实用建筑节能工程设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:建设部干部学院 编

出品人:

页数:717

译者:

出版时间:2008-6

价格:86.00元

装帧:

isbn号码:9787508371160

丛书系列:

图书标签:

• 建筑节能
• 节能设计
• 建筑工程
• 暖通空调
• 照明设计
• 绿色建筑
• 建筑物理
• 节能技术
• 工程设计
• 建筑规范

建筑性能模拟与优化：从理论到实践的跨学科探索 本书聚焦于现代建筑设计中日益重要的性能模拟与优化领域，旨在为工程师、设计师、研究人员以及相关管理人员提供一套全面、深入且具有实操性的知识体系。 本书不涉及具体工程设计规范的条文解读，也不详述某一特定节能技术的施工细节，而是着眼于建筑能源、热工、流体、光照等复杂物理过程的量化分析、模型建立与优化迭代的全过程。 本书的结构设计旨在引导读者从基础的物理原理出发，逐步掌握先进的模拟工具和优化策略，最终实现建筑性能的科学决策与提升。全书共分为六个主要部分，层层递进，构建起一个完整的建筑性能分析框架。 第一部分：性能模拟的理论基石与计算方法 本部分深入探讨了建筑性能模拟背后的核心科学原理。我们详细阐述了传热学、流体力学、辐射传输理论在建筑环境中的应用基础，而非仅仅停留在软件操作层面。 建筑热工学基础回顾与扩展： 重新审视稳态与瞬态传热理论，重点讨论复杂边界条件下的热桥效应、蓄热体对室内温度波动的影响机制。引入了多孔介质传热模型在围护结构（如保温层、绿色屋顶）中的适用性分析。 室内空气流动与污染物迁移（CFD导论）： 详细介绍计算流体力学（CFD）的基本方程组——纳维-斯托克斯方程的简化与离散化方法，如有限体积法。讨论湍流模型（如$k-epsilon$和SST模型）在模拟自然通风和机械送排风系统中的适用性与局限性。强调网格划分策略对模拟结果精度的决定性影响。 辐射与光照模拟： 阐述了日光传播的几何光学和辐射传输理论。重点讲解如何利用辐射传递矩阵法或蒙特卡洛方法来精确计算复杂遮阳结构下的室内照度分布和太阳得热。 第二部分：动态能耗模型的构建与验证 本部分是全书的核心之一，专注于如何将复杂的物理现象转化为可供计算机处理的动态模型。 时间步长与空间离散化选择： 分析不同模拟尺度（小时级、分钟级）对能耗预测准确性的影响。讨论如何在保证计算效率和模拟精度之间做出权衡，特别是在模拟快速变化的瞬态过程（如开/关空调负荷）时。 边界条件的精确描述： 强调气象数据（TMY/EPW文件）的质量控制与预处理，以及如何准确输入建筑使用负荷（人员活动、设备发热）的时间序列数据。详细探讨了地下室、与土壤接触部分的边界条件设置，这是传统能耗模型常被忽视的关键点。 模型校准与不确定性分析（UQM）： 介绍基于实测数据的模型验证流程，包括敏感性分析（SA）以识别输入参数对输出结果影响最大的因子。引入贝叶斯方法进行参数估计，以减小模型与实测数据间的系统误差。 第三部分：先进的集成模拟工具与工作流程 本部分侧重于软件工具的集成应用，强调跨学科数据流的顺畅衔接，而非单一软件的教程。 多域耦合分析框架： 探讨建筑能源（EnergyPlus/OpenStudio）、流体（Fluent/OpenFOAM）和结构分析模型之间的数据接口标准（如IFC、FMU）。重点介绍如何实现“流固耦合”和“热-流体-辐射”的迭代求解，以应对极端条件下的建筑响应。 参数化建模与脚本自动化： 教授使用Grasshopper、Python等工具，结合几何处理库，实现快速生成成百上千种设计变体的自动化流程。这使得设计师能够摆脱手工重复建模的低效工作模式。 简化模型与快速评估工具的开发： 介绍如何利用降阶模型（Reduced-Order Models, ROMs）替代高保真CFD/FEA模型，用于早期设计阶段的快速迭代和初步优化，并分析ROMs的适用范围。 第四部分：性能驱动的设计优化策略 本书的优化部分超越了简单的“节能”目标，转向多目标、多约束条件的综合性能提升。 优化算法的应用： 详细介绍经典的梯度下降法、遗传算法（GA）和粒子群优化（PSO）在建筑设计变量空间中的搜索策略。重点讨论如何设置有效的适应度函数，平衡能耗、造价、舒适度（PMV/PPD）等多个相互冲突的目标。 遮阳系统与立面优化： 运用拓扑优化和参数扫描方法，设计出适应特定地理位置和朝向的最优动态遮阳几何形状。探讨如何将优化结果直接转化为可制造的构件尺寸。 室内环境质量（IEQ）的量化优化： 不仅关注能耗，更关注人体生理与心理反应。讲解如何将CO2浓度、挥发性有机物（VOCs）迁移、热舒适度作为硬约束或目标函数，进行协同优化。 第五部分：特定系统与复杂场景的分析技术 本部分针对高性能建筑中常见的复杂系统和特定场景，提供专业的分析视角。 集成光伏（BIPV）系统的性能预测： 讨论BIPV板材的热效应如何反作用于建筑立面传热，以及如何结合光谱特性和组件衰减模型进行发电量和能耗的联合模拟。 自然通风与交叉通风的潜力挖掘： 引入风洞实验数据与CFD模拟相结合的方法，精确评估建筑物布局、开窗率和城市峡谷效应下的有效换气效率，为被动降温策略提供量化支撑。 区域能源系统的建模： 扩展到建筑群尺度，介绍区域供冷/供热（District Cooling/Heating）网络的热力学特性和负荷平衡模拟，分析管网热损失和泵送能耗的优化潜力。 第六部分：数据驱动的建筑运维与管理 最后，本书将视角从设计阶段延伸到建筑全生命周期，探讨如何利用模拟模型指导实际运行。 数字孪生（Digital Twin）的概念与构建： 阐述如何将高保真动态能耗模型作为数字孪生的核心，结合实时传感器数据，进行预测性维护和故障诊断。 智能楼宇控制（BMS）的策略验证： 介绍如何利用模拟环境对新的楼宇自控算法（如基于预测控制, MPC）进行离线测试和参数调优，避免在实际建筑中因算法错误导致的能源浪费和用户不适。 生命周期评价（LCA）与能源模拟的集成： 讨论如何将建筑材料的隐含能耗（Embodied Energy）数据与运营能耗模拟结果相结合，进行更全面的可持续性评估，指导材料选择和设计决策。 本书力求以严谨的学术态度和高度的工程实用性相结合，为读者提供超越软件说明书范围的深度见解，培养其独立分析和解决复杂建筑性能问题的能力。

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说实话，这本书拿到手的时候，我有点被它的厚度和内容密度吓到了。我原本是做暖通专业的，对建筑围护结构的热工性能了解有限，抱着试试看的心态翻开了它。没想到，那些原本我认为很晦涩的传热学原理，被作者用非常工程化的语言重新阐述了一遍。比如，在讲解冷凝水和霉菌控制时，书中没有用复杂的湿空气线图去轰炸读者，而是直接从“室内外温湿度差与结构表面温度关系”这个最直观的点切入，然后顺理成章地引出了防潮层和通风层设计的必要性。这种层层递进、以问题为导向的讲解方式，让原本枯燥的物理现象变得生动起来。而且，这本书的“实用性”体现在对不同建筑类型的区分处理上。它没有采取“一刀切”的原则，而是针对居住建筑、公共建筑、甚至还有工业厂房的特殊需求，给出了差异化的设计侧重点。这对于我们这种需要频繁跨界合作的设计团队来说，简直是太友好了。它帮助我迅速建立起对非专业领域的认知壁垒的跨越，让我们能用更统一、更专业的语言与结构和设备同事进行高效的沟通。这本书不愧为“设计”层面的实战指南。

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我得说，作为一名关注可持续发展和绿色建筑的设计师，我一直在寻找那种能将前沿科技与落地执行完美结合的参考资料。市面上的书要么过于偏重新材料的宣传，缺乏系统的工程化思维；要么就是过于侧重于国家宏观政策的解读，细节上却一笔带过。这本《实用建筑节能工程设计》的独特之处就在于它构建了一个完整的、可执行的“设计-施工-验收”闭环系统。它没有沉溺于对某些“网红”技术的过度渲染，而是聚焦于那些经过市场检验、效果确凿的成熟技术路线，比如高性能门窗的气密性提升、屋顶热桥的有效阻断，以及最容易被忽视的——自然通风与采光在节能策略中的整合应用。最让我印象深刻的是其中关于围护结构热工性能动态模拟分析的部分，它不仅仅是告诉你“要达到什么标准”，而是教你如何利用手头的软件工具，在设计阶段就预判和优化系统的能耗表现。这种强调“过程控制”的理念，彻底改变了我过去那种“设计完就交差”的思维定势。它让我明白了，真正的节能工程设计，是从项目初期的场地分析开始，贯穿到竣工后的能耗监测方案设计中去的。对于我们这些追求极致性能和长期运营效益的设计师来说，这本书无疑是提供了另一套思考的框架和工具箱。

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我一直认为，建筑节能设计是一个“系统集成”的艺术，而往往教科书都把各个专业分得太开了，导致实际操作中总有部门间的衔接不畅，能耗泄漏往往就发生在这些“灰色地带”。这本《实用建筑节能工程设计》的伟大之处，恰恰在于它成功地打破了这种专业壁垒。它不仅仅是告诉你“风管该怎么设计”或者“墙体该用什么构造”，而是把热、光、风这几个要素放在一个统一的能源平衡模型下进行综合考量。我特别喜欢它关于被动式设计优先于主动式控制的论述。在讲解采暖和制冷负荷计算时，它不是急于推荐更高效的空调设备，而是首先强调如何通过优化建筑朝向、窗墙比、以及遮阳系统的设计，从源头上减少能耗需求。这种自上而下的节能逻辑，才是现代绿色建筑设计的核心精神。读完后，我发现自己对“系统”二字的理解都升华了——它不再是设备的简单堆砌，而是一套相互制约、相互促进的动态有机体。这本书提供的是一套“整体观”，是让你的设计从“合格”迈向“卓越”的关键钥匙。

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这本书的排版和索引设计也值得称赞。在工程实践中，我们最怕的就是需要找某个特定细节时，却要在厚厚的书中大海捞针。这本《实用建筑节能工程设计》在内容组织上明显体现了对“查找效率”的考量。它的章节划分逻辑清晰，而且关键的规范引用和设计参数表格都做了加粗或使用特殊边框突出显示，使得在现场遇到突发状况需要快速复核标准时，能够迅速定位信息点。特别是关于防火与节能的交叉设计要求那一部分，简直是救命稻草！很多节能构造一旦涉及防火分区或疏散要求时，就会出现矛盾，这本书详细列举了如何在高能效与高安全标准之间找到最优平衡点，并附带了具体的构造节点示意图，清晰地标明了耐火等级的构造要求。这说明作者不仅是理论专家，更是深谙甲方、设计院、施工方三方痛点的实践者。这本书与其说是一本设计手册，不如说是一份浓缩了多年行业经验的“避坑指南”，它让复杂的设计决策过程变得更加有章可循，极大地提升了工作效率和设计准确性。

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哇，这本《实用建筑节能工程设计》真是我的“救星”！我最近在负责一个老旧办公楼的改造项目，说实话，我对节能这块儿一直有点怵头，总觉得太理论化，各种规范和计算公式让人头晕脑胀。拿到这本书的时候，我原本没抱太大期望，以为又是一本堆砌术语的教科书。但翻开后简直是惊喜连连！它不是那种高高在上、只谈理论的“大师之作”，而是真正深入一线、手把手教你实操的“工具书”。特别是关于外墙保温材料的选择和施工细节的那几个章节，作者简直像个经验丰富的老工程师，把不同材料的优缺点、在不同气候带下的适用性，以及最关键的——施工中可能出现的常见问题和应对措施，都写得清清楚楚。我尤其欣赏它对“经济性分析”的重视，光有好的设计还不行，还得算清楚投入产出比，这本书在这方面提供了非常实用的财务评估模型，让我能更有底气地向甲方汇报方案的可行性。那种感觉就像是，原本面前是一团乱麻的线团，这本书提供了清晰的抓手，让我一下子就能找到突破口，把一个看似复杂的节能改造项目梳理得井井有条。这本书的图文并茂，很多关键节点都有清晰的节点图示，比看那些晦涩的规范文字直观多了，强烈推荐给所有在设计院或者施工一线摸爬滚打的朋友们！

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