Solar Radiation and Daylight Models pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Muneer, Tariq

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:2004-7

价格:$ 90.34

装帧:Pap

isbn号码:9780750659741

丛书系列:

图书标签:

Solar Radiation
Daylight
Modeling
Architecture
Energy
Building Physics
Climate
Simulation
Environmental Design
Lighting

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具体描述

The cost of operating a building far exceeds the cost of constructing it, and yet until recently little attention was paid to the impact of solar radiation on the costs of heating, cooling and ventilation. And now that there has been a surge in interest in energy efficiency and solar design, architects and designers need a practical guide to the modelling and application of solar energy data. There are many different models and techniques available for calculating the distribution of solar radiation on and in buildings, and these algorithms vary considerably in scope, accuracy and complexity. This book demonstrates which of these predictive tools gives the best results in different circumstances, including explaining which models can be best used in different parts of the world. The author has had over twenty-five years of experience of dealing with solar energy data from four continents and has used that experience in this book to show the development not just of knowledge but also the growing sophistication of the models available to apply it. It is based on many years of first-hand experience with solar data. It presents different models which are demonstrated and evaluated. It contains calculations that can be used anywhere in the world.

好的，以下是为一本名为《Solar Radiation and Daylight Models》的图书所撰写的、内容详尽、不包含原书内容的图书简介，旨在描绘一本关于极端气候下的建筑能源效率与室内热舒适性的专业著作。 --- 建筑环境工程前沿：极端气候下的热力学调控与能效优化图书简介《极端气候下的建筑热力学调控与能效优化》是一部深刻剖析当代建筑设计在面对全球气候变化挑战时所需具备的先进热力学理论、模拟技术与实际工程策略的专业著作。本书并非关注传统的太阳辐射计算，而是将焦点集中于气候极端化（如持续的极端高温、严酷的极寒、极端湿度波动等）背景下，建筑围护结构、室内空气流动以及居住者热舒适感之间的复杂相互作用。本书旨在为建筑科学家、能源工程师、可持续建筑设计师以及高级研究生提供一套系统化、量化驱动的知识体系，以确保在气候不确定性日益增加的未来，建筑环境的性能依然能够满足最高的能效和健康标准。 --- 第一部分：极端气候的诊断与建筑响应的理论基础本部分首先对全球及区域尺度的极端气候事件进行深入的、基于气象统计学和气候模型预测的诊断。我们不再仅仅停留在平均值的分析，而是深入探讨气候参数的“尾部风险”——即百年一遇或千年一遇的热浪、霜冻或风暴事件对建筑生命周期内能耗和结构稳定性的影响。第1章：气候变化下的环境边界条件重定义详细阐述了如何从气候模型（如CMIP6）的输出中提取适用于建筑性能模拟的极端边界条件。重点介绍了超越标准气象文件（TMY）限制的“极端情景数据库”的构建方法。探讨了极端热岛效应、城市峡谷效应与郊区微气候差异对建筑表面温度和渗透热量的非线性影响。第2章：先进传热学在超常温差下的应用本章超越了傅里叶定律的基础应用，重点讨论了在极高/极低环境温度下，材料的非线性热物理行为。内容包括：高热流密度下的瞬态传热：探讨在长达数周的热浪期间，厚重材料的热累积与延迟效应，以及如何通过新型相变材料（PCM）有效管理热惯性。极低温下的冷凝与冰冻风险：深入分析围护结构内部的露点迁移和潜在的结构损坏风险，引入“热桥效应”在低温下的放大机制。辐射换热的支配性：在晴朗的极端高温下，长波和短波辐射在围护结构热平衡中的权重变化，以及如何设计具有高发射率或高反射率表面的策略。第3章：室内空气动力学与热分层模拟极端气候下，建筑往往需要更长时间地依赖机械通风或维持密闭状态。本章聚焦于室内气流的复杂性：低速流场与污染物累积：分析在最小化渗透和换气率的策略下，室内微气候的滞后性与潜在的热分层现象。机械通风系统的能效边界：评估高效热回收通风（HRV/ERV）系统在极端冷热条件下的性能衰减率，并提出优化设计参数以维持换气效率和回收率的最佳平衡点。 --- 第二部分：主动与被动调控策略的集成优化本部分将理论知识转化为可操作的工程解决方案，强调在极端气候下，被动设计（Passive Design）与主动系统（Active Systems）必须实现无缝集成。第4章：超高性能围护结构的材料科学与设计本书探讨了超越传统R值概念的围护结构性能标准：动态热阻分析：引入基于时间序列的动态热阻评估方法，用于衡量材料组合对快速温度波动的响应速度。真空绝热板（VIP）与气凝胶的应用极限：详细分析这些先进材料在实际工程条件（如湿气渗透、机械应力）下的长期性能衰减模型。智能遮阳系统与自适应表皮：介绍基于环境反馈的电动或气动遮阳系统，以及如何利用材料的颜色或发射率在不同季节进行主动切换，以最小化太阳得热或最大化冬季得热。第5章：极端气候下的热能储存与释放系统在太阳辐射模型不稳定的极端天气下，建筑自身的“热电池”功能变得至关重要。大型热容量调控：详细介绍利用地基、水体或蓄热墙体来平滑日间和夜间温差的工程实例与模拟方法。地源热泵系统（GSHP）的极端载荷适应性：分析在土壤温度剧烈变化或高湿度负荷下，地源换热器性能下降的机制，并提出深层钻孔或优化环路设计的应对方案。相变材料的集成与热力学建模：侧重于如何将PCM集成到墙体或吊顶结构中，实现对人体感觉温度的微调，而非单纯的空气温度控制。第6章：居住者热舒适度的非稳态建模与预测传统的PMV/PPD模型在应对快速变化的室内环境时存在局限性。本书引入了更先进的、基于生理学和行为学的动态热舒适模型：预测动态不适：建立模型来预测居民在经历短期热冲击（如突然打开门窗或设备故障）后的生理恢复时间和不适感知。自适应行为的量化：探讨在极端高温或低温下，居民对环境（如着装、微调风扇、拉动窗帘）的自适应反应如何反作用于建筑能耗模型，实现更贴近实际的能耗预测。 --- 第三部分：面向韧性的综合性能评估与设计流程本书最后一部分将所有理论和技术整合入一个面向未来的、以韧性（Resilience）为核心的设计流程中。第7章：多目标优化与气候韧性指标介绍如何使用遗传算法和代理模型（Surrogate Models）对数千种设计变量（材料组合、遮阳角度、通风策略）进行多目标优化。优化的目标不再仅仅是“最低年能耗”，而是： $$ ext{Minimize } (E_{Annual} + C_{Failure}) ext{ Subject to } T_{Indoor} in [T_{min}, T_{max}] ext{ during } T_{Extreme}$$ 其中，$C_{Failure}$ 代表在特定极端气候事件下，建筑系统（如空调或通风）失效后维持室内安全温度的成本或时间。第8章：案例研究与长期性能验证通过对多个处于不同极端气候带（如炎热干燥的沙漠气候区、湿润的季风气候区、寒冷大陆性气候区）的示范建筑进行深入的后评估分析。重点对比了设计阶段的模拟预测与实际运行数据，尤其关注系统在“临界点”——即气候参数接近系统设计极限时——的表现。结论：面向未来的建筑能效范式转变本书总结了从关注静态“能耗最小化”到关注动态“气候韧性最大化”的范式转变，强调了跨学科合作和对长期环境变化进行保守评估的必要性。 --- 目标读者：能源建模师、暖通空调（HVAC）工程师、结构工程师、高性能建筑认证顾问、气候适应性城市规划师以及对建筑物理学有深入兴趣的研究人员。本书特色：侧重于瞬态分析、非线性热力学应用、以及极端边界条件下的系统鲁棒性评估，是填补现有建筑模拟文献中“极端气候”研究空白的权威参考。