- 新型能量桩技术开发与工程应用研究
吉林建筑大学 赵嵩颖
“新型能量桩技术开发与工程应用研究专题研讨会”于2017年4月20日～22日在北京市天方饭店召开，本人受会务组邀请，参加此次学术会议。现将参会情况做如下汇告。
一、专题汇报
1. 地源热泵及能量桩技术介绍，方肇洪（山东建筑大学教授，山东中瑞新能源科技有限公司董事长，中国地源热泵产业联盟理事长）
2.桩基埋管换热器圆柱模型数值模拟，胡平放（华中科技大学教授，华中科技大学建筑节能技术中心主任，武汉市地源热泵工程技术研究中心副主任）
3.当前能量桩研究进展与存在问题，张子平（河北工程大学城建学院院长）
4.地源热泵能效提升思考，杨灵艳（中国建筑科学研究院研究员）
5.能量桩换热与结构响应工程案例解析，桂树强（长江勘测规划设计研究院能源技术研发与设计中心主任）
6.能量桩传热性能与发展趋势，王永红（中国建筑科学研究院主任）
7.新型能量桩技术开发，孔纲强（河海大学教授，博导）
8.空气源热泵在寒冷地区的应用，马最良（哈尔滨工业大学教授，博导，中国建筑学会暖通空调分会理事）
9.中国建筑科学研究院低能耗建筑介绍，李怀（中国建筑科学研究院研究员）
二、会议的收获及体会
1.能量桩研究现状
我国能量桩技术尚处于探索阶段，关于能量桩中埋设换热管后的桩体承载力和荷载在桩体上的分布情况目前是研究的重点，另外能量桩的材料配比缺少相关的研究，在工程实践方面成熟的案例少。目前国内只有四个能量桩案例，2010年，上海世博会城市最佳实践区北部区块建筑物的43根桩基中埋设换热管；南京朗诗国际街区的建筑物1200根桩基中埋设换热器；温州双井头小区会所72根桩基中，埋设换热器；信阳高铁站能量桩案例。在这些为数不多的能量桩案例中，缺乏完整的长时间的跟踪监控资料。
2.能量桩未来的研究方向
（1）新型能量桩的设计方法、制作工艺以及质量检测方法等成套技术研究。开展新型能量桩的结构形式、导热材料、制作工艺以及质量检测方法等成套技术方案研究。基于新型能量桩的结构特点，开发与新型桩基础结合的结构合理、传热效率高的经济高效新型能量桩结构形式；研究不影响新型桩承载性能和地热能传递的导热管埋设工艺，以及能在运营期利用新型桩内部空间大的特点进行导热管检修更换的新型能量桩制作工艺。
（2）新型能量桩的热、力学基本工程特性及桩/土位移场与温度场分布规律研究。开展能量桩的热传递和力传递模型试验研究，通过针对不同布置形式、不同温度等情况下能量桩桩-土的位移场与温度场分布规律的分析，研究能量桩的热、力学工程特性；开展 能量桩周土体温度场变化引起的桩-土荷载传递规律研究，分析温度差引起的应力分布对基桩整体承载力的影响规律；揭示地热能从土体-桩体-传热液体-导管到集热器之间的传递机理。
（3）热、力学耦合作用下 能量桩桩-土荷载传递机理研究。开展热、力学耦合作用下能量桩桩-土荷载传递机理的大比尺模型试验和理论分析研究。开展热交换条件下桩周土、桩身混凝土、桩-土接触面力学特性研究，建立桩体和桩周土力-热耦合分析模型以及考虑力-热耦合的桩-土接触面力学模型。
（4）能量桩的承载力与沉降计算方法研究。开展热、力学耦合作用下能量桩承载力与沉降计算的理论分析研究。基于热力学平衡原理，建立考虑桩-土-导热液体-导热管之间能量的传递的能量桩能量传输计算方法；基于荷载传递法和剪切位移法等桩-土相互作用理论，建立考虑桩周土体特性、冷、热能量传递及土体温度场影响的能量桩的承载力和沉降计算方法；分析不同桩周土类型（饱和黏性土或饱和砂性土）、以及不同饱和度等情况下能量桩的设计方法，承载力与沉降计算方法。
3.体会
能量桩技术是传热问题与力学问题的耦合，涉及土木工程、暖通空调工程、建筑材料等多专业交叉学科，在研究过程中要注重不同学科的融合。在会议期间里，感到在知识上、专业上、以及创新思维能力上收获颇多，并感觉差距较大。通过开会交流，开阔了视野、增长了知识，了解了目前在地源热泵领域比较前沿的科技及发展方向，也找到了今后努力的方向。更加感觉到不断学习、不断进步的重要性。
通过参会期间获得的信息，认为我们学校应积极开展关于能量桩方面的研究工作。应抓住时机尽快在严寒地区地下工程中研究推广使用该项节能技术，避免我校在地下工程发展时期失去这一新技术研究的良机。还将逐步与国际接轨，进一步探索新的思路，新的方向，为今后的教学、科研工作开辟新的途径。
