本書(shū)通過(guò)廣泛的實(shí)測(cè)調(diào)研揭示了高大空間交通建筑中冬夏季滲透風(fēng)的特征（包含33座機(jī)場(chǎng)航站樓和3座高鐵客站），通過(guò)深入的理論分析刻畫其影響因素和作用機(jī)理，提出從阻力和動(dòng)力兩方面出發(fā)降低高大空間滲透風(fēng)量的分析方法，有效應(yīng)對(duì)實(shí)際工程中普遍存在的交通建筑高大空間滲透風(fēng)問(wèn)題。相關(guān)研究成果已應(yīng)用于西安咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)、青島膠東機(jī)場(chǎng)、成都天府機(jī)場(chǎng)等標(biāo)志性交通建筑。本書(shū)適合高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)的師生及建筑設(shè)計(jì)院相關(guān)專業(yè)人員閱讀，也可供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員及該類建筑的運(yùn)行管理人員參考。
本書(shū)通過(guò)深入的理論分析刻畫了建通建筑高大空間滲透風(fēng)的影響因素和作用機(jī)理，研究成果能夠有效應(yīng)對(duì)實(shí)際工程中普遍存在的交通建筑高大空間滲透風(fēng)問(wèn)題。本書(shū)適合高校建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)的師生及建筑設(shè)計(jì)院相關(guān)專業(yè)人員閱讀，也可供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員及該類建筑的運(yùn)行管理人員參考。
機(jī)場(chǎng)航站樓、鐵路客站等現(xiàn)代化交通建筑是21世紀(jì)我國(guó)開(kāi)展大規(guī)�；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大推動(dòng)作用。交通建筑的室內(nèi)環(huán)境與人們出行過(guò)程中的安全、健康和舒適息息相關(guān)。同時(shí)，室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造系統(tǒng)對(duì)建筑的運(yùn)行能耗有重要影響，其能耗占比普遍高達(dá)40%~80%。交通建筑室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造已成為建筑、交通交叉領(lǐng)域節(jié)能低碳發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)這類復(fù)雜的工程問(wèn)題，如何從實(shí)際出發(fā)厘清關(guān)鍵影響因素，通過(guò)理論研究揭示其作用規(guī)律，進(jìn)而提出切實(shí)有效的工程應(yīng)對(duì)方法？這個(gè)課題的研究具有相當(dāng)?shù)木C合性和難度，兼具重要的理論價(jià)值和重大的現(xiàn)實(shí)意義。
為了能夠清晰回答上述問(wèn)題，劉效辰博士抓住春夏秋冬不同季節(jié)的典型工況，多年來(lái)走遍我國(guó)各地及多個(gè)海外國(guó)家，對(duì)機(jī)場(chǎng)航站樓、鐵路客站這類高大空間交通建筑進(jìn)行了大量細(xì)致的測(cè)試和調(diào)研，積累了豐富的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，揭示了該類建筑室內(nèi)環(huán)境和能耗的特征； 在此基礎(chǔ)上，聚焦實(shí)地測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的最為關(guān)鍵的影響因素高大空間滲透風(fēng)，利用多種科學(xué)方法開(kāi)展深入的理論研究，探尋其中的基本規(guī)律和室內(nèi)環(huán)境控制原則； 在深入認(rèn)識(shí)客觀現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)上再回歸到實(shí)際工程中，提出解決問(wèn)題的方法，并通過(guò)示范項(xiàng)目的改造、運(yùn)行和實(shí)測(cè)，證實(shí)提出的理論和方法。
在前人研究的基礎(chǔ)上，劉效辰博士的課題在如下幾個(gè)方面對(duì)交通建筑室內(nèi)環(huán)境營(yíng)造有了全新的認(rèn)識(shí)：
(1) 揭示了不同季節(jié)交通建筑高大空間的滲透風(fēng)特征，建立了高大空間滲透風(fēng)理論模型，指出垂直溫度分布是影響高大空間滲透風(fēng)驅(qū)動(dòng)力的關(guān)鍵因素。
(2) 提出了最小化滲透風(fēng)量的室內(nèi)垂直溫度分布控制原則，揭示了高大空間空調(diào)末端對(duì)滲透風(fēng)的作用機(jī)理并給出無(wú)量綱關(guān)系式，指出輻射地板在供冷和供暖工況均能滿足上述原則，可大幅降低滲透風(fēng)量和空調(diào)負(fù)荷。
(3) 建立了從阻力和動(dòng)力兩方面出發(fā)降低高大空間滲透風(fēng)量的系統(tǒng)分析方法，為該類建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)控提供重要支撐。
這是一部理論與實(shí)踐相結(jié)合、內(nèi)容豐富、深入淺出的專著。它可以作為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)研究人員的學(xué)術(shù)參考讀物，也可以為我國(guó)交通建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供借鑒。
更重要的是，這本書(shū)正是聚焦國(guó)家大規(guī)模城鎮(zhèn)化建設(shè)中不斷涌現(xiàn)出的亟待解決的工程問(wèn)題，真正做到把論文寫在祖國(guó)大地上。面對(duì)這樣的實(shí)際工程問(wèn)題，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的學(xué)者應(yīng)該從何處突破？在何處創(chuàng)新？這本書(shū)的研究?jī)?nèi)容正是這類研究工作的一個(gè)典型案例。
中國(guó)工程院院士清華大學(xué)建筑學(xué)院教授
2022年春于清華園
劉效辰，男，清華大學(xué)水木學(xué)者博士后。2016年本科畢業(yè)于清華大學(xué)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位與經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)士學(xué)位；2021年博士畢業(yè)于清華大學(xué)建筑學(xué)院，獲工學(xué)博士學(xué)位；2019年至2020年日本東京大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者。主要從事大型交通建筑節(jié)能低碳關(guān)鍵技術(shù)的理論研究與工程實(shí)踐，在高大空間熱濕環(huán)境營(yíng)造的理論和方法方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。博士期間作為骨干人員參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等，發(fā)表SCI期刊論文14篇，中文核心期刊論文5篇等。曾獲北京市優(yōu)秀畢業(yè)生、北京市三好學(xué)生、清華大學(xué)優(yōu)秀博士論文、全國(guó)暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀青年論文獎(jiǎng)、國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、清華大學(xué)未來(lái)學(xué)者獎(jiǎng)學(xué)金等榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)。
插圖清單
附表清單
第1章概述
1.1研究背景
1.1.1交通建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展
1.1.2交通建筑的建筑特征與能耗狀況
1.1.3交通建筑高大空間熱濕環(huán)境營(yíng)造存在的問(wèn)題
1.2文獻(xiàn)綜述
1.2.1建筑滲透風(fēng)研究
1.2.2高大空間熱濕環(huán)境營(yíng)造研究
1.2.3文獻(xiàn)研究總結(jié)
1.3研究?jī)?nèi)容
1.3.1研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.3.2擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
1.3.3本書(shū)研究框架
第2章交通建筑高大空間滲透風(fēng)現(xiàn)狀及其影響
2.1本章引言
2.2交通建筑高大空間滲透風(fēng)測(cè)試計(jì)算方法
2.2.1風(fēng)速測(cè)量法
2.2.2示蹤氣體法
2.2.3CFD模擬法
2.2.4熱量平衡校核法
2.3交通建筑高大空間室內(nèi)環(huán)境和滲透風(fēng)測(cè)試
2.3.1測(cè)試調(diào)研案例
2.3.2高大空間室內(nèi)環(huán)境測(cè)試結(jié)果
2.3.3高大空間滲透風(fēng)測(cè)試結(jié)果
2.3.4高大空間滲透風(fēng)的特征
2.4小結(jié)
第3章熱壓主導(dǎo)的高大空間滲透風(fēng)分析
3.1本章引言
3.2理論模型與檢驗(yàn)
3.2.1模型建立
3.2.2模型檢驗(yàn)
3.2.3與文獻(xiàn)中模型的對(duì)比
3.3模型計(jì)算結(jié)果分析
3.3.1室內(nèi)熱分層的影響
3.3.2機(jī)械新排風(fēng)量不等的影響
3.4小結(jié)
第4章熱壓與風(fēng)壓共同作用的高大空間滲透風(fēng)分析
4.1本章引言
4.2簡(jiǎn)化計(jì)算方法與驗(yàn)證
4.2.1室內(nèi)理論模型
4.2.2室外CFD模型
4.2.3室內(nèi)室外CFD模型
4.2.4方法驗(yàn)證
4.3計(jì)算結(jié)果與分析
4.3.1不同開(kāi)口位置對(duì)風(fēng)壓的影響
4.3.2風(fēng)壓與空調(diào)系統(tǒng)共同作用
4.3.3滲透風(fēng)與自然通風(fēng)的對(duì)比
4.4小結(jié)
第5章最小化滲透風(fēng)量的垂直溫度分布控制原則與實(shí)現(xiàn)
5.1本章引言
5.2從熱壓驅(qū)動(dòng)力出發(fā)最小化高大空間滲透風(fēng)量
5.2.1滲透風(fēng)影響下高大空間室內(nèi)垂直溫度分布
5.2.2垂直溫度分布控制原則探討
5.3單體高大空間內(nèi)冷熱兩股流體相互作用下的熱分層
5.3.1冬季供暖工況
5.3.2夏季供冷工況
5.4垂直溫度分布控制原則的空調(diào)末端實(shí)現(xiàn)方式
5.4.1模擬算例說(shuō)明
5.4.2模擬結(jié)果分析
5.4.3空調(diào)末端與滲透風(fēng)無(wú)量綱熱壓驅(qū)動(dòng)力CT的關(guān)系
5.5小結(jié)
第6章高大空間與普通空間的滲透風(fēng)對(duì)比分析
6.1本章引言
6.2理論模型
6.2.1高大空間
6.2.2普通空間
6.2.3關(guān)鍵輸入?yún)?shù)對(duì)比
6.3滲透風(fēng)量對(duì)比
6.3.1滲透風(fēng)流通通道的影響
6.3.2空調(diào)系統(tǒng)的影響
6.4滲透風(fēng)造成的影響對(duì)比
6.4.1對(duì)熱負(fù)荷的影響
6.4.2對(duì)室內(nèi)CO2濃度的影響
6.5小結(jié)
第7章交通建筑高大空間冬季滲透風(fēng)的應(yīng)對(duì)方法
7.1本章引言
7.2冬季滲透風(fēng)簡(jiǎn)化計(jì)算方法
7.2.1簡(jiǎn)化計(jì)算方法
7.2.2計(jì)算方法驗(yàn)證
7.3降低滲透風(fēng)量的系統(tǒng)分析框架
7.3.1阻力
7.3.2動(dòng)力
7.4滲透風(fēng)應(yīng)對(duì)方法的效果評(píng)估
7.4.1降低滲透風(fēng)量
7.4.2降低空調(diào)熱負(fù)荷
7.5小結(jié)
第8章總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A交通建筑旅客流動(dòng)調(diào)研及分析方法
A.1概述
A.2停留時(shí)間
A.3室內(nèi)總?cè)藬?shù)
A.4區(qū)域人員密度
附錄B交通建筑高大空間室內(nèi)環(huán)境測(cè)試方法
附錄C單體高大空間交通建筑CFD模型
附錄D交通建筑高大空間冬季滲透風(fēng)簡(jiǎn)化計(jì)算方法
D.1單體空間建筑
D.2二層樓建筑
D.2.1F1層和F2層均為室外空氣流入室內(nèi)
D.2.2F1層為室外空氣流入室內(nèi)而F2層為室內(nèi)空氣流向室外
D.3三層樓建筑
D.3.1B1、F1層和F2層均為室外空氣流入室內(nèi)
D.3.2B1層和F1層為室外空氣流入室內(nèi)而F2層為室內(nèi)空氣流向室外
D.3.3B1層為室外空氣流入室內(nèi)而F1層和F2層為室內(nèi)空氣流向室外
在學(xué)期間完成的相關(guān)學(xué)術(shù)成果
致謝
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