie
Im zweiten Schritt wird die nächste Planungsstufe erarbeitet, die alle Erkenntnisse aus den Voruntersuchungen berücksichtigt:
- Auswahl des passenden Systems (Erdwärmesonden, Sondenfelder oder Brunnen)
- Kostenschätzung für Bau und Betrieb sowie Kostenvergleich zu konventionellen Heiz- und Kühlsystemen
- Prüfung der Verfügbarkeit von Fördermitteln
- Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, Amortisationsrechnung
Konzeptionelle Planung
Da häufig die Haustechnik noch nicht im Detail geplant ist, werden zunächst in enger Abstimmung mit den weiteren Fachplanern Annahmen für das Heiz-/ Kühlsystem getroffen, um eine konzeptionelle Planung zu erarbeiten:
- Planung der Sonden-/ Brunnenstandorte (Anordnung, Anzahl, Abstand, Bohrtiefe)
- Digitale Simulationen der Temperaturentwicklung im Untergrund bei Erdsonden und Sondenfeldern ergänzend durch Grundwassermodelle bei Brunnen-Anlagen
- geologisches / hydrogeologisches Gutachten
- Antragstellung auf wasser- ggf. bergrechtliche Erlaubnis
Geothermale Tests & Analytik
Bei zahlreichen Bauvorhaben ist es sinnvoll, Testarbeiten durchführen, um die Simulation der Anlagen zu optimieren und wichtige, ortsspezifische Faktoren in die Planung einfließen zu lassen. Außerdem ist häufig eine Schadstoffanalytik des Grundwassers erforderlich, um negative Veränderungen im Untergrund, aber auch an den Brunnen selbst z.B. durch Verockerung einschätzen zu können.
- Durchführung eines Geothermal-Response-Test zur Ermittlung der spezifischen Wärmeleitfähigkeit, des Bohrlochwiderstands etc.
- Messung der horizontalen Temperaturverteilung
- Pump-/ Schluckversuch bei Brunnenanlagen
- Grundwasseranalyse auf Schadstoffe und Metalle
Entwurfs-/ Genehmigungsplanung
Auf Basis der Voruntersuchungen und Simulationen wird die Entwurfs- und Genehmigungsplanung erstellt. Im Modell werden die Vorgaben der TGA-Planer berücksichtigt. Dem Nutzer können nach aktuellem Stand der Technik eindeutige Kennzahlen (Leistungs-/Jahresarbeitszahl) für den Betrieb der Sonden- oder Brunnenanlage zu Verfügung gestellt werden, die auch Grundlage für den Erhalt von Fördergeldern für die Anlage sind.
- Optimierung des Sondenfeldes oder der Brunnenstandorte
- Wirtschaftlichkeitsberechnungen
- Erstellung aller Antragsunterlagen für wasser- bzw. bergrechtlichen Genehmigungen
Wasser- und bergrechtliche Genehmigungsverfahren
Die Entnahme von Grundwasser und die Wiedereinleitung des genutzten Grundwassers ist eine Benutzung nach § 3 Abs. 1 WHG und daher erlaubnispflichtig. Durch den Bau oder den Betrieb von Erdwärmesonden kann ein erlaubnispflichtiger Benutzungstatbestand nach § 3 Abs. 2 Nr. 2 WHG erfüllt sein, und zwar unabhängig davon, ob beim Einbau Grundwasser angetroffen wird oder nicht. Daher ist sowohl für den Bau und Betrieb einer Brunnenanlage als auch einer Erdsondenanlage eine wasserrechtliche Genehmigung einzuholen.
In Fällen, in denen die Gewinnung und die Nutzung der Erdwärme nicht auf ein und demselben Grundstück stattfindet und nicht im direkten Zusammenhang mit der baulichen Nutzung, z. B. der Beheizung eines Gebäudes, oder einer sonstigen städtebaulichen Nutzung steht (§ 4 Abs. 2 BBergG), sowie in den Fällen, in denen zum Zweck der Erdwärmenutzung Bohrungen mehr als 100 m tief in den Boden eindringen sollen (§ 127 Abs. 1 BBergG), sind bergrechtliche Regelungen zu beachten.
Ausführungsplanung
Als Grundlage für die folgende Ausschreibung und den Bau werden detaillierte Ausführungspläne erstellt. Sie umfassen in der Regel:
- Lagepläne
- technische Zeichnungen wie Schnitte und Konstruktionsdetails (Brunnenausbau, Brunnenkopf etc.)
Ausschreibung & Vergabe
Durch eine detaillierte Ausschreibung der geplanten Anlage wird sichergestellt, dass die Ausführung nach Vorgabe der Planung erfolgt und die Kosten optimiert werden. Bei der Auftragsvergabe werden Bauherren durch umfassende geo- und anlagentechnische Beratung unterstützt.
- Erstellung von Leistungsverzeichnissen
- Einholung und Prüfung der Angebote
- Mitwirkung bei der Vergabe durch technische Beratung
Bauüberwachung
Während der Ausführung erfolgt fortlaufend eine fachgutachterlichen Überwachung der Arbeiten. Dadurch wird einerseits eine Qualtiätssicherung erzielt, es wird aber auch sichergestellt, dass die bei der Planung angesetzten Untergrundparameter auf die angetroffene Geologie übertragbar sind und somit die Anlage ausreichend dimensioniert ist.
- Aufnahme und Überprüfung der geologischen Profile
- Kontrolle von Brunnen- bzw. Sondeneinbau (Tiefe, Material, Verfüllung, Druckprüfungen bzw. Entsandung, Pumpversuche etc.)
- Prüfung der Dokumentationsunterlagen
Monitoring
In Kooperation mit den Fachplanern für Haustechnik und den Nutzern wird die Anlage durch das anschließende Monitoring im Betrieb optimal eingestellt. Neben der Wirtschaftlichkeit spielt die Einhaltung von umweltbehördlichen Auflagen eine immer wichtigere Rolle, da die Anzahl der Geothermie-Anlagen stetig zunimmt und der Einfluss auf das Grundwasser strenger kontrolliert wird.
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- Bestimmung der Jahresarbeitszahl durch die Ermittlung des Strombedarfs und der erzeugte Wärmemenge bzw. Kühlleistung
- Einfahren und Optimierung der Anlage durch Messung der Vor-/ Rücklauftemperaturen
- Wahrnehmung der behördlichen Auflagen als Gewässerschutzbeauftragter bei Brunnen-Anlagen
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