Doorzoek volledige site
29 november 2017

Thermische geostructuren

In een zandbed onder de funderingsplaat geplaatste warmtewisselaars. Illustratie | ACO Bouwteam

Thermische geostructuren of energy geostructures zijn funderingselementen waarin bodemwarmtewisselaars geïntegreerd worden. Ze kunnen een relatief goedkope oplossing bieden als geothermische bron. Bovendien bevinden deze geostructuren zich meestal onder het gebouw, waardoor ze ook mogelijkheden scheppen op plaatsen waar diepe verticale boringen moeilijk of niet uitvoerbaar zijn (door beperkte toegankelijkheid of boorbeperkingen). In dit artikel gaat het WTCB dieper in op deze systemen, de uitdagingen die ze met zich meebrengen en de aandachtspunten die bij de uitvoering in acht genomen moeten worden.

Funderingselementen als thermische bron

Het principe van de thermische geo­structuren is vergelijkbaar met dat van de klassieke systemen waarbij U-vormige bodemwarmtewisselaars in 100 à 150 m diepe verticale boringen geïnstalleerd worden (zie TV 259). De diepte waarop de geostructuren zich bevinden, is doorgaans echter beperkt tot maximaal 15 m (in bepaalde gevallen tot meer dan 30 m). De bodemtemperatuur wordt tot op 10 à 15 m diepte beïnvloed door seizoenschommelingen, al vermindert deze invloed sterk vanaf een diepte van ongeveer 6 à 7 m. 

Enkele voorbeelden van geostructuren die als thermische bron aangewend kunnen worden, zijn: funderingspalen, micropalen, grondkeringen, funderingsplaten, grondankers en tunnels. 

Hoewel energiepalen de voorbije jaren in België in verscheidene projecten met succes toegepast werden, bleef een echte doorbraak uit en dit, ondanks het feit dat de thermische capaciteit van de energiepalen in de meeste gevallen volstond om aan de warmtebehoefte en deels aan de koelbehoefte van het bovenliggende gebouw te voldoen. De haalbaarheid van deze techniek verschilt naargelang van het project en is onder meer afhankelijk van de verhouding van de beschikbare paallengte (of muuroppervlakte in het geval van grondkeringen) tot de energiebehoefte van het gebouw. 

 

Thermische geostructuren kunnen een relatief goedkope oplossing bieden als geothermische bron.



Verder dient men de nodige aandacht te besteden aan het energetische ontwerp van de geostructuren. In tegenstelling tot bij een klassiek boorveld, waarbij het aantal en de diepte van de boringen bepaald worden op basis van de energiebehoefte van het gebouw, liggen het aantal en de afmetingen van de ondergrondse elementen bij geo­structuren meestal vast. Dit betekent dat men op basis van deze randvoorwaarden dient in te schatten hoeveel thermische energie er met de bodem uitgewisseld kan worden. In bepaalde gevallen kan het noodzakelijk zijn om bijkomende verticale boringen uit te voeren of een alternatieve energiebron te zoeken.

 

Onderzoek

Om meer inzicht te verwerven in het algemene gedrag van thermische geo­structuren volgde het WTCB tijdens het VLAIO VIS-traject Smart Geotherm enkele praktijkcases (energiepalen, thermisch geactiveerde funderingsplaat) op de voet op. Hieruit is gebleken dat geo­structuren veel potentieel te bieden hebben als geothermische bron, maar dat er wel bijzondere aandacht besteed dient te worden aan de minder diep gelegen geostructuren (bv. een funderingsplaat onder het kelderniveau). De temperatuur van de ondiepe ondergrond stijgt in de zomer immers op natuurlijke wijze, wat een negatief effect heeft op het koelvermogen.

 

>> Lees dit artikel verder op de website van het WTCB <<

GERELATEERDE DOSSIERS