Smart Building in a Changing Climate pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Van Den Dobbelsteen, Andy (EDT)/ Van Dorst, Machiel (EDT)/ Van Timmeren, Arjen (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:602.00元

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isbn号码:9789085940241

丛书系列:

图书标签:

• Smart Buildings
• Sustainable Architecture
• Climate Change
• Green Building
• Building Technology
• Energy Efficiency
• Resilience
• Urban Planning
• IoT
• Environmental Design

《智能建筑与气候韧性：应对变革的未来》 引言 我们正身处一个前所未有的时代，气候变化以前所未有的速度和力度重塑着我们的星球。从极端天气事件的频发到海平面的持续上升，这些影响已经渗透到我们生活的方方面面，其中，我们赖以生存的建筑环境也面临着严峻的挑战。传统意义上的建筑设计和建造方法，往往是基于过去的气候数据和稳定环境的假设，这在当下以及可预见的未来，都显得越发力不从心。在这样的背景下，如何让我们的建筑变得更具韧性，更好地适应不断变化的气候，成为一项刻不容缓的任务。 本书《智能建筑与气候韧性：应对变革的未来》并非一本关于“智能建筑”与“气候变化”这两个概念简单拼接的书。它深入探讨的是，如何利用前沿的智能技术，赋予建筑系统以洞察力、适应性和主动性，从而使其能够有效抵御气候变化带来的风险，并在不利环境中维持最佳运行状态。本书旨在为建筑师、工程师、开发商、政策制定者以及所有关心城市可持续发展的人们，提供一套系统性的认知框架和实践指导。我们将不仅仅关注建筑本身，更将目光投向建筑与城市、与自然环境、与人类活动之间的动态关系，力求勾勒出一幅未来建筑的愿景：它们不仅是物理空间，更是能够感知、思考、学习并做出响应的有机体，是应对气候挑战的坚实盾牌。 第一章：气候变化的严峻现实与建筑的脆弱性 本章将首先梳理当前全球气候变化的最新科学认知，重点关注那些与建筑环境息息相关的方面，例如： 极端天气事件的加剧： 暴雨、洪涝、干旱、热浪、寒潮、强风、冰雹等极端天气事件的频率和强度都在显著增加。我们将分析这些事件对各类建筑（住宅、商业、工业、基础设施等）可能造成的直接和间接损害，包括结构损坏、设备失效、能源中断、室内环境恶化等。 长期气候趋势的变化： 城市热岛效应的加剧、降雨模式的改变、海平面上升对沿海地区的威胁、季节性变化的不确定性等，都将对建筑的设计、运营和维护提出新的要求。例如，持续的高温会增加制冷负荷，改变室内空气质量；降雨模式的变化可能影响建筑的排水系统和地基稳定性；海平面上升则对沿海城市的建筑安全性构成根本性威胁。 供应链与资源韧性： 气候变化也可能影响建筑材料的生产、运输以及资源的可用性。极端天气可能导致原材料短缺、物流中断，推高建造成本，并对现有建筑的维修和更新带来挑战。 建筑的温室气体排放与气候变化之间的双向反馈： 除了受气候变化影响，建筑行业本身也是温室气体排放的重要来源。本章将审视建筑的生命周期（从材料生产、建造、运营到拆除）中的碳足迹，强调建筑的减排责任，并引出智能技术在降低建筑能耗和碳排放方面的潜力。 在分析气候变化对建筑的脆弱性时，我们将避免过度渲染恐慌，而是以严谨的数据和科学分析为依据，强调理解风险是有效应对的第一步。本章的重点在于建立读者对气候变化紧迫性以及建筑环境所面临的挑战的清晰认识。 第二章：智能技术赋能建筑韧性的维度 在深刻理解了气候变化的挑战后，本章将聚焦于智能技术如何在各个层面提升建筑的韧性。我们将从以下几个维度展开： 感知与监测： 先进的传感器网络： 介绍各类物联网（IoT）传感器，如温度、湿度、CO2、PM2.5、光照、风速、降雨、结构应力、水浸等传感器，以及它们如何被集成到建筑系统中，实现对室内外环境的实时、精准监测。 数据采集与融合： 探讨如何通过边缘计算和云平台，高效地采集、存储和处理海量传感器数据，并将其与气象预报、地理信息系统（GIS）等外部数据进行融合，形成全面的态势感知能力。 图像识别与视频分析： 利用AI驱动的图像识别技术，对建筑外墙、屋顶、周围环境进行实时监控，及时发现潜在风险，例如裂缝、漏水迹象、植被生长情况等。 分析与预测： 人工智能与机器学习在风险评估中的应用： 讲解如何利用AI和ML算法，分析历史数据和实时监测数据，预测未来可能发生的风险，例如特定区域的洪涝风险、设备故障概率、能源消耗趋势等。 数字孪生（Digital Twin）技术： 介绍数字孪生如何创建一个与物理建筑实时同步的虚拟模型，通过模拟不同气候情景下的建筑反应，进行性能评估和风险预警。 性能预测与优化： 基于数据分析，预测建筑在不同气候条件下的能耗、舒适度、结构稳定性等性能指标，并为优化设计和运营提供依据。 决策与控制： 智能化的楼宇自控系统（BAS）： 探讨新一代BAS如何超越传统的预设程序，能够根据实时数据和预测结果，自动调整 HVAC（供暖、通风和空调）、照明、遮阳、通风等系统。 自适应与学习型系统： 重点介绍建筑系统如何通过机器学习，不断学习和优化其控制策略，以在不断变化的环境中实现最佳性能。例如，系统可以学习在预知到热浪到来前，提前启动冷却措施，或在预测到强风时，自动调整窗户和百叶窗的开合角度。 应急响应与故障排除： 智能系统如何能够自动识别设备故障或异常情况，并启动预设的应急预案，例如自动隔离漏水区域、切换到备用电源、向维护人员发送警报等，最大限度地减少损失。 可持续性与能源管理： 智能能源管理系统： 详细介绍如何利用智能技术优化建筑的能源生产（如太阳能）、存储（如电池）和消耗。 需求侧响应与电网互动： 探讨建筑如何通过智能调度，在电网负荷高峰时段减少用电，或在电价低廉时段储存能源，成为智能电网的重要组成部分。 碳排放监测与管理： 智能系统如何实时追踪建筑的碳排放，并根据预设目标进行优化，实现节能减排。 人机交互与用户体验： 集成化的用户界面： 介绍如何通过直观的移动应用或控制面板，让建筑使用者能够了解建筑的运行状态、环境参数，并参与到能源管理和舒适度调节中。 个性化与情境感知： 智能系统如何根据不同用户、不同时间、不同活动的需求，提供个性化的环境控制，提升居住和工作体验，同时优化资源利用。 本章将通过具体的案例和技术细节，说明智能技术并非是冰冷的机器代码，而是能够为建筑赋予生命力，使其能够“思考”和“行动”的强大工具。 第三章：气候韧性设计原则与智能技术融合 在理解了气候变化的影响和智能技术的潜力之后，本章将探讨如何将两者有机地结合起来，形成一套全新的气候韧性设计理念和方法。 适应性设计（Adaptive Design）： 灵活的结构与材料： 介绍能够应对极端载荷（如风、雪、地震）的柔性结构设计，以及能够反射热量、抵抗腐蚀、吸收水分的先进建筑材料。 被动式设计策略与智能系统的协同： 强调被动式设计（如优化朝向、自然通风、遮阳）在降低能耗和提升舒适度方面的基础作用，以及智能系统如何通过动态控制，进一步发挥和强化这些被动式设计的效能。例如，智能遮阳系统可以根据太阳角度和室内温度，实时调整百叶窗的角度，最大化自然采光的同时避免过热。 适应性表皮（Adaptive Facades）： 深入探讨能够根据外界气候条件（温度、湿度、光照、风力）和室内需求，自动改变其光学、热学或结构特性的建筑外墙技术，例如电致变色玻璃、集成化通风组件等。 冗余与弹性系统（Redundancy and Resilient Systems）： 多源能源供应与存储： 设计集成式可再生能源系统（如太阳能、风能），并配备储能装置，确保在电网中断时，建筑仍能维持基本运行。 智能水管理系统： 介绍雨水收集、中水回用、节水器具以及智能监测漏水的系统，以应对干旱和水资源短缺的挑战。 通信与信息系统韧性： 强调建立可靠的通信网络和数据备份机制，确保在灾害发生时，智能控制系统和应急响应系统能够正常运行。 预测性维护与故障预防： 基于AI的预测性维护： 讲解如何利用传感器数据和机器学习算法，预测设备（如HVAC系统、电梯、水泵）的潜在故障，并在故障发生前进行主动维修，避免因设备失效导致的服务中断。 生命周期成本分析与韧性投资： 强调将气候风险评估和智能技术投资纳入建筑的生命周期成本分析，证明在初期投入智能系统和韧性设计，可以在长期内显著降低风险和运营成本。 生态整合与自然解决方案： 绿色屋顶与垂直绿化： 介绍其在缓解城市热岛效应、改善空气质量、管理雨水径流方面的作用，以及如何通过智能灌溉和监测系统，优化其性能。 与城市基础设施的协同： 探讨建筑如何通过智能技术，与城市交通、能源、水务等基础设施实现信息共享和协同响应，构建更具韧性的城市系统。 本章将通过实际项目案例，展示这些设计原则如何落地，以及智能技术如何在设计阶段就深度融合，为建筑奠定坚实的气候韧性基础。 第四章：智能建筑的气候韧性应用案例与最佳实践 理论探讨之后，本章将通过一系列具有代表性的国际和国内智能建筑案例，深入剖析智能技术在应对气候变化方面的具体应用及其成效。 极端天气下的表现： 选取在极端高温、洪涝、强风等天气事件中表现出色的智能建筑案例，分析其关键的智能技术应用，例如： 热浪中的“凉爽”建筑： 介绍具有先进的被动降温设计、动态遮阳系统、智能通风和高效制冷技术的建筑，如何维持室内适宜温度，并降低能耗。 洪涝地区的“浮动”或“防洪”建筑： 展示具有水位感应、自动排水、可升降结构的建筑，如何有效应对季节性或突发性洪涝。 风暴下的“稳定”建筑： 分析具有智能结构监测、自适应风力调节的建筑，如何保证结构安全和室内舒适。 能源效率与碳中和建筑： 重点介绍那些通过高度集成化的智能能源管理系统，实现近零能耗或负能耗的建筑。分析其在可再生能源利用、能源储存、需求侧响应等方面的创新实践。 城市综合体与社区韧性： 探讨大型综合体或社区如何通过区域性的智能管理系统，实现资源共享、能源互联、应急联动，提升整体的气候韧性。 智慧医疗、教育等特定功能建筑的韧性： 分析医院、学校、数据中心等对稳定运行要求极高的建筑，如何通过智能技术保障其在极端气候条件下的功能不中断。 数据驱动的运营与优化： 总结通过长期数据收集和分析，不断优化建筑性能、提升韧性的最佳实践。 本章将不仅仅展示技术的应用，更会深入分析这些案例背后的设计理念、技术选择、运营策略以及取得的实际效益，为读者提供可借鉴的经验。 第五章：挑战、机遇与未来展望 在本书的最后，我们将对智能建筑在气候韧性方面的实践所面临的挑战、存在的机遇以及未来的发展趋势进行展望。 面临的挑战： 高昂的初期投资与投资回报周期： 如何平衡技术升级成本与长期收益？ 技术标准与互操作性： 不同系统和设备之间的兼容性问题。 数据安全与隐私保护： 如何在充分利用数据的同时，保障用户和系统的安全。 专业人才的匮乏： 建筑行业需要具备跨学科知识的复合型人才。 政策法规的滞后性： 现有法规可能未能完全适应新型智能建筑的需求。 公众接受度与用户习惯： 如何让使用者更好地理解和接受智能化的建筑环境。 存在的机遇： 政策支持与激励机制： 各国政府对可持续发展和气候行动的推动，将为智能建筑带来更多发展机遇。 技术创新与成本下降： 随着技术的成熟和规模化生产，智能技术的成本将逐渐降低。 绿色金融与可持续投资： 越来越多的金融机构将绿色和韧性项目作为投资重点。 城市更新与存量建筑改造： 为现有建筑注入智能技术，提升其气候韧性，将是一个巨大的市场。 未来展望： 更深度的AI融合： AI将不仅仅是辅助工具，而是建筑核心决策者。 人与建筑的共生智能： 建筑将能更精细地理解和响应人类的情感、生理需求，并与人类协同工作。 建筑即服务（Building as a Service）： 建筑将不再是静态的资产，而是提供动态服务的平台。 与自然环境的深度融合： 建筑将更像一个生物体，与自然生态系统和谐共存。 全生命周期的韧性管理： 从设计、建造、运营到拆除，都贯穿韧性思维。 结语 《智能建筑与气候韧性：应对变革的未来》致力于为读者提供一个全面、深入的视角，理解在日益变化的气候中，智能技术如何重塑我们的建筑环境，使其更加安全、可靠、可持续。本书希望能够激发创新思维，推动行业变革，共同构建一个更加美好的未来。我们相信，通过拥抱智能技术，积极应对气候挑战，我们的建筑将不再是被动的承受者，而是主动的守护者，成为人类文明在严酷环境中得以延续的坚实基石。

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