Geologische Grundlagen

Örtliche Lage unterschiedlicher Gesteine in der Schweiz

Örtliche Lage unterschiedlicher Gesteine in der Schweiz


Um eine Erdwärmesonde (EWS) korrekt auszulegen müssen die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse bekannt sein. Je nach Gesteinsart und Grundwasserverhältnissen kann die spezifische Entzugsleistung einer Erdwärmesonde höher oder tiefer sein. 

Auch um das Bohrverfahren korrekt planen zu können, sollte der Aufbau der Gesteinsschichten bekannt sein.

Heute sind dank immer mehr EWS-Bohrungen an immer mehr Standorten diese Verhältnisse oft bekannt. Sie können (und müssen) bei den kantonalen Bewilligungsinstanzen erfragt werden.

Im Mittelland sind die geologischen Verhältnisse oft relativ konstant, das heisst, es kann von einer nahegelegenen Bohrung auf die Verhältnisse am neuen Bohrstandort geschlossen werden. Sobald man aber in Richtung Voralpen und Alpen geht, und teilweise auch im Jura, können die Verhältnisse auch kleinräumig sehr unterschiedlich sein. Dies kann dann eine korrekte Planung der Bohrung und die genaue Auslegung der EWS erschweren. Im Einzelfall muss man sich immer auf Überraschungen gefasst machen und das Projekt gegebenfalls den angetroffenen Verhältnissen kurzfristig anpassen.


Thermische Gesteinseigenschaften

Ein wichtiger Wert bei einer Erdsonde ist die Wärme, die pro Meter Sondenlänge aufgenommen werden kann. Dieser Wert ist unter anderem abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des umgebenden Gesteins, einige Beispiele sind in Tabelle 7 gegeben.

"Tabelle 7: Wärmeleitfähigkeiten im schweizerischen Molassegestein [...]. Der Wertebereich basiert auf Messdaten im Schweizer Mittelland. Ohne weitere Kenntnisse sind die für die Schweiz empfohlenen Rechenwerte zu verwenden. In begründeten Fällen kann davon abgewichen werden." (Quelle:SIA 384/6, 2010)

Molasse

Gesteinstyp

Wärmeleitfähigkeit

W/(m·K)

Wertebereich

Empfohlener
Rechenwert

Obere

Süsswassermolasse

Tonstein –Siltstein

2,3 – 2,4

2,3

Siltstein

2,3 – 2,4

2,3

Feinsandstein

2,3 – 2,6

2,3

Mittelsandstein

2,5 – 2,8

2,6

Grobsandstein und Konglomerat

2,5 – 2,8

2,6

Obere

Meeresmolasse

Tonstein –Siltstein

2,6 – 2,9

2,7

Siltstein

2,6 – 2,9

2,7

Feinsandstein

2,7 – 3,3

2,9

Mittelsandstein

2,7 – 3,2

2,8

Grobsandstein und Konglomerat

2,6 – 3,0

2,7

Untere

Süsswassermolasse

Tonstein –Siltstein

2,2 – 2,7

2,3

Siltstein

2,3 – 2,8

2,4

Feinsandstein

2,4 – 2,8

2,5

Mittelsandstein

2,7 – 3,2

2,9

Grobsandstein und Konglomerat

2,2 –3,1

2,4

 

Wertebereich = Mittelwert ± Standardabweichung
Empfohlener Rechenwert = Mittelwert –0,5 Standardabweichung


Auslegung der Erdwärmesonden

Eine Auslegung der EWS nach Erfahrungswerten, Faustformeln (z. B. 45 W/m) oder nur den obigen Werten ist nicht zulässig. In jedem Fall muss die Bestimmung der entziehbaren Leistung einer EWS nach Norm SIA 364/6 (Quelle:SIA 384/6, 2010) erfolgen. Dabei müssen die vorhandenen Gesteinsarten berücksichtigt werden, aber genauso die Höhenlage, Grundwasser, benachbarte EWS und die Charakteristik der Sondenbelastung, um nur die wichtigsten Faktoren zu nennen.

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