Langzeiterfahrungen zur geothermischen Nutzung der U-Bahn-Station Taborstraße in Wien

Abstract

Vier der im Zuge der U-BahnErweiterung der Linie U2 in Wien im Jahr 2008 neu eröffneten Stationen decken einen Großteil ihres Heiz- und Kühlbedarfs seit beinahe eineinhalb Jahrzehnten aus geothermischer Energie, welche durch Massivabsorber in Form von Energieschlitzwänden, Energiepfählen und Energiebodenplatten der Stationsgebäude gewonnen wird. Da es sich zum Zeitpunkt der Errichtung weltweit um das erste Infrastrukturbauwerk dieser Art und Dimension handelte, wurde ein Schlitzwandelement der Station Taborstraße mit zahlreichen Messsensoren ausgestattet, um Datensätze des thermo-mechanischen Langzeitverhaltens dieser Bauteile zu generieren. Kontinuierliche Messungen mit automatischer Datenaufzeichnung erfolgten zunächst von April 2008 bis Mai 2011. Im Oktober 2020 wurden die Messungen mit der bestehenden Sensorik wieder aufgenommen, wobei die Messungen manuell im Monatsrhythmus erfolgen, um einen langfristigen Vergleich der Messdaten zu ermöglichen sowie eine Beurteilungsgrundlage von Auswirkungen des geothermischen Betriebs auf die konstruktiven Bauteile zu schaffen. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über die Station Taborstraße mit Fokus auf die thermisch aktivierten Bauteile und deren Instrumentierung. Ein Vergleich der messtechnisch erfassten genutzten Energie mit dem prognostizierten Wärmeund Kältebedarf wird im Zusammenhang mit den Energiedaten diskutiert. Darüber hinaus wird das Temperatur- und Dehnungsverhalten der beobachteten Energieschlitzwand anhand der über einen Zeitraum von rund 14 Betriebsjahren erhobenen Messdaten beschrieben.

Four of the stations newly opened during the underground extension of the U2 line in Vienna in 2008 have been covering a large part of their heating and cooling needs for almost one and a half decades from geothermal energy, which is generated by energy diaphragm walls, energy piles and energy bottom slabs of the station buildings. As this was the first infrastructure building of this type and scale worldwide at the time of construction, one of the diaphragm walls of Taborstraße station was equipped with numerous sensors to obtain data sets of the thermo-mechanical long-term behavior of these wall elements for the first time. Continuous measurements with automatic data recording were initially carried out from April 2008 until May 2011. In October 2020, the measurements were resumed with the existing sensors, this time manually and once a month, in order to carry out a long-term comparison of the measurement data and to create a basis for assessing the effects of geothermal operation on the structural components. This paper gives an overview of the Taborstraße station with a focus on the thermally activated geostructures and their instrumentation. A comparison of the recorded generated energy with the predicted heating and cooling demand is discussed in the context of the energy data. Additionally, the temperature and the strain behavior of the observed energy diaphragm wall is discussed based on the measurement data collected over a period of around 14 years of operation.