EnEff:Wärme | Technische Gebrauchsdaueranalyse von Wärmenetzen unter Berücksichtigung volatiler erneuerbarer Energien | Teil I: Untersuchungsergebnisse zur Materialdegradation (Heft 55)

Im Verbundforschungsvorhaben „Technische Gebrauchsdaueranalyse von Wärmenetzen unter Berücksichtigung volatiler erneuerbarer Energie“[1] (kurz: TGdA), (Förderkennzeichen 03ET1358A, B, D), steht die Qualifikation und Weiterentwicklung des Verlegesystems erdverlegtes Kunststoffmantelrohr (KMR) – als aktuell dominierendes Verlegesystem in Deutschland – im Zentrum der Untersuchungen. Wärmenetze, die das KMR einsetzen, erreichen bei Planung nach EN 13941 und FW 401-Teil 10, unter sorgfältiger Einhaltung der Qualitätsstandards im Leitungsbau und einem konventionellen Betrieb des Netzes, eine Mindestlebensdauer von 30 Jahren. In der statischen Auslegung nach EN 13941 und AGFW FW 401-Teil 10 wird die Beanspruchung der Leitungen auf eine Komponente des Bauteils – das Stahlmediumrohr – bezogen und dabei in Primäreinwirkungen (wie beispielsweise Rohrinnendruck, Erdauflasten und Verkehrslasten) und Sekundäreinwirkungen (Temperaturdehnungen und daraus resultierende Verschiebungen des KMRs im Erdreich) unterschieden. Die Veränderung der weiteren Systembestandteile (PUR-Hartschaumstoffwärmedämmung, PE-Ummantelung, Dehnpolster und Boden) werden im Ermüdungsnachweis lediglich anhand von Grenzwerten berücksichtigt. Akzeptierte Alterungsmechanismen oder Beurteilungssysteme zur Abschätzung der Restlebensdauer sind somit unzureichend genau oder existieren nicht.

Der erste Teil des Abschlussberichtes (Titel: „Technische Gebrauchsdaueranalyse von Wärmenetzen unter Berücksichtigung volatiler erneuerbarer Energie – Teil 1: Untersuchungsergebnisse zur Materialdegradation“ enthält die Forschungsergebnisse zur Degradation der Materialien PUR-Schaum, PE-Ummantelung, Dehnpolster und Boden unter wechselnder, kombinierter Beanspruchung. Kernelemente zur Untersuchung des Alterungsverhaltens bilden dabei Laboruntersuchungen zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften der Systemkomponenten unter wechselnder Beanspruchung. Zusätzlich konzentrieren sich Untersuchungen im Labor auf das Alterungsverhalten der Systemkomponenten auf Grundlage kombinierter, realer Belastungen sowie die Zustandsbewertung von praxisgealterten Probekörpern unter Anwendung der gültigen Alterungsmechanismen. Die Ergebnisse verbessern das bestehende Wissen zum Alterungsverhalten des erdverlegten KMR im Betrieb und zielen auf die Weiterentwicklung der aktuellen Berechnungsvorschriften ab.