Hunderte Energiepfähle versorgen Flughafen Zürich mit Wärme und Kälte
23.06.2021Der Flughafen Zürich gehört zu den Energie-Grossverbrauchern der Schweiz. Energiepfähle bilden dabei seit Jahren das Rückgrat der Wärme- und Kälteversorgung. Sie kommen bei allen Neubauten des Flughafens Zürich zum Einsatz – so auch beim 2020 eröffneten «The Circle».
Der Terminal E (Quelle: Flughafen Zürich)
Der Terminal E ist ein modernes Empfangs- und Abfertigungsgebäude, das via unterirdischer Luftkissenbahn mit dem Flughafen-Hauptgebäude verbunden ist. Der Baugrund ist sehr instabil. 441 Fundationspfähle, die bis in die standfeste Grundmoräne in rund 30 m Tiefe reichen, gewährleisten die Stabilität des 485 m langen Gebäudes. Sie besitzen einen Durchmesser von 0.9-1.5 m. Mit geringen Mehrkosten wurden davon 306 Pfähle mit Wärmetauschern ausgestattet (Energiepfähle).
70 Prozent des Wärmebedarfs im Winter, 50 Prozent des Kältebedarfs im Sommer
Mit den Energiepfählen kann der Untergrund als saisonaler Speicher eingesetzt werden. Das thermisch genutzte Speichervolumen beträgt rund 660’000 m³. Im Winter kann die Geothermieanlage rund 70 Prozent des Wärmebedarfs abdecken. Im Sommer kann gekühlt werden. Bei diesem sogenannten «Geocooling» wird die Abwärme über die Energiepfähle in den Erdspeicher eingebracht. Gut 50 Prozent des Kühlbedarfs werden so gedeckt. 40 Prozent der entzogenen Wärme werden damit durch das Geocooling wieder in den Untergrund eingespeichert. Bei sehr hohen Kühllasten unterstützt eine Kältemaschine den Betrieb.
Monatlich gewonnene Wärme (Heizen, gelbe Balken) bzw. eingespeicherte Wärme (Geocooling; blaue Balken) sowie die Soletemperaturen beim Wärmeentzug (Heizen, gelbe Quadrate) bzw. Wärmeeinspeicherung (Geocooling, blaue Dreiecke; Quelle: Pahud).
Das Funktionsprinzip eines Energiepfahls entspricht demjenigen einer normalen Erdwärmesonde. Jedoch werden die aus Polyethylen bestehenden Rohre nicht in eine Bohrung eingebracht und zementiert, sondern in die Betonpfähle eingelassen. In Zürich wurden jeweils 5 U-förmige Rohre pro Pfahl eingesetzt. Beim Heizbetrieb wird eine Wärmepumpe eingesetzt, um das benötigte Temperaturniveau im Heizkreislauf von 40°C zu erreichen.
The Circle: seit 2020 noch mehr Energiepfähle, noch mehr Wärme und Kälte
Die Geothermieanlage im Terminal E ist eine Erfolgsgeschichte. Der Flughafen Zürich hat daher auch den neuen Gebäudekomplex «The Circle» mit einer solch umweltfreundlichen und effizienten Anlage ausgestattet. Hierbei wurden von den ca. 1’150 Fundationspfählen (bis 1.5 m Durchmesser und 55 m Pfahltiefe) rund 1’000 als Energiepfähle ausgerüstet. Mit ca. 1.8 MW ist dies eine der modernsten und leistungsfähigsten Energiepfahlanlagen Europas. Je nach Witterung werden beim «Circle» künftig 75-100 Prozent der Wärme und Kälte aus der Erde stammen.