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页数:159

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出版时间:2009-9

价格:20.00元

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isbn号码:9787122059291

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建筑环境控制系统与能源管理：面向未来的可持续发展策略 图书简介 本书深入探讨了现代建筑领域中至关重要的两大核心议题：建筑环境控制系统（Building Environmental Control Systems, BECS）的先进技术与应用，以及面向可持续发展的综合能源管理策略。本书旨在为建筑工程师、设施管理者、能源顾问以及相关专业学生提供一个全面、系统且高度实用的知识框架，以应对当前全球能源挑战和日益严格的环保法规要求。 第一部分：建筑环境控制系统（BECS）的深度解析与前沿技术 本部分将详细剖析构成现代智能楼宇环境控制系统的各个关键子系统，重点关注其集成化、智能化与高效化发展趋势。 第一章：环境控制系统的基础理论与架构 本章首先回顾了暖通空调（HVAC）、照明、遮阳等核心环境子系统的基本物理原理和设计规范。随后，着重介绍现代建筑环境控制系统的分层架构：从底层的传感器、执行器网络，到中层的直接数字控制（DDC）单元，再到顶层的楼宇自动化系统（BAS）管理平台。强调数据采集的准确性、控制算法的鲁棒性以及系统间的互操作性是构建高效BECS的基石。 第二章：高级HVAC控制策略与能耗优化 HVAC系统通常占据建筑总能耗的40%以上，因此，本章集中讨论如何通过先进的控制策略实现能耗的大幅削减。内容涵盖： 变风量（VAV）系统的高级优化： 探讨基于室内负荷预测的动态风量设定点调整、最小新风量控制的优化边界，以及与CO2传感器和占用率感知的联动控制。 冷源与热源的集成优化： 详细分析冷水机组群的节能运行点选择、冷热电三联供（CCHP）系统的耦合控制，以及利用蓄冷/蓄热技术平抑电网负荷的策略。 预测性控制（Model Predictive Control, MPC）： 介绍如何利用建筑热力学模型和外部环境预测数据，提前优化设备的启停时间、温度设定值，以最小化未来一段时间的运行成本和能耗。 第三章：照明与遮阳系统的智能化调控 现代照明已从单纯的“照亮”转变为“动态适应”和“节能增效”的载体。 日光采集与集成控制： 探讨如何利用光传感器实时监测自然光照水平，通过调光（Dimming）技术与人工照明实现无缝的光照补偿，确保室内照度均匀的同时，将人工照明能耗降至最低。 人员感应与区域控制： 介绍基于PIR、超声波或视觉传感器的人员存在检测技术，并讨论如何将其集成到照明和通风系统中，实现基于真实需求的精确控制，杜绝“人走灯不灭”的浪费。 智能遮阳系统的协同作用： 分析动态百叶和智能窗膜如何与季节、太阳角度、室内温度设定值协同工作，有效阻挡夏季多余热量进入，同时在冬季最大化太阳得热，减轻HVAC系统的负荷。 第四章：传感器网络、数据通信与网络安全 BECS的智能化高度依赖于数据流的质量和安全。本章侧重于技术实现的层面： 无线传感网络（WSN）的应用： 讨论低功耗广域网（LPWAN，如LoRaWAN）和近场通信（NFC）在环境监测中的部署优势与挑战，特别是在既有建筑改造中的优势。 数据协议与互操作性： 对比BACnet、LonWorks、KNX等主流楼宇控制协议的特点、优缺点及在不同场景下的应用选择，强调开放API在系统集成中的重要性。 信息安全防护： 随着系统连接到企业网络，安全风险剧增。本章提供针对BECS的常见网络攻击（如DDoS、数据篡改）的防御策略、网络隔离技术和定期的安全审计流程。 第二部分：面向未来的建筑能源管理策略 本部分从宏观视角出发，探讨如何将分散的控制系统整合起来，形成统一的能源管理决策框架，以实现建筑的全生命周期能效提升和碳减排目标。 第五章：建筑能效评估与基准化管理 任何有效的能源管理都始于准确的量测和评估。 能耗数据采集与细分计量（Sub-metering）： 详细介绍不同类型能耗（电、水、气、热）的计量点位设置规范，以及如何通过细分计量技术识别“能耗大户”和异常能耗模式。 能源性能基准（Benchmarking）与对标： 介绍国际上通用的建筑能效评级体系（如能源之星Portfolio Manager的概念框架），指导用户如何设定内部绩效目标并与行业平均水平进行有效对比。 异常检测与故障诊断（FDD）： 讨论基于统计过程控制（SPC）和机器学习算法的FDD技术，实现对设备亚健康状态的早期预警，例如传感器漂移、阀门卡滞、或控制回路振荡等问题，避免其转化为严重的能源浪费。 第六章：可再生能源整合与微电网设计基础 本章聚焦于建筑如何从单纯的能源消费者转变为能源生产者和管理者。 光伏（PV）系统的集成与优化： 讨论建筑一体化光伏（BIPV）的设计考量、最大功率点跟踪（MPPT）技术的应用，以及光伏发电与建筑自身负荷的实时匹配策略。 储能系统（ESS）在建筑中的角色： 详细分析锂离子电池在建筑级应用中的安全规范、充放电优化算法，特别是如何利用ESS进行峰谷电价套利（Peak Shaving and Valley Filling）。 建筑微电网（Microgrid）的构建： 介绍在大型园区或综合体中构建具备“并网”和“孤岛”运行能力的微电网所需的核心技术，包括先进的功率电子接口和分布式能源管理系统（DERMS）。 第七章：需求响应（Demand Response, DR）与智能电网互动 建筑能源管理不再是孤立的行为，必须与外部电网的运行状态紧密耦合。 DR机制的原理与参与路径： 解释不同类型的需求响应项目（如价格型DR、激励型DR）的工作机制，并分析建筑BAS系统需要具备哪些“可调节性”才能有效参与。 负荷柔性评估与潜力挖掘： 介绍如何量化HVAC系统、热水系统等非关键负荷的柔性空间，即在不影响用户舒适度的前提下，允许系统在短时间内偏离设定点。 自动化和半自动化的DR执行： 探讨如何预设电网信号触发的控制逻辑，例如在接收到高峰电价预警时，系统自动提前降温或调高设定点，实现对电网波动的平滑响应。 第八章：全生命周期能源绩效验证与持续改进 能源管理是一个持续迭代的过程，本书最后强调了验证和改进的闭环管理。 调试（Commissioning）与持续调试（Ongoing Commissioning, OC）： 区分初始调试（Cx）与持续调试的内涵。重点阐述OC如何通过定期、自动化的性能审计，确保系统在季节变化、人员变动或设备老化后依然保持设计或优化后的能效水平。 能源使用绩效（EUI）的长期跟踪： 建立长期的数据仓库，利用时间序列分析技术，区分由天气（如极端高温/低温）引起的能耗变化和由系统效率下降导致的能耗增加。 数字化孪生（Digital Twin）在能效管理中的前瞻应用： 介绍如何建立建筑的虚拟模型，结合实时运行数据进行模拟、测试新的控制逻辑或维护方案，以实现零风险的能效持续提升。 本书的结构设计力求逻辑清晰、技术深入浅出，旨在为读者提供一套完整的、可落地的建筑能源管理和环境控制的实践工具箱。通过学习本书，读者将能够超越基础的设备操作层面，真正掌握利用现代信息技术和控制科学来驱动建筑向低碳、高效、可持续方向转型的核心能力。

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这本书的语言风格，说实话，初看之下略显“学术派”，大量使用了精确且不容置疑的专业术语，这对于已经有一定基础的人来说是如虎添翼，能让你精准地把握每一个技术细节的精确含义。比如，它在描述“Building Automation System (BAS)”的控制逻辑时，引用的标准和协议的描述简直可以用“教科书级别”来形容，每一个缩写词的展开和其背后的技术原理都阐述得滴水不漏。然而，对于那些刚刚踏入这个领域的新鲜血液来说，可能需要更多的耐心和辅助工具来消化这些信息。我注意到，书中穿插了一些非常实用的案例分析——比如针对特定类型办公楼的能耗优化方案设计，这些案例的描述虽然也保持了高度的专业性，但通过实际场景的代入，让抽象的理论有了一个落地的参照物，这一点是很多同类书籍所欠缺的。作者似乎非常注重知识的准确性和前沿性，书中对最新物联网（IoT）技术在智能楼宇中的融合趋势也有所探讨，这显示出作者对行业发展的敏锐洞察力，而非仅仅停留在旧有技术的罗列上，这对于保持知识的“保鲜期”至关重要。

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这本书的结构设计非常具有“工程师思维”，它没有过多地使用花哨的修辞或文学性的语言来粉饰冰冷的技术，而是以一种近乎严苛的、模块化的方式来构建知识体系。例如，在介绍消防联动系统时，它清晰地划分了探测层、报警层和执行层，并用流程图和时序逻辑表来描述不同事件下的响应链条，这种清晰的结构，极大地提升了阅读效率，尤其适合需要快速构建系统认知框架的工程师。我特别欣赏它在不同技术模块之间的“搭桥”工作，例如，当它讲解照明控制（Lighting Control）时，会主动链接回楼宇能源管理系统（BEMS）的数据接口标准，而不是将各个子系统孤立处理，这种系统集成视角的培养，对于培养全面的楼宇工程师至关重要。它强迫读者去思考的不是“这个传感器怎么用”，而是“这个传感器的数据如何与其他系统进行高效、安全地通信和协作”，这种宏观与微观兼顾的处理方式，是这本书最宝贵的财富之一。

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这本书的封面设计得非常现代，那种冷静的蓝色调配上简洁的字体，一下子就给人一种专业、严谨的感觉，完全符合我对一本技术类工具书的期待。拿到手里感觉分量十足，纸张的质感也很好，印刷清晰，即便是那些复杂的图表和电路示意图也能看得一清二楚，这对于需要反复查阅和学习的读者来说，绝对是一个加分项。我尤其欣赏它在章节划分上的逻辑性，从最基础的电气原理引入，逐步过渡到各种传感器的原理和应用，最后深入到楼宇控制系统的集成与优化，这种循序渐进的编排方式，极大地降低了初学者理解那些高深概念的门槛。书本的排版也做得很到位，关键术语都有用粗体或者斜体突出显示，方便快速定位和记忆。虽然它是一本英语专业书，但作者在关键的中文术语解释上也做得非常到位，很多时候读不懂英文的专业表达时，旁边的注释能立刻将我拉回到中文的语境中，确保了学习过程中的顺畅无阻。总体而言，它不仅仅是一本教材，更像是一个可以信赖的、装帧精美的专业知识库，让人爱不释手，很期待接下来的深入研读。

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坦白讲，这本书的内容广度着实令人印象深刻，它几乎覆盖了从“毛细血管”到“神经中枢”的所有层面。我翻阅到关于暖通空调（HVAC）子系统集成的章节时，发现它并没有仅仅停留在简单的温度调节指令上，而是深入探讨了变风量（VAV）系统与热回收单元（HRV）之间如何通过复杂的算法实现能效的最大化，这种深度的挖掘，远超出了我对于一本“专业英语”书籍的初始预期。更让我惊喜的是，它对网络安全在智能楼宇接入层的重要性进行了专题讨论，这一点往往在很多侧重于硬件和控制逻辑的书籍中被轻描淡写，而这本书却将其提升到了与核心控制同等重要的地位，这充分体现了作者对现代楼宇系统安全隐患的重视。唯一的“挑战”在于，由于内容的密度实在太高，如果想快速查找某一特定模块（比如门禁系统的RS-485通信协议细节），可能需要花费一点时间在目录或索引中进行精确导航，不过这种“内容丰富到难以快速索引”的问题，在专业书籍中或许也算是一种侧面的赞美吧。

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从一个长期与行业打交道的人的角度来看，这本书的价值在于它所建立的专业“共同语言”。在国际化的项目合作中，术语理解的偏差往往是导致项目延误的元凶，而这本书通过提供精准、标准化的英文技术表达，有效地弥补了这种沟通上的鸿沟。它提供的不仅仅是词汇的翻译，更重要的是对这些词汇所代表的“工程实践”的准确界定。举个例子，书中对“Fault Detection and Diagnostics (FDD)”的描述，清晰地区分了简单的告警（Alarm）和复杂的故障诊断逻辑之间的层次差异，这种对细微差别的捕捉，是普通词典无法给予的。此外，书中对未来技术趋势的预判性很强，它并没有过多纠结于那些已经过时的技术标准，而是将笔墨聚焦于向着更高能效、更具柔性的自适应系统演进的路径上，使得这本书的内容具有显著的“前瞻性”，能够指导我们思考未来五到十年的技术发展方向，而不仅仅是解决眼前的工程问题。

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