DB32樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程TechnicalstandardforGroundsourceheatpumpw 3 3 3 4 4 44.3樁基埋管熱響應測試 5 6 6 7 7 7 8 9 9 9 9 10 10 10 10 11 11 11 12 12A.1一般規(guī)定 12 12A.3單樁埋管熱響應試驗方法及技術要求 13A.4測試精度要求 13A.5試驗數(shù)據(jù)處理 13 14請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本規(guī)程由江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳提出并歸口。本規(guī)程起草單位：南京工業(yè)大學、南京城鎮(zhèn)建筑設計咨詢有限公司、昆山建筑工程質量檢測中心、上海隧道工程有限公司、中煤長江基礎建設有限公司、蘇交科集團股份有限公司、上海清隧工程科技有限公司。本規(guī)程主要起草人：蔣剛、龔紅衛(wèi)、王琰、史春樂、洪鑫、管超、宗宸鋒、王振宇、邵東、王昊、英旭、徐新麗、張忠宇、周游、李志遠、吳倩、趙媛、王兵、李福清、孫長建。樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程本標準規(guī)定了“樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)”工程技術的工程勘察、測試、設本規(guī)程適用于江蘇省行政區(qū)域內采用樁基埋管地源熱泵換熱系統(tǒng)的建筑CJ/T317地源熱泵系統(tǒng)用聚乙烯DGJ132/TJ89地源熱泵系統(tǒng)工程技術DG/TJ08地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程DGJ32/TJ1地源熱泵系統(tǒng)運行管理規(guī)程樁基埋管換熱器Pilefoundationburiedhea通過在建筑樁基礎中埋設換熱器裝置(即樁基埋管)，進行淺層低溫地熱能交換，起到基礎承載和換熱的樁基埋管換熱系統(tǒng)Heattransfersystemofburiedpipepilefoun通過測試儀器，對地埋管換熱器或能源樁進行一定時間內的連續(xù)加熱或取熱，以獲得巖土體或樁基埋管荷載-溫度聯(lián)合測試Mechanical-thermotes巖土綜合導熱系數(shù)Geothermalcomprehensivethermalconductivityparameterofthe通過熱響應測試得到的鉆孔埋管或埋管樁基（能源樁）穿越巖土層的綜合導熱系數(shù)。4.1.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設計之前，應對工程場地狀況以及擬建場地淺層地熱能的應用條件展開調2)場地內已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布，已有的、計劃修建的地下管線和地下構筑物的3)場地內已有樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布及規(guī)劃綜合管線4)附近類似工程地質條件場地的樁基工程試2)擬采用的淺層地熱能類型、品質及其可利用熱量與利用方案。4)建筑可利用淺層地熱能對需求的保證率及補充能源類型。5)淺層地熱能開發(fā)利用壽命周期維護成本、節(jié)4.1.4在巖溶、斷層破碎帶等特殊地質條件地區(qū)，應根據(jù)場地工程地質條件論證樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的技4.2工程勘察4.2.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程設計前，應進行工程場區(qū)的巖土4.2.2樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程的巖土勘察應同時滿足《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021和《建筑樁基技術4.2.3樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)工程熱物性勘察應包括下列1)工程水文地質條件：地下水類型、地下水水2)地基土受溫度影響的工程性質：變溫條件下的固結特性及強度等;4.2.6場地初始溫度測試應符合下列要求：1)在地溫恢復后進行，地溫恢復時間不少于48h；4.2.7樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)換熱能力的評估應Q=qnh/1000q——通過熱響應試驗計算得到的單位延米埋管樁基換熱量4.2.8勘察報告應包括以下內容：4.3樁基埋管熱響應測試4.3.1樁基埋管換熱計算采用的熱物性參數(shù)及換熱性能指標，宜通過埋管樁基的現(xiàn)場熱響應試驗確定。4.3.3供暖和供冷兩用的地源熱泵樁基埋管工程，應進行取熱和排熱兩4.3.4單樁埋管熱響應測試方法及要求應符合本規(guī)程附錄A規(guī)定。4.3.5埋管樁基單樁的換熱量可利用給定進口溫度和流量條件下的熱響應測試獲得，并應記錄出口水溫隨時cw——循環(huán)工質的熱容(J/(kg.K));6tin——循環(huán)工質進口溫度(K)tout——循環(huán)工質出口溫度(K)4.4荷載-溫度聯(lián)合測試4.4.1樁基設計等級為甲級的埋管樁基，應進行荷載-溫度聯(lián)合測試。4.4.2為明確熱-力耦合作用下埋管樁基的傳熱與承載性能，應進行埋管樁基的荷載-溫度聯(lián)合測試。4.4.3埋管樁基的荷載-溫度聯(lián)合試驗方法按照本規(guī)程附錄B執(zhí)行。4.4.4利用荷載-溫度聯(lián)合測試方法確定埋管樁基(能源樁)承載力，應根據(jù)樁基設計確定的單樁承載力特征值沿徑向在樁土界面和周邊巖土體中安裝溫度傳感器，結合樁基載荷試驗過程，選擇若干級荷載聯(lián)合開展熱響應測試，測量試驗過程中的巖土體溫度、樁身溫度、5.1.1樁基埋管及管件應符合設計要求，均應明確標明其所用材料、公稱外徑、壁厚或管材并確保表面應無損傷與劃痕，且應有生產廠家合格證和第三方質量檢3)樁基埋管管材及管路設計使用壽命應滿足地源熱泵系統(tǒng)的設計PE-Xa管最小半徑05.1.3管材運輸前應包裝并加保護帽，保護帽應在換熱管5.1.4換熱管在運送、搬運及存儲過程中應采用裝卸設備，小心輕放，采用柔韌性好的皮帶、吊帶和吊繩進5.1.5換熱管應儲存在現(xiàn)場的干燥通風地段，不得在陽光下暴曬，擺放應有序，管路存放應有隔離措施，且5.1.7在有可能凍結的地區(qū)，傳熱介質應添加防凍劑，添加防凍劑后的傳熱介質的冰點宜比設計最低運行水溫低3℃~5℃;防凍液的選取應符合《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50366的規(guī)定，樁基埋管換熱系統(tǒng)的5.1.8現(xiàn)場灌注樁混凝土設計宜使用高導熱的材料?；炷凉橇铣龖稀痘炷两Y構設計規(guī)范5.1.10金屬水平集管宜采用成品保溫管材。樁6.1.1地源熱泵樁基埋管技術一般適宜于鉆孔灌注樁、預制混凝土空心樁、鋼制空心樁等樁型。預制混凝土6.2.1埋管樁基結構設計應根據(jù)樁基設計條件及上部荷載要求，進行承載能力計算、穩(wěn)定性驗算、樁基變形6.2.2對設計等級為甲級的建筑樁基，應考慮荷載-溫度的耦合效應對埋管1)確定樁數(shù)和布樁時應采用傳至承臺底面的荷載效應標準2)計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應采用荷載效應和樁身溫度作用效應準永久組合；計算水平地震作用、風載作用下的樁基水平位移時，應采用水平地震作用、風荷效應標準組合。3)驗算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時，應采用荷載效應標準組合；抗震設防區(qū)，應采用效應和荷載效應的標準組合，以及采用考慮溫度效應的巖土4)在計算樁基結構承載力、確定尺寸和配筋時，應采用傳至承臺頂面的荷載效應和樁身溫度作用效應基本組合。當進行承臺裂縫控制驗算時，應采用荷載效應標準組合；當進行樁身裂縫控制驗算時，應采用荷載6.2.4群樁基礎設計采用部分樁基埋管時，宜考慮埋管樁基與其它工程樁基的不同工作性能組合，進行埋管Δσ=ηNαT.ΔT.Ec(6.2.5)式中：Δσ——樁身附加溫度應力(升溫受壓為正，降溫受拉為負)(MPa)；αTEc——樁身混凝土彈性模量(MPa);ηN——樁身溫度應力系數(shù)，取0.5~1.0，端承型樁以及超固結土中的摩擦型樁取高值，正常固結土Ra——單樁豎向承載力特征值(kN)；K——安全系數(shù)，取K=2.0。6.2.7根據(jù)荷載-溫度聯(lián)合測試確定考慮溫度作用效應的埋管單樁極限承載力，測試樁數(shù)量不6.3.1樁基埋管換熱系統(tǒng)設計應進行建筑物全年動態(tài)負荷分析，并對土壤熱平衡進行分析計算，優(yōu)化設計與6.3.2樁基埋管換熱系統(tǒng)的規(guī)格與數(shù)量應根據(jù)建筑樁基布置與數(shù)量、換熱器承擔的建筑冷熱負荷、場地水文6.3.3當樁內埋管折算換熱量不能滿足建筑物冷熱負荷時，宜采用土壤鉆孔埋管補充。土壤鉆孔埋管應滿足6.3.5樁基埋管換熱器應根據(jù)換熱效率等因素確定埋管型式。埋管樁基為預應力混凝土空心樁時，宜采用垂以滿足樁基埋管換熱器排氣與強化換熱要求。樁埋管環(huán)路兩端應分別與供、回水環(huán)路集管相連接，且宜同程布置。每對供、回水環(huán)路集管連接的樁埋管環(huán)路數(shù)宜相等。供、回水環(huán)路集管間距不6.3.9樁基埋管外的管路設計布置以及循環(huán)水泵、熱泵機組選型設計等應滿足《地源熱泵系統(tǒng)技術規(guī)程》7.1.1樁基埋管工程施工的前期準備工作應符合《建7.1.2樁基埋管工程的施工組織方案應包含樁內7.1.4換熱管路安裝前應對換熱管外觀7.1.5換熱器管路安裝前、換熱管路與環(huán)路集管裝配完成后、埋管換熱系統(tǒng)全部安裝完成后，都應對管道進3)環(huán)路水平管道與分、集水器連接完成后，地4)換熱管除連接彎頭外，豎直換熱管應采用整根管材。若采用分段連接，應用直接頭連接，并對連接后7.2.2換熱管下管完成后應機械灌漿封井，灌漿回填料應根據(jù)地質條件確水泥)的混合漿或專用灌漿材料，導熱系數(shù)不宜低于鉆孔外巖土體的7.3.3樁基鋼筋籠采用焊接連接時，應對換熱管采取有效的防高溫保護措施，宜采用耐火材料對鋼筋籠焊接7.3.4換熱管管腳以及換熱管路之間的間距2)螺旋型埋管安裝時，螺旋段管路綁扎在鋼筋籠內側，直管段管路綁扎在鋼筋籠外側，并沿主筋扎緊扎3)混凝土澆筑導管樁內下放時應避免碰撞換熱管路，混2)螺旋型埋管安裝時，螺旋段管路綁扎在鋼筋籠外側，直管段管路綁扎在鋼筋籠內側，并沿主筋扎緊扎7.3.7換熱管路不綁扎垂直下放時，應利用混凝土導管在鋼筋籠內下放，過程中應避免換熱管與鋼筋籠的碰撞。同時應有換熱管與混凝土導管的分離措施，混凝土導管提升時7.3.9樁身混凝土澆筑應采用泵送自密實混凝土，混凝土澆筑完成后應檢查換熱管路的最終位7.3.11現(xiàn)場灌注大直徑摩擦型樁基埋管時，宜采取樁端注漿等措施保障樁基7.4.1在灌注樁樁頭浮漿去除、基坑開挖、破樁過程中以及承臺施工中，應對混凝土鑿除范圍內的換熱管路7.4.2在破樁后和水平環(huán)路集管鋪設前應對換熱管路進行水壓7.4.3樁基埋管換熱系統(tǒng)的環(huán)路集管施工按以下要求2)采用雙U型換熱管路時，環(huán)路集管與換扭結等現(xiàn)象，轉彎處應光滑，且應采取固定措施。承臺鋼筋綁扎應避免破壞管路，防止石塊等重物撞擊破壞4)埋管與環(huán)路集管裝配安裝完成后，應進5)環(huán)路集管鋪設前，溝槽底部應鋪設20mm~30mm厚的細砂；管道兩側和上部6)環(huán)路集管穿越基礎底板時，應采用金屬套管進行保護，金屬套管埋入鋼筋混凝土結構部分應7.4.4承臺混凝土應一次澆注完成，澆筑過程不宜過快，防止換熱管路破損。樁體及其主筋埋入承臺的長度8.1.1樁基常規(guī)檢測包括單樁豎向抗拔、豎向抗壓、水平靜載試驗及樁身完整性檢測，按《建筑基樁檢測技8.1.2樁基埋管管路系統(tǒng)連接完成后，應按設計要求進行水壓試驗。8.1.3埋管樁基的管路材料、質量檢測項目和方法應符合《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50366和《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)范》CJJ1018.2.1樁基埋管施工，應分階段對管道進行水壓試驗；管道系統(tǒng)施工完成后，應對系統(tǒng)進行水壓試驗，檢查1)根據(jù)樁基埋管換熱器的規(guī)格大小，對地2)測試得到的系統(tǒng)壓降應和設計值比較。當流速超過系統(tǒng)設計流速時，應測量最小流速及水頭損失。測得數(shù)據(jù)和相同流速下的設計值進行比較，以排查堵塞或彎折的8.2.3水壓試驗宜采用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應漏，即為合格。密封保存后帶壓下放鋼筋籠，完成混凝土管路至無泥沙等雜物后再進行第二次水壓試驗。在％，8.3.1樁基埋管換熱系統(tǒng)安裝完成后，2)管路的連接方式和安裝位置、換熱管間距、換熱管長度及與樁頂樁底間距、換熱管與鋼筋籠綁扎應符4)管路熱熔連接應符合設計要求；沖洗可結合水壓試驗進行。水壓試驗應按設計要求及本規(guī)程第9.1.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的運行、調試、監(jiān)控和管理應符合《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB50366和9.1.2應根據(jù)全年土壤熱平衡模擬計算結果或往年運行實測結果制定地源熱泵系統(tǒng)全年運行預案，進行土壤9.1.3當系統(tǒng)按部分負荷運行時，樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)應能分組控制，與地源熱泵主機相對應實行部分負9.1.4受地源熱泵系統(tǒng)運行影響范圍內的巖土體，宜定期監(jiān)測巖土體溫度、地下水位、水質、地基沉降等變9.2運行監(jiān)測與維護9.2.1樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的總分集水器的各支路上應分別設置供回水溫度傳感器、供回水壓力傳感器。9.2.2宜在樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)應用建筑范圍內、外分別設置土壤溫度監(jiān)測孔，監(jiān)測孔數(shù)量宜根據(jù)樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)的規(guī)模、布置方式確定，單項工程監(jiān)測孔數(shù)量不宜小于3個，測點的分布密度應反映不同深度地層的溫度分布特征9.2.4地源熱泵系統(tǒng)運行過程中應對埋管樁基的受力和沉降進行長期監(jiān)測，評估系統(tǒng)運行對埋管樁基承載性9.2.5應對樁基埋管地源熱泵系統(tǒng)長期運行引起的樁周巖土體年平均地溫值的變化趨勢進行評定，分析溫度變化對地質環(huán)境的影響。當年平均場地土壤溫度A.1.2埋管樁基熱響應試驗中，樁基內埋管方式、長度、回填方式、管內換熱介質流速等，應與方案設計一A.1.3熱響應現(xiàn)場應具備穩(wěn)定電源等可靠的試驗條件，對測試設備進行外部連接時，應遵循先接水后通電的A.1.5樁基埋管熱響應試驗過程應遵守國家和地方有關安全、防火A.1.6初始平均溫度的測試應采用布置溫度傳感器的方法。測點的布置宜A.2單樁埋管熱響應測試(TRT)A.2.1單樁埋管換熱器熱響應測試時，測試樁應達到傳熱準穩(wěn)態(tài)要求，該時間段內的測試數(shù)據(jù)在后續(xù)實驗數(shù)rα——樁周圍土壤的熱擴散系數(shù)的參考值(m2/s)。A.2.2當樁徑大于1000mm，且熱交換管設在樁的中心時，可利用鉆孔埋管的熱響應測試的方法測試樁的混A.2.3單樁埋管熱響應測試開始時間宜在樁身混凝土A.2.5在測試樁施工中，應以樁身軸線為中心，沿徑向在樁中心、樁土界面和周邊巖土地基中安裝溫度傳感器，在熱響應測試中，應讀取各測點的溫度隨時間的變化值，測試時間宜按A.2.7在一定循環(huán)工質、特定進口流量與溫度條件下的換熱功率，可在埋管單樁上進行換熱量測試獲得。該換熱量僅用于可行性研究和初步設計論證，不應作為單樁埋管換熱器工程設計計算A.3單樁埋管熱響應試驗方法及技術要求A.3.1單樁熱響應試驗應遵循以下步驟：3)樁基埋管換熱器內的流體流速應確保流體處于紊流狀態(tài)，流速宜控制在0.3m/s；A.3.3熱響應試驗前應盡量減少對測試樁周巖土體初始地溫的影響，重新進行熱響應試驗時應在樁周巖土溫A.4測試精度要求A.4.2流量測試允許誤差為±1%。A.4