智能家居设计与施工 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:同济大学出版社

作者:顾牧君 编

出品人:

页数:171

译者:

出版时间:2004-10

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560828442

丛书系列:

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现代建筑的未来：可持续能源与智慧材料的深度融合 本书导读： 在二十一世纪的浪潮中，建筑不再是简单的遮风避雨之所，而是日益演化为一个复杂的、与环境深度互动的生命体。本书旨在揭示驱动现代建筑革命的核心力量——可持续能源集成与前沿智慧材料的创新应用，并探讨它们如何共同塑造一个更加高效、环保且人性化的居住与工作环境。我们将深入剖析传统建筑范式面临的能源挑战，并系统梳理当前最尖端的技术解决方案，为结构工程师、建筑设计师、材料科学家乃至政策制定者提供一套前瞻性的理论框架与实践指南。 第一部分：能源革命与建筑的零能耗愿景 本部分聚焦于建筑领域对清洁、可再生能源的迫切需求与实践路径。我们首先从宏观层面审视全球气候变化背景下，建筑能耗占总能源消耗的比例，及其在减排目标实现中的关键作用。 第一章：被动式设计到主动式能源生成 本书摒弃了传统上将建筑视为能源“消费者”的观点，转而探讨如何将其改造为能源的“生产者”和“管理者”。我们将详细阐述被动式设计（如优化朝向、自然通风、高热阻围护结构）作为能耗削减的基石，随后转向主动式能源获取系统的集成。 太阳能技术的新前沿： 不仅仅是屋顶光伏板。我们将探讨薄膜太阳能电池的柔性应用、光伏建筑一体化（BIPV）技术在幕墙和窗户中的精细化设计，以及光热集成系统在热水和空间供暖中的效率优化。书中会通过多个案例分析，对比晶硅与非晶硅材料在不同气候带下的实际发电性能与美学适应性。 地热与环境热泵系统的深度解析： 重点分析地源热泵（GSHP）和空气源热泵（ASHP）在不同地质条件下的安装复杂性、能效比（COP）计算模型，以及如何通过优化换热回路设计，降低初投资成本并提高长期运行稳定性。 风能微型化与城市峡谷效应： 探讨垂直轴风力发电机（VAWT）在城市高密度环境中的潜力与局限，特别是针对建筑立面气流组织的CFD（计算流体力学）模拟方法，以期在不引发噪声和振动问题的前提下，实现局部发电。 第二章：能源存储与电网的智能交互 能源的可再生性带来了间歇性挑战。本章的核心在于如何实现能源的有效存储和管理，确保建筑运行的连续性和可靠性。 电池技术在建筑中的应用演进： 详细对比锂离子电池（NMC, LFP）在固定式储能应用中的安全性、循环寿命和成本效益。我们还将介绍新兴的液流电池技术，探讨其在大规模建筑群中的应用前景。 热能存储（TES）的创新： 区分显热存储（如水箱）和潜热存储（使用相变材料PCM）。重点分析PCM材料的选型标准，包括熔点范围、潜热密度及其在提高建筑热惯性、削峰填谷方面的作用。 建筑与微电网的协同： 阐述虚拟电厂（VPP）概念在建筑群中的落地，讨论需求侧响应（DSR）机制，以及如何通过双向通信协议，实现建筑能源系统与区域电网的实时、优化调度。 第二部分：智慧材料与结构性能的革新 本部分关注材料科学的突破如何从根本上改变建筑的物理属性、耐久性以及与环境的交互方式。 第三章：自适应与响应式外壳 现代建筑的“皮肤”必须是动态的、能够响应外部环境变化的。 动态遮阳与智能玻璃技术： 深度解析电致变色（Electrochromic）、热致变色（Thermochromic）和电润湿（Electrowetting）玻璃的工作原理、响应速度与光学性能的权衡。书中将提供详细的日光采集分析模型，指导设计师选择最适合特定朝向和气候的智能幕墙系统。 自修复材料的潜力： 探讨微胶囊技术在混凝土和涂层中的应用。分析细菌诱导的钙化过程（Biomineralization）在修复微裂缝方面的机制与耐久性限制，以及聚合物基复合材料中自修复剂的释放动力学。 隔热材料的维度突破： 聚焦于气凝胶在薄层、高精度保温应用中的商业化挑战与机遇。对比传统保温材料（如聚苯乙烯、矿棉）的导热系数，强调气凝胶在提升建筑围护结构性能边界上的革命性地位。 第四章：面向循环经济的建筑材料 可持续性不仅关乎使用阶段的能耗，更涵盖了材料的整个生命周期。 低碳与负碳建筑材料： 详述地聚合物水泥（Geopolymer Concrete）的研发进展，分析其替代波特兰水泥（PC）的潜力，以及在固化过程中对工业废弃物（如粉煤灰、矿渣）的有效利用率。 模块化与可拆卸性设计（DfD）： 探讨如何通过新型连接件和标准化构件，实现建筑构件的“产品化”与“再制造”。这要求材料本身具备高回收价值和易于分离的特性。 生物基材料与仿生结构： 考察木材工程（如胶合木CLT/Glulam）在全球范围内的回归，并前瞻性地探讨新型生物复合材料（如菌丝体、麻纤维增强复合材料）在非承重或内部装修中的应用，及其固有的碳封存特性。 第三部分：集成与优化：数据驱动的建筑性能管理 本书的最后一部分，将前述的能源技术和先进材料置于一个统一的、由数据驱动的控制系统之下。 第五章：建筑性能的数字化孪生与模拟 多物理场耦合仿真： 介绍如何使用先进的FEA（有限元分析）和CFD工具，对包含动态遮阳、热桥效应和多源能源流动的复杂建筑系统进行时域仿真，预测不同季节的实际能耗曲线。 传感器网络与边缘计算： 探讨集成在材料内部或外表面的分布式传感器阵列（如光纤光栅传感器、压电传感器）如何实时采集结构健康和微气候数据，并将数据处理下沉到本地节点，以提高决策的实时性。 AI在能效优化中的角色： 分析机器学习算法（如强化学习）如何从历史运行数据中学习最优的控制策略，实现对供暖、通风、照明和动态遮阳系统的预测性维护与闭环控制，超越传统固定逻辑控制的局限。 结语：迈向自洽的建筑生态系统 本书的最终目标是引导读者超越单一技术的优化，构建一个自洽的、可自我调节的建筑生态系统。这种系统不仅能最大限度地减少对外部电网的依赖，还能主动管理其碳足迹、水资源利用，并为居住者提供远超传统标准的舒适度和健康水平。这是一部关于如何将前沿科学转化为可感知的、负责任的建筑实践的综合性专著。

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这本书给我最大的惊喜在于其对“能源效率”的讨论，这简直是超出了我预期的范畴。我原本以为它会重点放在设备间的联动和场景自动化上，但作者却将很大篇幅用于探讨如何利用机器学习算法来优化家庭的能源消耗模型。书中详细介绍了如何采集多维度数据（包括室内外温湿度、用户活动模式、电价波动等），然后通过训练一个预测模型来提前调整HVAC（供暖、通风和空调）系统的运行策略，从而达到节能的最大化。这种跨学科的融合，让我看到了智能家居不再仅仅是便利性的提升，更是一种可持续生活方式的体现。唯一让我感到略有遗憾的是，书中虽然提到了AI优化，但对于如何高效、低延迟地在本地边缘设备（Edge Computing）上部署这些模型，以减少对云端依赖和保护用户隐私的策略，讲解得不够具体。它更多地停留在算法层面，而对于如何在资源受限的嵌入式设备上进行模型剪枝和量化部署的实操细节则有所欠缺。对于那些希望构建真正隐私友好且响应迅速的本地智能系统的读者来说，这部分内容略显不足，需要进一步补充。

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说实话，我刚拿到手的时候，感觉内容有点过于“学院派”了，特别是前几章，涉及大量的电子学基础和电路分析，这对于我这种半路出家、更偏向于应用层面的爱好者来说，阅读起来稍微有点吃力，需要频繁地查阅其他资料来辅助理解那些复杂的公式和推导过程。我本来是想找一本能直接上手操作，比如教我如何配置树莓派或者Arduino来控制灯光和窗帘的书籍。这本书的叙事风格非常严谨，像一篇长篇的学术论文，逻辑链条清晰，但缺乏那种“快节奏”的实战指导。它更像是为未来的系统架构师准备的教科书，而非面向今天的DIY爱好者。我特别留意了关于电源管理和电磁兼容性（EMC）的那部分内容，这部分写得极其到位，详细分析了不同负载切换时产生的瞬态冲击以及如何通过滤波电路来解决潜在的干扰问题，这些细节在很多市面上流行的“快速入门”书籍里是绝对看不到的。如果这本书能增加一个“快速入门项目”的附录，哪怕只是一个简单的示例，让读者能先建立起成就感，或许能更好地吸引那些希望快速看到成果的读者群体。对于系统集成商和硬件设计人员，它的价值是无可替代的，但对于追求“即插即用”体验的普通用户，可能需要一些耐心去消化那些深奥的原理。

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从阅读体验的角度来看，这本书的深度毋庸置疑，它无疑是市面上少有的能将建筑物理与电子信息工程深度结合的著作。我特别欣赏作者在介绍室内环境控制策略时，不仅提到了温湿度，还引入了空气质量监测（VOCs、PM2.5）和声学环境优化的章节，这使得“智能家居”的概念被极大地拓宽，真正触及到了“宜居环境”的核心。这种全方位的考虑，非常专业。但是，如果从项目落地的角度来衡量，书中对于“成本效益分析”的探讨显得有些单薄。一个工程项目成功与否，成本控制是至关重要的环节。书中虽然列举了各种先进的解决方案，但缺少对不同预算级别下，如何进行功能取舍、如何评估不同技术路线的长期维护成本（TCO）的实用指导。例如，一套基于KNX总线的系统与一套基于Wi-Fi/ZigBee混合系统的初始投入、长期能耗和故障率的对比分析，这样的实战数据能让读者在决策时更有依据。总而言之，它提供的是“最好的设计”，但对于“最经济可行的设计”的指导相对较弱，更像是一位顶尖设计师的个人蓝图，而非面向大众市场的可行性手册。

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这本书的装帧设计倒是挺别致的，封面那种磨砂质感拿在手里很舒服，不像有些技术书籍硬邦邦的，倒是多了几分亲和力。我原本是抱着学习一些基础理论知识的期望来翻阅的，想看看作者对物联网（IoT）在家庭环境中的应用前景有什么独到的见解。结果发现，书中对各种传感器和执行器的底层技术细节探讨得非常深入，几乎每一个模块的工作原理都被拆解得清清楚楚，这对于希望深入理解技术栈的读者来说无疑是个宝藏。尤其是关于网络协议选择的那几个章节，作者似乎花了大心思去比较ZigBee、Wi-Fi Mesh和Thread各自的优缺点以及在实际部署中需要注意的功耗和延迟问题，图表也画得非常清晰直观。不过，我倒是希望能看到更多关于用户体验（UX）和信息安全（Security）的实战案例，毕竟技术再炫酷，最终还是要落到“好不好用”和“安不安全”上。比如，如何设计一个既能满足老年人操作习惯又能兼顾年轻人对个性化设置需求的界面？书中这部分内容相对比较薄弱，更多的是偏向于硬件和网络架构的讲解，对于想快速搭建一套成熟系统的初学者来说，可能还需要搭配其他侧重软件和交互设计的书籍一起阅读，才能构建一个更全面的知识体系。整体而言，对于想钻研底层技术的工程师来说，这本书绝对是值得收藏的参考手册。

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这本书的排版和印刷质量令人印象深刻，纸张的克数恰到好处，不会反光，长时间阅读眼睛也不会感到特别疲劳。我花了整整一个周末的时间来通读，最大的感受是作者对于“标准化”的执着。书中花费了大量的篇幅来讨论不同厂商设备之间的互操作性问题，以及如何利用OPC UA或MQTT等工业级协议来确保数据流的可靠性与一致性。这种对“大一统”标准的推崇，体现了作者对未来智能家居生态系统开放性的深刻洞察。然而，在实际的案例分析中，我却发现，虽然理论上探讨了如何兼容各种协议，但在实际操作层面上，如何处理那些“遗留系统”——那些遵循非主流或者已经停止更新的私有协议的设备——的集成问题，书中提及的解决方案略显保守和理论化。比如，对于一些老旧的红外遥控设备，如何通过软件定义的方式来精确模拟和学习其时序信号，以达到高可靠性的控制效果，这方面的“黑客技巧”和工程经验分享得不够多。总的来说，它更侧重于“应该如何设计”的理想蓝图，而非“如何解决现有混乱”的实用策略，但对于架构师的宏观规划非常有启发性。

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