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出版者:

作者:Mcdowall, Robert

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页数:0

译者:

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价格:1058.00 元

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isbn号码:9780123739988

丛书系列:

图书标签:

• HVAC
• Heating
• Ventilation
• Air Conditioning
• HVAC Systems
• Engineering
• Mechanical Engineering
• Building Services
• Climate Control
• Thermal Comfort

建筑供暖、通风与空调系统基础：系统设计、性能优化与可持续实践 聚焦：现代建筑环境控制的深度解析与前沿应用 本书旨在为读者提供一套全面、深入且高度实用的知识体系，用以理解、设计、分析和优化当今复杂的暖通空调（HVAC）系统。不同于侧重于传统设备操作手册或初步理论介绍的入门书籍，本书将目光投向现代建筑对能源效率、室内空气质量（IAQ）以及热舒适性的严苛要求，提供一套跨越基础原理到尖端工程实践的集成化教程。 核心内容架构：从物理学原理到系统集成 本书结构严谨，内容组织遵循从宏观到微观、从理论推导到实际应用的逻辑顺序。全书共分为六大部分，涵盖了HVAC领域最关键的技术环节。 第一部分：热力学与流体力学基础（奠定分析之基） 本部分深入探讨了支撑所有HVAC系统运行的基本物理定律。我们不仅复习了经典的热力学循环（如朗肯循环、布雷顿循环在制冷与热泵中的应用），更着重于它们在实际工程中的非理想化表现与优化策略。 传热机制的精确建模： 详尽分析稳态与非稳态条件下的传导、对流和辐射传热，特别是针对复杂建筑围护结构（如多层复合墙体、低辐射玻璃）的热阻计算与动态响应分析。引入了时间滞后与蓄热效应的概念，对于理解季节性负荷转移至关重要。 空气动力学基础与管道网络分析： 详细阐述了流体在管道和风道中的流动特性，包括摩擦损失、局部阻力系数的精确测定。引入了M-Factor（系统阻力系数）的概念，用于评估整个风道或水路系统的能耗特性。探讨了先进的流场模拟技术（CFD基础）在优化空气分布和减少泵送能耗中的应用前景。 湿空气性质（Psychrometrics）的深度应用： 不仅仅是焓湿度图的使用，更深入探讨了各种空气处理过程（如喷淋、冷却盘管、再热）的精确数学建模，以及如何利用这些模型来精确控制室内湿度，避免霉菌滋生和设备腐蚀。 第二部分：负荷计算与系统选择（需求导向的设计） 本部分彻底革新了传统的静态负荷计算方法，转向基于时间序列的动态负荷分析，以适应现代建筑高集成度的特点。 动态负荷计算方法论： 重点介绍了ERTF (Effective Room Temperature Factor) 和 CLTD/CLF (Cooling Load Temperature Difference/Cooling Load Factor) 等先进方法，并对比了其与基于ISO 13791/ASHRAE 140标准的模拟方法的优劣。讨论了太阳得热、内部得热（人员、照明、设备）与围护结构热渗透的耦合效应。 建筑热惯性与负荷峰值管理： 探讨了建筑材料对负荷曲线的影响，以及如何通过调整系统启动时间或利用蓄冷/蓄热技术来平滑电力需求高峰，实现削峰填谷。 系统匹配原则： 根据建筑类型（如数据中心、医院、办公楼）和气候特征，系统地评估不同HVAC系统（如集中式、分布式、VRF、冷梁系统）的适用性、初始投资（CAPEX）与全生命周期运营成本（OPEX）的权衡。 第三部分：空气处理系统（IAQ与能量回收的前沿） 本部分聚焦于空气处理机组（AHU）的设计、优化与空气净化技术。 高效热交换与能量回收： 深入分析了全热回收（Enthalpy Wheel）和显热回收（Plate Heat Exchanger）的技术细节、交叉污染风险控制、以及防霜冻保护策略。引入了回收效率指标的标准化评估。 风机性能与变频驱动（VFD）： 详细阐述了风机选型曲线的解读，以及VFD在调速运行中对系统能耗的实际影响。讨论了如何通过优化风机叶型和风道布局来降低风机系统功率。 室内空气质量（IAQ）的控制策略： 区别于简单的换气次数标准，本书深入讲解了基于污染物浓度（如VOCs、CO2）的按需通风（DCV）系统设计。详述了先进的空气过滤技术（如HEPA、ULPA）及其在不同环境中的维护要求。 第四部分：制冷与热力循环系统（高效冷源与热源） 本部分专注于制冷机组、热泵与热源设备的性能优化与可靠性提升。 压缩制冷循环的深度分析： 不仅覆盖蒸汽压缩循环，还详细分析了吸收式制冷、磁制冷等替代技术。重点探讨了变冷量、变水温运行下冷水机组的部分负荷性能曲线（IPLV/SEER的工程应用）。 热泵技术的跨越： 详尽分析了空气源、地源、水源热泵在不同气候带下的性能衰减模型，特别是低温环境下热源侧除霜策略的优化，确保冬季供热的可靠性。 冷凝与蒸发技术的革新： 讨论了干式、湿式冷却塔的效率、水耗与微生物控制（如军团菌预防）。引入了气流组织优化在减少冷却塔回风影响方面的应用。 第五部分：水系统与末端设备（分配与热交换的精确控制） 本部分涵盖了水/冷媒系统的设计、水泵的选型以及末端设备的能效控制。 水系统水力平衡： 深入讲解了水系统水力平衡的理论与实践，包括定流量与变流量系统（Primary/Secondary Loop）的设计。重点论述了动态压差控制阀在实现各支路精确流量分配中的作用。 末端装置的能效： 对比分析了风机盘管（FCU）、空气处理箱（Terminal Units）、辐射板/天花系统（Chilled Beams）的热交换效率与用户舒适度。强调了辐射系统在降低送风温度（从而提高冷机效率）方面的独特优势。 冷媒管路设计与泄漏管理： 针对VRF/VRV系统，详细介绍了冷媒充注量的计算、平衡管的设计，以及制冷剂泄漏对系统性能和室内环境的影响。 第六部分：系统控制、运行与可持续性（智能化与未来趋势） 本书的最后一部分聚焦于现代HVAC系统的“大脑”——楼宇自动化系统（BAS）和可持续发展实践。 先进控制策略（APC）： 详细介绍了模型预测控制（MPC）的基本原理及其在HVAC系统中的应用，如何通过预先预测负荷变化来提前调整系统运行点，实现能源的主动式管理。 系统调试与性能验证（Cx）： 提出了系统调试（Commissioning）的严格流程，强调功能测试、性能验证与持续调试（Continuous Commissioning）的重要性，确保系统长期稳定在设计性能水平。 绿色建筑标准与净零能耗目标： 全面解析了ASHRAE 90.1、LEED、WELL Building Standard中关于HVAC系统的能效要求。重点探讨了如何通过集成可再生能源（如太阳能光热/光伏、地热）来达成近零能耗（NZEB）设计目标，以及相关政策法规的影响。 本书的独特价值在于其深度和前瞻性，它不仅仅是知识的汇编，更是培养读者“系统思维”和“能效优化意识”的工程工具书。 适合于注册工程师、暖通专业学生、楼宇运维专家以及关注建筑能耗管理的高级技术人员。

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**评价一：** 这本书简直是为那些渴望深入了解建筑暖通空调系统内在机制的工程师和技术人员量身定做的案头宝典。从我翻开第一页开始，就被那种严谨而又清晰的逻辑深深吸引了。它没有那种冗长乏味的理论堆砌，而是用一种近乎于叙事的方式，将复杂的传热学、流体力学原理，巧妙地融入到实际的系统设计和运行场景中。比如，它对不同类型制冷剂的工作循环进行了深入浅出的剖析，不仅仅停留在公式推导上，更重要的是阐述了为什么在特定工况下，某种制冷剂的性能会优于其他，这对于现场故障排查和优化决策至关重要。再者，书中对空气处理机组（AHU）的内部部件——比如风机、盘管、过滤器——的性能曲线和选型标准进行了详尽的图解说明，即便是初次接触这些设备的读者，也能迅速掌握其核心功能和相互间的耦合关系。我尤其欣赏的是，作者非常注重系统集成和能源效率的探讨，对于如何通过优化送风和回风路径、合理配置变风量（VAV）系统，从而实现节能目标，提供了大量基于实践的优化策略。总而言之，这是一本能切实提升读者工程实践水平的专业读物，读完之后，看待一个普通的空调系统，都会多出几层深度解析的视角。

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**评价五：** 这本书的结构安排极具条理性和递进性，仿佛是为一名有着扎实基础知识的工程新人设计的“升级路径图”。它从最基础的能量传递概念入手，然后逐步将读者带入到复杂的多区域负荷计算模型中。令人称道的是，作者在讲解热负荷计算时，非常精妙地穿插了对气候学数据的应用，阐述了如何根据当地的干球温度、湿球温度历史数据来预测极端工况，从而避免系统欠量或过量设计。这种对外部环境因素的整合分析，使得整本书的覆盖面远超出了单纯的设备介绍。另外，书中对冷水机组的选择标准，特别是关于部分负荷性能系数（IPLV）的计算和比较，写得非常透彻，这在当前追求“全生命周期能耗”的行业背景下，是极其重要的知识点。它不仅仅是告诉你哪种机组效率高，而是教你如何根据你场所在不同季节的负荷曲线来挑选出经济性最优的设备组合。这本书的阅读体验是连贯且充满启发性的，它构建了一个完整的知识框架，让学习者能清晰地看到暖通系统各个组成部分是如何协同工作的，极大地提升了系统思维能力。

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**评价四：** 作为一名有着多年设备维护经验的资深技师，我通常对市面上那些偏向理论研究的专业书籍持保留态度。然而，这本书却成功地将我拉入了它的世界，因为它在很多细节上体现了对实际操作环境的深刻理解。比如，在介绍管道系统设计时，它不仅计算了水力损失，还详细讨论了管道材料的选择——考虑到腐蚀性、耐压性和成本效益——以及如何预留检修口和排气口的位置，这些都是理论计算书里常常被忽略的工程细节。对于风管系统的静压恢复和摩擦损失计算，它提供的图表和简化公式，比很多标准工具箱里的数据都要更贴合实际工况。关于变频驱动技术在泵和风机上的应用，书中不仅提到了节能的理论优势，更着重分析了变频器可能带来的谐波干扰问题，以及如何通过安装滤波器来缓解，这种对“副作用”的关注，体现了作者的全面性。总而言之，这本书读起来非常“踏实”，它教会了我如何设计一个不仅高效，而且易于长期维护和管理的高质量暖通系统。

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**评价二：** 读完这本关于暖通空调系统的著作，我的第一感受是，作者对行业标准和规范的掌握达到了令人惊叹的程度。它不像某些教科书那样只提供理论模型，而是将美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）的诸多核心要求，非常自然地融入到每一个章节的讨论中。例如，在讨论室内空气质量（IAQ）和通风换气次数的章节，书中清晰地引用了不同场所的最低新风量要求，并且用实例展示了如何平衡这些要求与能耗之间的矛盾。对于通风系统的设计，书中详细对比了加压和负压系统的优劣，以及在不同气候带下的适用性，这种对比分析极大地拓宽了我的设计思路。此外，书中对水力系统的平衡调试部分，内容详实得让人印象深刻，它不仅仅是介绍了平衡阀的原理，还提供了实际调试过程中的常见错误清单和纠正方法，这一点对于现场调试工程师来说，简直是无价之宝。这本书的排版和图表质量也值得称赞，那些复杂的P&ID图和热力学循环图都清晰明了，即使是印刷品，也丝毫没有信息丢失的感觉。它更像是一本高级技师的“操作手册”而非“理论教材”。

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**评价三：** 这本书的叙述风格非常沉稳、内敛，带着一种久经沙场的专家特有的洞察力。它没有去追逐那些新颖但尚未被充分验证的技术噱头，而是脚踏实地地聚焦于那些构成现代暖通系统的“基石”技术。我特别注意到，作者在讲解热负荷计算时，没有直接跳到复杂的软件模拟，而是首先用手工计算的方法，详细解释了太阳辐射得热、围护结构传热等基本模块的权重和相互作用。这种“先理解原理，再使用工具”的教学路径，对于建立牢固的物理概念至关重要。在谈到设备选型时，书中对不同类型锅炉（冷凝式、常压式）的实际效率差异、以及如何根据当地的燃料成本和维护便捷性做出权衡，进行了非常客观的分析，没有明显的倾向性。最让我受益匪浅的是关于系统控制策略的部分，它没有止步于简单的开环控制，而是深入探讨了如何应用PID（比例-积分-微分）控制器来精确调控温度和压力，并且给出了在不同负载波动下，调整增益参数的经验法则。这本书的价值在于它提供的“为什么”和“如何做”的深度结合。

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