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出版者:中国建筑工业出版社

作者:巴格斯罗夫斯基(Богословский)

出品人:

页数:458 页

译者:单寄平

出版时间:1988年08月

价格:6.05

装帧:平装

isbn号码:9787112001132

丛书系列:

图书标签:

• 建筑物理
• 建筑热物理学
• 建筑工程
• 热工学
• 建筑设备
• 暖通空调
• 建筑科学
• 传热学
• 节能
• 建筑物理
• 工程技术

建筑热物理学（平装） 《建筑热物理学》深入探索了建筑环境中热量传递、能量转化及其对人类舒适度和建筑性能影响的科学原理。本书旨在为读者提供一个全面而系统的理解，从微观的材料热工性能到宏观的建筑整体能耗分析，层层递进，剖析建筑与热环境的内在联系。 一、 热力学基础与建筑应用 本书伊始，我们将回归到热力学的基本定律，重点阐述与建筑相关的热力学概念，如温度、热量、热传导、对流和辐射。我们将详细解释这些基本原理如何在建筑材料和构件中得以体现。例如，会深入分析不同建筑材料（如砖石、混凝土、玻璃、保温材料）的导热系数、热容、热阻等关键热工参数，以及它们如何影响建筑围护结构的整体保温性能。通过对这些基础知识的掌握，读者将能够理解为何某些材料更适合用于保温，为何某些结构形式能有效减少热桥效应。 我们还将探讨传热的三个基本方式： 热传导（Conduction）: 能量通过物体内部或接触物体之间直接传递的过程。本书将详细分析一维、二维甚至三维的稳态和瞬态热传导问题，并介绍傅里叶导热定律及其在建筑构件热阻计算中的应用。我们将研究不同材料层叠时的复合传热，以及如何通过优化材料组合来提高围护结构的保温效果。 热对流（Convection）: 能量通过流体（空气或水）的流动来传递的过程。本书会区分自然对流和强制对流，并分析它们在建筑内部空间（如房间空气流动）和外部环境（如风对建筑表面的影响）中的作用。我们将讨论如何通过通风设计、窗户开启方式以及建筑形态来控制或利用对流传热，从而实现舒适的室内环境。 热辐射（Radiation）: 能量以电磁波的形式传递，不需要介质。我们将重点关注建筑表面之间的辐射换热，以及太阳辐射对建筑的加热作用。书中会详细介绍黑体、灰体、漫射体等概念，并引入斯蒂芬-玻尔兹曼定律和普朗克定律，帮助读者理解表面发射率、吸收率、透射率和反射率等参数对辐射换热的影响。我们将分析玻璃的太阳辐射透过率（SHGC）以及外墙和屋顶的太阳吸收率对建筑能耗的影响，并探讨如何通过选择合适的涂料、遮阳构件或Low-E玻璃来优化辐射换热。 二、 建筑围护结构的传热与热工性能 建筑围护结构，包括墙体、屋顶、楼板和门窗，是建筑与外界环境进行热量交换的主要界面。本书将投入大量篇幅，系统分析这些围护结构的热工性能。 墙体传热分析: 我们将深入研究不同类型墙体的传热机理，从传统的砖墙、混凝土墙到现代的复合墙体、保温墙体。书中会详细介绍墙体结构的传热阻值计算，包括各层材料的导热阻、界面热阻以及空气层的热阻。我们将讨论如何通过增加保温层厚度、选择低导热系数的保温材料（如聚苯乙烯、聚氨酯、岩棉等）来提高墙体的保温性能。同时，我们也会关注墙体的热桥效应，分析砌体连接处、阳台梁与墙体连接处等部位的热量损失，并提出相应的构造措施来减少热桥。 屋顶与楼板的传热: 屋顶和楼板与墙体在传热分析上既有共性，也存在差异。对于屋顶，太阳辐射的直接照射和夏季的“烟囱效应”会带来显著的热负荷。本书将分析屋顶的传热特性，包括平屋顶和坡屋顶的不同传热模式，以及如何通过设置通风层、使用浅色或高反射率的屋面材料来降低夏季的热负荷。对于楼板，地下室或架空层的温度与室外温度的差异、以及楼板与下层空间的空气流通都会影响其传热。我们将分析这些因素对楼板传热的影响，并探讨相应的保温隔热措施。 门窗的热工性能: 门窗是建筑围护结构中热工性能最薄弱的环节之一。本书将详细分析门窗的传热机理，包括玻璃传热、窗框传热以及渗风（空气渗透）带来的热量损失。我们将介绍窗户的U值（传热系数）和SHGC（太阳辐射透过率）等关键性能指标，并分析不同类型玻璃（单层、双层、三层）、惰性气体填充、Low-E涂层以及窗框材料（铝、塑钢、木）对门窗整体性能的影响。本书还将讨论如何通过优化门窗的尺寸、布局、开启方式以及安装质量来最大限度地减少门窗的热量损失和获得日照增益。 空气渗透与建筑气密性: 除了通过围护结构本身的传导和对流，空气的渗透也是导致建筑能耗增加的重要因素。本书将分析室内外空气通过门窗缝隙、墙体裂缝、管线穿墙处等渗透造成的能量损失。我们将介绍建筑气密性的概念和测量方法，并强调提高建筑气密性对于减少能耗、提高室内空气质量和提升建筑舒适度的重要性。 三、 室内热环境与热舒适度 建筑热物理学的最终目标是创造一个健康、舒适、节能的室内环境。本书将深入探讨影响室内热舒适度的关键因素。 温度与湿度: 温度是影响人体热舒适度的最直接因素。本书将分析不同人群、不同活动状态下适宜的室内温度范围，并讨论如何通过建筑设计和设备控制来实现对室内温度的精确调控。同时，湿度也是影响舒适度的重要因素。过高或过低的相对湿度都会引起不适。我们将分析室内湿度来源（如烹饪、洗浴、人体呼吸等）及其控制方法，如通风、除湿、加湿等。 空气质量与通风: 良好的室内空气质量对于健康至关重要。本书将阐述室内空气污染物的来源（如挥发性有机化合物VOCs、PM2.5等）以及通风在稀释和排除这些污染物中的作用。我们将区分自然通风和机械通风，并分析不同通风策略对室内空气质量和能耗的影响。本书还将探讨新风系统在保证空气质量的同时，如何与热回收系统相结合，以降低通风带来的能量损失。 热辐射对舒适度的影响: 除了空气温度，周围表面的温度也会对人体产生辐射换热。例如，寒冷的窗户表面会增加人体向外的辐射，导致人们感到寒冷，即使室内空气温度适宜。反之，温暖的墙面或地板会增加人体吸收的热量。本书将分析室内物体表面温度分布对热舒适度的影响，并提出相应的改进措施，如优化围护结构保温性能、合理设置室内物体表面材料等。 热舒适度评价指标: 为了更科学地评价和预测室内热舒适度，本书将介绍一些常用的热舒适度评价指标，如PMV（预测平均投票指数）和PPD（预测不满意百分比）。我们将解释这些指标的计算原理，并展示如何利用它们来评估现有建筑的热舒适度状况，以及在设计阶段优化建筑参数以达到理想的热舒适度。 四、 建筑能耗分析与节能策略 理解建筑的传热机理和室内热环境的形成过程，是进行建筑能耗分析和制定节能策略的基础。 建筑能耗的构成: 本书将详细剖析建筑能耗的主要构成部分，包括供暖、制冷、通风、照明以及生活热水等。我们将分析这些能耗与建筑围护结构性能、设备效率、使用行为以及当地气候条件之间的关系。 能耗模拟与计算: 我们将介绍建筑能耗模拟软件的基本原理和应用，以及如何利用这些工具来预测建筑在不同设计方案下的能耗表现。本书将阐述进行详细的能耗计算所需的输入参数，如建筑几何信息、材料热工参数、空调系统参数、使用负荷以及天气数据等。 被动式节能设计: 在主动式设备（如空调、采暖系统）之外，被动式节能设计是实现建筑节能的有效途径。本书将深入探讨各种被动式节能策略，包括： 优化建筑朝向与布局: 合理确定建筑的朝向，最大化冬季日照利用，最小化夏季太阳辐射得热。 高效保温隔热: 采用高性能的保温隔热材料和构造，提高围护结构的整体传热阻。 优化门窗设计: 选择高保温性能的门窗，并合理配置遮阳系统。 自然通风与采光: 利用自然通风降低夏季制冷负荷，利用自然采光减少照明能耗。 绿色屋顶与墙体: 利用植被等覆盖屋顶和墙体，降低夏季吸热。 主动式节能技术: 除了被动式设计，本书还将介绍各种先进的主动式节能技术，包括： 高效暖通空调系统: 选择高能效比的空调、热泵等设备，并优化系统设计。 热回收技术: 利用废热回收器回收通风排出的热量，用于预热新风或生活热水。 智能控制系统: 通过集成化的建筑管理系统（BMS），实现对照明、暖通空调等系统的精确控制和优化运行。 可再生能源利用: 探讨太阳能光伏、太阳能热水器、地源热泵等可再生能源在建筑中的应用。 建筑节能标准与法规: 本书还将简要介绍国内外主要的建筑节能标准和法规，帮助读者了解当前建筑节能设计的技术要求和发展趋势。 五、 新技术与未来发展 建筑热物理学领域正不断涌现新的技术和理念。本书也将对一些前沿技术进行展望。 智能化与数字化: 介绍如何利用物联网（IoT）、大数据和人工智能（AI）等技术，实现建筑能耗的实时监测、预测性维护和智能化优化控制，打造智慧建筑。 高性能材料: 展望新型保温隔热材料、低辐射玻璃、相变材料（PCM）等在建筑节能领域的应用前景。 近零能耗建筑与零能耗建筑: 介绍近零能耗建筑（nZEB）和零能耗建筑（ZEB）的概念、设计原则和实现途径，以及这些未来建筑的发展方向。 《建筑热物理学》以其严谨的科学态度、详实的案例分析和前瞻性的视野，致力于为建筑师、工程师、研究人员以及对建筑节能和舒适度感兴趣的读者，提供一份宝贵的技术参考。本书的编写风格力求清晰易懂，图文并茂，便于读者理解和掌握复杂的物理概念及其在建筑实践中的应用。无论您是初学者还是资深从业者，相信本书都能为您在建筑设计、施工和运营维护方面带来新的启发和深刻的认识。

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我是在读研究生期间接触到这本书的，当时对建筑节能理论的基础知识还比较模糊，特别是对于“蓄热”和“热惰性”这两个概念的理解总停留在表面。这本书的出现，彻底帮我打通了任督二脉。它的理论深度足以满足学术研究的需求，但语言组织又非常照顾初学者。作者巧妙地运用了类比和对比的方法，将复杂的物理过程用日常生活中能接触到的现象来解释，比如用海绵吸水来比喻材料的蓄热能力，形象又深刻。我印象最深的是它对室内空气流动的初步探讨，虽然不如专门流体力学书籍那样细致，但对于理解自然通风和机械通风如何影响室内温度分布，提供了极佳的理论框架。书中对湿空气热力学的部分也着墨不少，详细解释了潜热和显热的概念，让我明白了在潮湿地区进行节能设计时，如何平衡温度控制与湿度控制这两个看似矛盾的需求。这本书更像是一位经验丰富的导师，在你迷茫时，总能为你指出一条清晰的学习路径。

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作为一名长期从事历史建筑保护和修复的设计师，我发现市面上大多数热工书籍都过于关注新建建筑的超高性能标准，而忽略了老旧建筑本身的热工特性和改造限制。这本《建筑热物理学》却展现了令人耳目一新的平衡。它不仅涵盖了现代建筑的先进技术，比如真空绝热板、相变材料（PCM）的应用潜力，更用相当篇幅讨论了传统材料——例如厚重的砖石结构、木材的长期热稳定性。书中对材料老化过程中的热性能衰减，以及不同气候区下材料的“呼吸”现象进行了细致的分析。这对于我们评估老房子的现有热工状况，并制定既能保护历史风貌又能提升居住舒适度的改造方案，提供了宝贵的理论依据。我尤其喜欢它对“热桥”问题在旧墙体翻新中的特殊处理方法，这些内容在其他主流教材中是很难找到的。这本书的实用价值，体现在它能帮我尊重历史的同时，实现现代化的目标。

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这本精装版的《建筑热物理学》简直是为我这种常年与建筑设计和能耗模拟打交道的工程师量身定制的宝典。我记得我刚入手时，被它那厚重的质感和封面烫金的字体所吸引，一看就知道是诚意之作。书中对建筑围护结构热工性能的剖析深入到令人发指的地步，从材料的导热系数、热桥效应的精确计算，到复杂的传热机理，无不讲解得清晰透彻。特别是关于非稳态传热部分的论述，它没有采用那种晦涩难懂的数学推导，而是结合大量的实际工程案例，让我能够直观地理解温度场如何随时间变化，这对优化建筑的动态热性能设计至关重要。我尤其欣赏作者在讨论辐射换热时，对不同表面发射率和几何构型的复杂计算进行了简化和归纳，使得我们在实际操作中可以快速评估自然采光和遮阳措施对室内热环境的影响。这本书的排版也非常专业，图表清晰且标注明确，即便是面对那些涉及多层界面和复杂边界条件的传热问题，也能通过书中的示意图迅速抓住问题的核心。说实话，自从有了它，我手头的能耗分析软件参数设置准确率直线上升，大大减少了后期的修正工作。

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坦白讲，我最初购买这本书是抱着试试看的心态，因为市面上关于“热物理”的著作往往要么过于偏重物理学基础的理论推导，要么就是流于表面、充斥着大量商业宣传。然而，这本书的专业水准让我感到惊喜。它的结构安排极具逻辑性，从宏观的热量输入输出分析，逐步深入到微观的分子间作用力对材料导热的影响。作者对“动态”概念的把握非常到位，反复强调了时间维度在建筑热行为中的决定性作用。书中对动态模拟软件（如EnergyPlus或DOE-2）背后的核心算法原理进行了深入的逆向工程式解读，这对于我们进行模型验证和自定义脚本开发至关重要。当我需要解释为什么某个复杂的遮阳系统在不同日照角度下表现出剧烈波动时，我总能从书中找到严谨的理论支持。这本书需要的不仅仅是阅读，更需要投入时间去消化和应用，它绝对不是那种可以轻松翻阅的书籍，但回报是巨大的。

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我对这本《建筑热物理学》最深刻的印象是它对“环境适应性”的强调。在当前全球气候变化的大背景下，建筑设计必须具备更强的韧性。这本书没有停留在“如何保温”的传统思维定式上，而是将热物理学与地域气候、使用者行为紧密结合。它详细阐述了如何通过精心设计的建筑形体和开口布局，最大限度地利用当地的自然热源和冷源，比如对地面辐射冷却潜力的挖掘，以及对风压驱动通风的优化设计。作者在讨论太阳得热控制时，不仅分析了玻璃的选择，还引入了对城市峡谷效应、邻近建筑遮挡等复杂城市尺度的热力学考量。这本书真正做到了将微观的材料热性能提升到宏观的城市气候学层面去统一理解，让我对建筑节能的理解从“被动抵抗”转向了“主动引导和协调”。这种跨尺度的整合能力，是它在众多专业书籍中脱颖而出的关键。

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