Inside-Out, Design Procedures for Passive Environmental Technologies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons

作者:G. Z. Brown

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1982-08

价格:USD 38.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780471898740

丛书系列:

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• green
• architecture
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• Passive Design
• Sustainable Architecture
• Environmental Control
• Building Technology
• HVAC
• Energy Efficiency
• Green Building
• Architectural Engineering
• Climate Responsive Design
• Building Science

剖析与创造：被动式环境技术的设计流程 这是一本关于如何通过巧妙的设计，让建筑本身成为一种自我调节、节能环保的生命体，从而实现舒适宜居环境的书籍。它深入探讨的不是某一项具体的技术，而是贯穿于整个设计过程的核心理念和系统性方法，旨在为建筑师、设计师以及所有关心可持续建筑的人们提供一套清晰、可操作的设计指引。 在当今社会，我们正以前所未有的速度面临着气候变化、资源枯竭和环境恶化等严峻挑战。建筑行业作为主要的能源消耗者和碳排放源，其可持续性转型刻不容缓。然而，传统的建筑设计往往侧重于满足功能需求和美学表达，而忽略了建筑与自然环境之间的深层互动。我们常常依赖于消耗大量能源的机械设备来维持室内环境的舒适，这不仅增加了运营成本，也加剧了对地球资源的压力。 《剖析与创造：被动式环境技术的设计流程》正是在这样的背景下应运而生。它不是一本罗列各种高科技绿色建材或节能设备的“零件手册”，而是从更宏观、更根本的层面，引导读者理解并运用那些“被动式”的环境技术。这些技术并非依赖主动的能源输入，而是充分利用自然的力量，例如太阳辐射、空气流动、水体蒸发以及材料本身的物理特性，来优化建筑的性能，减少对主动式系统的依赖。 这本书的核心在于“设计流程”——它不是一次性的灵感闪现，而是一个循序渐进、层层深入的系统性思考过程。作者将带领读者穿越设计的每一个关键阶段，从最初的概念构思，到详细的方案深化，再到最后的实践落地，详细阐述如何将“被动式”的智慧融入建筑之中。 第一部分：理解场地与气候——一切设计的起点 任何成功的被动式设计都始于对场地及其独特微气候的深刻理解。本书将首先引导读者认识到，每一块土地、每一个地理位置都拥有其独特的日照、风向、温度、湿度以及周边环境特征。这本书不会提供放之四海而皆准的解决方案，而是教导你如何成为一个“场地侦探”。 日照分析与策略： 太阳是免费且强大的能源。本书将详细解析不同地理纬度下太阳的运动轨迹，以及如何在建筑设计中最大化冬季的日照获益（提供温暖和光明），同时有效规避夏季的烈日直射（避免过热）。这涉及到对窗户的朝向、尺寸、遮阳构件（如屋檐、百叶、外遮阳等）的设计，以及利用建筑自身的形态和布局来引导光线。它不仅仅是关于“开窗”，更是关于“如何开窗”以及“窗外有什么”。 风的利用与控制： 自然通风是实现室内空气流通、降低温度、排除湿气和污染物的最经济有效的方式。本书会深入探讨不同地区的主导风向、风速特征，以及如何在建筑设计中创造有利于通风的条件。这包括对建筑朝向、窗户布局（形成穿堂风）、庭院设计、通风塔、烟囱效应的利用，甚至是如何利用建筑周围的绿化和地形来引导或阻挡风。它鼓励设计师将风视为一种可塑的“建筑元素”，而非仅仅是需要抵抗的“外力”。 温度与湿度的调控： 建筑材料的选用、结构的保温隔热性能、以及建筑内部空间的功能划分，都对室内温度和湿度的稳定性至关重要。本书将详细介绍如何根据当地气候条件，选择合适的保温材料和隔热策略，例如双层墙体、屋顶隔热、地面隔热等。同时，也会探讨如何通过设计水景、绿植墙、植物蒸腾等自然蒸发冷却技术来辅助降温，以及如何通过合理的通风和材料选择来控制湿度，避免潮湿带来的不适和潜在的健康问题。 场地微气候的观察与模拟： 本书并非仅停留在理论层面，而是鼓励设计师进行实地观察和利用简易的分析工具。它会介绍一些基本的场地分析方法，帮助读者理解如何测量日照角度、记录风速风向、感知环境的温度和湿度变化，从而为设计决策提供数据支持。 第二部分：建筑形态与空间布局——被动设计的骨架 一旦我们对场地和气候有了深刻的认识，接下来的挑战就是如何通过建筑本身的形态和内部空间布局，将这些自然力量巧妙地转化为室内环境的舒适性。被动式设计强调建筑的整体性，即建筑的“体”和“用”必须协同工作。 建筑朝向与体型优化： 建筑的朝向对日照和风的利用有着决定性的影响。本书将深入解析如何在不同气候区选择最优的建筑朝向，例如在寒冷地区最大化南向采光，在炎热地区则优先考虑东、西两侧的遮阳。同时，建筑的体型——长宽比、体积大小、紧凑程度——也会影响其表面积与体积的比率，从而影响热量的得失。本书将指导读者如何设计更紧凑、更“经济”的建筑形态。 热桥与传导分析： 建筑的各个部分并非平均传递热量。热桥是建筑围护结构中导热性较强的部分（如梁、柱、窗框连接处），它们会成为热量流失或进入的“通道”，严重影响建筑的整体保温性能。本书将深入探讨如何识别和避免热桥，以及通过优化节点设计来提高建筑围护结构的整体性，减少不必要的能量损耗。 空间功能的逻辑分布： 建筑内部空间的布局同样是影响环境舒适度的关键。本书将介绍如何根据空间对光照、温度和通风的需求，进行合理的划分和布置。例如，将储藏室、浴室等对温度要求不高的空间布置在建筑的北侧，作为“缓冲层”来阻挡冷空气；将客厅、卧室等主要活动空间布置在南侧，以获得充足的日照和良好的视野。 自然采光与人工照明的整合： 被动式设计并非完全排斥人工照明，而是强调照明的“效率”和“整合”。本书将指导读者如何通过优化窗户设计、天窗、光导管等方式，最大化引入自然光，减少对人工照明的依赖。同时，也会探讨如何合理配置人工照明系统，使其与自然光协同工作，在光线不足时提供补充，并尽量减少能耗。 第三部分：材料选择与性能——被动设计的肌理 建筑材料的特性是影响其被动式性能的基石。不同的材料拥有不同的导热性、蓄热性、透湿性以及反光性，它们共同构成了建筑的“皮肤”和“骨骼”，直接关系到建筑能否有效地调节室内温度、湿度和空气质量。 保温与隔热材料的智慧运用： 本书将详细介绍各种保温隔热材料的性能特点、优缺点以及适用的场景。这不仅仅是列举几种材料，而是深入分析它们的导热系数（k值）、热阻（R值）、密度、容重等关键参数，以及它们在不同气候条件下的表现。它会引导读者理解，选择合适的保温材料，并正确地将其应用于墙体、屋顶、地面等关键部位，是实现节能的重中之重。 蓄热材料（热质量）的设计： 在某些气候条件下，利用材料的蓄热能力（热质量）是保持室内温度稳定的重要手段。本书将解释如何通过选择具有高蓄热能力的材料（如混凝土、砖石、夯土等），并将其巧妙地应用在建筑的内部空间，让它们在白天吸收太阳热量，在夜晚缓慢释放，从而平抑室内温度的昼夜波动。这需要对材料的密度、比热容、导热系数进行综合考量。 透湿性与水汽管理： 建筑的围护结构需要能够“呼吸”，即允许水汽在材料内部适度迁移，以避免潮湿的积聚和霉菌的滋生。本书将深入探讨材料的透湿性，以及如何设计多层复合墙体，形成有效的“呼吸屏障”，既能阻挡雨水侵入，又能允许内部湿气排出。它会强调“封闭”与“透气”之间的微妙平衡。 表面材料的反射与吸收特性： 建筑外立面和屋顶的材料颜色和质感，对建筑的吸热和反射能力有着直接影响。本书将介绍如何利用浅色、高反射率的材料来减少夏季太阳辐射的吸收，以及如何利用深色、低反射率的材料在冬季吸收更多的太阳热量。同时，也会探讨内部墙面的颜色和质感如何影响光线的反射和空间的感知。 第四部分：系统整合与性能优化——被动设计的灵魂 被动式设计并非孤立的技术叠加，而是将前述的各个环节有机地整合为一个协同工作的整体。本书将强调系统思维的重要性，即认识到各个设计决策之间的相互关联和影响。 自然通风与机械通风的策略性结合： 即使是最佳的被动式设计，在某些极端天气条件下，可能仍然需要辅助性的机械通风系统。本书将探讨如何根据实际需求，智能地结合自然通风和机械通风，例如在温度适宜时优先使用自然通风，在极端高温或低温时启动机械通风进行补充。它鼓励“按需通风”，而非“恒时通风”。 被动式与主动式系统的集成： 并非所有主动式系统都需要被淘汰。被动式设计旨在最大程度地减少对主动式系统的依赖，但剩余的必要主动式系统，例如高效的暖通空调（HVAC）系统、太阳能光伏发电系统等，也可以与被动式设计协同工作，形成一个更高效、更可持续的整体。本书将探讨如何实现这种“软集成”。 性能模拟与迭代优化： 现代建筑设计离不开性能模拟工具。本书将介绍一些常用的建筑性能模拟软件（虽然不直接教学软件操作，但会说明其在设计过程中的作用），以及如何利用这些工具来预测建筑在不同气候条件下的能耗、室内温度、采光等表现。更重要的是，它将强调这是一个“迭代”的过程，通过模拟反馈，不断优化设计方案，直至达到最佳的被动式性能。 关注细节与施工质量： 即使是最优秀的设计理念，如果施工质量不过关，也无法实现预期的效果。本书将特别强调在施工阶段对细节的关注，例如保温材料的连续性、缝隙的密封、空气渗透的控制等。它会提醒设计师和施工方，每一个连接处、每一个细节都可能成为影响建筑性能的关键点。 结论：走向更智慧、更可持续的建筑未来 《剖析与创造：被动式环境技术的设计流程》不仅仅是一本书，它是一种设计理念的传递，一种对未来建筑模式的探索。它呼吁我们重新审视建筑与自然的关系，将我们对环境的责任转化为创新的设计实践。这本书鼓励设计师们从“堆砌”技术转向“编织”智慧，从“对抗”自然转向“顺应”自然。 通过掌握本书所传达的设计流程和核心理念，读者将能够创造出既美观实用，又能最大限度地减少对能源的依赖，同时为使用者提供健康舒适居住环境的建筑。这是一条通往真正可持续建筑的道路，一条融合了科学、艺术与责任的实践之路。这本书，将是你在这条道路上不可或缺的指南。

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老实说，初次翻开这本书时，我略微有些被那些密密麻麻的图表和公式吓到，它那副严谨的学术面孔，让人觉得这可能是一本只适合在象牙塔里供奉的参考书。然而，随着深入阅读，我发现作者的高明之处在于，他成功地将晦涩的物理学原理和热力学定律，巧妙地嵌入到一套可操作的、高度结构化的“设计流程”框架之中。特别是关于自然采光优化那几个章节，简直是令人茅塞顿开。它没有仅仅停留在“要多用窗户”这种浅薄的建议上，而是详细阐述了如何通过分析天空散射光、直接太阳光，并结合室内表面的反射率和吸光率，来精确计算出所需的窗墙比和遮阳深度，以达到既避免眩光又能保证足够照度的平衡点。这种对细节的执着追求，体现了作者对建筑性能的深刻理解——建筑的舒适度往往取决于那些在施工图中容易被忽略的“小数点后几位”。对我个人而言，这本书的价值不在于它提供了多少现成的解决方案，而在于它教会了我如何“提问”和“验证”每一个设计假设，这才是真正驱动创新和实现可持续目标的内生动力。

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这本书的叙事风格，与我以往读过的那些偏重于美学或案例展示的建筑书籍截然不同，它更像是一份详尽的、面向实战的操作手册，几乎可以看作是环境设计领域的“标准化作业指导书”。我最欣赏它在结构上对“程序化”的坚持。作者似乎在提醒读者：优秀的环境设计并非灵光乍现的艺术，而是一套经过验证、可重复的、基于数据的迭代过程。从项目初始的气候基线设定，到中期对不同被动策略（如辐射冷却、导热屏障）的建模和比较分析，再到后期对能耗模拟结果的反向优化，每一步都配有明确的输入项和预期输出项。这种近乎工业化的设计思维，对于那些在大型、复杂项目中追求效率和可预测性的团队来说，简直是救命稻草。它迫使我们跳出“感觉舒服”的主观判断，转而用量化的指标去量化“舒适”的程度。虽然阅读过程需要极大的专注力来消化那些复杂的流程图，但一旦掌握了这套体系，我相信设计效率和最终性能的提升将是立竿见影的。

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坦白说，这本书的价值主要体现在其对“设计工具链”的深度解析上，而不是停留在哲学层面的探讨。对于那些习惯于依靠有限元分析软件直接出结果的年轻设计师来说，这本书提供了一个至关重要的“回溯”机制。它详细介绍了在软件模拟介入之前，设计师应该如何利用简化的分析工具（如Hottel图表、风洞测试原理的简化模型）来快速评估设计方案的初步可行性。我个人特别喜欢作者在讨论材料选择时那种近乎偏执的严谨性，例如，关于不同密度和比热的墙体材料，在应对城市热岛效应时的长期性能差异，书中都有详尽的数据对比和分析。它教会我们，在项目初期对材料的“慢思考”，能避免后期在调试能耗模型时进行大量无效的“快修改”。这本书，与其说是一本教科书，不如说是一套经过时间检验的“设计哲学工具箱”，它将复杂的设计艺术，转化为一套可被传承、可被规范的工程流程。

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我发现这本书在处理“被动技术整合”方面，展现出一种罕见的系统性视角。很多关于可持续设计的书籍，往往将“自然通风”、“热质量”、“遮阳”等议题割裂开来单独讨论，导致读者在实际应用时难以把握它们之间的相互作用与取舍。然而，在这本《Inside-Out》中，作者非常清晰地展示了这些要素是如何在一个统一的、相互耦合的系统中协同工作的。例如，当讨论到高层建筑的纵向烟囱效应时，作者不仅分析了如何利用建筑开口引导气流，还同时评估了这种气流对内部空间热负荷分布的影响，以及如何通过调整内部隔墙的空气渗透率来控制气流路径。这种跨领域的、多变量的综合考量，体现了作者深厚的跨学科背景。它让我深刻认识到，真正的被动式设计，绝不是简单堆砌几种技术，而是对建筑作为一个复杂生命体所进行的精细调校。这本书提供的，正是这种全局观和协调能力，而非孤立的技术点。

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这部厚重的著作，聚焦于环境技术设计流程的精细梳理，简直是为那些渴望将理论知识转化为切实可行的建筑实践的工程师和建筑师量身定做的宝典。我尤其欣赏作者对“被动技术”（Passive Environmental Technologies）这一主题的深入挖掘，它不仅仅停留在对太阳能板或风力涡轮机这类主动设备的简单介绍，而是更侧重于如何通过建筑自身的形态、朝向、材料选择以及空间布局，在不消耗过多能源的前提下，实现舒适的室内微气候。书中对气候分析的重视程度令人印象深刻，它并非采用一刀切的标准，而是细致地探讨了不同地理位置、不同季节下的气象数据如何直接影响到遮阳系数的计算、自然通风策略的优化以及热质量的有效利用。阅读的过程中，我感觉自己仿佛跟随一位经验老到的项目经理，一步步拆解了一个复杂的绿色建筑项目，从最初的概念草图到详细的施工图纸，每一个环节的设计决策背后都有坚实的科学依据和严谨的程序支撑。那种按部就班、逻辑清晰的叙述方式，极大地降低了理解复杂工程流程的门槛，对于初入该领域的专业人士来说，无疑是一盏指路明灯。我期待在未来的项目中，能够将这些严谨的“设计程序”真正融入我的工作流程中，看到理论如何生动地落地开花。

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