岩土热响应测试及应用中的问题探讨

行 现场热响应 测试。
块， 计算机等） 。
１ 土壤原始温度测定 ． ２
流量 ， 功率。
自 １８ 年以来 ， ９３ 国内外 许多单位研制 出了 岩土热物性参 数测试装置 ， 我们根据工程需要 ，
２ 岩土热物性参数计算模型及选择 计算 岩土热物性参数可采用线热 源解析模 ２ 计算模型 １
４ 恒温测 试法 虽减低 了测试 条件 和缩短 ＿ ３
（） ２柱热源解析模 型。在 恒热流条件 下 ， 利 不 够 ， 可能造成计算结果 出现偏差 。因此 ， 有必
但不无法确定地 源热泵长期（～ ０ １ ３ 用 柱热 源解析模 型可 得到流体 平均 水温 ， 随 要研 究能准确进行 短步长的计算模型 ， 以大 了测试 时间 ， 可
时间的变化 ：
大缩短测试 时间 ， 约测试 成本。 节
３ 关于恒热流条件 ． ２
年１ 行性能预测所需要 的导热 系数 以及体积 比 ｉ 垂
热， 导致此方法具有很大 的局 限性 ； ４ ． ４由于 目前热 响应测试是进 行单孔试验 ，
＝
＋
譬
＋
由于线 热 源解 析模 型 和柱 热源 解 析模 型
测 使 用 的前 提必 须是 恒 热流 条件 。如 果 测试 条 获 得的参数不可能反映孔 群效 应 ， 试环境 与
其中 Ｇ函数计算见文献 。 件 发 生 变化 （ 电压 波 动 或 流量 变 动 等） 会 热 泵制冷机组 的运行条件 有一定的差距 ，因此 如 都
土 的综合 导热 系数和综合体积 比热是 地源热泵
主要包括 循环 系统（ 水泵 ， 管路 、 调节 阀 门 通过加热 器以恒定热 功率对 水箱 内 的水 加热 ，
系统设 计的重要基础性依据。目 ， 前 岩土热物性 等） 、 加热系统冰 箱， 电加热等）电控系统Ｏ 、 电源 使加热后 的循环水 以恒定 的流量进入埋设在 地 参数 的获取方法有查表 法 、 验室测量法和现 开关 ， 实 水泵开关 ， 加热器开关 ，４ Ｖ电源等） ２Ｄ 和测 下与周围土壤充分接触 的 ｕ型管换热器进行 换
一
一
７ ８一
中国新技术新产 品
：』 蔓 Ｃ ｉ ａＮｅ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃ ｓ ｈｎ ｗ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄＰ ｏ ｕ ｔ
工 程 技 术
Ｔ对 若采用水泥 回填 ， 凉孔 在恒热 流条件 下 ，利用线热源解析模 型可 消 除施＿ 测试 的干扰。 得到 流体平 均水 温 随时间 的变化 ：
指施工 的技术 、 工艺 、 方法和机 械 、 备 、 设 模具等 施 工手段 的配 置 ； 后者指施 工程 序 、 艺顺序 、 工 施 工流 向、 动组织方面 的决定 和安排等 。 劳 在工 程施 Ｔ中 ， 施工方案是否合理 ， 工艺是否先 施工 进 ， 工操作是否正确等都将对 工程质量产生 施 重 大的影响。
【 ） 条件 ５环境 环境条件 是指对工程质量特性起重要 作用 的环境 因素 ， 包括地 质 、 文 、 水 气候等 自然环境 ； 施＿现场 的通 风 、 Ｔ 照明 、 卫生防护设施 等劳 安全 动作业环境 ；承发包合 同所派生 的多单 位多专 业共 同施工 的工程管理环境等 。 加强环境管理 ， 改善作 业条件 ，是控制环境条件对 工程 质量影 响的重 要途 径。
一般 １ 小时 以前模 型计 算值与测试 值符 人 参数的影 响，因此有必要进 行新的或简化计 ０ 其 中 为孔壁平均 温度（ ） 为土 壤原 较 差 ， ｑ； Ｃ 始 温度（ ； 为换热孑热量？； 为换热孔深 合 性不很理想 ， ， ℃） Ｑ Ｌ Ｌ 因此 正式测试 时间应连续 进行 算模 型的研 究 ；
场测试 法 ，其中现场热响应测试得 到的数据更 量系统（ 进出温度传感器， 进出压力传感器 ， 流量 热 。 开始加热之时即以一定时间间隔洳 ５ ｉ 或 ａ ｒｎ
能反映场地的实际情况， 因此规范［规定应进 传感器 ， １ ］ 电功率传 感器 ， 据采集 模块 ， 讯模 １ｍ ￣ 记 录地 下换热器 ｕ型管的进 出 口 温 ， 数 通 ０ｉ 水
和改进 。
型管水温 ， 作为岩土原始温度 。
ｃ设计方案审查 。 ） 控制设计质量 ， 审查设计 方案 ， 以保证项 目 设计符合 设计大纲要求 ， 符合 国家有关工程建 设的方针政策 ，符合现行设计 规 范 、 ， 国情 ， 艺合 理 ， 先进 ， 标准 符合 Ｔ ＿ 技术 能 充分发挥 工程 项 目的社会效益 、 经济效益 、 环境 效益 。
＝ ＋ ＋
４结语
时间最好 １ 天 以上 ， ０ 因为水泥有 一个缓慢 的放
热 过程 。
４ ｌ目前计 算岩 土热物 性参数 的线 热源解
析模 型和柱热源解析模 型均是在恒热流前提下
［ ） 警 （ １ ）
ｓ
由于线热源解 析模型在测试初期 的准确性 适 用 ， 三维数值模型理论上 比较准确 ， 但仍受输
土壤原始温度必须首先测定 ， 以采用 直 可
柱热源解析模型以及三 维数值模 型。 在工程实践 的基 础上 ，自主研发 了一套热 响应 接埋 在土壤深 处的铂 电阻温 度传感器 测定 ； 也 型 、
测试装 置 ， ， 实际应用 中不断进行 完善 可 以通 过在不加热情况下 只开启循环泵量 测 ｕ 同时 还在
（） １线热源模型。 国家标准 、 部颁标准 和行业标 准组织验收 。 ｄ审查质量 问题 （ 故 ） 告 ， 与现场 质 ） 事 报 参 量监督会议。当施工 中出现质量问题 ， 时引 应及 起重视 ， 防止诱发重大 的质量事 故 ， 组织专人 调 查分析原 因及特 点 ， 并审查监 理 、 施工单位填 写 的工程 问题（ 事故 ） 报告单及处理方案报审单 。
兰 ： Ｃ ｉａ Ｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃｓ
工 程 技 术
岩 土热 响应测试 及应用 中的问题探讨
黄练 红 沈 泽 施恂 根 （ 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司， 四川 成都 ６ ０８ ） １０ ６ 摘 要： 岩土热物性参数是地源热泵 系统设计的重要基础依据 ， 准确程度 决定着地 源热泵 系 其 统运行 的可靠性和经济性。本文介绍 了岩土热物 性测试设备 构成及数 据处理模 型 ， 热响应测试 的某些 问题进行 了讨论 。 并对 热响应 测试是地 源热 泵工程应用的基础工作 ， 具有重要 意义。目 前 仍需要 对其计算模 型、 测试 方法及 装置进行研 究。
数 。平均水温 定义 为换 热器进 口温度 与
换 热器进 口温度 ， 的平均值 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
若测 试中途 因故 障停机（ 电 ， 的工 间应 连续进行 ４ 小时 ，并且测试 前期 １ 小 时 如停 或有 ８ ０
程柴 油发 电机停 机） ，测试数据 的持续 时问长度 的数 据不参 与计算 ；
ｄ设计 图纸的审核 。 计图纸是设计 工作 ） 设 结语 的成果 ， 又是施 工的直接依据 。所 以 ， 阶段 设计 建设工程质量安全关系到人 民群众的切实 的质量控制 最终要体 现在设计 图纸 的审核 上 。 利 益 ，以建设 单位为首的建设工程各参建 方应 施 工 图是对 设备 、 设施 、 建筑 物 、 管线 等工 程对 本 着对国家 、 民高度负责 的态度 ， 采取 对人 积极 象的尺 寸 、 布置 、 材 、 选 构造 、 相互 关系 、 工及 切实有效 的措施 ，狠抓工程质量管 理各项工作 施 安装质量要求 的详 细图纸 和说明 ，是指导施工 的落实 ， 杜绝质量安全事故发生 、 面提高建 为全 的直接依据 ， 也是设 计阶段质量控制 的重点 。 审 设工程质量水平 、促进建筑业健康有 序发展做 查重点是使用功能是否满足质量 目标和水平。 出积极贡献 。 参考文献 ４ 建设单位 的质量管理 ． ３ （） 主对施工 的质量 管理 ２业 １ １ 对 建 设工程 项 目从决 策到验 收交付 使用 ， 共 业 主在施 工阶段的质量控制 主要在 以下几 『王一飞． 工程项 目重要环 节和 关键部 位管理 分四个 阶段 ， 工程立项 阶段 、 阶段 、 工 方面 ： 即： 设计 施 的几点思考口 四 川： 咽． 四川建筑 ， ０ （ ： ６ ２ ７ ）５． ０ ２１ 阶段 、 工程验收 阶段 。而在各个 阶段 ， 业主要 针 ａ确定工程质量控制 流程 中主动控制影 响 『陈长春． 项 目 ） ２ Ｉ 试论 成本 管理在 工程 施工 中的应 对不 同时期 的不同重点 ，采取相应的质量控 制 质量 的 因素 （ 括人员 、 包 材料 、 、 备 、 工 用『 ． 东： 东利 ， ０（ ： ８ ７． 机具 设 施 Ｍｊ 广 广 坡 ２ ６ ）１ － ９ ０ ４ ７ 。工程质 量控 制流程确 定后 ， 进 『任有保 香 港西铁 Ｃ ２３项 目质 量管 理 ［ ． ３ １ Ｃ１ Ｍ］ 手段 ， 来最终完成对建设 项 目的质量控制 ， 到 顺序 和方法 等 ） 达 施 ２ ０ （ ９ －９ ． ） 预期的质量 目 。 标 步完善质量监督组织 ，如业 主可设质 量管理 北京 ： 工技 术，０ ９５：２ ４ （） １业主对设计的质量管理 部门 ，直接负责监督监理和施工单位 的质量行 ｆ李玉琳 ， 慧珍． 强施 工质量 的过程控制 ［ ． ４ 】 廉 加 ＭＩ 设 计工作是工程建设 的基础 ， 时准确 的 为 ， 及 并协调二者关系 。 北京 ： 建筑技 术，０ ９ ４ ９ ４ ３ ２ ０ ＠：２ － ３ ． 提供设 计图纸 、 处理工程重大技术 问题 ， 对保证 ｂ胡 质量检验 、 ）好 落实检验方法 。 质量检验 ｆ赵挺生． ５ 】 现存建筑物可靠性评价【】 【． ｊ建筑结构， 方法包 括 ： 操作者 的 自检 、 内的互 检 ， 班组 各工 １ ９ １）４ —４． 工程质量具有 重大意义 。 ９ ８（Ｏ：１ ５ 质检员 的巡检 ， 以及业 主 、 监理 、 ［余立 中． ６ １ 大型项 目建设 “ 立第三方综合考评” 独 ａ根据项 目建设要求有关批文 、 。 ） 资料 编制 序间 的交接检 ， 出设计 大纲或方案竞争文件 ， 组织设 计招标或 设计及政府质量监督部门的检查。 制度 和模 型的研 究与 实践 Ⅱ 建筑 经济 ，０５ 】 ． ２０ 方案竞 争 ， 评定设计方案 。 ｃ对分部工程 、 ） 隐蔽工程组织验收。对不同 （ ４：９ ４ ． ２ ）３ － １ ７ ｂ进行 勘察 、 计 ， 研单位 的资 质审查 。 类型 的分部工 程和隐蔽工程 ，应及时组织有关 ） 设 科 优选 勘察 、 、 研单位 ， 设计 科 签订合 同和 按合 同 部门进行检验。不同类型的分部工程因工程内 实施 ， 强对 实施过程的质量控制。 并加 容不 一 ， 量检 验评定标准也不 同 ， 格按照 质 应严
度 ㈤ ； 为孔 内热阻（ ； － Ｑ） ３ 为岩土导 热系数 ， ４ 小时 ， ８ 同时 ， 试前期 １ 小时 的数据最 好不 测 ０ 硒 ｍＫ； ｃ为体积比热； 为指数积分函 参 与计算 。 ｆ ） （ ４ ２为消 除施 工过程 的干 扰 ， 热响应测试 至 少 应在钻孔完成后 ２ 天进行 ，同时正式测试 时
关键 词： 源热泵 ； 地 岩土热物性 ； 热响应测试 中图分类号 ：Ｋ ７ Ｔ Ｉ２ 文献标识码 ： Ａ
概述 岩土热物性参数包括地埋管深度 范围 内岩
１ 现场测试装 置及测试 方法概述 １ 热响应测试 装置 ． １
１ 热响应测试 ． ３ 土壤原始温度 已测 之后 ， 热响应测试 。 开始