新能源新趨勢：可再生能源與綠色建筑設計

作者：

[美] Scott, Grinnell(斯科特?格林內爾)著(zhù)

姜燕冰 譯

出版社：電子工業(yè)出版社

出版時(shí)間：2020-06

紙張：膠版紙

裝幀：平裝

ISBN：9787121362804

內容簡(jiǎn)介：

近年來(lái)，可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用越來(lái)越受到全世界的關(guān)注。本書(shū)介紹了常見(jiàn)的可再生能源類(lèi)型、綠色建筑的設計方法和建造原理，主要內容包括綠色建筑概述、建筑材料、被動(dòng)式太陽(yáng)能設計、替代性建筑物、能源、太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、生物質(zhì)能源、非太陽(yáng)能可再生能源。本書(shū)不僅介紹了不同的可再生能源的歷史背景、基本原理及發(fā)展狀況，還客觀(guān)地討論了它們的優(yōu)勢和局限性，以及它們對環(huán)境的影響。 本書(shū)的講解通俗易懂，不僅適合對可再生能源和綠色建筑感興趣的普通讀者學(xué)習，也可作為在校學(xué)生的通識教育課程的教學(xué)用書(shū)。

作者簡(jiǎn)介：

斯科特?格林內爾(Scott Grinnell)，華盛頓大學(xué)地球物理學(xué)博士，諾思蘭學(xué)院物理學(xué)副教授，從教20余年，教授數學(xué)、工程、物理、氣象學(xué)、可再生能源和可持續設計等課程，善于通過(guò)安裝可再生能源系統和組織全球旅行來(lái)引導學(xué)生學(xué)習可持續社區和綠色建筑實(shí)踐，并因此積累了全面、豐富的可再生能源與綠色建筑設計方面的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗。

前言

這是一本介紹可再生能源與綠色建筑設計的書(shū)籍，它可以幫助讀者了解常見(jiàn)的可再生能源類(lèi)型，以及綠色建筑的設計方法和建造原理。學(xué)習本書(shū)不需要高深的自然科學(xué)和數學(xué)知識，僅需一些基本的代數知識即可，因此本書(shū)可以作為高中或者高等院校一個(gè)學(xué)期的通識教育課的教學(xué)用書(shū)。

本書(shū)首先概述了綠色建筑的實(shí)踐歷程，重點(diǎn)介紹了綠色建筑的設計原則、所采用的材料和具體設計方法等。將這幾個(gè)要素結合起來(lái)，就能夠為個(gè)人或者社區的建筑提供舒適的房屋結構設計，從而使人們的生活更加健康和充滿(mǎn)活力。其次，本書(shū)介紹了諸多能源及支配其應用的自然法則，以及常規的發(fā)電模式和一些常見(jiàn)的可再生能源類(lèi)型。然后，本書(shū)在“可再生能源”領(lǐng)域設計了六個(gè)章節的主題內容，每一章都介紹了一種類(lèi)型的可再生能源。每一章開(kāi)頭都簡(jiǎn)要介紹這些可再生能源的歷史背景，然后闡述與之相應的基本的科學(xué)原理，以及人類(lèi)利用其發(fā)電的技術(shù)現狀，最后客觀(guān)地評價(jià)每一種可再生能源的優(yōu)勢和局限性，并評估它們對環(huán)境的影響。

為了使我們日常的生活方式和所居住的建筑物能夠完美地融合在一起，我們需要將可再生能源和綠色建筑進(jìn)行融合設計，同時(shí)促使人們對未來(lái)的氣候變化和能源來(lái)源的不穩定因素產(chǎn)生足夠的重視。由于本書(shū)的主題和很多讀者的日常生活密切相關(guān)，本書(shū)采用科普性的闡述方式，以激發(fā)具有不同背景和興趣愛(ài)好的讀者的閱讀興趣。本書(shū)適合作為高中、社區學(xué)院和四年制大學(xué)的學(xué)生讀物，也可作為如下一些專(zhuān)業(yè)讀者的通識課程教材：環(huán)境科學(xué)、可持續性社區發(fā)展、物理學(xué)和非技術(shù)類(lèi)的學(xué)科等。由于本書(shū)采用案例教學(xué)方法，通俗易懂、開(kāi)放性好、拓展性高，能夠激勵讀者重新思考一些問(wèn)題，也有利于今后他們面對此類(lèi)課題時(shí)能做出更加明智的決策。

可再生能源和建筑學(xué)科在過(guò)去的十年當中均已發(fā)生了巨大的變化，而且今后也將面臨諸多發(fā)展問(wèn)題。本書(shū)在盡量避免涉及過(guò)多的、過(guò)于復雜的專(zhuān)業(yè)知識的基礎上，對可再生能源系統和建筑設計的利弊進(jìn)行了科學(xué)的闡述，并在每一章的結尾對相關(guān)的基本原理和重要觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行了總結，最后則設計了一些應用了數學(xué)概念的復習題和練習題。

本書(shū)出版目的

一直以來(lái)，很多人都認為人類(lèi)的活動(dòng)與大自然的活動(dòng)相比實(shí)在渺小，對地球的影響也不是那么重要，但是現在看來(lái)，人類(lèi)的活動(dòng)卻是能夠對地球產(chǎn)生深遠影響的。

目前，人類(lèi)對氣候變暖、能源短缺、空氣和水污染的擔憂(yōu)，以及一系列環(huán)境與人類(lèi)健康隱患的顧慮正在迅速增加。本書(shū)致力于強調這些因素對人類(lèi)住所和能源供給的基本影響，也希望為研究如何建立一個(gè)全球范圍內的可持續性發(fā)展的社會(huì )提供一個(gè)良性平臺。本書(shū)還盡可能地利用實(shí)際生活中的案例展開(kāi)研究，為每個(gè)人提供一些相關(guān)信息及相關(guān)方案，這樣將更有利于讀者理解相關(guān)信息，也有利于他們開(kāi)展方案設計并促使他們將之轉化成實(shí)踐行動(dòng)。本書(shū)的最終目的是向大家傳達這樣一個(gè)對未來(lái)充滿(mǎn)希望的觀(guān)點(diǎn)，即這些方案可以有效地解決全球所關(guān)心的難題。

當今的技術(shù)進(jìn)步使得我們能夠將本書(shū)所構建的基本原理補充得更為完美。新興技術(shù)——從革命性的建筑新材料到太陽(yáng)能熱水系統的改進(jìn)，到最新的、具有潛在革命性意義的光伏組件，到鯨魚(yú)鰭形狀的風(fēng)力發(fā)電機渦輪葉片，到氣化處理工藝的進(jìn)步，再到由風(fēng)傾草(學(xué)名：柳枝稷)制成的纖維素乙醇——為本書(shū)補充了很多有價(jià)值的內容，并為廣大讀者提供了可以更深入討論的機會(huì )。因此，本書(shū)在倡導不同領(lǐng)域間進(jìn)行討論和對話(huà)的基礎上，又引出了很多問(wèn)題，也提出了一些根據個(gè)人興趣可進(jìn)一步深入研究的觀(guān)點(diǎn)和看法。

本書(shū)組織結構

第一章介紹了綠色建筑的六大原則，并將其作為建造高效、健康建筑的指南，并強調這能夠提高居民的居住舒適度、增強居民的社區概念和有效地保護環(huán)境。

第二章討論了一般性的建筑材料，比較了可用于建造綠色建筑的各種能源和資源，評估了各種建筑材料的毒性，以及其他的一些因素，目的是為了引導讀者明晰這些建筑材料應用于不同建筑物時(shí)的優(yōu)劣性、有何限制和整體的適合程度。第二章也闡述了一些熱量轉移的傳輸原理，并且應用這些原理來(lái)比較不同材料的隔熱性能并評估了它們的能源效率。在第二章的深入學(xué)習單元，我們使用了一個(gè)基于R值的熱量轉移公式來(lái)對建筑物的熱量轉移進(jìn)行評估。

第三章主要介紹了通過(guò)被動(dòng)式太陽(yáng)能設計來(lái)建造一個(gè)舒適、節能的建筑結構，即借助于可預測的太陽(yáng)活動(dòng)，從自然界獲取能源為建筑物加熱或降溫。

第四章主要在替代性建筑物領(lǐng)域講解了多樣的建筑技術(shù)，同時(shí)也介紹了融合傳統技術(shù)和最新技術(shù)創(chuàng )建的讓人感覺(jué)更加自然的生活空間。

第五章可讓我們對能源有個(gè)基本的了解。首先，本章闡述了太陽(yáng)能是地球上幾乎所有能量的源頭的理論，然后對化石燃料和可再生能源進(jìn)行了綜述，接著(zhù)介紹了一些重要的電力基礎知識，最后討論了太陽(yáng)能資源。第五章為介紹太陽(yáng)能熱水(第六章)和太陽(yáng)能發(fā)電(第七章)打下了基礎。

全社會(huì )對風(fēng)力發(fā)電的廣泛關(guān)注及其快速的增長(cháng)使得本書(shū)將風(fēng)力發(fā)電放在了僅次于太陽(yáng)能的位置上(第八章)進(jìn)行介紹，然后才在第九章介紹了水力發(fā)電。第十章則研究了從生物質(zhì)中獲取有用能源的各種不同方法，其中生物質(zhì)包含了從農業(yè)和林業(yè)中得到的廢棄物、動(dòng)物糞便、油料作物、城市固體廢棄物和沼氣等。第十一章則概述了兩種非太陽(yáng)能派生出來(lái)的可再生能源——潮汐能和地熱能。其中，這些年興起的從石油化工行業(yè)中衍生出來(lái)的通過(guò)水力壓裂法獲得低溫地熱能的技術(shù)，可作為許多在新能源技術(shù)新起點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究并獲得成功的典型案例之一。

本書(shū)特色

本書(shū)的十一個(gè)章節中每一章都各具特色，有助于學(xué)生及廣大讀者的學(xué)習。這些特色拓展了本書(shū)的內容，探索了相互關(guān)聯(lián)的一些主題，鼓勵讀者消化吸收先前章節所學(xué)到的知識。