Kühlung eines Bürogebäudes mit Grundwasser

Im Zuge der Gebäudeklimatisierung der neuen Stadtwerkszentrale sowie der Bereitstellung der Klima- und Nutzkälte für das geplante Münchener Technologiezentrum und weiterer Gebäudekomplexe besteht auf dem Areal des ehemaligen Gaswerksgeländes in München Moosach ein erheblicher Bedarf an Kühlenergie. Es wird angestrebt, einen möglichst großen Teil dieser Kälte über regenerative Energien zu decken. Zur Kälteerzeugung wird Grundwasser eingesetzt, das zur Sicherung einer Altlast ohnehin gereinigt werden muss.

Auf dem Grundstück befand sich das ehemalige Gaswerk München Moosach. Von 1907 bis 1967 wurde dort aus Steinkohle Stadtgas gewonnen. Es wurden während dieser Zeit ca. 15 Mio. t Steinkohle verarbeitet. Als Nebenprodukte entstanden dabei ca. 500.000 t Teer und Teeröl. Ein nicht unerheblicher Teil versickerte während des Betriebs oder auch durch Kriegseinwirkungen im Untergrund und bewirkte erhebliche Boden- und Grundwasserverunreinigungen.

Die enorme Größe von 32 Hektar und die äußerst heterogene Schadstoffverteilung in Tiefen von bis zu 8 m machten einen Bodenaustausch auf der gesamten Fläche aus wirtschaftlicher und auch ökologischer Sicht nicht sinnvoll. So entschied man sich die Verunreinigung über das Abpumpen des belasteten Grundwassers (Pump-and-Treat) zu sanieren. Täglich wurden bis zu 3.000 Kubikmeter Wasser mit Hilfe von mehr als dreißig Pumpen gefördert und gereinigt. Die Pumpen verursachten einen jährlichen Stromverbrauch von über 600 MWh. Zudem stellte sich heraus, dass bei außergewöhnlich hohen Grundwasserständen die Anlage zu klein dimensioniert war. Somit entschied man sich die Sanierung mit einer auf lange Sicht ökonomischeren Technik (Funnel-and-Gate-System) fortzusetzen.

Das Grundwasser wird über 14 anstromige Horizontalfilterbrunnen mit jeweils 16 m Länge gefasst, mittels Aktivkohle gereinigt und anschließend über die abstromigen Horizontalfilterbrunnen an den Aquifer abgegeben.

Mit Wärmetauschern wird dem gereinigten Grundwasser die Kälte entzogen. Das Projekt wurde von 2003 bis Sommer 2005 fertig gestellt. Seit 2006 befindet sich die Anlage im Regelbetrieb.

Als Grundlage für den Bau des Funnel-and-Gate-Systems mit Einbeziehung der Grundwassernutzung für den geplanten Kälteverbund und der Wiederversickerung des Grundwassers wurde zu Beginn des Projektes ein numerisches Grundwassermodell erstellt (Finite-Elemente-Verfahren). Mit dem Modell wurden die Wechselwirkungen zwischen den beiden obersten Grundwasserleitern untersucht und anhand der Ergebnisse die Lage und Dimensionierung der Gates optimiert. Zusätzlich wurden die Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse während der Bauphase sowie Alternativen für den Umgang mit Störfällen bestimmt. Es wurden zum Beispiel die Wechselwirkungen zwischen dem Sanierungssystem und der geplanten Bebauung im Nordteil des Geländes simuliert und damit Vorgaben für die Projektplaner erarbeitet.

Darauf aufbauend erfolgte die bau- und anlagentechnische Planung des Funnel-and-Gate-Systems: den schadstoffbelasteten Grundwasserstrom erfasst eine trichterförmige Dichtwand, welche bis zur wasserundurchlässigen Schicht des zweiten Grundwasserleiters in etwa 25 m Tiefe reicht und eine Gesamtlänge von 1,2 km aufweist. Neben dem Spezialtiefbau (Dichtwandarbeiten, Erstellung der Gatebauwerke bis in 14 m Tiefe) wurden Horizontalbrunnen sowie zahlreiche Monitoringmessstellen zur späteren Überwachung gebohrt. Nach Abschluss des technischen Ausbaus der Gates fand ein Testbetrieb der Anlage statt.