Baggerramme beim Einrammen der duktilen Gussrohrrammpfähle
Baggerramme beim Einrammen der duktilen Gussrohrrammpfähle: Wenn eine Baugrundstabilisierung dieser Art nötig ist, bietet sich eine Doppelnutzung mit Erdwärme an. | Foto: R & H Umwelt

Duktile Gussrohr-Rammpfähle geothermisch aktivieren

NÜRNBERG, 15.08.2014 – Die geothermische Aktivierung duktiler Gussrohr-Rammpfähle ist eine Nischenanwendung mit Potenzial: Das neue Verfahren kombiniert die moderne Baugrundstabilisierung mit den umweltschonenden Vorteilen der Erdwärmenutzung. Es wird von der Nürnberger R & H Umwelt GmbH forciert und wurde am Chiemsee bei der Dekumed GmbH & Co. KG erfolgreich angewendet.

Dekumed ist Hersteller von Kunststoff-Formteilen und vertreibt Maschinen für Dosier- und Mischtechnik. Das Unternehmen investierte 2011 in den Erweiterungsbau einer Fertigungshalle. Doch auf dem Baugrundstück befand sich die ehemalige Hausmülldeponie der Gemeinde Bernau. Immerhin: Nach Untersuchungen der Altlast stellte sich heraus, dass eine Bodensanierung nicht notwendig war.
Die Ölheizung allerdings, die bislang das Dekumed-Bestandsgebäude versorgt hatte, reichte für den Neubau nicht aus. Um auf umweltschonende Energie zu setzen, entschlossen sich die Verantwortlichen, die neue Halle mit einer Geothermieanlage als neue Wärmequelle auszustatten (zumal Bauträger bei Neubauten prinzipiell verpflichtet sind, regenerative Energien zu nutzen).
R & H-Bereichsleiter Energie- und Verfahrenstechnik, Ronald Lau, erklärt: „Der Untergrund für das neue Gebäude war durch die einstige Nutzung als Deponie nicht tragfähig genug. Um die Stabilität zu gewährleisten, mussten 96 Rammpfähle in den Boden getrieben werden. Daher entschied Dekumed, beispielgebend mit uns voranzugehen. Man entschloss sich zu einer Nischenanwendung: der geothermischen Aktivierung der duktilen Gussrohr-Rammgründung.“

Rechtliche Bestimmungen beachten

Die übliche Geothermie mit Erdwärmesonden ist eine hochwertige Technologie, bei der langfristige Prognosen über die thermische Entwicklung tief im Boden möglich sind. Arbeiten die Disziplinen Gebäudetechnik, Energie- und Verfahrenstechnik sowie Geologie zusammen, können „hochfunktionale, energieeffiziente Systeme geschaffen werden, die selbstverständlich auch alle gesetzlichen Belange des Grundwasserschutzes erfüllen“, weiß Lau aus guter Erfahrung.
„Im Gegensatz zu den normalen Geothermieformen spielt sich die geothermische Aktivierung von Gründungspfählen in sehr oberflächennahen Bodenschichten und unter Gebäuden ab. Das bedeutet, dass der Planer einer solchen Geothermie-Maßnahme nicht auf die normalen Auslegungswerkzeuge und -regeln zurückgreifen kann. Für diesen Fall waren zunächst keine Praxisvorlagen bekannt“, schildert der Fachmann.
Das Ergebnis in Bernau gibt allen Beteiligten Recht: „Es hat toll geklappt. Das Vorhaben wurde zu einem klassischen Vorzeigemodell dafür, dass Altstandorte trotz ihrer besonderen Rahmenbedingungen einen Beitrag zur Energiewende leisten können“, freut sich Lau. Er ist stolz auf den Eintrag des Projektes in den „Energieatlas Bayern“.

Hohle Pfähle mit Soleleitungen

Damit der Baugrund die neue Dekumed-Halle tragen konnte, mussten in mehreren Gruppen 96 Gussrohr-Rammpfeiler unter die Fundamentblöcke gesetzt werden. Diese hohlen Metallpfähle wurden anschließend mit Soleleitungen versehen und mit Beton ausgegossen. Es musste vorab geklärt werden, wie die Zu- und Ableitungen für den Solekreislauf in die statische Konstruktion der Fundamentauflagen integriert werden konnten. Natürlich mussten auch auf Fragen zur Genehmigung, der generellen Realisierbarkeit und der hydraulischen Auslegung Antworten gefunden werden.
Ergebnis: Heute gibt es unter dem Gebäude neben den gut hundert Rammpfählen rund 2 Kilometer Sonden sowie 1,5 Kilometer Zu- und Ableitungen. Lau sagt: „Wir konnten ein zuverlässiges und effizientes System schaffen, dass die Liegenschaft sicher und ökologisch vorteilhaft beheizt.“

Einsparfaktor für energetische Versorgung

Die moderne Gussrohr-Rammpfahlgründung kann mit den umweltschonenden Vorteilen der Geothermie, also mit regenerativen Energien kombiniert werden.
Beim erfolgreich verlaufenen Bernau-Projekt sind Detailfragen geblieben. Diese werden aktuell in einem Forschungsprojekt und einer Diplomarbeit untersucht. Ziel der Arbeiten ist es, die Planung der Rammpfahlgründungen weiter zu standardisieren, ihren Einsatz mit wissenschaftlichen Methoden noch weiter zu verbessern und den Einbau zu vereinfachen.
Der gesamte Vorgang ist „auch deshalb so interessant“, so der Spezialist von R & H, „weil er die zusätzliche Möglichkeit zur Kühlung beinhaltet.“ Das geothermische Potenzial dieser Gründungsform sei allerdings noch kaum genutzt worden. Insgesamt, schließt Roland Lau, „ist die Baugrundstabilisierung im Vergleich zu anderen Stabilisierungsmethoden sehr kostengünstig, ebenso wie die geothermische Aktivierung der duktilen Gussrohrrammpfähle im Vergleich zu üblichen Erdwärmesonden-Bohrungen.“ Aus dem Kostenfaktor Baugrundstabilisierung werde so schnell ein Einsparfaktor für die energetische Versorgung. bi