In Slowenien erforschen Forscher und Ingenieure innovative Wege, um die Sommerwärme für den Winter zu speichern, indem sie Wärmeenergiesysteme direkt in die Gebäudefundamente integrieren. Diese aufkommende Technologie, die als Energiegeostrukturen bekannt ist, beinhaltet die Einbettung von Wärmeaustauschsystemen in geotechnische Elemente wie Pfähle, Fundamentplatten und Gräben während des Baus. Diese Strukturen nutzen die stabilen Temperaturen, die unter der Erde gefunden werden, um überschüssige Wärme in wärmeren Monaten zu erfassen und in kälteren Perioden umzuverteilen, was eine nachhaltige Lösung für die Heizung und Kühlung von Gebäuden bietet.
Der Ansatz fällt unter flache geothermische Technologien und hat in den letzten zwei Jahrzehnten weltweit an Zugkraft gewonnen. Das System funktioniert durch die Installation von Rohren innerhalb dieser geotechnischen Komponenten, durch die eine Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. In warmen Bedingungen absorbiert die Flüssigkeit Wärme, während sie in kalten Bedingungen gespeicherte Wärme freisetzt. Eine Wärmepumpe überträgt diese Energie an Bereiche, in denen sie benötigt wird. Da die Bodentemperaturen im Vergleich zur Luft das ganze Jahr über relativ konstant bleiben, bieten sie ein effizientes Medium für den Wärmeaustausch.
Durch die Einbeziehung dieser Systeme in der Bauphase sind zusätzliche tiefe Bohrungen, die kostspielig sein können, oft unnötig und senken die Investitionskosten erheblich. Einer der Hauptvorteile von Energiegeostrukturen ist ihre Integration in die bestehende geotechnische Infrastruktur. Wenn diese Systeme früh im Entwurfsprozess geplant werden, können sie nahtlos in das Fundament integriert werden, ohne zusätzliche Arbeiten zu erfordern. Laut Dr. Stanislav Lenart vom Slowenischen Institut für Bauingenieurwesen (ZAG) könnte dies zu erheblichen Einsparungen führen, zumal, da viele Projekte in Slowenien bereits auf Pfahlfundamenten und geschützten Ausgrabungswänden beruhen.
Jedes System muss sorgfältig auf Grund der Boden-Eigenschaften und der möglichen Auswirkungen von Temperaturänderungen auf die Struktur und den umgebenden Boden dimensioniert werden. Erwärmung oder Kühlung der Erde kann die Stabilität des Bodens, Verformung und Wasserbewegung beeinflussen, was eine gründliche Analyse vor der Umsetzung erfordert.
Die Entwicklung dieser Technologie beschleunigte sich aufgrund des globalen Drängens auf kohlenstoffarme Heiz- und Kühllösungen. Slowenien scheint aufgrund seiner günstigen geologischen Bedingungen und zahlreicher neuer Bauwerke, die Pfahlfundamente verwenden, gut aufgestellt zu sein, um diese Technologie einzusetzen.
Die Methode könnte beispielsweise die Speicherung von Wärmeenergie in Straßendecken ermöglichen, die später im Winter verwendet werden könnten, um das Einfrieren der Straßenoberfläche zu verhindern. In all diesen Szenarien könnten Systeme für flache Geothermie in die Planungsphase von Projekten integriert werden. Der Boden unter unseren Füßen ist nicht nur eine tragfähige Basis für Gebäude, sondern auch ein wertvolles und kostengünstiges Medium für die Speicherung und den Wärmeaustausch. Durch die durchdachte Einbeziehung dieses Potenzials in Gebäudedesigns kann die Überhitzung von Strukturen und Infrastrukturen im Sommer reduziert werden, und ein Teil der erforderlichen Winterwärme kann aus dem Boden bezogen werden, wo sie im Sommer gespeichert wurde.
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