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IPG Wohlrab, Landeck & Cie.

IPG Wohlrab, Landeck & Cie. setzt auf Polysun bei einem Projekt mit Erdwärme: Alle Varianten jederzeit zuverlässig im Blick!

 

Bilder: ©IPG Wohlrab, Landeck & Cie.

Ein Neubauprojekt ist eng mit der Bewilligung von Fördergeldern verknüpft. Warum Simulationssoftware im Zusammenspiel mit der Nutzung von Erdwärme unverzichtbar ist.

Die Ingenieurplanungsgesellschaft (IPG) Wohlrab, Landeck & Cie. erstellt „Baukonzepte für die Zukunft“. Von der Grundlagenermittlung bis zur Objektüberwachung und -betreuung übernimmt IPG alle Leistungen der HOAI für Neubauten, Umbauten, Modernisierungen, Instandhaltungen und Instandsetzungen. Dabei verfolgen die Ingenieure immer ein Ziel: Qualität, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit in Einklang zu bringen – was mitunter nicht trivial zu realisieren ist.

Dies gilt insbesondere für das Thema nachhaltiges Bauen. Dieses ist aus der Neubaupraxis faktisch nicht mehr wegzudenken, aber die dafür notwendigen Investitionen haben horrende Höhen erreicht. Ganz abgesehen davon, dass es an Unternehmen mangelt, die solche Lösungen zeitnah umsetzen können. Darüber hinaus locken zwar Fördergelder, doch um diese zu erhalten, muss die Eignung des Bauvorhabens sehr detailliert nachgewiesen werden. Kurz: Um zu einem für alle Seiten erfreulichen und belastbaren Ergebnis zu kommen, setzt die IPG auf Polysun. Damit schafft das Unternehmen valide Informationen und bewahrt die Bauherren vor unliebsamen Überraschungen.

Herausforderung

Im Fokus der Simulation stand der Neubau eines Quartiers und im konkreten Verlauf der Bau von drei Mehrfamilienhäusern als erster Bauabschnitt. Diese sollen regenerativ versorgt werden, um Fördermittel in Anspruch nehmen zu können – eine unabdingbare Grundvoraussetzung für das Vorhaben. Hierzu fanden geologische Voruntersuchungen statt, bei denen für die Häuser Erdwärmesonden zur Deckung der Heizlast favorisiert worden waren. Ausgehend von diesen Sonden sollte dann ein kaltes Nahwärmenetz realisiert werden. Im Detail: Die geplanten Erdwärmesonden dienen als zentrale Wärmequelle mit einer jeweiligen Bohrtiefe von 99 Metern, der maximal zulässigen Tiefe.

Der Abstand der Sonden zueinander sollte sieben Meter betragen, die Versorgung der drei Gebäude war über ein zentrales Nahwärmenetz auf niedrigem Temperaturniveau (kalte Nahwärme) geplant. Zusätzlich war die Installation von dezentralen Wärmepumpen in den einzelnen Gebäuden für die Raumheizung mittels Fußbodenheizung und für die Trinkwassererwärmung als Frischwasserstation vorgesehen. „Eine besondere Herausforderung bei dieser Planung war, dass der Platz für die einzelnen Sonden von vornherein begrenzt war. Dies mussten wir stets berücksichtigen, so dass diese Simulation vor allem den Charakter einer fundierten Machbarkeitsstudie mit sehr unterschiedlichen Varianten hatte“, so Adrian Gebhard, als Ingenieur für IPG tätig.

Lösung

Nachdem in enger Zusammenarbeit mit den geologischen Teams erste Probebohrungen durchgeführt wurden, simulierte der Ingenieur mit Polysun erste Varianten. Im Zuge dieser Arbeiten stellte Adrian Gebhard schnell fest, „dass die geplanten 20 Sonden nicht ausreichen werden, um den jährlichen Heizenergiebedarf vollständig zu decken.“ Aus dieser ersten Vorvariante ergab sich sofort eine weitere wichtige Frage: Wie kann der jährliche Heizenergiebedarf für alle drei Gebäude trotzdem gedeckt werden? Außerdem ist beim Einsatz von Sonden folgendes wichtig: Werden sie dicht verlegt, kühlt das Erdreich im Laufe der Jahre allmählich aus. Dieser Abkühlung kann entgegengewirkt werden, indem das Erdreich in den Sommermonaten mit der Wärme regeneriert wird, die bei der aktiven Kühlung der zugehörigen Gebäude anfällt. Dies wurde in der weiteren Simulation berücksichtigt. Je höher die Anzahl der Sonden, desto intensiver muss der Regenerationsaufwand sein, was sich wiederum in den Kosten niederschlägt.

Ergebnis

„Wir konnten mit Polysun unzählige Varianten durchspielen, so dass wir sehr früh konkrete Klarheit hatten, was bei diesem Neubauprojekt möglich ist und was nicht. Gerade angesichts der engen Vorgaben bezüglich der Fördermittel eine unverzichtbare Entscheidungshilfe. Ohne die Simulation wäre das nicht möglich gewesen“, beschreibt Experte Gebhard das Ergebnis.

Zum Beispiel wurde die Regeneration der Sonden durch eine solarthermische Anlage in Form von Vakuumröhren untersucht. Hier zeigte die Simulation aber schnell, dass die Kosten den gesetzten Budgetrahmen übersteigen würden. Auch eine andere Variante – Flachkollektoren statt Vakuumröhren – bewegte sich außerhalb des möglichen Kostenrahmens.

Fazit:
Die Ertragsleistung der Erdwärmesonden ist aufgrund der behördlichen Vorgaben zur maximal zulässigen Wärmeentzugsleistung sehr begrenzt. Eine ausschließliche Versorgung der Liegenschaft über lediglich 20 Erdwärmesonden ohne zusätzliche Regeneration des Sondenfeldes ist ebenso wenig möglich wie eine Regeneration allein über passive Kühlung.

Hier müssen solarthermische Kollektoren eingesetzt oder alternativ die Anzahl der Sonden verdoppelt werden. „All diese präzisen Ergebnisse der Machbarkeitsstudie sind nur durch das Zusammenspiel von geologischer Untersuchung und Simulation möglich geworden. Ohne die Software wären wir dazu sicher nicht in der Lage gewesen“, resümiert Adrian Gebhard.

Eckpunkte

Auf einen Blick

  • Ingenieurplanungsgesellschaft (IPG) Wohlrab, Landeck & Cie
  • Branche: Dienstleister (Generalplaner)
  • Standort: Aschersleben, Sachsen-Anhalt

Herausforderungen

  • Validierter Fördermittelnachweis unabdingbar für Neubauprojekt
  • Erdsonden geplant – Quantität aber begrenzt
  • Projekt benötigt belastbare Variantenvielfalt als Machbarkeitsstudie

Produkt

  • Polysun Designer

Ergebnis mit Software Polysun

  • Realisierung unterschiedlichster Möglichkeiten mit belastbaren Informationen
  • Stets sowohl den Kostenrahmen als auch die Planungsalternativen im Blick
  • Klar die jeweilige Machbarkeit nachgewiesen

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