DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau)
Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an Böden mit dem Nadelsondenverfahren
Kurzreferat
Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Böden ist von zentraler Bedeutung für viele geotechnische Anwendungen, insbesondere bei der Planung von erdverlegten Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) Kabeltrassen. Da Stromkabel Wärme abgeben, ist es entscheidend, dass der Boden diese Wärme effizient ableitet, um Überhitzung und Schäden an den Kabeln zu vermeiden. Die in dem Normentwurf vorgeschlagene Vorgehensweise ist speziell auf die spezifischen Anforderungen von Erdkabeln ausgelegt. Die Ergebnisse können jedoch auch in anderen Bereichen, beispielsweise in der Geothermie, angewendet werden. Je besser die Wärmeleitfähigkeit eines Bodens, desto effektiver kann die entstehende Wärme abgeleitet werden, was die Leistungsfähigkeit der Erdkabel erhöht und gleichzeitig ihre Betriebssicherheit gewährleistet. Trotz der Bedeutung, gibt es weltweit derzeit kein standardisiertes Verfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Böden. Internationale Normen, wie die ASTM D 5334, bieten zwar Methoden zur Messung der Wärmeleitfähigkeit an, regeln jedoch nur den Aufbau der Nadelsonde und die Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit auf Basis dieser Messungen. Wichtige Randbedingungen zur Messmethodik, wie die bodenspezifische Probeentnahme und -vorbereitung, werden in der ASTM D 5334 nicht beschrieben. Dies führt oft zu unzuverlässigen und schwer reproduzierbaren Ergebnissen. Ziel ist es daher, eine Prüfmethodik für alle Bodenarten zu entwickeln, die unverfälschte, plausible und reproduzierbare Ergebnisse liefert, unter Berücksichtigung von Faktoren wie Wassergehalt, Verdichtungsgrad und Trockenrohdichte, die die Wärmeleitfähigkeit stark beeinflussen. Das Nadelsondenverfahren stellt eine bewährte Methode zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von teilgesättigten Bodenproben dar und ist insbesondere im Vergleich zum Plattenmessverfahren, oder auch anderen großmaßstäblichen Versuchen, sowohl wirtschaftlicher als auch praktikabler. Es erlaubt eine Messung mit kleiner Messunsicherheit und kann in vielen Bodenlabors mit standardisierten Geräten angewendet werden. Dennoch besteht weiterhin der Bedarf, die genauen Versuchsrandbedingungen zu normieren, um zuverlässige und vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten. Eine klare Definition des Prüfverfahrens mittels Nadelsondenverfahren ist daher unerlässlich, um eine konsistente und praxisnahe Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Böden sicherzustellen.
Beginn
2024-10-17
Geplante Dokumentnummer
DIN 18231
Projektnummer
00519864
