Das Projekt "Untersuchung der Möglichkeit der Ertragssteigerung von thermo-aktiven flächigen Bauteilen durch Steuerung der Grundwasserströmung mittels neuartiger Injektionskörper" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Geomechanik und Untergrundtechnik, Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen durchgeführt. Die Erdwärmenutzung mit Hilfe von erdberührenden Bauteilen stellt eine zukunftsträchtige und bereits erprobte Möglichkeit zur Deckung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden dar. Durch die thermische Aktivierung von ohnehin abzudichtenden Bauteilen direkt im Bereich der Abdichtung kann die Wirtschaftlichkeit gegenüber nur über den Beton aktivierten Systemen deutlich gesteigert werden. In diesem Zusammenhang stellen flächige Bauteile im strömenden Grundwasser ein großes energetisches Potential dar, da sie über große erdberührende Flächen verfügen und durch die Grundwasserströmung ein zusätzliches Energiepotential vorhanden ist. Bei der Planung und Auslegung von thermo-aktiven Bauteilen im Grundwasser wird der infolge der Strömung zusätzliche Wärmetransport zum Bauteil hin i.d.R. gar nicht oder lediglich durch pauschale Ansätze berücksichtigt. Eine konkrete Nutzung des natürlichen Energiepotentials einer Grundwasserströmung findet somit derzeit nicht statt. Durch eine gezielte Steuerung des Grundwassers (durch z.B. eine Funnel-and-Gate Konstruktion) kann die Strömungsgeschwindigkeit am Bauteil erhöht werden, was zu einer Steigerung der Effizienz der Anlage führt. Im Rahmen des Projekts soll durch eine gezielte Steuerung des Grundwassers eine Ertragssteigerung für flächige thermo-aktive Bauteile erreicht werden. Das dazu erforderliche Funnel-and-Gate System soll dabei aus Injektionskörpern aus Polyurethan gebildet werden. Die Wirksamkeit des Systems soll mit Hilfe von Feld- und/oder Laborversuchen sowie mit numerischen Untersuchungen überprüft werden. Das Projekt stellt eine Kooperation zwischen dem Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen und der URETEK Deutschland GmbH dar, sodass die jeweiligen Fragestellungen gemeinschaftlich bearbeitet werden. In diesem Zusammenhang sollen in dem Forschungsvorhaben vordergründig drei Arbeitsschwerpunkte bearbeitet werden. Im ersten Arbeitsschwerpunkt werden die umweltrelevanten Aspekte des Projekts untersucht. Dazu zählen neben der Ermittlung der Umweltverträglichkeit des nicht ausgehärteten Injektionsguts auch Untersuchungen zur Ausbreitung von Temperaturfahnen im Untergrund und zur Vermeidung von schädlichen Aufstaueffekten am Bauteil. Im zweiten Arbeitsschwerpunkt erfolgt die technische Anpassung der Injektionskörper an die besonderen Anforderungen für den Einsatz für eine Grundwassersteuerung. Im dritten Arbeitsschwerpunkt wird dann das Optimierungspotential für den Wärmeertrag durch eine Funnel-and-Gate Konstruktion aus Injektionsköpern ermittelt. Abschließend erfolgt der Transfer der Ergebnisse in die Praxis durch Ableitung von Handlungsempfehlungen.
Das Projekt "DIWAN - Entwicklung eines zerstörungsfreien geophysikalischen Nachweisverfahrens für KunststoffinjektionsDichtungen in WAsserbaulichen ErddämmeN (Erfolgskontrolle)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik, Professur für Wasserbau durchgeführt. Die Existenz von Abdichtungen bei Deichen/Dämmen im Wasserbau stellt eine essentielle Grundlage für die Funktionssicherheit dieser Bauwerke dar. Eine funktionierende Abdichtung verhindert das übermäßige Durchsickern und somit ein erosionsbedingtes Versagen. Der Einsatz von Acrylatgelen für Injektionskörper, die mittels Niederdruckverfahren im Erdkörper generiert werden, eignet sich generell gut für eine nachträgliche Innenabdichtung und für die Abdichtung von Leckagen und Anschlussbereichen zwischen Erd- und Massivbauwerk. Die Qualität der Injektion und somit deren Erfolg sind maßgeblich von der exakten räumlichen Positionierung (genaue Injektionsstelle) des Acrylatgels sowie von der Injektionstechnologie abhängig. Eine Erfolgskontrolle und damit der Qualitätsnachweis der Injektion sind aber zzt. nur durch Zerstörung, d. h. durch Freilegung, möglich. In der Praxis ist dies jedoch nicht realisierbar. Für die Wasserbaupraxis ist es daher nötig, eine praxistaugliche Nachweistechnologie (Detektion) zu entwickeln/zu testen, die auf die Acrylatgelinjektion sowie auf die Deich-/Dammstruktur abgestimmt ist. Dazu eignen sich prinzipiell zerstörungsfreie, geophysikalische Verfahren.