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1 引言1

1.1 制冷技术发展的历史回顾1

1.1.1 历史早期阶段1

1.1.2 机械制冷2

1.1.3 夏天制冷的迫切需求3

1.2 为什么要无源制冷3

1.2.1 通常的房屋类型4

1.2.2 气候变化和城市热岛效应4

1.2.3 热浪来袭5

1.2.4 “舒适”认同以及消费行为取向的变化6

1.2.5 采用空调引发的问题7

1.2.6 出路——无源制冷7

1.3 什么是无源制冷8

1.3.1 无源制冷的定义8

1.3.2 无源制冷技术和自然制冷技术的主要内容9

2 制冷功率需求11

2.1 室外大气候11

2.2 室内小气候12

2.3 内部热负荷13

2.4 外部热负荷14

2.4.1 穿过透明建筑部件的热量14

2.4.1.1 日光和热量入射14

2.4.1.2 遮挡日光的选择15

2.4.2 通过不透明建筑部件的热量传导15

2.4.2.1 通过墙体、屋顶的热传导15

2.4.2.2 通过窗户的热传导15

2.4.3 通风带入的热量15

2.4.4 通过外负荷的总体制冷负荷16

2.5 无源制冷的热增益16

2.5.1 无源制冷如何防止热增益16

2.5.2 无源制冷如何控制热增益17

2.6 自然制冷——热沉降17

2.6.1 通风17

2.6.2 蒸发17

2.6.3 地热17

2.6.4 辐射和对流18

3 太阳光热负荷的控制19

3.1 概述19

3.2 控制太阳光热负荷的重要性20

3.3 太阳光辐射21

3.3.1 太阳光辐射的气象地理因素21

3.3.2 太阳光辐射的物理因素22

3.4 太阳光辐射控制元件23

3.4.1 控制太阳光辐射的玻璃23

3.4.1.1 阳光控制膜玻璃23

3.4.1.2 智能玻璃24

3.4.1.3 真空玻璃24

3.4.2 遮挡太阳光辐射的器件25

3.4.2.1 固定遮挡太阳光辐射的器件25

3.4.2.2 可调节遮挡太阳光辐射的器件26

3.4.2.3 固定建筑构件控制太阳光辐射27

3.4.2.4 植树遮阳28

3.5 自动和手动太阳光辐射控制系统28

4 自然和机械夜间通风29

4.1 建筑通风综述29

4.1.1 通风的基本目的29

4.1.2 通风系统分类29

4.1.3 夜间通风29

4.1.4 自然通风和机械通风30

4.1.5 混合通风30

4.2 受控自然通风31

4.3 受控自然通风条件模拟32

4.3.1 基于空气卫生的空气交换32

4.3.2 空气移动32

4.4 限制热负荷33

4.5 热存储质量33

4.5.1 热存储质量如何起作用33

4.5.2 热存储质量的特性34

4.5.3 通风制冷系统的热存储质量35

4.6 通风开口的位置36

4.7 不同建筑类型夜间通风小结37

4.7.1 住宅建筑37

4.7.2 办公室建筑37

4.8 风塔37

4.8.1 风塔的运行37

4.8.2 传统风塔37

4.8.3 现代冷却风塔设计38

4.9 太阳能烟囱（Solar Chimney）39

4.9.1 太阳能烟囱概述39

4.9.2 太阳能烟囱设计要点39

4.9.3 太阳能烟囱住宅无源制冷39

4.9.4 蒸发下拉制冷塔39

4.10 相变制冷40

4.10.1 相变物质40

4.10.2 相变制冷系统的运行40

4.10.3 相变制冷系统的运行效果41

4.10.4 最新技术——含微胶囊相变材料的建筑制冷41

4.10.4.1 相变材料提高热容41

4.10.4.2 微胶囊相变材料42

4.10.4.3 微胶囊相变材料的特性42

4.10.4.4 微胶囊相变材料的应用42

5 蒸发制冷43

5.1 蒸发制冷的物理基础43

5.1.1 蒸发制冷的基本原理43

5.1.2 蒸发制冷系统的效率评估44

5.1.2.1 蒸发制冷系统的浸透效率44

5.1.2.2 经蒸发制冷空气温度计算44

5.1.2.3 蒸发制冷系统评估44

5.1.3 由空气焓湿图分析蒸发制冷45

5.2 无源及混合蒸发制冷系统45

5.2.1 无源直接蒸发制冷45

5.2.1.1 利用植被无源直接蒸发制冷45

5.2.1.2 利用喷泉、水雾、池塘无源直接蒸发制冷46

5.2.1.3 利用冷却塔无源直接蒸发制冷46

5.2.2 无源间接蒸发制冷46

5.2.2.1 屋顶淋雾喷洒46

5.2.2.2 屋顶水池47

5.2.2.3 移动水膜47

5.2.3 混合蒸发空气制冷器47

5.2.3.1 混合直接蒸发空气制冷器47

5.2.3.2 混合间接蒸发空气制冷器47

5.2.4 两极蒸发空气制冷器48

5.3 绝热制冷系统运行分析48

5.3.1 干燥吸收制冷系统49

5.3.2 系统运行模式50

5.3.3 系统控制策略50

5.3.3.1 房间使用期控制50

5.3.3.2 房间不被占用期的控制50

5.3.4 系统变种51

5.3.4.1 重要元件选项51

5.3.4.2 加湿器选项51

5.3.4.3 热量回收选项51

5.4 蒸发制冷系统应用实例51

5.4.1 美国联邦法院Phoenix51

5.4.2 马耳他股票交易所52

5.5 干燥脱湿和蒸发制冷53

5.5.1 干燥剂脱湿53

5.5.2 干燥剂脱湿和蒸发制冷53

5.5.3 太阳能辅助干燥脱湿和空调结合54

5.6 下拉蒸发制冷塔（Downdraught Evaporative Cooling Tower,DECT）55

5.6.1 背景55

5.6.2 工作原理55

5.6.3 设计因素56

5.6.4 下拉蒸发制冷塔设计举例及分析57

5.7 屋顶水池57

5.7.1 概述57

5.7.2 屋顶水池元件58

5.7.3 设计提示58

5.8 蒸发制冷的热舒适性和环境健康58

5.8.1 蒸发制冷的热舒适性58

5.8.2 蒸发制冷与人的健康59

6 吸入空气地下区域布管——地热制冷之一60

6.1 利用地热资源制冷60

6.1.1 土壤温度60

6.1.1.1 地下温度分布60

6.1.1.2 地下温度数学模型60

6.1.2 地热资源利用的分类61

6.1.2.1 半埋建筑物61

6.1.2.2 地下区域水平布管通道网路系统61

6.1.2.3 垂直钻孔热交换器62

6.2 地下区域布管通道系统分类62

6.2.1 按运行机制的分类63

6.2.1.1 舒适制冷63

6.2.1.2 房间制冷63

6.2.1.3 辅助制冷64

6.2.1.4 三种运行机制的过程和功效64

6.2.2 按铺设方式分类65

6.2.2.1 新鲜空气直接热交换65

6.2.2.2 新鲜空气间接热交换65

6.3 地下区域布管通道系统铺设参数66

6.3.1 埋管深度66

6.3.2 布管长度和直径66

6.3.3 布管系统大小的确定67

6.4 地下区域布管通道系统铺设结构68

6.4.1 吸气口68

6.4.2 地下布管通道分配和集中68

6.4.3 土壤集热器69

6.5 地下区域布管通道系统运行70

6.5.1 温度走向分析70

6.5.2 环境温度和地下布管通道系统出口温度70

6.5.3 地下布管通道系统三个工作区70

6.5.4 地下布管通道系统的控制71

6.5.5 地下布管通道系统的能量效益71

6.5.6 地下布管通道系统运行小结72

6.6 地下水／地下等效平衡制冷和采暖72

6.6.1 一个替代空调系统的可行之路72

6.6.2 等价热能存储系统72

6.6.3 等价热能存储系统功效73

7 地热探针和能量柱桩——地热制冷之二74

7.1 地热探针和能量柱桩（钻孔热交换器）74

7.2 地层温度75

7.3 地热探针和能量柱桩的设计77

7.3.1 设计考虑要素77

7.3.2 融入建房技术系统77

7.3.3 水或水-乙二醇循环77

7.3.4 制冷功率77

7.3.5 当制冷功率超过采暖功率会使土层变热78

7.3.6 典型设计特性参数78

7.4 地热探针和能量柱桩结构设计提示79

7.4.1 地热探针结构79

7.4.2 能量柱桩结构79

7.4.3 结构与系统的结合79

7.4.4 地热探针内流量范围80

7.4.5 施工提示80

7.5 热响应测试80

7.5.1 热响应测试基本原理和装备81

7.5.2 热响应测试实践82

7.5.3 热响应测试历时和简单模型对热响应测试结果评估82

7.5.4 热响应测试和地下水流82

7.5.5 热响应测试小结82

7.6 钻孔热交换器总结83

8 建筑部件制冷84

8.1 建筑部件制冷概述84

8.2 建筑部件制冷系统85

8.2.1 系统综述85

8.2.2 热性能活跃建筑部件85

8.2.3 建筑部件热存储86

8.3 建筑部件制冷系统的运行87

8.3.1 对流热传递通道87

8.3.2 通过辐射热传递87

8.3.3 热负荷与热卸载87

8.3.4 回冷89

8.4 建筑部件制冷结构提示90

8.5 预制中空水泥楼板91

8.6 建筑部件制冷设计92

8.6.1 中空楼板结构92

8.6.2 中空楼板工作93

8.7 建筑部件制冷建筑举例93

8.7.1 瑞士佛莱博格混凝土楼板顶棚办公建筑93

8.7.2 中国北京混凝土楼板顶棚住宅建筑93

8.8 双层前立面通风制冷95

8.8.1 双层前立面95

8.8.1.1 双层前立面组成95

8.8.1.2 双层前立面设计95

8.8.1.3 双层前立面空腔通风空气流种类95

8.8.2 应用双层前立面办公室建筑特性96

8.8.3 应用双层前立面的主要类型97

8.8.4 应用双层前立面短评97

9 建筑局部制冷98

9.1 建筑局部制冷的概念98

9.2 建筑局部制冷的重要特性98

9.3 建筑局部制冷设计基本考量98

9.4 建筑局部制冷工作原理99

9.5 建筑局部制冷功效指标100

10 其他无源制冷方法简介101

10.1 辐射制冷101

10.1.1 辐射制冷概述101

10.1.2 辐射制冷原理101

10.1.2.1 辐射传热的物理基础101

10.1.2.2 天空辐射102

10.1.3 辐射制冷系统103

10.1.3.1 白屋顶103

10.1.3.2 可移动隔热层103

10.1.3.3 可移动热质量103

10.1.3.4 平板空气制冷器103

10.1.4 辐射制冷举例103

10.1.5 辐射制冷小结104

10.2 吸收冷凝制冷104

10.2.1 冷凝制冷简介104

10.2.2 吸收冷凝104

10.3 氨吸收制冷104

10.3.1 氨吸收制冷工作原理104

10.3.2 氨吸收制冷系统改进105

10.3.3 氨吸收制冷应用105

10.4 热电子制冷——无化学制冷105

10.4.1 历史回顾105

10.4.2 热电子制冷工作原理106

10.4.3 热电子制冷系统特性及应用106

10.5 热声制冷106

10.5.1 热声制冷的特点106

10.5.2 热声制冷工作原理简述107

10.5.3 热声制冷评估107

10.6 透明隔热体制冷107

10.6.1 Trombe墙107

10.6.2 透明隔热体108

10.6.2.1 透明隔热体的工作原理108

10.6.2.2 透明隔热体结构108

10.6.2.3 透明隔热体材料108

10.6.2.4 透明隔热体的特性108

10.6.3 透明隔热体采暖和制冷功能109

10.6.4 透明隔热体的应用110

10.6.5 应用透明隔热体制冷评估110

11 城区设计的制冷考量111

11.1 城区设计步骤111

11.1.1 改善热舒适条件设计的基本思路111

11.1.2 城区设计步骤要点111

11.2 城区设计选址111

11.2.1 城区设计选址要旨112

11.2.2 城区设计选址讨论112

11.2.2.1 基于夏天热舒适度选址考虑112

11.2.2.2 基于气候要求建筑物选址112

11.3 城区规划113

11.3.1 能量利用最佳化113

11.3.2 城区形态114

11.3.2.1 城区密度114

11.3.2.2 街道布局115

11.3.2.3 建筑物高度115

11.3.2.4 风景设计116

11.3.2.5 公共空间117

11.4 城区单体建筑设计118

11.4.1 私人花园118

11.4.2 建筑特征119

11.4.2.1 造型119

11.4.2.2 内部布局120

11.4.2.3 建筑物朝向120

11.4.2.4 建筑物外表面颜色121

12 热舒适及无源制冷方略选择122

12.1 热舒适122

12.1.1 建筑物的舒适度122

12.1.2 建筑物的热舒适度123

12.1.2.1 热舒适度的定义123

12.1.2.2 影响热舒适度的重要参数123

12.1.2.3 决定热舒适度的热平衡123

12.1.3 建筑物的通风与热舒适度124

12.1.4 热舒适度指数，预判量化条件和度量124

12.1.4.1 热舒适度指数124

12.1.4.2 热舒适度预判条件124

12.1.4.3 热舒适度的量测124

12.1.5 围绕热舒适区的空气湿度图125

12.2 无源制冷资源125

12.2.1 自然制冷资源126

12.2.1.1 空气移动126

12.2.1.2 蒸发制冷127

12.2.1.3 地球耦合的热质量127

12.2.2 混合制冷系统127

12.3 无源制冷方略选择128

12.3.1 按气候特点选择无源制冷方略128

12.3.1.1 高湿热气候128

12.3.1.2 夏天干热气候128

12.3.1.3 较长期湿热气候129

12.3.2 基于生物气候图选择无源制冷技术方略129

13 质量保证131

13.1 无源制冷的办公室建筑项目131

13.1.1 项目概述131

13.1.2 办公室建筑项目的无源制冷131

13.2 无源制冷办公室建筑的质量认证132

13.2.1 质量保证过程概述132

13.2.2 质量保证证书132

14 有关无源制冷的书籍133