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正版 能源地下结构的理论及应用:地下结构内埋管的地源热泵系统
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序
前言
第一章 绪论
节 地表浅层地热能及其开发
第二节 能源地下结构概念
第三节 能源地下结构类型
一、能源桩
二、能源连续墙
三、能源隧道
第二章 能源地下结构的地质勘察和热物性测试
节 浅层地温分布规律
一、变温带
二、常温带
三、增温带
第二节 能源地下结构的地质勘察
一、地质勘察要求
二、地质勘察方法
第三节 岩土热物性测试的原理和方法
一、岩土体热物性参数
二、导热系数和热扩散率的现场测试原理
三、单位孔深换热量的现场测试原理
四、岩土体热物性的现场测试仪器和方法
五、岩土比热容测试原理和方法
第四节 工程实例
一、岩土层的岩性及结构
二、地下水水质
三、地下水水温、水位、流速及流向
四、岩土层原始地温测试及恒温层的确定
五、单位孔深换热量测试
六、岩土体的综合导热系数
七、地温恢复能力测试
第三章 能源地下结构传热理论
节 地下连续墙内埋管换热器传热理论
一、地下连续墙内埋管换热器周围温度场二维传热模型
二、地下连续墙内埋管换热器内流体温度场一维模型
三、影响地下连续墙内埋管换热器换热量的因素
第二节 钻孔灌注桩排桩内埋管换热器流一热耦合数值模型
一、流一热耦合数值计算简介
二、流一热耦合控制方程
三、流一热耦合数值几何模型及边界条件
四、影响钻孔灌注桩内埋管换热器换热量的因素分析
第三节 隧道结构内埋管换热器传热理论
一、隧道结构内埋管换热器传热模型
二、理论解与现场实测结果的对比验证
三、影响隧道结构内埋管换热器换热量的因素
第四章 能源地下结构设计计算方法
节 地下连续墙内埋管换热器设计计算方法
一、地下连续墙内埋管换热器的负荷计算
二、地下连续墙内埋管换热器的布置形式和参数计算
三、地下连续墙内埋管换热器系统的压力损失计算
第二节 钻孔灌注桩排桩内埋管换热器设计计算方法
第三节 隧道结构内埋管换热器设计计算方法
一、隧道供热负荷计算
二、热交换管布置形式优化
三、热交换管埋设位置优化
第五章 能源地下结构中的热交换管与地下结构相互作用
节 埋管对结构承载力的影响
一、地下连续墙内埋管对其承载力影响
二、隧道结构内埋管对其承载力的影响
第二节 系统正常运营时的温度应力
一、温度应力的基本概念
二、弹性温度应力理论及有限元计算方法
三、系统正常运行时温度应力的数值模拟
第三节 隧道衬砌变形和施工对热交换管的影响
一、隧道初衬变形对热交换管的影响
二、隧道二衬施工对热交换管的影响
第四节 系统运行对周围环境的影响
一、系统长期运行时周围土层的温度分布特点
二、土层热物性对温度场的影响
第六章 能源地下结构施工方法与质量控制技术
节 管材材质及要求
第二节 地下连续墙内埋管换热器施工方法与质量控制
一、地下连续墙内埋管的构造设计
二、地下连续墙内埋管的关键施工方法
三、地下连续墙内埋管的施工质量控制措施
第三节 桩基内埋管换热器的施工方法与质量控制
一、桩基内埋热交换管的构造设计
二、桩基内埋管的关键施工方法
三、桩基内埋管的施工质量控制措施
第四节 隧道结构内埋管换热器施工方法与质量控制
一、隧道结构内埋管的施工工艺
二、隧道结构内埋管的施工质量控制技术
三、隧道结构内埋管的热交换管检测
第七章 能源地下结构实例
节 上海自然博物馆工程能源桩和能源地下连续墙
一、工程概况
二、灌注桩工程桩及地下连续墙内埋管布置
三、地下连续墙内埋管布置形式优化
四、地下连续墙内埋管换热能力现场试验
五、水泥水化热对换热能力的影响
第二节 上海富士康总部大厦能源地下连续墙
一、工程概况
二、地下连续墙内埋管布置
三、地下连续墙墙体原始温度测试
四、地下连续墙内埋管换热能力现场测试
第三节 内蒙古扎敦河隧道地源热泵型防冻保暖能源隧道
一、工程实例
二、隧道衬砌结构内埋管布置
三、热响应试验
四、系统运行效果测试
参考文献
后记
能源地下结构是一种由地源热泵技术引申而来的 崭新的建筑节能技术。它利用地下结构本身处于一定 深度而常年保持恒定温度的地层中,将地源热泵系统 的地下热交换管直接植入地下结构内,与地下工程部 分结构一起形成地下换热器,解决了在城市中推广地 源热泵技术中占地和成本高两个主要障碍。《能源地 下结构的理论及应用--地下结构内埋管的地源热泵系 统(精)》是作者(夏才初、张国柱、孙猛)研究团队近 5年内的*新研究成果的总结。主要介绍了能源地下 结构的概念、类型和工作原理;系统论述了能源地下 结构的传热理论、勘察和测试方法、设计计算理论和 方法、施工技术与质量控制技术,以及能源地下结构 中的热交换管与地下结构的热学和力学相互作用,还 给出了两个城市地下建筑工程和一个山岭隧道工程中 能源地下结构的应用实例。
本书可作为隧道与地下工程、暖通工程、岩土与 地质工程等专业从事地源热泵系统勘察、设计、施工 、测试的技术和科研人员的参考书,也可以作为相关 专业研究生学科交叉研究的教材。
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