Sondenfeld-Auslegung: vom Bohrmeter zur Langzeit-Effizienz
Die Auslegung des Sondenfelds entscheidet, ob die Sole-WP über 20+ Jahre stabil hohe Wirkungsgrade liefert oder ob der Untergrund langsam auskühlt. Wer mit 50-W/m-Faustregeln rechnet, riskiert unterdimensionierte Felder mit JAZ-Verlust. Professionelle Auslegungs-Tools (EED, GLD) simulieren das thermische Verhalten über 25 Jahre — das ist 2026 in der seriösen Sole-WP-Planung Standard.
Faustregeln, VDI 4640 und realistische Bohrmeter-Bedarfe#
In der Praxis dominieren drei Auslegungs-Methoden: Faustregeln (für erste Überschlags-Rechnungen), VDI-4640-Tabellen-Werte (für die Mehrheit der EFH-Projekte) und Simulations-Tools EED/GLD (für anspruchsvolle Auslegungen).
Faustregeln 2026 (grobe Schätzung, nicht für Förderantrag)
- 25–30 Bohrmeter pro kW Heizleistung der Wärmepumpe als grober Mittelwert.
- Bei 8-kW-WP also 200–240 m Bohrmeter, typisch 2 × 100 m oder 2 × 120 m.
- Bei 12-kW-WP 300–360 m, typisch 3 × 100 m oder 2 × 150 m.
Diese Faustregeln sind für eine erste Kosten-Abschätzung okay, aber für die endgültige Auslegung zu ungenau — der reale Bohrmeter-Bedarf hängt stark von der Wärmeleitfähigkeit des Untergrunds, von der Sole-Vorlauftemperatur und von der Sondenfeld-Geometrie ab.
VDI-4640-Tabellen-Werte (Stand 2010 für Blatt 2, fortgeschrieben 2019):
Spezifische Entzugsleistung in W/m je nach Untergrunds-Wärmeleitfähigkeit
- λ = 1,5 W/m·K (lockerer Sand, Kies, Schwemmsand): 25–30 W/m.
- λ = 1,8 W/m·K (Ton, schwach feuchter Schluff): 30–35 W/m.
- λ = 2,0 W/m·K (Gemischter Untergrund, feuchter Sandstein): 35–40 W/m.
- λ = 2,2 W/m·K (Schiefer, fester Sandstein, Kalkstein): 40–45 W/m.
- λ = 2,5 W/m·K (Trockener Granit, Glimmerschiefer): 45–50 W/m.
- λ = 3,0 W/m·K (Feuchter Granit, Gneis): 50–55 W/m.
Wichtige Korrektur-Faktoren
- Sole-Vorlauftemperatur 0 °C statt −5 °C: Entzugsleistung +15 %.
- Sole-Vorlauftemperatur −10 °C statt 0 °C: Entzugsleistung −20 %.
- Sondenabstand 5 m statt 8 m (zu eng): Entzugsleistung −10–15 % wegen thermischer Beeinflussung.
- Grundwasser-Strömung > 1 m/Tag: Entzugsleistung +15–25 % (kontinuierliche Wärme-Nachfuhr).
Vollständige Auslegungs-Berechnung nach VDI 4640:
- Heizlast nach DIN/TS 12831-1 berechnen (raumweise).
- Trinkwarmwasser-Anteil hinzufügen (typisch 1–2 kW bei EFH).
- Jahres-Wärmeentzugs-Energie: Heizlast × Jahresvollbenutzungsstunden (typisch 1.800 h/a bei EFH).
- Spezifische Entzugsleistung aus VDI 4640 Tabelle ablesen (siehe oben).
- Bohrmeter-Bedarf: Wärmeenergie ÷ (Entzugsleistung × Jahresbenutzungsstunden).
- Aufteilung auf Sonden (Faustregel: 100–120 m je Sonde, Mindestabstand 6–10 m).
- Sondenanordnung (Linear, L-förmig, Quadrat, Hexagonal — je nach Grundstücksgeometrie).
Beispiel-Berechnung — EFH mit Heizlast 8 kW, mittlerer Untergrund λ = 2,0 W/m·K
- Jahres-Wärmeentzug: 8 kW × 1.800 h × 0,001 = 14.400 kWh/a.
- Spez. Entzugsleistung bei λ = 2,0: 38 W/m (mittlerer Tabellen-Wert).
- Bohrmeter-Bedarf: 14.400 kWh ÷ (38 W/m × 1.800 h × 0,001) = 211 m.
- Aufteilung: 2 × 110 m (Reserve durch Aufrundung).
Bei den BAFA-Verwendungsnachweis-Audit wird die Auslegungs-Dokumentation geprüft — pauschale „30 m/kW“ ohne Begründung reichen nicht aus.
Sondenfeld-Geometrie: linear, L-förmig, hexagonal#
Die Anordnung der Sonden im Sondenfeld bestimmt die thermische Beeinflussung der Bohrungen untereinander und damit die Langzeit-Effizienz der Anlage. VDI 4640 empfiehlt mindestens 6 m Sondenabstand bei kleinen Anlagen (2–4 Sonden), 8–10 m bei größeren Sondenfeldern.
Gängige Geometrien 2026:
1. Linear (zwei Sonden in einer Reihe): Einfachste Anordnung, Mindestabstand 6–8 m. Geeignet für lange Grundstücke (Gartenwege, Hofeinfahrten). Beispiel: 2 × 100 m Bohrungen mit 8 m Abstand entlang der Hofeinfahrt.
2. L-förmig (drei Sonden in L-Anordnung): Bei drei Sonden in unregelmäßigen Grundstücken. Mindestabstand 6–8 m, oft Versatz von 1–2 m bei zwei Sonden.
3. Quadrat (vier Sonden im Quadrat): Bei größeren Sondenfeldern. Innere Sonden haben kontinuierliche Wärme-Entzug auch im Sommer, Eck-Sonden eher saisonal genutzt. Mindestabstand 8–10 m, Anordnung 8 × 8 m oder 10 × 10 m.
4. Hexagonal (6 oder mehr Sonden in Wabenform): Bei Großanlagen (MFH-Sondenfelder ab 6 Bohrungen). Sehr platzsparend, aber kompakte Anordnung verlangt sehr genaues Auslegungs-Verständnis. Mindestabstand 8–12 m, Anordnung in Sechseckaster mit jeweils 6 Sonden um eine Mittelsonde.
5. Linear in Reihe (Sondenfelder unter Bauwerken): Bei großen Anlagen unter Hofeinfahrten oder Parkplätzen — Sonden in 1–2 langen Reihen, Mindestabstand 8 m. Vorteil: minimaler Tiefbau-Aufwand, da nur eine Hauptverteilungs-Leitung unter dem Gelände.
Thermische Beeinflussung der Sonden untereinander:
Bei zwei eng beieinander liegenden Sonden (5 m Abstand) kühlt der Untergrund zwischen den Sonden im Winter stärker ab als bei 8 m Abstand. Folge: Die Sole-Vorlauftemperatur sinkt schneller, der COP der Wärmepumpe wird über das Heizungsjahr 5–12 % schlechter.
Bei großen Sondenfeldern (> 6 Bohrungen) ist die innere Sonden-Reihe thermisch eingeschnürt — die äußere Reihe holt frische Wärme aus dem umgebenden Untergrund, während die innere Reihe nur die Restwärme der Zwischenzone bekommt. Daher: Bei großen Sondenfeldern den Mindestabstand auf 10–12 m erhöhen, oder eine wechselnde Sonden-Nutzung (z.B. nur jede zweite Sonde gleichzeitig aktiv) im Steuerungs-Konzept vorsehen.
Für die Bauausführung wichtig:
— Sondenfeld-Verteilungs-Schacht: Bei mehr als 2 Sonden wird ein zentraler Verteilungs-Schacht im Hof oder Garten angelegt. Hier werden alle Sonden auf einen gemeinsamen Vorlauf- und Rücklauf-Sammelleitung zusammengeführt. Im Schacht (typisch 1,5 × 1,5 × 2,0 m, betoniert oder Fertigteil) sind Wartungs-Zugang und Druckmesser-Anschluss.
— Sole-Hauptverteilung: PE-Rohre 50 × 4,6 mm Durchmesser für 6–8 Sonden, größer bei MFH-Sondenfeldern. Frostsicher verlegt (Mindesttiefe 1,2 m unter Frostgrenze), isoliert mit 20 mm Schalldämmung gegen thermische Verluste auf dem Weg zum WP-Aufstellungs-Ort.
— Steuerung: Bei größeren Sondenfeldern eine zonenweise Steuerung mit individuell schaltbaren Sonden — erlaubt saisonale Wechsel-Nutzung und schont die thermische Stabilität.
EED, GLD und andere Simulations-Tools#
Für anspruchsvolle Sondenfeld-Auslegungen (große Sondenfelder, schwieriger Untergrund, hohe Investitions-Volumina) reichen Faustregeln und VDI-Tabellen nicht aus. Hier kommen professionelle Simulations-Tools zum Einsatz.
EED (Earth Energy Designer, EED 5.0 Standard 2026): Das verbreitetste Auslegungs-Tool für Erdsonden in Deutschland und international. Entwickelt von Blomberg & Heberlein, vertrieben durch BLOCON (Schweden) und Software-Partner in Deutschland.
Funktionen
- Bohrmeter-Optimierung für eine gegebene Heizlast.
- Thermische Simulation über 25–50 Jahre.
- Berechnung des Untergrund-Temperatur-Verlaufs an der Sondenposition.
- Variation von Sondenabstand, Sonden-Geometrie, Sole-Vorlauftemperatur.
- Sensitivitätsanalyse (Wärmeleitfähigkeit ±20 %, Grundwasser-Strömung Variation).
Lizenzpreis: rund 1.800 € einmalig für die Einzelplatz-Lizenz. Wird typisch vom TGA-Planer oder Bohrunternehmen eingesetzt.
GLD (Ground Loop Design): Konkurrenzprodukt aus den USA, in Europa weniger verbreitet. Ähnliche Funktionen wie EED, aber andere Bedienungsstruktur. Lizenzpreis rund 2.200 €.
GEOLINK: Deutsches Tool, oft integriert in BIM-Software für die ganzheitliche Geothermie-Auslegung. Web-basiert, Lizenz nach Auftragsvolumen.
Einfache Online-Rechner: Verschiedene Hersteller (Heliotherm, Stiebel Eltron, Daikin) bieten kostenlose Online-Auslegungs-Tools mit Faustregeln und VDI-Tabellen. Geeignet für erste Überschlagsrechnungen, nicht für die endgültige Auslegung großer Anlagen.
Wann ist eine professionelle Simulation lohnenswert?
Faustregel: Ab 4 Sonden oder ab Investitions-Volumen 25.000 € im Erdsonden-Anteil. Eine EED-Simulation kostet typisch 800–2.000 € als TGA-Planer-Leistung (inkl. Auslegungs-Dokumentation für BAFA-Verwendungsnachweis). Bei MFH oder Quartiers-Anlagen ist die Simulation Pflicht-Best-Practice — der Investitions-Wert (oft > 60.000 € im Erdsonden-Anteil) rechtfertigt eine 5–10 %-Investition in die Auslegungs-Sicherheit.
Thermal Response Test (TRT): Bei sehr großen Anlagen (ab 8–10 Bohrungen, Investitions-Volumen > 80.000 €) lohnt sich ein Thermal Response Test vor Ort. Ein Probekörper-Bohrloch wird über 72–120 Stunden mit konstanter Leistung beheizt, die Untergrund-Temperatur-Reaktion gemessen, daraus die exakte Wärmeleitfähigkeit des Standorts abgeleitet. Kosten 4.500–9.000 € einmalig. Lohnt sich, wenn der Untergrund unsicher ist und Bohrmeter-Mehraufwand teurer wäre als das TRT.
Dokumentation im Förderantrag:
Bei BAFA-Förderung und KfW-Förderung sollte die Sondenfeld-Auslegung dokumentiert sein
- Heizlast nach DIN/TS 12831-1.
- Spezifische Entzugsleistung nach VDI 4640 oder TRT-Messwert.
- Bohrmeter-Bedarf-Berechnung.
- EED-Simulations-Ergebnis (bei größeren Anlagen).
- Sondenabstand und Geometrie mit Begründung.
- Sole-Vorlauftemperatur-Auslegung.
- Erwartete JAZ über das Heizungsjahr.
Fehler-Risiken bei mangelhafter Auslegung:
— Unterdimensioniertes Sondenfeld: Sole-Vorlauftemperatur sinkt im Winter unter den ausgelegten Wert (typisch −5 °C statt 0 °C), Wärmepumpen-COP wird schlechter, JAZ fällt von erwarteten 4,5 auf 3,8.
— Überdimensioniertes Sondenfeld: Kosten ohne entsprechenden Nutzen, längere Amortisationszeit. Selten in der Praxis, aber bei Berechnungs-Fehlern möglich.
— Zu enge Sondenabstände: Thermische Beeinflussung der Sonden untereinander, langfristige JAZ-Verschlechterung.
— Falsche Wärmeleitfähigkeits-Annahme: Wenn statt λ = 2,0 W/m·K der tatsächliche Untergrund nur λ = 1,5 W/m·K hat, ist das Sondenfeld nominell 25 % zu klein — Sole-Vorlauftemperatur sinkt entsprechend.
Praxis-Beispiele und Auslegungs-Tabelle#
Beispiel A — EFH 200 m², Heizlast 6,2 kW, mittlerer Untergrund (λ = 2,0)
Konstellation: KfW-40-EE-Neubau, FBH-Heizung, Vorlauftemperatur 35 °C, geplante JAZ 5,0.
Auslegung VDI 4640
- Jahres-Wärmeentzug: 6,2 kW × 1.800 h = 11.160 kWh/a.
- Spez. Entzugsleistung bei λ = 2,0: 38 W/m.
- Bohrmeter-Bedarf: 11.160 ÷ (38 × 1.800 × 0,001) = 163 m.
- Aufrunden: 2 × 100 m Bohrungen, Abstand 8 m. Reserve durch Aufrundung +37 m (entspricht 23 %).
Geometrie: 2 Bohrungen in linearer Anordnung entlang der Hofeinfahrt, Abstand 8 m. Sole-Hauptverteilung 12 m bis WP-Aufstellungs-Ort.
Kosten Erdsonden-Anteil brutto: 21.500 € (siehe Pillar Bohrung-Genehmigung-Praxis).
Beispiel B — EFH 280 m², Heizlast 11 kW, Norddeutsches Tiefland (λ = 1,7)
Konstellation: Bestand-Sanierung EFH, Heizkörper Vorlauf 50 °C, Sole-WP Stiebel WPF 11. JAZ-Auslegung 4,2.
Auslegung VDI 4640
- Jahres-Wärmeentzug: 11 kW × 1.900 h = 20.900 kWh/a.
- Spez. Entzugsleistung bei λ = 1,7 (lockerer Sand, Norddeutsches Tiefland): 32 W/m.
- Bohrmeter-Bedarf: 20.900 ÷ (32 × 1.900 × 0,001) = 344 m.
- Aufteilung: 3 × 120 m = 360 m. Sondenabstand 8 m im Dreiecks-Muster.
Geometrie: 3 Bohrungen in L-Form, 8 m Abstand, Mittelfeld 8 × 4,6 m. Sole-Hauptverteilungs-Schacht im Gartenmittelpunkt.
Kosten Erdsonden-Anteil brutto: 38.000 € (höherer m-Preis wegen Spülbohrung in Schwemmsand).
Beispiel C — MFH 18 WE mit Wärmepumpenkaskade 60 kW, Sondenfeld 8 × 130 m
Konstellation: MFH-Sanierung 18 WE, 1.150 m² Wohnfläche, Heizlast 48 kW. Sole-WP-Kaskade Heliotherm 2 × HP30C (60 kW). JAZ-Auslegung 4,5.
Auslegung VDI 4640 + EED-Simulation
- Jahres-Wärmeentzug: 48 kW × 1.900 h = 91.200 kWh/a.
- Spez. Entzugsleistung Süddeutsches Gemischsediment λ = 2,2: 42 W/m.
- Bohrmeter-Bedarf VDI-Tabelle: 91.200 ÷ (42 × 1.900 × 0,001) = 1.143 m. 8 × 145 m = 1.160 m.
- EED-Simulation über 25 Jahre: Optimum bei 8 × 130 m = 1.040 m mit erweitertem Mittelfeld-Abstand 10 × 10 m (statt 8 m). Begründung: Bei hexagonaler Anordnung mit 10-m-Abstand keine thermische Beeinflussung der inneren Sonden über 25 Jahre. Bohrmeter-Reduktion um 10 % möglich.
- Sole-Vorlauftemperatur über 25 Jahre Simulationszeitraum: Jahr 1 5,8 °C, Jahr 5 5,2 °C, Jahr 15 4,7 °C, Jahr 25 4,4 °C — stabil über die Anlagen-Lebensdauer.
Geometrie: 8 Bohrungen im hexagonalen Muster, 10 × 10 m Sondenabstand, Sondenfeld-Größe 40 × 30 m unter Hofeinfahrt und Garten. Hauptverteilungs-Schacht 2 × 2 × 2,5 m im Hof.
Kosten Erdsonden-Anteil brutto: 132.000 € (8 × 130 m × 105 €/m + 8 Sonden + Verfüllung + Schacht + Hauptverteilung + EED-Simulation 2.500 €).
Auslegungs-Tabelle als Faustwert (für erste Schätzungen):
Heizlast [kW] / Untergrund / Bohrmeter / Empfohlene Anordnung
- 4 / λ = 2,0 / 100 m / 1 × 100 m oder 2 × 50 m.
- 6 / λ = 2,0 / 160 m / 2 × 80 m.
- 8 / λ = 2,0 / 210 m / 2 × 100 m oder 2 × 110 m.
- 10 / λ = 2,0 / 260 m / 2 × 130 m oder 3 × 90 m.
- 12 / λ = 2,0 / 310 m / 3 × 100 m.
- 16 / λ = 2,0 / 420 m / 3 × 140 m oder 4 × 100 m.
- 20 / λ = 2,0 / 520 m / 4 × 130 m.
- 30 / λ = 2,0 / 780 m / 6 × 130 m.
- 40 / λ = 2,0 / 1.040 m / 8 × 130 m.
- 50 / λ = 2,0 / 1.300 m / 8 × 165 m oder 10 × 130 m.
Korrektur-Faktor: Bei λ = 1,5 (lockerer Sand) multipliziere mit 1,33 (+33 %), bei λ = 2,5 (Festgestein) multipliziere mit 0,80 (−20 %).
Wichtig: Diese Tabelle ist ein Faustwert — für die endgültige Auslegung VDI-4640-konforme Berechnung oder EED-Simulation durch TGA-Planer durchführen lassen.
⚠ Praxis-Hinweis
VDI 4640 als Auslegungs-Norm immer einhalten — Faustregel-Auslegung reicht nicht für BAFA-Verwendungsnachweis. Bei größeren Sondenfeldern EED-Simulation lohnt sich praktisch immer. Sondenabstand 8–10 m als Standard, bei Unterschreitung Bohrmeter-Reserve einplanen.
Häufige Fragen — Sondenfeld-Auslegung — Geometrie, Wärmeleitfähigkeit, Berechnung (2026)
Wie groß muss das Sondenfeld für meine Sole-WP sein?▾
Welcher Sondenabstand ist optimal?▾
Was bringt eine EED-Simulation zusätzlich zur Faustregel-Auslegung?▾
Was ist ein Thermal Response Test und wann lohnt er sich?▾
Welche Sondenfeld-Geometrie ist die beste?▾
Kühlt das Sondenfeld nach Jahren aus?▾
Sind Doppel-U-Sonden besser als Koaxial-Sonden?▾
Wie tief sollten Erdsonden sein?▾
WP-Erdsonden-Bohrung
Wir vermitteln zertifizierte DVGW-Bohrer und Geothermie-Fachpartner.
Verwandte Themen auf xpora.de
Hier sind weitere Themen rund um die Wärmepumpe, die zu diesem Beitrag passen.