Buch, Deutsch, 336 Seiten, Format (B × H): 151 mm x 216 mm, Gewicht: 564 g
Reihe: Wilhelm Ernst & Sohn Verlag fur Architektur und technische Wissenschaften
Buch, Deutsch, 336 Seiten, Format (B × H): 151 mm x 216 mm, Gewicht: 564 g
Reihe: Wilhelm Ernst & Sohn Verlag fur Architektur und technische Wissenschaften
ISBN: 978-3-433-02967-1
Verlag: Ernst W. + Sohn Verlag
Die Empfehlungen fassen den Stand der Technik zusammen. Das Ziel ist die fachgerechte Erschließung des Untergrunds für geothermische Zwecke sowie die Vermeidung von Schäden für den Boden und das Grundwasser einerseits und für den Betrieb der Anlage sowie der Bebauung andererseits. Die Empfehlungen sollen als Arbeitshilfe die optimale und nachhaltige geothermische Nutzung des Untergrunds am konkreten Standort in Beratung, Planung, Bauausführung und Betrieb begleiten. Die Fach- und Genehmigungsbehörden erhalten die Möglichkeit, sich bei ihren Entscheidungen und Vorgaben an den Empfehlungen zu orientieren.
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1. Einleitung
2. Grundlagen
3. Geothermische Anlagen
4. Rechtliche Grundlagen
5. Grundlagen der Planung
6. Bohrungen und Ausbau
7. Planung, Herstellung und Betrieb geschlossener Systeme
8. Planung, Herstellung und Betrieb offener Systeme
9. Risikopotenziale
Literatur
Glossar
Vorwort V
Abbildungsverzeichnis XIII
Tabellenverzeichnis XXII
Vorbemerkung XXV
Formelzeichen und Indizes XXVII
1 Einleitung 1
2 Grundlagen 5
2.1 Grundlagen der Geologie, Hydrogeologie und Geotechnik 5
2.2 Grundlagen der Geothermie 12
2.3 Solarspeicherzone 27
2.4 Geosolarer Übergangsbereich 31
2.5 Terrestrische Zone 34
2.6 Anthropogene thermische Beeinflussung 34
2.7 Wechselwirkungen geothermischer Anlagen mit dem Untergrund 35
2.7.1 Hydrochemische Wechselwirkungen 36
2.7.2 Wechselwirkungen zwischen geothermischen Systemen und Grundwasserorganismen 37
3 Geothermische Anlagen 39
3.1 Geschlossene Systeme 40
3.1.1 Erdwärmesonden (Geothermiesonden) 40
3.1.2 Verdampfersonden 48
3.1.3 Erdwärmekollektoren 49
3.1.4 Energiepfähle und erdberührende Betonbauteile 53
3.2 Offene Systeme (direkte Grundwassernutzung) 58
3.2.1 Brunnenanlagen 60
3.2.2 Geothermie Nutzung im Bergbau und Hohlraumbau 64
3.3 Geothermische Speicher 68
3.3.1 Aquiferspeicher (Aquifer Thermal Energy Storage, ATES) 68
3.3.2 Erdwärmesondenspeicher (Borehole Thermal Energy Storage, BTES) 70
3.3.3 Kavernenspeicher (Cavernous Thermal Energy Storage, CTES) 71
4 Rechtliche Grundlagen 73
4.1 Wasserrecht 76
4.1.1 Europäische Regelungen 76
4.1.2 Deutsches Recht 77
4.2 Bergrecht 78
4.3 Lagerstättenrecht 80
4.4 Naturschutz und Landschaftspflege 81
4.4.1 Eingriffsregelung nach dem Bundesnaturschutzgesetz 81
4.4.2 Schutzausweisungen in Landschaftsplänen 82
4.4.3 Europäisches ökologisches Netz „Natura 2000“ 82
4.5 Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung 84
5 Grundlagen der Planung 85
5.1 Projektablauf 86
5.2 Erkundungsbedarf für Erdwärmesondenanlagen 90
5.3 Modelle zur Simulation des Wärmetransportes 92
6 Bohrungen und Ausbau 97
6.1 Bohrverfahren 97
6.2 Hinweise zum Ausbau von Bohrungen 100
6.3 Bohrlochabweichung 103
6.4 Geologische und hydrogeologische Einflüsse 111
6.5 Response Test Verfahren 116
6.5.1 Grundlagen und Messprinzip eines Geothermal Response Tests 118
6.5.2 Auswertung 119
6.5.3 Thermischer Bohrlochwiderstand 122
6.5.4 Qualitätssicherung mit Hilfe des GRT 123
6.5.5 Auswertung instationärer GRT-Daten 125
6.5.6 Zylinderquellen-Verfahren 127
6.5.7 Enhanced Geothermal Response Test 144
7 Planung, Herstellung und Betrieb geschlossener Systeme 151
7.1 Erdwärmesondenanlagen 151
7.1.1 Planung und Dimensionierung 151
7.1.2 Verfüllung des Ringraums 163
7.1.3 Anforderungen an den Verfüllbaustoff 166
7.1.4 Nicht vollständig abgedichtete Erdwärmesonden . 184
7.1.5 Druck- und Durchflussprüfung an Erdwärmesonden 190
7.1.6 Wärmeträgermedien 197
7.1.7 Horizontale Anschlussleitungen und Schnittstelle zur Haustechnik 200
7.1.8 Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung 202
7.1.9 Dokumentation 205
7.1.10 Rückbau und Stilllegung 207
7.2 Erdwärmekollektoren (EWK) 207
7.2.1 Planung und Bemessung von Kollektoranlagen 208
7.2.2 Bauausführung von Flächenkollektoren 211
7.2.3 Bauausführung von Erdwärmekörben 212
7.2.4 Verlegung der Leitungen 212
7.2.5 Füllen und Entlüften 213
7.2.6 Wärmeträgermedien 213
7.2.7 Druckprüfung 213
7.2.8 Inbetriebnahme 213
7.2.9 Dokumentation 214
7.2.10 Betrieb der Erdwärmekollektoren 215
7.2.11 Auswirkungen des Betriebes der Erdwärmekollektoren 215
7.2.12 Rückbau / Stilllegung 217
8 Planung, Herstellung und Betrieb offener Systeme 219
8.1 Brunnenanlagen 219
8.1.1 Planung und Dimensionierung 226
8.1.2 Bauausführung, Qualitätssicherung, Dokumentation 228
8.1.3 Pumpversuch und Brunnentest 228
8.1.4 Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung 228
8.1.5 Hydrochemische und mikrobiologische Einflüsse 232
8.1.6 Dokumentation 237
8.1.7 Stilllegung und Rückbau 237
8.1.8 Praxisbeispiel Brunnenanlage 238
8.2 Aquiferspeicher 242
9 Risikopotenziale 245
9.1 Die 5-M-Methode 245
9.1.1 Mensch 246
9.1.2 Methode 246
9.1.3 Material 247
9.1.4 Maschinen 248
9.1.5 Medium 248
9.1.6 Fazit 249
9.2 Geologische Risiken 250
9.2.1 Quellfähige und setzungsempfindliche Gesteine 250
9.2.2 Lösliche Gesteine 251
9.2.3 Überkonsolidierte und porenwasserdruckanfällige Gesteine 251
9.2.4 Tektonik 252
9.2.5 Massenbewegungen 252
9.2.6 Erdfall-, Senkungs- und Bergsenkungsgebiete 252
9.2.7 Gasaustritte 253
9.3 Hydrogeologische Risiken 254
9.3.1 Gespanntes und artesisch gespanntes Grundwasser 254
9.3.2 Stockwerke 254
9.3.3 Hydrochemische Gradienten 256
9.3.4 Entgasung 256
9.3.5 Wasserqualität 256
9.4 Umwelttechnische Risiken 257
9.4.1 Altlasten und Altablagerungen 257
9.4.2 Bergbau, Bergbaufolgeschäden 257
9.5 Risiken beim Sondeneinbau 258
9.6 Betriebsrisiken 260
Literatur 263
Gesetze, Normen, Regelwerke 269
Leitfäden von Ländern und Kommunen 275
Glossar A bis Z 277
