Fundamente auf CSM-Energiewänden

Intelligente CSM-Technologie kombiniert Kofferdamwand, Fundament und Energieerzeugung

Die Nachfrage nach erneuerbarer Wärmeerzeugung und Energie im Allgemeinen steigt weltweit. Klassische geothermische Quellen sind aufgrund der erforderlichen Bohrtiefe (0,5-1,5 km für oberflächennahe Bohrungen), des begrenzten verfügbaren Raums und der damit verbundenen Umweltvorschriften oft teuer. "Flache Erdwärmetauscher, die aus thermisch aktivierten unterirdischen Strukturen bestehen, sind in diesem Fall eine interessante Alternative", weiß Djordy van den Eijnde, Projektleiter bei BodemBouw. "Die CSM (CutterSoilMix) Energy Wall ist eine solche innovative unterirdische und thermisch aktivierte Konstruktion."

Eine CSM-Mauer ist eine in den Boden eingelassene Erd- und Wasserrückhaltewand. Sie wird mit einem CutterSoilMix-Cutter realisiert, der den vorhandenen Boden vibrationsfrei mit einer Zementmischung vermischt. Die flüssigen CSM-Paneele werden durch das Versenken von Stahlbewehrungsträgern verstärkt, die der CSM-Wand die erforderliche Festigkeit verleihen. "Durch das Fräsen und Verbinden der CSM-Platten untereinander entsteht eine durchgehende Betonwand, wobei der vorhandene Boden ein Bestandteil ist", erklärt Van den Eijnde. "Das CSM-System ist völlig schwingungsfrei, kann in jedem Fundament eingesetzt werden und eignet sich daher ideal für innerstädtische Projekte wie Baugruben für Parkhäuser neuer Gebäudekomplexe. Aufgrund der Dicke (550-750 mm) und Steifigkeit der CSM-Wand kann diese neben der Boden- und Wasserhaltung auch als Fundament verwendet werden. Dies ermöglicht eine Optimierung der Pfahlgründungen. In Zusammenarbeit mit mehreren Projekten hat BodemBouw die Pfahlgründung in eine Lösung mit einer CSM-Fundamentwand und CSM-Barettes unter der Kellerbox umgewandelt. "Auf diese Weise wird das neue Bauobjekt auf ein und demselben System gegründet."

CSM Energiewand

Die CSM-Wand kann aber auch als CSM-Energiewand eingesetzt werden, erklärt Van den Eijnde. "In diesem Fall werden PE-Schleifen (Durchmesser 25-40 mm) mit den Verstärkungsträgern der CSM-Wand verbunden. Die Schlaufen sind an eine Wärmepumpe angeschlossen, die ein Kältemittel (Wasser + Glykol) durch die Schlaufen zirkulieren lässt, das durch das umgebende Erdreich und Grundwasser erwärmt wird. Die Wärme wird dann von der Wärmepumpe auf nutzbare Temperaturen angehoben und an das Versorgungssystem des zu beheizenden Gebäudes weitergeleitet. Umgekehrt eignet sich die CSM-Energiewand auch zur Kühlung von Gebäuden im Sommer, wenn das Erdreich kälter ist als das Gebäude. 

Mit der CSM-Wand und der CSM-Energiewand weicht BodemBouw von traditionellen Bauweisen ab. "Unsere Bauweise ist es gewohnt, traditionelle Systeme wie Stahlspundwände zu verwenden, um eine Baugrube zu schaffen", erklärt Van den Eijnde. "Dann werden Pfahlfundamente eingebracht und WKO-Bohrungen vorgenommen, danach wird der Kofferdamm gegossen und mit dem Bau des Wohnturms oder Wohnkomplexes begonnen. Die Zahl der Systeme, die auf diese Weise unterirdisch eingesetzt werden, steigt rapide an. Außerdem werden die Systeme immer sperriger. Das drückt auf den verfügbaren Platz unter der Erde, verursacht aber vor allem unnötig steigende Kosten, längere Ausführungszeiten und mehr CO2- und Stickstoffemissionen."

Elektrifizierung als 'Ei des Kolumbus' ist ein Reinfall".

"Eine der Lösungen für das CO2- und Stickstoffproblem im Bauwesen ist der Übergang zu vollelektrischen Geräten. Unsere Regierung selbst sieht die Elektrifizierung als das 'Ei des Kolumbus' an und macht sie an immer mehr Stellen zur Voraussetzung für ihre Genehmigungsverfahren", so Van den Eijnde. "BodemBouw hat nun herausgefunden, dass die Elektrifizierung von Geräten keine kurzfristige Lösung ist, weil bei weitem nicht genug Strom zur Verfügung steht und unser Stromnetz dafür nicht bereit ist. Alle Verbrennungsmotoren durch Elektromotoren zu ersetzen, mag auf dem Papier eine gute Idee sein, aber in der Praxis ist es leider ein Reinfall." 

Optimierung der Bauverfahren

Woran kaum jemand denkt, wofür sich BodemBouw aber stark einsetzt, ist die Optimierung der Bauverfahren unter der Erde. "Oberirdisch haben wir inzwischen gelernt, so effizient wie möglich zu bauen, aber unter der Erde wird immer noch vieles doppelt und dreifach gemacht", sagt Van den Eijnde. Als Beispiel nennt er Stahlspundwände, die als Boden- und Wasserschutzwände verwendet werden können. "Eine Stahlspundwand schneidet wie ein Messer in Butter. Sie kann nicht vertikal belastet werden, was bedeutet, dass in etwa 10 cm Abstand bereits ein dickes Pfahlfundament gebohrt werden muss. Außerdem muss in 5 cm Abstand vom Gründungspfahl eine WKO-Quelle eingebracht werden, sofern dies bautechnisch und genehmigungstechnisch zulässig ist. Damit ist der Untergrund voll mit Techniken, die zwar notwendig sind, aber bei der Umsetzung auch viel CO2 emittieren. Unsere CutterSoilMix (CSM)-Platten und die CSM-Energiewand bieten hier eine nachhaltige, effiziente und CO2-arme Lösung."

Einsparung von CO2, Material, Zeit und Kosten

Bei der Lösung von BodemBouw wird eine CSM-Wand in den Boden eingelassen, die nicht nur als Boden- und Wasserbarriere dient, sondern auch die vertikale Last tragen kann. Dadurch entfällt der Gründungspfahl neben der Spundwand, sagt Van den Eijnde. "Wenn man beginnt, die CSM-Wand an der Außenseite vertikal zu belasten, kann der Pfahlplan auch anders ausgefüllt werden. Hier ist es zum Beispiel möglich, das gesamte Gebäude auf demselben CSM-System zu gründen. Auf diese Weise werden Setzungsunterschiede geschickt eliminiert. Außerdem können erhebliche Baukosten eingespart werden. Das macht unsere Lösung auch wirtschaftlich interessant. Darüber hinaus werden deutlich weniger Materialien benötigt, was auch dem Nachhaltigkeitsanspruch von immer mehr Bauherren entgegenkommt." Die Balken, die BodemBouw in seine CSM-Wand versenkt, können bei Bedarf auch mit PE-Schlaufen versehen werden, so dass Wasser in der Wand gespeichert werden kann und die CSM-Wand somit auch als Energiewand dient.

Frühzeitige Einbeziehung

Um eine Gründung auf einer CSM-Wand oder CSM-Energiewand zu ermöglichen, ist es wichtig, diese Lösung bereits in der Planungs- und Entwicklungsphase zu berücksichtigen, weiß Van den Eijnde. "Wir setzen uns gerne schon in einem sehr frühen Stadium mit dem Bauherrn, dem Berater und/oder dem Hauptstatiker an einen Tisch, um die Konstruktionsprinzipien dafür zu vereinbaren." Inzwischen sind die ersten erfolgreichen Projekte mit CSM-Fundamenten realisiert worden. Als Beispiel nennt Van den Eijnde die neuen Gebäudekomplexe Cosun 4 und Cosun 5 im Cosun Park in Breda sowie verschiedene Projekte mit der CSM Energy Wall in Amsterdam.