BBU-Wasserrundbrief Nr. 1185, 13. Dezember 2021

 

Gebäudekühlung mit Grundwasser
- ein zu Ende gedachtes Konzept?

Wegen der vermehrt auftretenden Hitzeperioden werden Neubauten zunehmend mit Kühlanlagen konzipiert. Dabei wird als Mittel der Wahl die überschüssige Wärme über Wärmetauscher ins Grundwasser abgeführt. Eine Vorzugsvariante auch deshalb, weil die üblichen „Splitkühlanlagen“ an den Hauswänden einen ungleich höheren Strombedarf haben und den Stadtteil letztlich noch mehr aufheizen. Praktisch ist die alternative Kühlung mit dem Grundwasser vor allem dort, wo im Winter mit Grundwasserwärmepumpen die Wärme für die Gebäudeheizung bereitgestellt wird. In sommerlichen Hitzeperioden lässt man die Wärmepumpen einfach »rückwärtslaufen«: Die Wärme wird ins Grundwasser gepumpt.

Über dieses Konzept wird auch in Freiburg diskutiert, wo eines der größten Neubaugebiete Deutschlands entstehen soll. In der Dietenbachniederung im Westen von Freiburg soll Wohnraum für bis zu 16.000 Menschen geschaffen werden. Zu Überlegungen aus der alternativen Energieszene, auch im Dietenbach-Stadtteil die sommerliche Überschusswärme ins Grundwasser abzuführen, haben wir die nachstehenden Zweifel angemeldet, ob dieses Konzept tatsächlich zu Ende gedacht ist. Wir haben ein Grundwasserwärmemanage1ment vorgeschlagen – vor allem deshalb, weil der Grundwasserstrom in der Dietenbachniederung von Umkirch – einer im Westen von Freiburg gelegenen Umlandgemeinde – für die Trinkwasserversorgung genutzt wird. Der zunehmende Wärmeeintrag ins Grundwasser dürfte auch in anderen Städten ein noch ziemlich unterschätztes Problem darstellen.

Der Wärmetod für die Kleinkrabbeltiere
im Grundwasser

Was den meisten Stadtteilplanern und Energieex-perten nicht bekannt ist: Auch das Grundwasser ist ein Lebensraum nicht nur für Bakterien, sondern auch für Kleinkrabbeltiere (Makrozoobenthos). Die Wirbellosen leben in Poren- und Kluftgrundwasser-leitern seit der Eiszeit und haben sich seitdem kaum verändert. Weil diese Viecher in oder kurz nach der Eiszeit ins Grundwasser eingewandert sind, sind sie kühles Wasser gewöhnt und essenziell darauf angewiesen. Dr. Hans-Jürgen Hahn von der Uni Landau hat für die südbadischen Grundwasserlandschaften nachgewiesen, dass die kritische Temperatur für die Grundwasserbiozönosen bei ungefähr 14,5 Grad C liegt. Wenn das Grundwasser wärmer wird, wird es für diese Kaltwasserbewohner kritisch bis letal (s. RUNDBR. 1140/1: „Kipppunkte im Grundwasser“).

Irgendwelche Schutzvorschriften für die Grundwasserbiozönosen gibt es bislang nicht - auch nicht in der EG-Wasserrahmenrichtlinie. Insofern ist es total legal, durch den Wärmeeintrag von Wärmepumpen und Wärmetauschern, der Wärmeabstrahlung von Kellern und U-Bahnschächten sowie von Tiefgaragen die Grundwasserbiozönosen zu vernichten. Aus Unwissen interessiert es einfach nicht. In der Freiburger Kernstadt ist der Totalschaden durch die sich dort überlappenden Wärmeeinträge wohl schon eingetreten.

Und was passiert,
wenn Trinkwasser zu warm wird?

Die Grundwasserlebensgemeinschaften dürften nur für einige Fachwissenschaftler und Gewässerschutzfreaks von Interesse sein. Der anthropogene Wärmeeintrag betrifft aber auch die Trinkwassergüte. Und dann trifft es nicht nur seltene Grundwasserasseln und Höhlenkrebse, sondern auch uns Menschen - weil dann möglicherweise zur Unterdrückung einer wärmeinduzierten Aufkeimung das Trinkwasser vorsorgend gechlort werden muss (s. RUNDBR. 1116/1). Aber die Deutschen mögen kein Chlor im Trinkwasser!

Den Wärmeeintrag ins Grundwasser begrenzen
und unter Kontrolle behalten!

Was es also braucht, ist ein Grundwasserwärmemanagement. Damit muss gesichert werden, dass der Wärmeeintrag so gering bleibt, dass eine hygienische Beeinträchtigung des Trinkwassers halbwegs ausgeschlossen werden kann. Man müsste also schauen, wie "mächtig" der Grundwasserstrom unter "Dietenbach" in kritischen Sommer-Dürre-Monaten ist, welches Temperaturniveau das anströmende Grundwasser dann schon hat (Vorbelastung), und was die Dietenbacher dann mit der Kühlung ihrer Wohnungen noch "oben drauf packen".

Im nächsten Schritt müsste man dann prüfen, was von dieser Wärmefracht bis zu den Entnahmebrunnen der Umkircher Trinkwasserversorgung wieder "abgebaut" wird (durch Wärmeabgabe an die durchströmten Kies- und Sandschichten, durch seitlich zufließendes Grundwasser, durch Dispersion usw.).

Und dann kann man beurteilen, ob der Wärmeeintrag "durch Dietenbach" auch in Extremjahren unter einem tolerierbaren Niveau bleibt - oder ob es kritisch werden könnte. Das hängt dann auch wiederum vom "Chemismus" des in Umkirch geförderten Grundwassers ab - also insbesondere vom Organikgehalt - weil die Bakterien, die sich im warmen Grundwasser vermehren könnten, auch was zum Futtern brauchen.

Vermutlich hat sich über solche Fragen im Zusammenhang mit dem Neubaustadtteil Dietenbach und dem dortigen Energiekonzept noch nie jemand Gedanken gemacht. Aber wenn in Freiburg die alternative Energieszene die Forderung formuliert, dass man die dezentralen Wärmepumpen in Dietenbach auch zur Kühlung der Gebäude nutzen sollte, sollten wir vorsichtshalber bemüht sein, den Wärmeeintrag ins Grundwasser durch intelligente Systeme so gering wie möglich zu gestalten. Vielleicht fällt dem Ingenieurinnen und Technikern ja dazu was ein.

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Der BBU-WASSER-RUNDBRIEF berichtet regelmäßig über die Angriffe auf die kommunale Daseinsvorsorge. Interessierte können kostenlose Ansichtsexemplare anfordern.