能源桩是地源热泵应用的一种新形式，是将地源热泵的地下换热器融合到建筑结构的地基基础中，充分地利用混凝土良好的导热性能，与周围大地形成热交换元件。《能源热交换桩理论与技术应用》一书分别对能源桩系统的工作原理、传热理论、测试技术、施工技术、传热性能及结构热响应特征等进行详细介绍，并着重对CFG复合桩基在浅层地热能中的应用进行了分析，本书出版有助于推广和详解能源桩的技术优势,对于从事地源热泵技术及建筑节能技术研究的技术人员及研究人员亦具有重要的参考价值。
在世界能源供应可持续性发展的背景下，建筑节能技术的推广应用势在必行，地热能等新型绿色能源的开发研究也已经成为一种趋势。地热能是来自地球深处的可再生性热能，目前对地热的利用主要为取用深层地热能进行供暖与地热发电等。随着近些年来地源热泵系统的广泛应用，浅层地热能已经引起了越来越多的重视，加速推动能源地下结构如基础底板、地下连续墙、桩基和隧道衬砌结构作为地下换热器的新型换热系统已迫在眉睫。
桩基埋管（俗称“能源桩”）就是地源热泵应用的一种新形式，将地源热泵的地下换热器融合到建筑结构的地基基础中，充分地利用混凝土良好的导热性能，与周围大地形成热交换元件。《能源热交换桩理论与技术应用》一书结合现场对能源桩结构换热性能的测试经验，综合叙述了地下换热器的理论模型，总结了能源桩施工技术，以及针对在换热过程中温度荷载、结构荷载和地下水渗流等方面对能源桩效能的影响，此外，针对能源CFG复合桩基工程实例进行深入剖析，力求理论与实际工程相结合、试验研究和工程应用相结合，对从事地源热泵技术及建筑可持续发展研究的技术人员及研究人员具有重要的参考价值。
《能源热交换桩理论与技术应用》一书的编写工作在北京科技大学完成，试验研究工作在清华大学程晓辉副教授指导下完成，感谢清华大学郭红仙副研究员、李翔宇、张志超、王浩给予的支持与帮助，感谢建筑科学研究院姚智全老师、张强的现场试验支持与鼓励，感谢北京科技大学纪洪广教授、王涛老师给予的支持与帮助，感谢李翔宇、高宇、张慧等在我的写作过程中提供的资料与帮助。特别感谢清华大学剑桥大学麻省理工学院低碳能源大学联盟(LCEUA)项目的支持。本书撰写过程中，参阅了大量国内外文献与同行工作，在此对他们的辛劳与工作一并表示感谢。
本书是结合本人博士后期间的研究成果和近几年工作中工程经验编写而成的。本人力求将最新的研究成果和信息奉献给读者，但由于水平所限，阐述的内容难免有疏漏和不妥之处，敬请专家和读者批评指正。
由爽
2016年1月北京科技大学
第1章 能源桩地源热泵系统
1.1 浅层地热能的利用
1.2 地源热泵系统简介
1.3 能源桩换热系统简介
1.4 地下换热器埋管形式
1.5 小结
第2章 地下换热器传热理论模型
2.1 无限长线热源模型
2.2 有限长线热源模型
2.3 空心圆柱热源模型
2.4 实心圆柱热源模型
2.5 其他传热理论模型
2.6 小结
第3章 能源桩换热性能测试技术
3.1 现场测试分类
3.2 测试仪器设备
3.3 现场测试技术要求
3.4 岩土热物性参数
3.5 实验室测试方法
3.6 案例分析
3.7 小结
第4章 能源桩基埋管施工技术
4.1 能源桩施工原则
4.2 能源混凝土灌注桩施工技术
4.3 能源CFG桩施工技术
4.4 钢筋混凝土预制能源桩施工技术
4.5 小结
第5章 能源桩传热性能及影响因素
5.1 桩埋管换热系统传热性能原位测试
5.2 桩身水泥水化热的影响
5.3 加热功率对换热性能的影响
5.4 循环水流速对换热性能的影响
5.5 进口水温对换热性能的影响
5.6 运行模式对换热性能的影响
5.7 测试时长对换热性能的影响
5.8 能源桩单孔换热量的设计分析
5.9 群桩换热结构性能分析
5.10 小结
第6章 能源桩结构响应特征
6.1 能源桩结构性能
6.2 在温度荷载作用下桩土的相互作用机理
6.3 在温度和结构耦合作用下的桩土相互作用机理
6.4 CFG能源桩结构响应案例分析
6.5 能源桩承载性能分析
6.6 小结
第7章 地下水对能源桩换热性能的影响
7.1 地下换热器有限元模拟
7.2 含水量对岩土导热性能的影响
7.3 地下水流动对地下换热器影响的理论背景
7.4 三维有限元模拟地下水渗流对桩基埋管换热的影响
7.5 地下水对能源桩的换热性能影响案例分析
7.6 小结
附录A 典型土壤、岩石及回填料的热物性
附录B 聚乙烯（PE）管外径及公称壁厚（mm）
附录C 北京顺义地区能源CFG桩施工
附录D 天津滨海湖能源桩施工
参考文献
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