Energipålning : En grön grundläggning

Sammanfattning: Det finns en innovativ, grön grundläggningsteknik kallad energigrundläggning. Principen är att integrera redan erforderliga, strukturella element såsom pålar med en värmeväxlare i syfte att utvinna energi. Tekniken har funnits sedan tidigt 80-tal men har knappt används i Norden. Tekniken visar på stor potential då man kan uppnå synergi genom utvinning av värme under vinterhalvåret och kyla under sommarhalvåret. I detta arbete redogörs för grundläggande principer och mekanismer bakom energigrundläggning samt en omfattande litteraturstudie av vad som tidigare har studerats inom området. Det finns få exempel i litteraturen på problematiken med förändrade geotekniska egenskaper hos jorden på grund av energiutvinningen och än färre exempel på knäckningsproblematiken hos slagna, slanka stålrörspålar. Tyngdpunkten i arbetet har varit just denna förändring av de geotekniska egenskaperna, främst skjuvhållfastheten och hur denna förändring påverkar pålens bärförmåga. På grund av saknad av originell data har flera antaganden och erfarenheter tagits från Tidfors (1987) som undersökte förändringar hos olika lerors geotekniska egenskaper då de utsattes för olika temperaturdifferenser. I arbetet har två konsekvenser av användning av energipålning studerats i en fallstudie, nämligen temperaturinducerad rörelse av pålen och försämrad bärförmåga med avseende på knäckning. Fallstudien är ett nyligen färdigställt projekt i Jyväskylä, Finland där en kommersiell byggnad grundlagts på energipålar. De temperaturinducerade rörelserna hos pålen har undersökts analytiskt genom beräkning med gällande förutsättningar i Jyväskylä. De axiella lasterna som uppkommer i studien visar inte de storlekar som krävs för att innebära ett strukturellt problem. Dock visar fenomenet på ett reellt problem som måste tas i beaktning. Det är även svårt att modellera problemet då det är svårt att avgöra vilken slags inspänning pålen har. Knäckningsproblematiken studerades även den analytiskt genom beräkning. En typ-påle dimensionerades enligt gällande normer med en gradvis försämrad och förbättrad skjuvhållfasthet. Förändringen av skjuvhållfastheten byggde på antaganden baserade på resultaten presenterade av Tidfors (1987). Den försämrade skjuvhållfastheten innebär självfallet försämrad bärförmåga. Brottmoden knäckning blev dimensionerande vid en 50 % försämring av skjuvhållfastheten. Användandet av energigrundläggning medför förändringar av jordens geotekniska egenskaper och innebär att ett behov av att kvantifiera dessa förändringar uppstår. Vidare måste konsekvenserna av användande integreras i dimensioneringsprocessen så att framtida ekonomiskt gångbart användande är möjligt. På så sätt kan tekniken växa och infria sin stora potential.