地热能是清洁型可再生能源,开发地热能应用技术有利于推动建筑领域能源绿色发展。能源桩技术整合了桩基承载与地源热泵换热性能,利用地热能实现室内温度的调控。随着能源桩的持续运行,桩体换热性能逐渐下降,采用相变材料制备相变混凝土能源桩可有效提升桩体储能能力和换热性能,同时可减少桩-土的热干扰。本文结合模型试验和模拟分析,提出了适用于建筑温度调控的相变混凝土能源桩。首先,采用十六烷、高密度聚乙烯（HDPE）和膨胀石墨（EG）制备了定形相变材料（SSPCM）。然后,利用SSPCM通过体积代砂法制备相变储能混凝土,并以此制备相变混凝土能源桩。结合相变能源桩模型试验和数值模拟,对桩体的换热性能进行了优化分析,为采用地热能进行室内温度调控提供理论依据与指导。本文的主要内容有:（1）以十六烷为相变基材,HDPE为支撑材料,EG为导热增强剂,三者熔融共混制备适用于能源桩的SSPCM。采用泄露试验和X射线衍射分析,研究SSPCM的封装稳定性和化学组成。进行SSPCM的相变温度、相变潜热、导热系数、扫描电子显微镜和吸热等试验。结果表明,十六烷与HDPE比例为7:3时,在能源桩运行温度下,SSPCM性能稳定无泄露,相变温度为19.03℃,潜热达139.9 J/g;采用SSPCM替代30%体积砂子,制备的相变混凝土强度等级约为31.3 MPa。（2）浇筑相变混凝土能源桩并搭建相变能源桩运行平台,分析桩体换热性能。进行了普通混凝土能源桩与相变混凝土能源桩换热对比试验,结果表明,运行10 h,本文相变混凝土能源桩桩周中点的温度较普通混凝土能源桩可降低约4.3%,表明相变材料可应用于提升桩体的换热性能与储能能力。（3）采用Fluent R2020软件建立相变能源桩三维模型,研究不同流体流速、入口水温、导热系数、相变潜热和相变温度等对相变混凝土能源桩换热性能的影响,进行桩体参数优化。随着流体流速和入口水温的增加,相变能源桩的桩体潜热利用率最大为57.7%;相变温度对桩体出口水温、桩-土温度无明显影响。提升桩体相变潜热与导热系数有利于增强桩体换热量,改善温度调控的效果,当相变温度为20℃、潜热为4J/g,导热系数为3.2 W/m·K时,相变混凝土能源桩桩体换热量较普通混凝土能源桩提升约60.2%。