Beheizen, Temperieren und Kühlen von Verkehrsflächen

Das Beheizen von Fahrbahnen und Brücken mittels Geothermie, d.h. Geothermischer Energie (Erdwärme), ist nicht neu. In der ganzen Welt gibt es Beispeile dafür, wie mit umweltfreundlicher Erdwärme Brücken und Straßen eis-und schneefrei gehalten werden bzw. erfolgreich Blitzeis bekämpft wird. Die Erfolge sprechen für sich: deutlich weniger Unfälle und Einsparungen beim Winterdienst. Auch erhöht sich die Lebensdauer der Fahrbahnbeläge deutlich, wenn Frost-Tauwechsel durch eine Beheizung bzw. Temperierung reduziert werden.

Wir möchten insbesondere auf eine Studie des Ministeriums für Verkehr, Energie und Landesplanung NRW hinweisen GeoVerSi - "Geothermie sorgt für Verkehrssicherheit", (www.geoversi.nrw.de), wo diese Anwendungen detailliert beschrieben werden. Dabei spielen auch Brücken eine große Rolle, weil sie durch Ihre Exposition besonders vereisungs- und schneegefährdet sind. Die Zeit (Nr.11) vom 08.03.2007 hat dazu einen empfehlenswerten Artikel geschrieben:www.zeit.de/2007/11/T-Bruecke.

Die Geothermischen Vereinigung Deutschlands (GtV) hat unter folgendem Link einen Kurzbericht zur 1. Geothermischen Brücke in Deutschland herausgegeben: www.geothermie.de/news-anzeigen/2009/01/12/berkenthin-deutschlands-erste-brucke-mit-erdwarmeheizung.html.

Bei den Anforderungen an die Beheizung/Temperierung von Brücken und Fahrbahnen lassen sich unterschiedliche Zielrichtungen definieren:

• zum einen die echte Schnee- und Eisfreihaltung,
• zum anderen die Vermeidung von Blitzeis, mit dem Ziel der Angleichung der Fahrbahnverhältnisse erdgebundener Fahrbahn und Brückenfahrbahn.

Abbildung: Beheizung/Temperierung einer Fahrbahn

Die Schnee- und Eisfreihaltung ist vergleichsweise investiv (Wärmeverteilsystem und geothermische Quellenanlage) und bezüglich der Betriebskosten (Beheizung über große Zeiträume der Wintersaison) sehr aufwendig. Solche Systeme sind vor allem dort berechtigt, wo geothermische Energie oberflächenah mit vergleichsweise hohem Temperaturniveau (z.B. 20°C) gewonnen werden kann.

Die Vermeidung von Blitzeis bzw. die Angleichung der Fahrbahnverhältnisse exponierter Fahrbahnbereiche (z.B. Brückenfahrbahn) mit denen der erdgebundenen Fahrbahnen kommt mit weitaus weniger Verbrauch an geothermischer Energie aus. Denn es macht keinen Sinn, die Verkehrsteilnehmer über abgetaute bzw. schneefreie Brücken fahren zu lassen, während die übrigen Verkehrswege verschneit sind. Insbesondere die kritischen Übergangsperioden der plötzlichen Glatteisbildung ("Blitzeis") auf den exponierten Fahrbahnen wie z.B. Brücken sollen mit der Strategie der Bliztzeisvermeidung/Angleichung der Fahrbahnverhältnisse verkehrstechnisch gesichert werden.

Häufig eignet sich der Untergrund auch zur Bereitstellung von Kälte. Das gleiche Fahrbahn-Temperierungssystem, welches im Winter Erdwärme in die Fahrbahn überträgt, kann im Sommer effektiv zum Abführen von Wärme aus dem überhitzen Fahrbahnbelag in den Untergrund genutzt werden. Dadurch kann die Spurrinnenbildung vermieden bzw. verlangsamt werden und die Lebensdauer des Fahrbahnbelags erhöht sich. Je nach technischer Konzeption des  geothermischen Quellensystems, kann die eingespeicherte Sommerwärme für die winterliche Beheizung "recycelt" werden.