统计数据显示,2018年建筑运行阶段能源消耗占建筑全过程能耗总量的比重约为46.5%,占全国能源消费总量的比重约为21.7%。因此发展以能源桩为代表的新型地源热泵技术,利用地热能降低建筑运行阶段能耗是实现“双碳”战略目标的重要措施。然而传统能源桩桩身混凝土导热系数低,且不能充分利用地下水的热对流作用,换热效率难以进一步提升。针对目前能源桩存在的问题,本文提出一种适用于地下水条件下的高导热透水混凝土能源桩,透水桩极大增加了桩体与地下水接触面积,可以充分利用地下水的热对流作用,桩身添加的导热材料也提高了桩土热交换效率。通过模型试验和数值模拟相结合的手段,研究了高导热透水混凝土能源桩的传热特性,主要工作及结论如下:（1）开展了高导热透水混凝土材料配合比试验,研究高导热透水混凝土的配合比及其力学性能和导热性能。以1200目碳化硅粉末为导热增强材料,通过正交试验方法,选定水胶比、碳化硅掺量和设计孔隙率三个因素进行配合比试验,并进行抗压强度、有效孔隙率、渗透系数、水泥浆体稠度及附着性和水泥石导热系数测定。结果表明:透水混凝土的设计孔隙率越大,抗压强度越低,且抗压强度随着水胶比增大而减小;混凝土减重率与混凝土抗压强度呈明显的负相关,减重率越低,抗压强度越高。碳化硅的掺入可以有效提高水泥石的导热系数,当碳化硅掺量由5%提高至15%时,水泥石导热系数提高了大约43.53%。综合考虑导热性能和力学性能,用于制作能源桩的高导热透水混凝土水胶比为0.29,设计孔隙率为9%,碳化硅掺量为15%。（2）开展了高导热透水能源桩的桩单元体试验,主要研究了桩周土体饱和度、能源桩运行参数和地下水渗流对高导热透水能源桩换热效率的影响。研究结果表明:在干燥砂土中,高导热透水能源桩换热效率比高导热不透水能源桩低约12.12%,比普通透水能源桩高约11.54%;而当桩周土体从干燥到饱和时,高导热透水能源桩的换热效率提高约24.14%;饱和砂土中,循环液温度或循环液流速的增加均可提高高导热透水能源桩的传热性能。地下水从静止到渗流时,高导热透水能源桩换热效率提高约19.44%;地下水渗流时,高导热透水能源桩换热效率比高导热不透水能源桩提高约13.16%;比普通透水能源桩提高约22.86%。地下水静止时,高导热透水能源桩采用间歇运行模式能提高运行效率,但地下水渗流时,高导热透水能源桩连续运行模式的换热效率要高于间歇运行模式。（3）开展了高导热透水能源桩传热特性模拟研究,建立了能源桩在地下水静止或渗流时的热-流耦合模型,并采用试验结果对模型进行了校验。在此基础上,对渗流场进行修正,深入研究了地下水渗流时高导热透水能源桩桩身透水性和基体导热性对传热性能影响的机理,分析了高导热透水能源桩基体导热系数和地下水渗流速度对高导热透水能源桩传热性能的影响。结果表明:当地下水渗流时,高导热透水能源桩的换热效率比高导热不透水能源桩提升了16.25%,比普通透水能源桩提升了 62.96%;提高基体导热系数和地下水渗流速度均能显著提升高导热透水能源桩系统的换热效率。此外,地下水埋深越浅,高导热透水能源桩运行效率越高;地下水位处于能源桩中部或埋深更浅时,高导热透水能源桩传热性能比高导热不透水能源桩传热性能好,且地下水渗流能显著提高高导热透水能源桩长期运行效率。