Wie lassen sich Hinterfüllungen prüfen?
29.01.2016Die Hinterfüllung von Erdwärmesonden ist relevant für deren thermische Leistungsfähigkeit. Eine Untersuchung hat verschiedene Messmethoden unter die Lupe genommen und empfiehlt mehr unangemeldete Audits.
Im Auftrag von EnergieSchweiz hat das Ingenieurbüro «CSD Ingenieure» (Liebefeld/BE) verschiedene, gängige Methoden untersucht, um die Qualität der Hinterfüllung von Erdwärmesonden zu prüfen. Die Hinterfüllung ist unter anderem ausschlaggebend für eine gute thermische Anbindung der Erdwärmesonden an den Untergrund und damit für deren Leistungsfähigkeit. Es gibt thermische, radioaktive, mechanische und magnetische Methoden.
Die thermischen Methoden
- werden nach Abschluss der Hinterfüllarbeiten angewendet;
- messen die Temperatur als Funktion der Tiefe und/oder als Funktion der Zeit;
- lassen Rückschlüsse auf das Vorhandensein einer Hinterfüllung zu;
- liefern vor allem im Zusammenhang mit Probebohrungen Informationen für die Dimensionierung von Erdwärmesondenfeldern.
Die mechanischen Methoden
- werden während der Verpressung eingesetzt;
- messen Menge, Durchfluss der Suspension sowie den Injektionsdruck und weisen auf Hinterfüllprobleme hin.
Die radioaktiven Methoden
- werden üblicherweise nach Abschluss der Verpressung eingesetzt;
- erlauben Aussagen zur Vollständigkeit der Hinterfüllung. Diese muss bei den meisten Verfahren vorgängig dotiert werden, um ein genügendes Messsignal zu erhalten.
Die magnetischen Methoden
- werden während und nach Abschluss der Hinterfüllarbeiten angewendet;
- erkennen Hinterfülllücken. Das Hinterfüllmaterial muss vorgängig dotiert werden.
Lücken direkt nicht feststellbar
Die Untersuchung kommt zum Schluss, dass nach aktuellem Stand keine Methode existiert, um Lücken in der Hinterfüllung von Erdwärmesonden direkt nachweisen zu können. Die Auswirkung ungenügender Hinterfüllung hängt davon ab, ob die Lücken mit Luft oder Wasser gefüllt sind. Bei Wasser kann die thermische Anbindung sogar besser werden.
In der Schweiz wurden bis anhin noch kaum Erfahrungen mit magnetischen und radioaktiven Methoden gemacht. Die praktischen Erfahrungen von Planern, Bauherren und Bohrfirmen beschränken sich im Wesentlichen auf thermische Methoden als Planungsmittel und auf mechanische Methoden zur Beobachtung und Kontrolle des Verpressvorgangs. Die Methoden erfordern in der Regel keinen erheblichen Zeit- und Platzaufwand, müssen aber trotzdem rechtzeitig eingeplant werden.
Mehr unangemeldete Audits
Die Autoren empfehlen, die öffentliche Zugänglichkeit von Informationen zu vorhandenen Bohrprofilen zu prüfen. Zudem sollten Massnahmen zur Qualitätssicherung konsequent als Teilleistung im Zusammenhang mit Bohrarbeiten ausgeschrieben und vergütet werden. Weiter wären vermehrt unangemeldete Audits durchzuführen.
Quelle: Hess, Maurus / Sommerhalder, Markus / Burger, Felix Burger / Badoux, Vincent: Qualitätssicherung Erdwärmesonden. Übersicht Messmethoden zur Prüfung der Hinterfüllung. Schlussbericht, 16. April 2015
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