AGBoden:Verknüpfungsregel 1.32
Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit, wahlweise beim aktuellen Wassergehalt oder beim Wassergehalt bei Feldkapazität
EINGANGSDATEN
Für mineralische Feinböden
- Bodenart
- Rohdichte, trocken
- aktueller Wassergehalt oder Feldkapazität nach VKR 1.11
Für Torfe
- aktueller Wassergehalt oder Feldkapazität nach VKR 1.11
Für Festgesteine
- Bodenausgangsgestein
KENNWERT
λ [J / s*m*K]
KENNWERTERMITTLUNG
(A) Für mineralische Feinböden
Zur Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit von Mineralböden beim aktuellen Wassergehalt gelangen zwei Gleichungen von KERSTEN (1949) zur Anwendung, die lediglich in zwei Gruppen von Bodenarten differenzieren:
Sandböden (Bodenarten Ss, Su2, Su3, Su4, Sl2, Sl3, Sl4, St2, St3, Ls4, Ts4):
- λ = 0,1442 (0,7 lg (WG) + 0,4) 10 exp (0,6243 TRD)Gl. (1)
Ton-, Schluff- und Lehmböden (Bodenarten Slu, Uu, Us, Uls, Ut2, Ut3, Ut4, Ls2, Ls3, Lu, Lt2, Lt3, Lts, Ts2, Ts3, Tu2, Tu3, Tu4, Tl, Tt):
- λ = 0,1442 (0,9 lg (WG) – 0,2) 10 exp (0,6243 TRD)Gl. (2)
mit
- λ = thermische Leitfähigkeit in J / s*m*K
- WG = Wassergehalt in Gew.-%
- TRD = Trockenrohdichte in g/cm3
Zur Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit von Mineralböden beim Wassergehalt bei Feldkapazität dient Tabelle 1.
(B) Für Torfe
Für Torfe kann zur Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit beim aktuellen Wassergehalt eine Gleichung von COTE & KONRAD (2006) benutzt werden:
λ = (0,23 WG + 0,06) / (1 – 0,40 WG)Gl. (3)
mit
- λ = thermische Leitfähigkeit in J / s*m*K
- WG = Wassergehalt in m3 m-3
Zur Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit beim Wassergehalt bei Feldkapazität dient Tabelle 2.
(C) Für Festgestein
Für Festgesteine kann die thermische Leitfähigkeit nach einem Vorschlag des VDI (Richtlinie 4640 Blatt 1, 2000) gemäß Tabelle 3 ermittelt werden.
STAND
Juni 2010
QUELLEN
Sekundärquelle:
- AG Boden (2010): Ermittlung der thermischen Leitfähigkeit (VKR 1.32). URL: https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Boden/Netzwerke/AGBoden/methoden.html [18.10.2021].
Primärquellen:
- AD-HOC-AG BODEN (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung (KA 5). 5. Auflage, 438 S.; Hannover.
- CÔTÉ, J. & KONRAD, J.-M. (2005): Thermal Conductivity of Base-Course Materials. - Can. Geotech. J., 42: 61-78.
- DEHNER, U. (2007): Bestimmung der thermischen Eigenschaften von Böden als Grundlage für die Erdwärmenutzung. - Mainzer geowiss. Mitt., 35: 159-186; Mainz.
- DEHNER, U., MÜLLER, U., SCHNEIDER, J. (2007): Erstellung von Planungsgrundlagen für die Nutzung von Erdwärmekollektoren. - GeoBerichte 5, Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie; Hannover.
- KERSTEN, M.S. (1949): Thermal Properties of Soils. – Bulletins Institute of Technology, Engn. Exp. Stat., Bull. No. 28; University of Minnesota.
- PREUSS, H., VINKEN, R. & VOSS, H.-H. (1991): Symbolschlüssel Geologie. – 328 S., 1 Abb., 21 Tab.; Hannover (NLfB, BGR).
- VDI (2000): Thermische Nutzung des Untergrundes. Grundlagen, Genehmigungen, Umweltaspekte - VDI-Richtlinien 4640, Blatt 1. – Verein deutscher Ingenieure, Düsseldorf.
