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利用桩基地热能的基本要求

作者:精益岩土网     2019年11月02日 14:33      转载请注明来自精益岩土网

《桩基地热能利用技术标准》(JGJ/T 438-2018)第3.0.5条规定:桩基地热能利用系统应满足地源热泵系统地下换热性能要求,并且不得影响桩基结构安全和正常使用,且不得对场地生态环境造成不利影响。

桩基地热能利用系统正常与合理运营时,桩与地基土温度变化对桩承载力的影响是可以忽略的。但黏土和粉土比砂土中的桩基受到的这种温度影响更大;有机软土的热敏感性也比较高。

一般来说,通过工程桩,从地基土中适量汲取热量,为房屋供热,可能导致桩周围土的温度从13℃~18℃降低至7℃~13℃。但过度的汲取,可能导致土的冻结,从而会严重影响桩土地基的承载力,因此需避免。

相反的过程,即房屋制冷和桩地基土的升温,则对建筑房屋桩基基础稳定性影响较小。如果是供热和制冷交替进行,温度变化导致的地基土的变形则需要叠加考虑。数值分析表明,温度变化导致的建筑物的沉降变形可以达到静态荷载下变形的10%,然而实际观测值要更小一些。

在应用能源桩时,应加强环境影响评价与监测,消除能源桩对地基和地下水温度的较大改变,尤其是对地下水温度的影响。桩地基土的年平均温度最好保持恒定。且地基和地下水温度的年内变化幅度应在5℃以下。这是因为过大的地下水温度变化会导致地下水诸多物理化学性质,如pH值,钙、氧气和二氧化碳的溶解度等的变化,同时也会显著影响微生物的活性和生态平衡。

《桩基地热能利用技术标准》(JGJ/T 438-2018)第3.0.6条规定:桩基地热能利用系统设计使用年限应满足地源热泵系统的设计使用年限,并应满足期间的稳定性要求。能源桩结构性能应满足上部结构设计使用年限要求。

地源热泵系统的设计使用年限一般为25年,而能源桩结构性能需满足完整的建筑使用周期,一般不少于50年。能源桩换热系统的运营及报废均不得影响上部结构的正常使用。

《桩基地热能利用技术标准》(JGJ/T 438-2018)第3.0.7条规定:桩基地热能利用工程设计等级应按以下规定确定:

(1)应用建筑面积大于5000平米,或供热/制冷要求大于500kW的项目,设计等级为大型;

(2)应用建筑面积在1000到5000平米之间,供热/制冷要求在100到500kW之间的项目,设计等级为中型;

(3)应用建筑面积小于1000平米,且供热/制冷要求小于100kW的项目,设计等级为小型。

应用建筑面积是指同一个工程中,应用桩基地热能利用系统的各个单体建筑面积的总和。

《桩基地热能利用技术标准》(JGJ/T 438-2018)第3.0.8条规定:桩基地热能利用工程应在施工各阶段及施工完成后对能源桩桩身换热管路进行压力检查和验收,并应在交付使用前进行整体试运转、调试与验收。

《桩基地热能利用技术标准》(JGJ/T 438-2018)第3.0.9条规定:能源桩施工质量及验收除应复核能源桩施工及验收要求外,尚应满足建筑桩基工程的相关要求,并应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的相关规定。

《桩基地热能利用技术标准》(JGJ/T 438-2018)第3.0.10条规定:桩基地热能利用系统投入使用后,应对能源桩结构安全、换热系统工作性能以及岩土环境影响进行不少于2年的监测。