Numerische Temperaturfeldberechnung - Erdwärmenutzung mittels Erdwärmesonden in Stuttgart-Möhringen, Neubau W2 Campus (2021)

Im Geothermie-Projekt „W2 Campus BT3 und BT4“ wurde eine numerische Temperaturfeldberechnung für eine oberflächennahe Erdwärmenutzung mittels Erdwärmesonden (EWS) des Hauptverwaltungsgebäudes W2 Campus durchgeführt. Das Projektgebiet der geplanten Geothermie-Anlage befindet sich in 70565 Stuttgart (Stadtbezirk Stuttgart-Möhringen). Ziel des Projektes war eine Unterstützung des Hauptverwaltungsgebäudes W2 Campus beim Heizen und Kühlen mittels Erdwärmenutzung (Erdwärmesonden).

Gemäß des Anforderungsprofils der Stadt Stuttgart wurde eine numerische Simulation des Temperaturfeldes erstellt. Hierbei wurde unter Berücksichtigung der lokalen geologischen und hydrogeologischen Gegebenheiten sowie des vorhandenen Lastprofils eine instationäre Simulation (50 Jahre, viertelmonatliche Intervalle) durchgeführt. Die zu erwartenden thermischen Auswirkungen durch den Heiz- und Kühlbetrieb gegenüber der natürlichen Untergrundtemperatur wurden für die Grundwasserleiter im Unterjura und Sandsteinkeuper jeweils als Temperaturfeld anhand von virtuellen Messstellen im Abstand von 10 und 50 m berechnet. 

Zur Ermittlung der thermischen Auswirkungen der Geothermie-Anlage mit EWS auf den Untergrund wurde ein numerisches 3-D Grundwasserströmungs- und Wärmetransportmodell aufgebaut. Mit diesem wurden Berechnungen nach dem Finite-Elemente-Verfahren durchgeführt.