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Geostrukturen
Überblick
Bei Gebäuden, die
Fundationspfähle benötigen, ist es möglich, die Pfähle mit
Wärmetauschern auszustatten. Diese werden dadurch zu energetischen
Geostrukturen und ermöglichen eine Versorgung mit Wärme im Winter und
Kälte im Sommer.
Wärme und Kälte unter dem Gebäude
Geostrukturen
sind Konstruktionen im Boden oder in Kontakt mit ihm. Hauptsächlich sind
es Pfähle, Wände und Bodenplatten, die benötigt werden, um eine
ausreichende Tragfähigkeit und Stabilität des Untergrundes zu erreichen.
Geostrukturen sind meistens aus Beton, mit oder ohne Armierung, gefertigt.
Die Wärmeleitfähigkeit und die Speicherkapazität des Betons machen
aus ihm ein ideales Material für die Absorption von Wärme. Zudem ist die
Bodentemperatur in einigen Metern Tiefe (15-20 m) konstant (9 –11° C im
hiesigen Klima). Dieses Temperaturniveau kann im Sommer zum Kühlen und im
Winter zum Heizen verwendet werden.
Die zur Abstützung und Gebäudegründung benötigten Geostrukturen
jeder Grössenordnung lassen sich mit Wärmetauschern ausrüsten. Die mit
dem Untergrund in Kontakt stehenden Betonpfähle und -wände werden dabei
mit Kunststoffrohren versehen, um Wärme oder Kälte mit dem Untergrund
auszutauschen. Diese Rohre werden gebündelt einer oder mehreren
Wärmepumpen zugeführt.
Die Wirkungsweise der Anlage basiert auf einem Jahreszyklus, bei dem
während der Heizperiode dem Untergrund Wärme (Kälteeintrag in den
Untergrund) und während der Kühlperiode Kälte (Wärmeeintrag in den
Untergrund) entzogen wird. Die installierte Wärmeleistung bewegt sich
zwischen einigen kW bis gegen 1'000 kW.
Die Vorteile einer solchen Anlage äussern sich in den reduzierten
Betriebskosten aufgrund des Wegfalls von fossilen Brennstoffen (ca. 80%)
und in einer Verminderung der CO2-Emission (45% bis 100%).