Thema: Pfusch bei der Sonde und der Verpressung

Hallo, ich habe folgendes Problem:

Mein Altbau ist auf Erdwärme umgestellt worde (Sole-WP). Die Sonde war geplant auf 55W/m und 130m Länge. Der Sondenfuß wurde nicht, wie gefordet werksgeschweißt geliefert sondern auf der Baustelle geschweißt. Trotz viermaligem Nachbohren konnte die Sonde letztlich nur auf 117m eingeführt werden. Das eigentliche Problem ist jedoch die Verpressung. Der Betonit trat nicht an der Oberfläche aus und die Bohrfirma hat den "Rest" einfach von oben mit Betonit gefüllt. Damit die Leistung der Sonde nicht nachvollziehbar ist, wurden im Sonekreislauf einfach die Thermometer "wegvergessen".

Mein Problem ist nun:
Die Sonde hängt u. U. über große Teile in der Luft, oder direkt im Grundwasser.

Welchen Einfluß hat der fehlende Betonit, der direkte Grundwasserkontakt und der baustellengeschweißte Sondenfuß auf die Lebenserwartung?
Wie kann der Pfusch nachgewiesen werden?
Wie misst man einfach die Sondenleistungsfähigkeit?
Welchen Ärger handelt man sich mit der unteren Verwaltungsbehörde ein, wenn, wie in meinem Fall, verscheiden Grundwasserstöcke nun potenziell verbunden sind?
Hat schon jemand ähnliche Erfahrungen gesammelt?

Vielen Dank für eure Beiträge

ich hab noch keine Bohrung miterlebt.
Grundwasser wäre sehr gut. Was die Wasserbehörde meint, ist deren Sache. Weiß ich nicht, was in der Genehmigung steht und ob man Abweichungen melden muß. Die Verschweißung an der Baustelle kann genauso gut sein. Das Verfüllen des Betonits muß doch von oben kommen. Ich wüßte nicht, wie man das anders reinbringen könnte. Luftblasen wären allerdings sehr schädlich. Das müßte aber nachgewiesen werden. Kann ich mir nicht so vorstellen. Die Temperaturen sollten eigentlich an der WP gemessen werden können. Manche Hersteller bauen da keine ein. Vielleicht ein Anlegethermometer reinbauen. Wegvergessen ist nicht. Stehts im Auftrag, muß das nachinstalliert werden, stehts nicht im Auftrag, ist es auch nicht erforderlich für die Bohrung. Neugier muß man extra bezahlen.

mfg
Quehl

130m ist ja nicht sonderlich viel.
Einfachste Weg, Loch bohren, Sonde im Bohrgestänge runterschieben, Bentonit rein und dabei gegebenenfalls das Bohrgestänge hochziehen. Optimal wäre es natürlich, wenn der Bentonit tatsächlich oben herauskommt, solange das Verfüllrohr noch drin ist. Aber mit dem hochziehen sollte es auch bei einer Einsturzstelle gehen. Vermutlich hat der Bohrmeister auch nicht protokolliert, wieviel er an Material raus geholt hat. Von daher wird es Problematisch die tatsächliche Verfüllung abzuschätzen.

Klingt aber danach, als ob mit einem Bohrgestänge gearbeitet wurde, bei dem es nicht möglich war die Sonde einzuführen (zu dünn). Dazu noch in einer instabilen Formation. Vermutlich auch noch eine recht kleine Bohrung.

Gibt es irgendwelche Garantieaussagen bei dem Vertrag? Oder alles nur ca. Werte?

Nächstes Problem ist die fehlenden oder unklare Abdichtung von Grundwasserhorizonten. Könnte Genehmigungsprobleme ergeben.

Dann der Baustellengeschweißte Fuß. Wird nie so perfekt sein wie ein werksgeschweißter.

Wasser als Wärmeleiter ist besser als Bentonit. Wenn es sonst keine Probleme gibt, wäre es zumindest keine Kathastrope.

Leistungsmessung: Kostet ca. 2-4TEuro.
Alternative: WP laufen lassen, gegebenenfalls Temperaturen mitschreiben.
Je nach Typ hätte ich das eine oder andere an Messequipment da.

Gruß von einem Bauherren (WP{ät}etting.com)

Hallo Lenni,
Sonde im Bohrgestänge runterschieben is nich. Das Bohrgestänge besteht aus 2m Stückchen und wird Stück für Stück verschraubt. Wie soll da die 130m Sonde reinpassen? Die Sonde ist ja auf der Haspel, da passt das Bohrgestänge nicht drauf. Außerdem wird das Bohrgestänge hydraulisch abgelassen (vielmehr angehoben), denn 130 Bohrgestänge sind "Sackschwer". Ein kleiner Fehler und deine Sonde ist Mus.

Du hast recht, bei unterirdischen Klüften müsste eine eigene Verrohrung eingebracht werden. mein Bohrmeister hatte aber keine dabei. Übrigens fordert die hessische Landesregierung in ihrem Leidfaden, dass "Bohrfirmen stets ausreichend Material und die erforderliche Technik für eine vollständige Verpressung an der Bohrstelle vorhalten müssen. Dies insbesondere, da die Erfahrung zeigt, dass in Gebieten mit deutlicher Verkarstung bzw. Zerklüftung des Untergrundes ... es zu einer unzureichende Verpressung von Bohrlöchern kommen kann." Wäre schön, gelte dies auch für Baden-Württemberg!

Zu den Garantieaussagen im Vertrag: Was ich gelernt habe ist, nicht die Bohrmeter, sondern die Sondenleistung zu vereinbaren. Darauf wird aber keine Firma eingehen, da die Teufe objektiv meßbar ist, die Sondenleistung jedoch von vielen Faktoren abhängen kann und nur sehr aufwändig messbar ist (Thermal Response u. ä.). Das sprengt den Preis und die Standardausrüstung des kleinen Mannes. Insgesamt scheint mir dies einer der eigentlichen Schwachpunkte der sonst super Idee der Erdwärme zu sein. Der Sondenleistungnachweis geht auf treu und glaube. es wäre sicher eine Marktlücke eine Ultraschallsonde o.ä. zu entwickeln, mit der die Verpressung nachgewiesen werden könnte ergänzt durch ein einfaches Leistungsmessungsverfahren.

Die Sache mit dem Grundwasserkontakt ist zwar wärmeleittechnisch in Ordnung, nur entnimmt die Sonde in der Heizperiode soviel Energie, dass das Grundwasser gefrieren kann. Die Ausdehnhung des Eises beim Vereisen kann dann bis zu 2mm betragen, was erheblichen Druck auf die Kunststofftrohre gibt (Eis (0"C) hat 9% mehr Volumen als Wasser (0"C)). Dies Kräft würden normalerweise vom Betonit aufgenommen. An eine 100 Jahre Lebenserwartung will ich da nicht mehr glauben. Es lebe der Haarriss, speziell bei meiner "Ackergeschweißten" Sonde.

Zum Thema Meßequipment: tut's ein kleiner Thermometer, dessen Sensor mann unter die Isolierung der Sole-Leitung schiebt? Was hast du für Equipment?

Hallo Quehl,
Betonit wird immer im Kontraktorverfahren von unten nach oben verfüllt. Dazu wird eine fünftes "Extrudor"-Rohr mit eingebracht, durch das das Betonit gepresst wird.

Neugier ist so eine Sache, Erdwärme bekommt man nicht geschenkt. Die Invetition rechnet sich nur, wenn die Sonde Leistung bringt und das wäre doch schon Interessant zu wissen.

Vielen Dank für eure Beiträge

fürs erste kann man so ein Thermometer nehmen, aber weil man 2 braucht und diese nicht geeicht und zu ungenau sind, ist das kein Nachweis für eine zu kleine Leistung. Außerdem braucht man noch ein Durchflußmeßgerät oder evtl. Durchflußberechnung. Diese könnte auch als Nachweis der Durchflußmenge ausreichen.
Und dran denken, bei hoher ErdTemperatur wird auch die Leistung ausreichen. Kritisch wirds im Winter, wenn die WP dauernd laufen muß. Oder als Anhalt jetzt dauernd laufen lassen. Aber da kann es sein, daß die WP wegen Übertemperatur abschaltet oder einen Schaden anrichtet. Also auch nicht so gut.

Ich hatte im PE Rohr mal Wasser eingefüllt und draußen liegen gelassen. Das Wasser ist gefroren, aber das PE Rohr ist nicht geplatzt. 20x2
Auf Dauer hätte ich da aber auch Befürchtungen wegen der Haltbarkeit.
Wegen der Frostgefahr würde ich das Thermometer auf die Soleausgangsseite legen, also vor dem Eingang zur Sonde. Wenns da noch über 0° ist, kann eigentlich nichts passieren. Bei unter 0° muß nichts passieren, aber da hätte ich dann doch schon etwas Angst.
Evtl. müßte dann eine 2. Bohrung gemacht werden.

mfg
Quehl

Es ist bereits eine Menge gesagt worden. Hier noch ein wenig mehr Senf auf die Geschichte meinerseits:

@Martin Weller:
- Baustellenschweißungen des Sondenfußes sollte es grundsätzlich nicht geben. Da ist nicht gemäß den Vorgaben der VDI 4640 und zudem in etlichen "Landesrichtlinien" ausgeschlossen worden.

- die Annahme, dass die Sonde lokal in der Luft oder im GW sitzt, ist nicht zwingend. Allerdings ist das Einfüllen der Suspension "von oben" nicht wirklich prickelnd.

- eingefüllt wird übrigens nicht Bentonit (der hat eine absolute schäbige Wärmeleitfähigkeit), sondern vielmehr ein Bentonit-Zement-Gemisch. Es ist durchaus möglich, dass es auch beim Einfüllen von oben die Hohlräume vollständig ausfüllt. Hierzu einfach mal das Verpressprotokoll (Volumen Bohrung minus Volume Sonde = Volumen Suspension) checken.

- eine Verbindung von GW-Stockwerken ist grundsätzlich zu vermeiden und stellt einen echten Mangel dar.

@Lenni:
- der Sondeneinbau durchs Gestänge ist unter Umständen. Voraussetzung: der Gestängedurchmesser ist groß genug. Praktisch macht das niemand, da dies Vorgehen zu umständlich und teuer ist. Stattdessen wird bei nicht standfestem Gebirge eine Hilfsverrohrung gesetzt, die die Sonde und den (die!) Verpressschläuche aufnimmt.

- eine 130 m tiefe Sonde setzt - je nach Power der Verpresspumpe - zwei oder gar drei Verpressschläuche, die in unterschiedlichen Tiefen eingebaut wird, voraus.

@Gast (=Martin Weller?):
- bei Klüften muss nicht zwingend eine Verrohrung eingebaut werden.

- die Sondenleistung zu vereinbaren ist unsinnig. Grundsätzlich bekommt man mit einer Sonde nicht "W/m", sondern vielmehr "kWh pro Meter und Jahr". Kürzt man nun fröhlich die Einheiten, dann bekommt man die W/m, ändert aber nix daran, dass man hier zwischen Leistung und Energie unterscheiden muss. Das Jahr (also die Stunden Laufzeit der WP pro Jahr) ist nun das Problem: wie lange läuft die WP tatsächlich pro Jahr? Das hängt letztlich vom Nutzer ab.

- Nutzt ein Thermometer, das man an der Sonde anbringt? Nein, natürlich nicht. Wenn schon, dann so wie Quehl es beschreibt: ein Vorlauf- und ein Rücklaufthermometer, dazu ein Duflussmessgerät. Getreu der Beziehung "Energie = Massenstrom x spez. Wärmeleitfähigkeit des Fluids x dT". Kleine Messungenauigkeiten ruinieren hier das Ergebnis umgehend.

Last, but not least: lieber Martin Weller, die Leistung des Bohrers waren sicherlich suboptimal. Der vorort geschweißte Sondenfuß ist alles andere als toll, die Hinterfüllmethode kritikwürdig. Trotzdem würde die Sonde den Anforderungen genügen. Viel schlimmer finde ich, dass 13 m zu wenig gebohrt wurden. Das sind 10% und die kosten im Betrieb später wirklich mehr Strom. Alles in allem: sicherlich etwas, wo ich auf Nachbesserung durch den Bohrer drängen würde.

Gruß
Ricola

Grundsätzlich ist der Bauherr für die auf seinem Grundstück durchgeführten Bohrungen verantwortlich. Rechtlich gesehen haben sie den Genehmigungsantrag unterschrieben, damit also auch die Haftung. Im Nachgang können sie natürlich den Brunnenbauer haftbar machen.

Laut der VDI Richtlinie 4640 (Thermische Nutzung des Untergrundes) ist die Verpressung von unten nach oben vorgeschrieben. Weiterhin muß die Sonde werksmäßig vorkonfektioniert auf die Baustelle geliefert werden. Beides ist bei Ihnen nicht gemacht worden. Das die Menge des Verpressmedium nicht ausreichend war, ist erklärbar. Wenn mit Wasser als Bohrmedium gearbeitet wird, können nur bestimmte Geologien erbohrt werden. Wahrscheinlich war das in 117m angetroffene Erdreich sehr
fest und es konnte mit dem benutzten Bohrverfahren nicht mehr weiter gebohrt werden. Das für das Bohren eingesetzte Wasser hat aber das umgebende Erdreich, obwohl kein Bohrfortschritt ersichtlich war, weiter ausgespült. Es entstand ein Hohlraum. Wenn ein Bohrloch viermal
nachgebohrt werden muß, kann meist davon ausgegangen werden das sich ein Hohlraum in der Erde definitiv gebildet hat. Nach unserer Erfahrung ist in den Anmerkungen zur wasserrechtlichen
und bergrechtlichen Genehmigung (ich gehe davon aus das sie die zwingend notwendige bergamtlich Genehmigung vorzuliegen haben), folgende Vorgehensweise bei Problemen während der
Bohrarbeiten einzuhalten. Sollte die geplante Bohrtiefe nicht erreicht werden oder sollte es bei der Verpressung zu Problemen kommen, muß umgehend die Genehmigungsbehörde informiert werden.
Beim Verpressen von oben ist es sehr wahrscheinlich das es zu Lufteinschlüssen gekommen ist. Diese können dazu führen das zwischen der Sonde und dem Erdreich kein direkter Kontakt
besteht. Es ist also auch der Wärmetransport eingeschränkt. Reicht die Energiequelle jetzt noch aus? Die Hinterfüllung dient, neben dem Herstellen des Kontaktes zwischen Sonde und Erdreich, auch dem Schutz des Grundwassers. Im ungünstigsten Fall können durch eine unsachgemäße Verpressung verschiedene Grundwasserleiter miteinander verbunden werden. Das kann im ungünstigsten Fall dazu führen, das der Chemismus des Grundwassers sich verändert. Beispielsweise kann nitrathaltiges Oberflächen-Grundwasser einen anderen Wasserhorizont,
der zur Trinkwassergewinnung dient, kontaminieren. Dies können die Wasserämter zwar nicht sofort, aber mittelfristig feststellen. Auch kann der lokale Standort der Kontamination durchaus festgestellt werden.

Beim Auftreten von so gravierenden Problemen bei der Bohrung und Verpressung hätte sofort der Kontakt zur Genehmigungsbehörde gesucht werden müssen. Einfach von oben nach unten zu Verpressen ist fast sicher die falsche Methode. In Kooperation mit der Behörde hätte die
weitere Vorgehensweise besprochen werden können.

Insgesamt stehen sie also vor folgendem Problem.

Sie haben eine Bohrung die nicht die geplante Tiefe erreicht hat. Weiterhin ist die Sonde nicht ordnungsgemäß erstellt und verpresst worden. Zur Zeit gibt es aber noch kein Verfahren mit dem nachträglich die Verpressung überprüft werden kann. Es gibt zwar die Möglichkeit die Effektivität der Sonde mit einem Geothermal-Response-Test zu ermitteln, dieses Verfahren sagt aber nichts über die ordnungsgemäße Verpressung aus.

Der Bohrunternehmer hat sich meiner Meinung nach falsch verhalten. Wenn ein Vertrag entsprechend VOB (Verdingungsordnung im Bauhandwerk) abgeschlossen worden ist, kann der Bohrunternehmer
beim Antreffen nicht vorher zu erwartenden Geologien die angebotene Sondenlänge auf mindestens zwei Bohrungen mit geringerer Tiefe aufteilen. Dies hätte er schon machen sollen als es
zum zweiten Mal zu Problemen gekommen ist. Auch kann er Mehraufwendungen für die Verpressung beim Auftraggeber geltend machen. Sollte die benötigte Menge an Verpressmedium um mehr als 10%
die geplante Menge überschreiten hat der Bohrunternehmer das Recht den Mehraufwand dem Kunden in Rechnung zu stellen. Dabei handelt es sich meist nur um kleinere 3-stellige Beträge. Dann wäre die Verpressung aber fachgerecht.

Ich kann Ihnen leider keine pauschale Lösung anbieten. Ich empfehle Ihnen aber offen mit dem Bohrunternehmen zu sprechen. Wenn sie die Genehmigungsbehörde zu früh einschalten kann es Ihnen passieren dass sie, als Inhaber der Genehmigung, die Bohrung überbohren lassen müssen.
Das ist nur mit einem sehr hohen Kostenaufwand möglich. Der Bohrunternehmer kann sich aber auch keine „Negativwerbung“, die direkten Einfluss auf seine weiteren Aufträge und Bohrungen im Kreisgebiet haben, leisten.

Ich hoffe das die Stellungnahme Ihnen weiter hilft.

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vielen Dank für die ausführliche und informative Mail. Die Bohrung wurde
in meinem Fall tatsächlich in 130m Tiefe ausgeführt, jedoch lies sich
die Sonde nicht soweit einführen. Laut Geologen könnte dies daran
liegen, dass dort quellfähiges Material vorliegt, das bei Kontakt mit
Grundwasser an Volumen zunimmt. Evtl. ist die Sonde daher Opfer des eher
geringen Bohrdurchmesser von ca 130 - 146 mm.

Was mich noch interessieren würde: liegen Ihnen die entsprechenden
DIN-Normen, bzw. die VDI-Richtlinien vor. Mir ist bewußt, dass diese
nicht lizenzfrei sind. Nachdem die Bohrfirma sich jedoch dazu
verpflichtet hat, möchte ich wissen, auf was ich Anspruch habe. Wie
könnte ich als Privatmann an die relevanten Aussagen kommen?

Wenn die Sonde im Grundwasser steht, könnte es m. E. sein, dass beim
Gefrieren erhebliche Kräfte auf das Sondenrohr wirken. Meiner
Einschätzung nach kann die Längenausdehnung bis zu 2mm sein, was der
Sondenlebensdauer sicher nicht zuträglich ist. Können Sie dies
bestätigen? Würde das Betonit Teile dieser Kräfte aufnehmen?

Was könnte wohl (in Größenordnungen von 1000 EUR) der max. Schaden sein, den ich zurückbehalten muss (Verfüllung, Neubohren, Hausanschluss..).

Für Ihre Hilfe wäre ich sehr dankbar, da ich noch nicht weiß was auf
mich zukommt

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hier einige Auszüge aus der VDI Richtlinie 4640 (Thermische Nutzung des Untergrundes). Eine VDI-Richtlinie ist keine Norm, gibt aber den Stand der Technik wieder und ist damit vom ausführenden Unternehmen einzuhalten.

Blatt 2 / Seite 23 / Abschnitt 5.2.2
Herstellen und Prüfen von Erdwärmesonden
Absatz 2
"Der Sondenfuß und seine Anschlüsse sind werkseitig herzustellen. ........
Der fertig gestellte Sondenfuß einschließlich seiner Verbindungen ist einer Druck- und Durchflußprüfung unter Beachtung von DIN 4279-7 zu unterziehen. ..."

Blatt 2 / Seite 24 / Abschnitt 5.2.3
Einbau Erdwärmesonden und Verfüllung
Absatz 2
"Die Erdwärmesonde wird vorgefertigt angeliefert. ......"

Blatt 2 / Seite 25 / Abschnitt 5.2.3
Einbau Erdwärmesonden und Verfüllung
Absatz 4
"Eine schlüssige Verfüllung des Ringraumes ist nur gewährleistet, wenn die Bohrung von unten nach oben mit einer geeigneten Suspension verpresst wird. ...."

Blatt 2 / Seite 26 / Abschnitt 5.2.3
Einbau Erdwärmesonden und Verfüllung
Absatz 4
"Bei durchlässigem Lockergestein (Porengrundwasserleiter) und Bohrungen von bis zu 50m
Tiefe kann von der vorgenannten Art der Verfüllung abgewichen werden, wenn die Erdwärmesonde auf ihrer ganzen Länge nur im obersten Grundwasserleiter steht. ..."

Zu Ihren Bedenken. Fließendes Grundwasser erhöht die Effektivität der Erdwärmesonde. Im Regelfall kann sich um die Sonde ein Eismantel bilden. Dieser entsteht aber meist nur im oberen Bereich. Im tieferen Sondenbereich ist die Sole meist schon etwas wärmer und
gleichzeitig ist die Erdtemperatur höher. Die Eisbildung hat meist keinen Einfluß auf die Qualität der Sonde. Auch kann der dabei entstehende Druck nicht die Sonde z.B. beschädigen.
Die Sole steht unter einem Überdruck von meist 1,5 bar oberirdisch und ca. 2,5 bar in 100m Tiefe. Gleichzeitig wird der geodätische Gesteinsdruck mit ca. 1 bar in 100m entgegen. Mir ist kei Fall bekannt in dem die Eisbildung außerhalb der Sonde zu Problemen geführt hat.
Natürlich bedeutet eine Vereisung ein kurzfristige Zunahme der möglichen Entzugsleistung gleichzeitig ist dann aber die Soletemperatur sehr niedrig. Die komplette Vereisung einer Sonde führt, durch die dann niedrigen Soletemperaturen, zu einem massiven Effektivitätsverlust der Energiequelle.

Den Betrag den sie zurückhalten sollten kann ich Ihnen nicht nennen. Zu erst müsste die wasserrechtliche Seite geklärt werden. Eventuell ist die Wasserbehörde mit dem Betrieb einverstanden. Dann haben sie, mangels gerichtsverwertbaren Beweisen, kaum eine rechtliche Handhabe gegen den Unternehmer.

Leider kann ich Ihnen nicht mehr dazu sagen.