Schluss mit Eis und Schnee
Geothermisches Brückenheizungssystem in Berkenthin
Fahrbahnoberflächen von Brücken vereisen im Winter wesentlich schneller als freie Streckenabschnitte und erhöhen damit das Unfallrisiko deutlich. Um dieser Gefahr zu begegnen, werden dort vermehrt Streusalze oder Taumittel eingesetzt, die allerdings die Umwelt und auch das Bauwerk stark beeinträchtigen können. Hie kann eine geothermische Brückenheizung die richtige Lösung sein.
Der Polymerspezialist Rehau hat sich dieses Problems angenommen und im Rahmen eines Forschungsprojektes, das von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) initiiert und von der Rheinisch-Westfaelischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) sowie der Universität der Bundeswehr München ausgeführt wurde, ein Rohrsystem für eine geothermische Brückenheizung entwickelt. Die ebenso umweltfreundliche wie wirksame Methode kommt nun erstmals in einer Brücke in Berkenthin, nahe Lübeck zum Einsatz.
Entwicklung des Systems
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens war ein Rohrsystem für Asphaltbeheizungen zu entwickeln, das robust genug ist, den hohen Temperaturen von etwa 240°C bei der Verlegung im Gussasphalt standzuhalten. Zunächst wurde bei Laborversuchen an der Universität der Bundeswehr in München das Verhalten verschiedener Rohre bei Kontakt mit 240°C heißem Gussasphalt getestet. Anschließende praxisnahe Verlegeversuche zeigten, dass keines der auf dem Markt verfügbaren Rohre den Anforderungen vollständig genügte.
Deshalb entwickelte Rehau für diese Anwendung das Rohrsystem Raugeo stabil. Es besteht aus hoch temperaturbeständigem vernetzten Polyethylen (PE-Xa) und weist trotz einer integrierten 0,4 Millimeter dicken Aluminiumschicht nur eine geringe Gesamtwanddicke auf, wodurch ein geringer Wärmedurchlasswiderstand sichergestellt werden kann. In weiteren Tests und Pilotbaustellen konnte die Formstabilität des Rohres sowie die Einhaltung aller funktionsrelevanten DIN-Vorgaben nach dem Einbau erfolgreich nachgewiesen werden.
Im Südosten von Schleswig-Holstein entsteht derzeit Deutschlands erste Straßenbrücke mit integrierter Fahrbahnbeheizung. Um die 59 m lange Brücke, die bei Berkenthin über den Elbe-Lübeck Kanal führt, auch im Winter eis- und schneefrei zu halten, wird die Kraft der Erdwärme genutzt.
Umgekehrt soll im Sommer die überschüssige Wärme in der Fahrbahndecke ins Erdreich abgeleitet werden, um das Bauwerk zu schonen, den Verschleiß der Asphaltdecke zu verringern und durch die Wärmeeinleitung in die Geothermieanlage die thermische Regeneration zu unterstützen. Für die Beheizung der Brücke entzie-hen Erdwärmesonden dem Boden Wärme und versorgen in Kombination mit einer Wärmepumpe die dicht unter der Fahrbahn verlegten Rohre mit der erforderlichen Wärme.
Eine intelligente Mess- und Steuertechnik überwacht dabei dauerhaft die Temperaturen auf der Fahrbahn und der Umgebung. Wird die kritische Temperaturgrenze von 4°C erreicht, wird der Heizbetrieb aktiviert. Erreicht der Fahrbahnbelag hingegen im Sommer 50°C wird der Kühlbetrieb zugeschaltet und die Wärme über die Erdwärmesonden in den Boden abgegeben.
Bis Mitte 2010 werden die Brückenbauarbeiten noch andauern. Hierbei werden insgesamt etwa 6300 m der Raugeo stabil Rohre zum Einsatz kommen und für eine umweltfreundliche Temperierung der Brücke sorgen.n
