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混凝土建筑碳排放計算與低碳設計

混凝土建筑碳排放計算與低碳設計

定　價：￥139.00

作　者： 張孝存 王鳳來 劉凱華
出版社： 機械工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽： 暫缺

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ISBN： 9787111771838 出版時間： 2025-02-01 包裝： 精裝
開本： 16開 頁數(shù)： 字數(shù)：  

內容簡介

　　建筑行業(yè)是我國積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和目標的重點領域。建筑設計階段所確定的建筑材料、建造方式及運行性能，對建筑全生命周期近90%的碳排放有著直接或間接的影響。由此可見，建筑節(jié)能降碳設計是推動建筑領域實現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展的關鍵舉措。本書以我國廣泛應用的混凝土結構為對象，從隱含碳排放計算方法、碳排放指標特征、碳排放預測模型，以及材料、構件與結構的低碳設計這四個維度進行闡述，旨在為混凝土建筑的低碳設計與評價提供有效指導。本書共7章，在分析建筑領域碳排放現(xiàn)狀、相關政策與標準建設，以及國內外研究情況的基礎上，綜合運用生命周期評價、建筑結構設計、機器學習、智能優(yōu)化算法和統(tǒng)計概率分析等交叉學科知識，系統(tǒng)地闡述了混凝土建筑隱含碳排放計算方法，基于工程大數(shù)據(jù)分析了隱含碳排放指標的統(tǒng)計特性與影響因素，提出了早期設計階段的碳排放強度智能預測模型，并通過理論研究和工程實例建立了混凝土材料、構件及結構的低碳設計方法。本書結構清晰、內容豐富，理論與實踐相結合，可供土木工程等相關專業(yè)的高等院校、科研單位及建筑企業(yè)的相關人員參考，尤其適合從事建筑結構節(jié)能降碳設計等研究與工程實踐的研究生和技術人員使用。

作者簡介

　　張孝存（1990—），工學博士，寧波大學土木工程與地理環(huán)境學院副教授，智能建造研究所所長。本碩博畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學土木工程專業(yè)，國家一級注冊結構工程師。主要從事低碳建筑結構與可持續(xù)、智能設計與建造、碳排放計量評價等相關研究工作。主持國家自然科學基金等縱向科研項目7項，承擔橫向課題等10余項。主編浙江省“十四五”普通高等教育本科規(guī)劃教材《建筑工程碳排放計量》，副主編教材3部。出版譯注《混凝土結構統(tǒng)一理論》。發(fā)表相關領域學術論文40余篇，其中以第一/通訊作者在國際期刊發(fā)表高水平SCI論文25篇，ESI高被引論文1篇，引用千余次。參編國家、地方及團體標準6部。王鳳來（1971—），工學博士，哈爾濱工業(yè)大學教授、博導，黑龍江省工程勘察設計大師，國家一級注冊結構工程師，砌體結構專家。現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學混凝土及砌體結構研究中心主任。在寒地綠色低碳建筑與結構成套技術等領域取得重大成果且實施了轉化落地。主持并完成“十一五”“十二五”十三五”國家重點研發(fā)計劃項目及課題；主持黑龍江省重大科技成果轉化項目、中國工程院咨詢項目等數(shù)十項科研課題。出版專著、譯著及教材等7本，主編及參編國家、省級、行業(yè)標準17本，發(fā)表論文170余篇，授權專利88項（其中發(fā)明專利19項）；研究成果獲黑龍江省科學技術進步一等獎、二等獎各一項（排名第1）、黑龍江省科學技術獎科學技術成果轉化一等獎（排名第1）、標準科技創(chuàng)新獎一等獎（排名第1）、中國房地產協(xié)會科學技術獎一等獎（排名第1），參與獲得華夏建設科學技術獎一等獎、二等獎各一項。劉凱華（1990—），工學博士，廣東工業(yè)大學土木與交通工程學院副教授，土木工程系副主任。本碩博畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學，主要從事混凝土結構耐久性、建筑固廢資源化、智能建造等方向研究。主持國家及省部級縱向科研項目3項，參與國家重點研發(fā)計劃子課題及企業(yè)委托橫向項目10余項。參編教材《混凝土及砌體結構》《混凝土結構設計》《建筑工程碳排放計量》等，發(fā)表領域研究論文30余篇，其中以第一/通訊作者發(fā)表高水平SCI論文20余篇。擔任中國土木工程學會綠色建造與運維分會理事，全國高等教育自學考試指導委員會土木水利礦業(yè)環(huán)境類專業(yè)委員會委員等。

圖書目錄

前言
第1章概述1
1．1建筑碳排放現(xiàn)狀1
1．1．1全球碳排放趨勢1
1．1．2建筑領域碳排放2
1．2相關政策與標準建設3
1．2．1國際政策3
1．2．2國內政策6
1．2．3標準建設8
1．3國內外研究情況10
1．3．1建筑碳排放計算方法10
1．3．2建筑碳排放案例研究18
1．3．3混凝土建筑低碳設計24
1．4研究路線圖28
本章小結29
第2章混凝土建筑隱含碳排放計算方法31
本章導讀31
2．1理論框架32
2．1．1一般程序32
2．1．2功能單位32
2．1．3系統(tǒng)邊界32
2．1．4計算方法35
2．1．5數(shù)據(jù)來源36
2．1．6結果解釋36
2．2基于物料消耗的碳排放計算37
2．2．1計算方法37
2．2．2碳排放因子40
2．3基于分項工程的碳排放計算43
2．3．1計算方法43
2．3．2綜合碳排放指標45
2．4計算不確定性評價53
2．4．1不確定性來源53
2．4．2評價方法概述53
2．4．3數(shù)據(jù)概率模型53
2．4．4不確定性分析56
2．5算例分析58
2．5．1算例概況58
2．5．2碳排放計算61
2．5．3不確定性水準62
本章小結66
第3章混凝土建筑隱含碳排放指標特征67
本章導讀67
3．1統(tǒng)計方法概述68
3．1．1系統(tǒng)邊界68
3．1．2指標計算68
3．1．3統(tǒng)計分析70
3．1．4數(shù)據(jù)清洗71
3．2高層建筑指標特征72
3．2．1建筑樣本概況72
3．2．2碳排放強度分析74
3．2．3材料貢獻度分析76
3．2．4影響因素分析78
3．2．5降碳潛力分析81
3．2．6主要結論82
3．3低層與多層建筑指標特征82
3．3．1建筑樣本概況82
3．3．2碳排放強度分析85
3．3．3影響因素分析86
3．3．4材料貢獻度分析88
3．3．5系統(tǒng)邊界情景分析89
3．3．6線性回歸模型90
3．3．7主要結論93
本章小結94
第4章混凝土建筑隱含碳排放預測模型95
本章導讀95
4．1回歸分析基礎96
4．1．1回歸分析方法96
4．1．2預測模型框架99
4．2數(shù)據(jù)集與特征篩選100
4．2．1數(shù)據(jù)清洗100
4．2．2類型轉換103
4．2．3特征篩選105
4．2．4多重共線性106
4．3機器學習算法107
4．3．1概述107
4．3．2常用算法介紹108
4．3．3交叉驗證技術116
4．3．4超參數(shù)調優(yōu)技術118
4．3．5模型性能評價120
4．3．6模型解釋121
4．4實例分析122
4．4．1數(shù)據(jù)處理122
4．4．2模型構建124
4．4．3性能對比125
4．4．4模型解釋129
4．4．5主要結論與建議131
本章小結132
第5章混凝土材料的低碳設計133
本章導讀133
5．1混凝土配合比134
5．1．1基本概念134
5．1．2傳統(tǒng)設計方法136
5．2配合比智能設計算法140
5．2．1目標函數(shù)140
5．2．2約束條件142
5．2．3智能優(yōu)化算法142
5．2．4最優(yōu)解決策145
5．3混凝土強度預測模型146
5．3．1數(shù)據(jù)篩選146
5．3．2材料性能預測模型147
5．3．3模型性能評價148
5．4配合比優(yōu)化設計實例149
5．4．1特征描述149
5．4．2模型選擇150
5．4．3設計結果155
5．4．4主要結論158
本章小結158
第6章混凝土構件的低碳設計160
本章導讀160
6．1優(yōu)化設計模型161
6．1．1問題描述161
6．1．2目標函數(shù)163
6．1．3約束條件164
6．2優(yōu)化算法166
6．2．1最優(yōu)解決策166
6．2．2遺傳算法168
6．3框架柱算例分析172
6．3．1模型構建172
6．3．2算例概況174
6．3．3優(yōu)化設計結果176
6．3．4材料強度的影響176
6．3．5軸壓比和偏心距的影響177
6．3．6抗震等級的影響178
6．4簡支梁算例分析179
6．4．1模型構建179
6．4．2算例概況181
6．4．3優(yōu)化設計結果182
6．4．4設計參數(shù)的影響184
6．4．5環(huán)境類別的影響185
6．4．6碳排放因子的影響186
6．4．7荷載效應的影響187
6．5連續(xù)梁算例分析188
6．5．1模型構建188
6．5．2算例概況189
6．5．3基準情景優(yōu)化設計結果191
6．5．4考慮不確定性的優(yōu)化結果192
6．5．5設計參數(shù)分析195
6．5．6優(yōu)化設計建議196
本章小結198
第7章混凝土結構的低碳設計199
本章導讀199
7．1對比設計法200
7．1．1基本步驟200
7．1．2目標范圍201
7．1．3評估指標201
7．1．4貢獻度分析204
7．1．5敏感性分析205
7．2結構體系對比實例208
7．2．1低層建筑結構208
7．2．2多層建筑結構217
7．2．3高層建筑結構224
7．3優(yōu)化設計法227
7．3．1混合式優(yōu)化框架227
7．3．2優(yōu)化算法229
7．4框架結構優(yōu)化算例231
7．4．1設計資料231
7．4．2初始結構方案碳排放分析231
7．4．3單目標優(yōu)化設計245
7．4．4雙目標優(yōu)化設計250
本章小結252
參考文獻253

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