„nachhaltige technologien 02 | 2021"

ür den Bau riesiger Wärmespeicher für Erneuerbare Fernwärme im urbanen Kontext bei limitiertem Platz- bedarf und bei schwieriger Geologie (Umgebung mit Grundwasser) sind mehrere Herausforderungen zu überwinden. Die Effizienz muss durch die Reduktion der Wärmeverluste bei Temperaturen bis maximal 95 °C sowie durch verbesserte thermische Schichtung erhöht werden. Gleichzeitig soll eine längere tech- nische Nutzungsdauer sowie eine Reduktion der Kapitalkosten erreicht werden. Ein Team bestehend aus Forschern und Entwicklern der Universität Innsbruck sowie der Firmen PORR und ste.p haben innerhalb des Projekts gigaTES unter Leitung von AEE INTEC alternative Konzepte und Bau- weisen für große Wärmespeicher erstellt. Es wurden sowohl in Bezug auf die Bauweise im Spezialtiefbau, auf die Komponenten (wie Bohrpfahldämmwand, befahrbare schwimmende Abdeckung) als auch auf Materialebene (Kunststoffdichtungsbahn für den Einsatz bei hohen Temperaturen, Wärmedämmung) Entwicklungen vorangetrieben. Ein Schwerpunkt lag auf der kostengünstigen Installation von Wärme- dämmung zur Reduktion der Wärmeverluste und zum Schutz der Übererwärmung des Grundwassers. Innovative Bauweise für riesige Wärmespeicher Eine mögliche Variante eines gigaTES Wärmespeichers mit Schlitzwand, Edelstahlabdichtung, einer außenlie- gendenDämmbohrpfahlwandundeinerschwimmenden Abdeckung ist im Schema dargestellt. Eine Aufschüt- tung des ausgehobenen Erdreichs zu einem Damm erhöht das Volumen beziehungsweise verbessert das Höhe-zu-Durchmesser-Verhältnis (geringere Ober- fläche und Bautiefe bei gleichem Volumen) und reduziert die Kosten. Mit Schlitzwänden lassen sich Tiefen von etwa 50 m erzielen. Bis etwa 50 bis 65 m Durchmesser kann die Schlitzwand als Druckring ausgeführt werden. Das Titelbild zeigt einen Schlitz- wandbagger sowie einen Schlitzwandschacht, so wie er für die Herstellung von unterirdischen zylindrischen Wärmespeichern verwendet werden könnte. Bei grö- ßeren Durchmessern sind Anker notwendig, um die Schlitzwand gegen den Erddruck zu halten. Um Bau- en im Untergrund mit Grundwasser zu ermöglichen, wird eine Dichtwand vorgesehen. Diese verhindert zum einen das Auffeuchten der außenliegenden Dämmung und zum anderen eine Übererwärmung des Grundwassers. Anforderung an riesige Wärmespeicher in urbaner Umgebung Die Speicherung von Wasser bei hohen Temperaturen (<100 °C) über längere Zeiträume kann zu erheblichen Wärmeverlusten an die Umgebung und zu einem unerwünschten Anstieg der Grundwassertemperatur führen. Entsprechend ist eine spezielle Wärmedäm- mung der Seitenwände erforderlich, was jedoch mit hohen Investitionskosten verbunden ist, da die Insta- llation der Wärmedämmung einen hohen Anteil der gesamten Kosten ausmacht. Ein neuer Ansatz, die sogenannte Dämmbohrpfahl- wand, basiert auf der Verwendung von überlappenden Bohrpfählen und berücksichtigt die Verwendung von mit Schaumglasschotter (SGS) gefüllten Bohrpfählen Innovative Baukonstruktionen für riesige Wärmespeicher Fabian Ochs, Abdulrahman Dahash, Alice Tosatto, Christoph Muser, Felix Kutscha-Lissberg, Peter Kremnitzer, Wim van Helden F Schlitzwandschacht / Schlitzwandbagger (PORR Spezialtiefbau) Fotos: euroluftbild.de/Hans Blossey, Porr Bau GmbH Schema eines gigaTES Wärmespeichers mit Schlitzwand, Edelstahlabdichtung, außenliegender Dämmbohrpfahl- wand und schwimmender Abdeckung, sowie Dichtwand Quelle: ste.p ZT Schlitzwand mit VA-Abdichtung Dichtwand Dichtwand Damm- schüttung Damm- schüttung Dämmbohrpfahlwand Dämmbohrpfahlwand Stahlbetonwand schwimmende Abdeckung V=100.000m 3 2:3 2:3 Grundwasserniveau Grundwasserniveau Grundw. Grundw.