Natural Ventilation in Buildings pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Routledge

作者:Allard, Francis (EDT)/ Santamouris, Mat

出品人:

頁數:366

译者:

出版時間:1998-2-1

價格:USD 136.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9781873936726

叢書系列:

圖書標籤:

• 通風
• 能源
• 建築
• 自然通風
• 建築通風
• 室內空氣質量
• 節能建築
• 可持續建築
• 建築設計
• 建築工程
• 環境控製
• 熱舒適性
• 通風係統

建築熱力學與環境控製：邁嚮可持續人居的深度探索 本書聚焦於建築物理學的核心領域——室內外環境的耦閤作用、熱工性能的精準模擬以及先進的環境控製策略的集成應用。 旨在為工程師、建築師、研究人員和規劃師提供一個全麵、深入且具有高度實踐指導意義的知識框架，以應對當代建築對能源效率、居住者健康與舒適度日益提高的要求。 第一部分：建築熱物理基礎與動態模擬 本書開篇即奠定瞭堅實的物理學基礎，深入剖析瞭熱量傳遞的三種基本機製——傳導、對流和輻射——在建築圍護結構中的復雜交互作用。我們詳細闡述瞭如何利用有限差分法（FDM）和有限元法（FEM）對建築構件的熱橋效應、蓄熱行為以及時間滯後效應進行精確建模。 傳熱分析的精細化處理部分，重點探討瞭不均勻溫度場和非穩態熱流下的物質傳遞問題。書中包含瞭對材料熱工性能的深入討論，特彆是新型保溫材料、相變材料（PCM）在調控室內溫度波動中的應用潛力與局限性。通過引入時間序列分析和傅裏葉變換技術，我們教授讀者如何解構和預測建築在不同氣候帶下的動態熱響應麯綫。 空氣流動與汙染物輸運是本書的另一核心支柱。我們超越瞭經典的質量守恒和動量守恒定律（Navier-Stokes方程）的常規應用，轉而深入探討瞭計算流體力學（CFD）在室內空氣動力學中的高階應用。重點內容包括： 1. 湍流模型選擇與驗證： 對 $k-epsilon$, $k-omega$ SST 等主流湍流模型在復雜室內幾何結構（如中庭、多功能空間）中的適用性進行瞭嚴格的比較分析與案例研究。 2. 汙染物源項與擴散： 精確識彆和量化建築材料、人體活動、室外滲透等産生的揮發性有機化閤物（VOCs）、顆粒物（PM）的生成速率。模擬空氣處理係統（如送風口、迴風口）對汙染物空間分布的控製效率。 3. 氣密性與滲透流： 詳細分析風壓和溫度梯度驅動下的建築滲透（Infiltration）和通風（Exfiltration）過程。引入瞭基於等效滲透率模型的計算方法，以及對場地風環境（Urban Canyon Effect）影響的修正係數。 第二部分：高性能圍護結構與熱工性能提升 本部分著眼於建築外殼這一能量交換的前沿陣地，探討如何通過設計優化實現極低能耗目標。 玻璃幕牆與太陽得熱控製： 深入分析瞭玻璃係統的光譜選擇性、遮陽係數（SC）和太陽得熱係數（SHGC）的實際測量與模擬預測。書中詳細對比瞭外部遮陽係統（如百葉、遮陽闆）與內部遮陽係統在控製眩光和維護熱性能方麵的優劣。我們還引入瞭動態遮陽係統的控製邏輯，探討如何根據太陽角度和室內照度需求實時調整遮陽角度以最大化自然采光並最小化熱負荷。 實體結構與熱惰性設計： 闡述瞭如何利用建築質量（Thermal Mass）來平滑日溫差和年溫差，特彆是在間歇式使用（如學校、辦公樓）場景下的應用策略。內容涵蓋瞭高密度混凝土、相變材料集成牆體以及地埋式熱交換係統的熱性能評估。 氣密性與水汽遷移控製： 詳細介紹瞭氣密層（Air Barrier）和水汽屏障（Vapor Retarder）的構造細節和安裝標準。通過摩爾圖（Mollier Diagram）和擴散阻力計算，分析瞭圍護結構內部可能發生的水汽冷凝風險（Interstitial Condensation），並提供瞭避免結構損壞和黴菌生長的設計規範。 第三部分：集成化環境控製係統設計與優化 本書的第三部分將焦點從被動策略轉嚮主動係統，探討如何將HVAC係統、自然通風與智能控製無縫集成。 先進供暖、通風與空調（HVAC）係統： 本章節不局限於傳統的三管製或四管製係統，而是深入研究瞭： 1. 熱泵技術的高級應用： 地源熱泵（GSHP）和空氣源熱泵（ASHP）在不同氣候區的能效錶現（EER/COP），以及其與可再生能源（如光伏）的協同運行模式。 2. 輻射供冷暖係統： 詳細分析瞭地闆、牆麵輻射闆的錶麵溫度控製、熱舒適度預測（PMV/PPD模型）及其在低能耗建築中的應用優勢和局限性。 3. 新風處理與能量迴收： 聚焦於熱迴收通風機（HRV/ERV）的效率評估，以及如何設計高效的新風分配網絡，以滿足健康標準的同時將熱損失降至最低。 自然通風與混閤通風策略： 盡管我們不探討“自然通風”這一單一主題，但本書將自然通風視為整體環境控製係統中的一個關鍵組成部分。 風洞實驗與CFD驗證： 如何利用風洞實驗數據校準建築周圍的氣流模型，並指導開窗位置和尺寸的設計。 熱壓與風壓驅動： 詳細分析瞭煙囪效應（Stack Effect）和風驅動通風（Wind-Driven Ventilation）的耦閤機製。 混閤通風的控製邏輯： 探討瞭在何種溫差、風速閾值下，係統應自動從自然通風模式切換到機械通風模式，以保證室內參數的穩定性和能源的最優利用。這涉及復雜的邏輯編程和傳感器網絡的設計。 第四部分：性能評估、健康與能耗管理 本書的最後部分著眼於整個建築生命周期內的性能驗證與持續優化。 室內環境質量（IEQ）的量化指標： 不僅關注溫度和濕度，更側重於空氣質量（IAQ）、熱舒適性（Thermal Comfort）和視覺舒適性（Visual Comfort）的綜閤評估。引入瞭如PMV/PPD、Predicted Mean Vote (PMV) 等指標在實時監測和反饋控製中的應用。 建築能源模擬（BEM）工具的深度應用： 對EnergyPlus, TRNSYS, IES-VE 等主流動態模擬軟件的輸入數據要求、模型校準（Calibration）方法以及結果不確定性分析進行瞭詳盡指導。重點在於如何利用模擬結果指導設計決策，而非僅僅進行事後驗證。 能耗基準與可持續性評估： 介紹瞭國際公認的能耗指標，如能源使用強度（EUI）的計算，以及建築生命周期評估（LCA）中熱工性能所占的比重，為實現近零能耗建築（nZEB）和零碳建築提供技術路徑支持。 本書的特色在於其跨學科的整閤性，將熱力學、流體力學、材料科學與先進控製理論融會貫通，為讀者提供瞭一個超越單一技術模塊，麵嚮復雜建築係統集成的全麵解決方案工具箱。 它強調的不是某一種技術，而是如何根據特定氣候和功能需求，科學地配置和優化所有環境控製要素的動態平衡。

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我花瞭相當長的時間尋找一本能真正深入淺齣講解建築自然通風原理的著作，而這本《Natural Ventilation in Buildings》無疑填補瞭我的一個巨大空白。它的敘述邏輯非常清晰，從最基礎的風壓和熱壓驅動力講起，逐步過渡到復雜的 CFD（計算流體力學）模擬在優化設計中的應用。最讓我印象深刻的是作者對“用戶行為”和“室內熱環境反饋”的強調。很多設計規範往往隻關注外部條件和建築外殼，卻忽略瞭居住者開啓窗戶的時機、室內傢具的擺放對氣流的阻礙等實際問題。這本書則將這些看似瑣碎的細節納入瞭係統性的分析框架，指齣一個優秀的自然通風係統，必須是動態的、可被使用者主動調節的。書中關於交叉通風、單側通風以及煙囪效應的圖解，細緻到令人贊嘆，即便是像我這樣初涉此領域的讀者，也能迅速掌握其中的核心機製。我特彆喜歡它在討論不同材料導熱性和熱容量對夜間蓄冷效果影響時所展現的細緻入微，這直接關係到夏季降低空調負荷的關鍵。總而言之，它提供的知識體係是完整而實用的，能幫助從業者跳齣“一味追求高效”的陷阱，轉而追求“適度且可持續”的舒適度。

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說實話，一開始我對這本專注於“自然通風”的書持保留態度，畢竟在這個時代，我們習慣瞭依賴全自動化的 HVAC 係統來解決一切氣候問題。但閱讀過半後，我意識到自己錯得離譜。這本書的價值遠超齣瞭單純的技術講解，它更像是一部關於“氣候適應性設計美學”的宣言。作者似乎在默默挑戰一種根深蒂固的觀念：舒適就必須是人工創造的。書中通過大量古老建築（比如地中海沿岸的厚牆建築、亞洲的吊腳樓）的通風智慧，佐證瞭通過建築自身形態和材料屬性來調節微氣候的優越性。這種跨越時空的對話，讓閱讀體驗充滿瞭曆史的厚重感和未來的啓發性。特彆是關於遮陽與通風協同作用的章節，它並非簡單地將兩者並列，而是探討瞭遮陽結構如何預先控製進入室內的熱負荷，從而優化後續的自然降溫效率。這種係統性的、整體性的思維，是很多碎片化資料無法提供的。對於那些試圖在現有建築改造或新項目中使用被動策略的設計師來說，這本書無疑提供瞭一個堅實的理論後盾和豐富的視覺案例庫。

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我是一名剛畢業的結構工程師，按理說，通風理論並非我的核心關注點，但我被這本書的“可量化”特性深深吸引。我原以為這會是一本充斥著模糊描述和主觀感受的散文集，結果卻發現它充滿瞭嚴謹的工程數據和分析工具。作者對風洞實驗數據的引用，以及如何將這些數據轉化為可操作的設計參數，給瞭我極大的信心。書中對“風壓係數”和“流態邊界層”的解釋非常到位，它讓我明白，一個看似簡單的窗戶開口，在不同風速和風嚮上，其對室內換氣量的貢獻是呈非綫性變化的。這種精細化的處理方式，使得自然通風不再是憑感覺決定的“碰運氣”的設計，而是可以被精確計算和預測的工程科學。此外，書中對於“滲透性”的討論也極具啓發性，它量化瞭建築圍護結構本身的微小泄漏對整體通風效果的影響，這對於我們優化結構節點的氣密性設計具有直接指導意義。這本書成功地架起瞭基礎物理學和復雜建築實踐之間的橋梁，讓非暖通專業的工程師也能理解並有效參與到建築性能優化的討論中去。

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要說這本書有什麼不足，或許就是它對極端氣候條件的討論稍顯保守，但這也恰恰體現瞭作者的嚴謹態度——不輕易承諾在超齣設計界限時的性能保證。總的來說，這本書就像一位經驗老道的導師，他不會直接給齣標準答案，而是手把手教你如何提齣正確的問題，如何運用科學的方法去探索建築與氣候之間的最佳平衡點。我尤其珍視書中關於“居住者體驗”的章節，它強調瞭通風設計不僅僅是關於換氣次數（ACH），更是關於氣流的質感、速度的宜人程度，以及視覺上對室外環境的感知。這超越瞭單純的能耗計算範疇，觸及瞭建築的本質——為人服務的空間。我曾嘗試將書中的幾個小型模塊化設計應用到我的一個改造項目中，結果令人驚喜地發現，僅僅通過調整一個二層閣樓的頂部通風口，就顯著改善瞭夏季頂層的悶熱感，而無需增加任何能耗。這本書的價值，在於它提供瞭一套可以被驗證、被實踐、並且能夠真正提升生活品質的設計哲學。它激發瞭我們對建築更深層次的思考：一座偉大的建築，難道不應該學會如何優雅地“呼吸”嗎？

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這本書真是讓人茅塞頓開，尤其是在理解建築如何與自然環境和諧共處方麵。我一直對可持續建築設計很感興趣，但過去讀的很多書都過於側重於復雜的機械係統，讓人感覺好像脫離瞭建築本身的呼吸。這本書卻反其道而行之，它用一種非常直觀且充滿智慧的方式，闡述瞭如何通過巧妙的空間布局和建築形態，引導空氣自然流動，實現室內環境的舒適與健康。作者對氣流動力學在實際建築應用中的描述，既有嚴謹的理論支撐，又不失工程實踐的靈活性。我特彆欣賞其中關於不同氣候帶下通風策略的對比分析，這讓讀者能夠真正理解“因地製宜”的重要性。比如，書中詳盡對比瞭熱帶地區的高架通風與溫帶地區利用晝夜溫差進行夜間冷卻的技術路徑，這些案例分析遠比教科書上的乾癟定義來得生動有力。讀完之後，我再看任何一座新建的或曆史悠久的建築，都會不自覺地去觀察那些被精心設計的通風口、庭院和導流結構，仿佛獲得瞭一雙能看透建築“呼吸”的眼睛。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一本關於如何尊重自然力量、將建築融入場域精神的哲學指南。對於建築師、工程師，乃至關注居住環境的普通讀者而言，它都是一本不可多得的寶藏。

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