现浇大直径基坑支护能量蓄水管桩能量交换系统研究

为提高资源利用效率、响应绿色建筑发展方向,本文对现浇大直径基坑支护能量蓄水管桩的能量交换系统进行研究。结合工程实例进行可利用冷热量计算,运用有限元软件数值建模分析加冰和不加冰情况下能量交换系统周围土体温度场发展规律。结果表明,管桩自下而上对周围土体温度影响范围逐渐增大且分为2个部分,上半部分管桩温度荷载高于原始地温,管桩对地温释放热量,下半部分管桩温度荷载低于原始地温,管桩吸收热量,释放冷量;加冰与不加冰情况下7 h内管桩对土体的影响范围在桩周围1 m以内;无论是加冰还是不加冰的情况下其桩身温度均保持在16~36℃,对桩身钢筋混凝土结构无影响;不同导热系数和比热对于土体温度变化几乎无影响,由于温度荷载所加时间较短,对土体温度变化影响尚未体现出来;原始地温变化对该温度场有显著的影响。综上,桩身温度小幅度变化对自身钢筋混凝土结构无影响,对其周围土体影响可忽略不计,实际应用中需注意防止桩身温度变化幅度过大造成不良影响。

现浇大直径基坑支护能量蓄水管桩技术研发

为充分利用环境设施、节约资源和能量,综合考虑基坑支护系统、地温交换系统和雨水调蓄系统形成大直径基坑支护能量蓄水管桩新技术。该技术是将大直径管桩运用到基坑支护中,该管桩作为支撑结构可提高基坑安全性能;同时其空心管状结构可实现利用地下浅层地温能对上部建筑空间进行供暖或制冷;另外其空心管状结构也可储存雨水,符合海绵城市理念。通过施工工艺介绍和技术对比,主要得出:该技术可大幅提高支护体抗弯能力,节约造价,可利用地下浅层地温能对建(构)筑物进行供暖或制冷,同时符合海绵城市的理念;以直径2000 mm、壁厚200 mm管桩和直径1200 mm实心桩进行基坑支护方案比较,直径2000 mm、壁厚200 mm管桩的抗弯刚度(惯性矩)提高了3.6倍,造价节省1/3;当基坑面积为100 m×100 m时,降低二氧化碳排放量22.7 t;降温效果对比中,加冰情况下,能量交换系统降温效果与空调运行时差别不大,但用电量仅为空调系统的1/6。所得结果可为今后类似工程提供技术参考依据。

重视和加强地温资源的开发利用

在当今社会，传统矿物能源的有限性和应用中带来的环境生态问题日益严重，开发利用新的替代能源，是弥补矿物能源缺陷，确保国家能源完全的重要途径。地温资源具有无限性和转换中不产生环境污染等特点，弥补了矿物能源的缺陷，是一类非常重要且具有广阔应用前景的新能源，国家应——