为了营造舒适的室内环境,中国城镇居住建筑中制冷供暖能耗截止到2010s占建筑能耗的65%。随着人类生活水平的提高,这一占比可以预见的将继续增长。在地表以下约200m范围内,由于土壤较好的持热能力,储存着大量的浅层地热能源。能源地下结构能有效利用这部分浅层地热能源,实现建筑物的供暖制冷,且被认为可替代常规的化石燃料能源,缓解当前的能源危机。其中,能量桩在能源地下结构中应用最为广泛。

能量桩技术将换热管直接埋设于建筑桩基础内部,在夏季将室内多余的热量传递到土壤中,达到为建筑物制冷的目的;在冬季再将土壤中的热量进一步提取用于建筑物的供暖。能量桩能有效地利用混凝土的高导热率和储热率,并兼具承担建筑物上部荷载及与周围土壤进行热交换的双重作用。较传统的地源热泵技术而言,具有减少额外钻孔费用、传热性能好及节省地下空间资源等优点。近年来,能量桩技术不仅应用于建筑节能减碳应用,还逐步在桥面除冰融雪等方面获得应用。

能量桩技术示意图

那么,能量桩是如何施工的呢?下面我们结合三峡大学水科学与工程楼能量桩施工照片,一起来了解一下施工过程:

第一步,钻机钻孔

第二步,钢筋笼制作及换热管绑扎

第三步,下放钢筋笼

第四步,浇筑混凝土

第五步,截桩

第六步,铺设垫层及桩基检测

(供稿:陈玉,孔纲强,许晓亮,邓华锋,王乐华)

来源: 陈玉,孔纲强,许晓亮,邓华锋,王乐华