Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit im Untergrund durch Labor- und Feldversuche und anhand theoretischer Modelle

Fur die Auslegung und Planung von Erdwarmesondenanlagen ist die Kenntnis der thermischen Untergrundparameter, besonders der Warmeleitfahigkeit, von groser Bedeutung. In dieser Studie wurden an einer Bohrung fur eine Erdwarmesonde verschiedene Verfahren fur die Bestimmung der thermischen Leitfahigkeit des Untergrundes angewendet. An den durch die Kernbohrung gewonnenen Proben wurden im Labor Warmeleitfahigkeiten gemessen. Auserdem wurde nach dem Einbau der Erdwarmesonde (EWS) ein Thermal-Response-Test (TRT) durchgefuhrt. Zusatzlich wurden im Labor wichtige Gesteinsparameter, wie beispielsweise Wassergehalt und Kalkgehalt, bestimmt, mit deren Hilfe die Warmeleitfahigkeit mit verschiedenen theoretischen Modellansatzen berechnet wurde. Die beste Ubereinstimmung zwischen den berechneten und den im Labor gemessenen Warmeleitfahigkeiten ergibt sich mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von ca. 12 % fur Berechnungen der Warmeleitfahigkeit des porosen Mediums mit der Gewichtung der Festphase und des gesattigten Porenraumes uber das geometrische Mittel. Zwar ist die Berechnung der Warmeleitfahigkeit unzuverlassiger als eine aufwendige Laborbestimmung oder ein TRT, auf diese Weise lassen sich jedoch deutlich genauere Ergebnisse erzielen als zum Beispiel durch Abschatzung anhand von Literaturwerten.