Clever heizen im FH-Neubau

Mehr als ein Dutzend Baukräne, mehrere hundert Arbeiter, unzählige Tonnen Beton und Stahl: Die Ausmaße der Baustelle im Nordosten Bielefelds sind gigantisch. Der neue Campus wird aber nicht nur in punkto Größe Maßstäbe setzen, auch die Energieversorgung der Gebäude soll so effizient wie möglich gestaltet werden. Deshalb entsteht für alle drei aktuellen Bauprojekte zusammengenommen eine der größten Geothermie-Anlagen Deutschlands mit einer Gesamtleistung von 700 Kilowatt.

Unter Geothermie versteht man die Nutzung der im Erdreich vorhandenen Wärme. Durch sie sollen im Winter die Gebäude auf dem Campus Bielefeld geheizt und im Sommer gekühlt werden.

Das aktuell größte Vorhaben ist der Neubau der Fachhochschule (FH) Bielefeld. Da das Gebäude geologisch bedingt auf Pfählen steht, eignet es sich sehr gut für den Einbau einer Geothermie-Anlage. „Es ist relativ kostengünstig in diese Pfähle ein PE-Rohr (Polyethylen, ein Kunststoff; Anm. d. R.) einzusetzen und den Pfahl quasi in einen Wärmetauscher zu verwandeln“, erklärt der Projektleiter Geothermie Oliver Kohlsch das Konzept.

Die Arbeitsweise eines auf diese Weise entstandenen „Energiepfahls“ funktioniert wie bei einem Heizkörper – nur umgekehrt. Durch eine Heizung fließt warmes Wasser, die sie umgebende Raumtemperatur ist geringer, also wird Wärme abgegeben. Kohlsch: „Wenn geheizt werden soll, läuft bei einer Geothermie-Anlage kaltes Wasser durch den Pfahl, der Pfahl wird abgekühlt, das ihn umgebende Erdreich ist wärmer, diese Wärme wird wiederum vom Erdreich in den Energiepfahl gebracht und diese Wärme wird dann über eine Wärmepumpe auf ein Wärmeniveau gebracht, das zum Heizen genutzt werden kann.“ Die Kühlung funktioniert ebenso mit dem offensichtlichen Unterschied, dass das Wasser dann im Erdreich abgekühlt wird.

Von den etwa 800 Pfählen mit einem Durchmesser von 1,20 Metern, auf denen die FH steht, wurden insgesamt 406 zu Energiepfählen ausgebaut. Die Pfähle sind jeweils bis zu einer Tiefe von acht Metern für Geothermie aktiviert. In jedem Pfahl befinden sich 32 Meter PE-Rohr, das ringförmig in dem Bewehrungskorb verbaut wurde.

Betrachtet man die Wärmepumpe in dem Gebäude so wird sie aus einer Kilowattstunde Strom für den Betrieb der Pumpe bis zu 4,5 Kilowattstunden Wärme erzeugen. Zum Vergleich: Ein Elektroauto erzeugt aus einer Kilowattstunde Energie nur etwa 0,9 Kilowattstunden Antriebsenergie. Finanziell lohnt sich die Anlage. „Bei diesen Anforderungen ist die Geothermie die einzige vernünftige Lösung“, sagt Ulrich Thebille, Diplom-Ingenieur beim Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW. „Zumal sich so auch die Chance ergibt, dass sich die Investitionen mittel- bis langfristig amortisieren.“

Voraussetzung, um die Geothermie so effizient nutzen zu können, ist die thermische Bauteil- oder auch Betonkernaktivierung. Das heißt, die Decken und Wände im Gebäude sind wie bei einer Fußbodenheizung mit Rohrschlangen durchzogen, durch die das erwärmte oder im Sommer abgekühlte Wasser gepumpt wird.