風工程

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蕭葆羲
圖書標籤:
  • 風工程
  • 建築工程
  • 氣象學
  • 流體力學
  • 結構工程
  • 數值模擬
  • 風洞試驗
  • 環境工程
  • 災害防治
  • 空氣動力學
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圖書描述

  風為自然環境中無處不在的現象。無論是強風或弱風,對於建築物或橋梁等工程結構物安全、風災、海岸或乾旱地區飛沙、風能、都市風環境舒適及安全性、空氣汙染擴散、都市熱島效應、建築通風、運輸載具與體育運最佳氣動力,舉凡與風作用等相關問題,皆屬風工程問題範疇。如何掌控與解決問題,經過多年來國際間各國學者專傢努力研究,應用理論分析、風洞實驗模擬、現場調查以及計算流體力學等方式建立解決問題模式,使得風工程逐漸成形為一門跨領域綜閤性學科。
好的,這裏為您提供一本名為《城市之光:現代照明設計與環境美學》的圖書簡介,該書內容與您提到的《風工程》無關。 --- 圖書名稱:《城市之光:現代照明設計與環境美學》 圖書簡介 導言:光,重塑我們對世界的感知 在人類文明的進程中,光不僅僅是物理現象,更是文化、情感與技術的載體。從古代的火把到現代的智能照明係統,我們對光的駕馭能力,深刻地影響瞭我們的生活方式、城市形態乃至心理健康。《城市之光:現代照明設計與環境美學》一書,旨在全麵探討當代照明設計在塑造城市空間、提升居住環境質量以及構建獨特美學體驗中的核心作用。本書聚焦於如何超越單純的照明功能性需求,將光視為一種強大的設計語言,去雕琢建築的輪廓、引導人流的路徑,並營造齣富有層次感的敘事空間。 第一篇:照明設計的基石——理論與技術前沿 本篇深入剖析瞭現代照明設計的理論基礎與技術革新。我們首先迴顧瞭照明科學的基本原理,包括光譜分布、顯色性(CRI)、色溫(CCT)等關鍵指標,並闡述瞭這些參數如何直接影響人眼對色彩和空間深度的感知。 隨後,重點討論瞭LED技術帶來的革命性變化。LED的高能效、長壽命和可控性,徹底顛覆瞭傳統照明的格局。本書詳述瞭從單色到全彩可編程照明係統的演變,以及如何利用智能控製平颱(如DALI、0-10V調光係統)實現動態光環境的精準控製。特彆值得一提的是,我們探討瞭“人本照明”(Human Centric Lighting, HCL)的前沿概念。HCL不僅僅關注視覺舒適度,更著眼於光照對人體晝夜節律的影響,揭示瞭如何通過模擬自然光的變化,優化室內工作環境和居住體驗,從而提高生産力與睡眠質量。 在技術應用層麵,本書還涵蓋瞭光汙染的議題。隨著城市照明規模的擴大,過度的或不當的光照對生態係統和天文學觀測構成瞭嚴重威脅。我們提供瞭詳盡的緩解策略,包括閤理的光束角控製、減少雜散光(Uplight)以及使用光譜受限的光源,旨在實現“恰到好處”的光,平衡城市活力與自然寜靜。 第二篇:光與建築的對話——形式、肌理與敘事 照明設計是建築的二次生命。本書將大量的篇幅留給瞭光與建築形態的交互作用。我們探討瞭“錶皮照明”與“內部滲透”兩種主要的設計策略。錶皮照明,即利用光綫強調建築的體量、材質和幾何特徵,常用於地標性建築的夜間標識。書中通過大量案例分析,展示瞭如何運用洗牆、投射、輪廓勾勒等手法,使建築在黑暗中講述自己的故事。 內部滲透則關注光綫如何從室內滲透到室外,形成溫暖、邀請性的視覺效果。我們分析瞭不同材質(如玻璃幕牆、石材、穿孔金屬闆)對光綫的反射、吸收和漫射特性,闡明瞭材質選擇在光照效果中的決定性作用。 此外,本書還細緻地研究瞭“光影雕塑”的概念。優秀的設計師深知,缺失的光綫與存在的光綫同等重要。通過遮擋、格柵和幾何結構,創造齣清晰的陰影,可以賦予靜態的建築以動態的節奏感和雕塑感,增強瞭空間的層次感和戲劇性。 第三篇:城市景觀的編織者——公共空間與環境光藝術 城市公共空間是照明設計最直觀的舞颱。《城市之光》深入分析瞭街道、廣場、公園和橋梁等公共設施照明的特殊要求。在街道照明中,設計的核心在於安全、可識彆性和視覺舒適度的平衡。我們對比瞭不同配光麯綫(如對稱型、非對稱型)在不同道路等級上的適用性,並強調瞭均勻照度和眩光控製的重要性。 對於城市廣場和濱水景觀,照明設計則上升為一種環境敘事藝術。本書分析瞭如何通過光束的色彩、亮度和動態變化,來引導遊客的視綫,劃分功能區域,並烘托特定的節日或活動氛圍。我們探討瞭動態照明(如流水、呼吸燈效)在激發城市活力方麵的潛力與風險,強調其必須服務於空間的功能和情感需求,避免流於錶麵的炫技。 環境光藝術部分,本書收錄瞭多位國際知名燈光藝術傢和設計師的作品。他們將照明視為一種媒介,創造齣超越實用性的、與環境深度融閤的光體驗裝置,探討瞭光與水的相互作用、光與霧氣的彌散效果,以及如何利用光綫來重構人們對時間流逝的感知。 第四篇:人性化與可持續發展——麵嚮未來的照明實踐 在環境意識日益增強的今天,照明設計必須承擔起可持續發展的責任。《城市之光》的第四篇著眼於未來的實踐方嚮。我們係統梳理瞭“零能耗照明”和“智能調適照明”的實現路徑。這包括如何更有效地利用自然光,結閤光感應和人體感應技術,使人工照明實現“按需點亮”的精細化管理。 可持續性也延伸至材料選擇和生命周期管理。本書探討瞭照明設備的可迴收性、散熱效率對光源壽命的影響,以及如何設計易於維護和升級的照明係統,以延長其使用壽命,減少資源浪費。 最後,本書迴歸到“人”的核心。優秀的照明設計必須是富有同理心的。我們探討瞭在特定功能空間(如醫院、學校、博物館)中,如何根據使用者的年齡、活動類型和心理需求,量身定製光環境,實現真正以人為本的設計。 結語:光語者的使命 《城市之光:現代照明設計與環境美學》不僅是一本技術手冊,更是一部關於光與空間關係的哲學思考錄。它麵嚮建築師、城市規劃師、景觀設計師、室內設計師以及所有對城市光環境抱有熱情的讀者。通過本書,我們希望激發讀者將照明視為一種雕塑工具,去創造齣既高效節能,又充滿美學深度和人文關懷的未來光環境。光是無形的,但其塑造的世界卻是我們每天都能觸摸和感受到的。

著者信息

作者簡介

蕭葆羲


  作者曾擔任國立臺灣海洋大學河海工程學係(所)主任,以及中華民國風工程學會(Taiwan Association for Wind Engineering, TAWE)理事長。現職為國立臺灣海洋大學河海工程學係教授以及中央研究院物理研究所閤聘研究員。研究領域包含:風工程、風洞模擬試驗、環境流體力學、以及大氣與海洋環境汙染擴散。
 

圖書目錄



第一章 風之簡介 001
1-1 大氣層與其垂直分層結構 004
1-2 氣壓與風 008
1-3 科氏力效應與作用於風之力 011
1-4 地麵風帶、季風與噴射氣流 017
1-5 風速、風嚮與風力等級分類 019
1-6 風速測站與量測儀器 026
1-7  地轉風、梯度風、熱帶風暴與鏇衡風之運動力學分析031
1-8 颱風 038
1-9 海風與陸風 049
1-10 山風與榖風 051
1-11 焚風、欽諾剋風與布拉風 051
1-12 龍捲風 054
1-13 雷暴風、下暴風與重力風(下吹風) 057
1-14 風災 060
1-15 風驅雨 064
問題與分析 070
參考文獻 082

第二章 大氣邊界層內風速特性 087
2-1 大氣紊流邊界層 089
2-2 平均風速剖麵 091
2-3 地錶粗糙與地形改變對平均風速剖麵之影響 101
2-4 迴歸期與再現風速 107
2-5 紊流強度剖麵 111
2-6 雷諾應力 114
2-7 紊流積分尺度 117
2-8 陣風因子 121
2-9 風譜 123
問題與分析 137
參考文獻 143

第三章 風力能源—綠色電力 149
3-1 永續環保能源—風能 151
3-2 世界其他國傢風能歷史狀況簡介 152
3-3 颱灣之風能歷史簡介 153
3-4 平均風速統計特性分析 157
3-5 風能與風能密度 168
3-6 風能計算模式 171
3-7 陸域或海岸之風力機位址選擇與注意事項 179
3-8 海域離岸風力環境特性、開發注意事項與開發實例 183
3-9 海域離岸式風力發電在臺灣之未來推展分析探討 192
3-10 風能轉換分析 193
3-11 風力機構造與特性及性能參數 194
3-12 風力機理論效率與風力機發電係統效率分析 201
3-13 風力田單位發電投資成本經濟分析 208
3-14 中小型風力發電 209
問題與分析 211
參考文獻 212

第四章 風蝕、防風及風對蒸發與波浪之影響 217
4-1 風蝕 219
4-2 風積沙與風吹沙 227
4-3 沙塵暴與揚塵及海岸飛沙 233
4-4 防風設施種類與特性 236
4-5 防風牆(柵)之風場特性 238
4-6 防風(林)帶之風場特性 253
4-7 防風網下遊處之風場特性 257
4-8 風與蒸發 263
4-9 風生浪與風驅流 265
4-10 颱風引生波浪現象之特性 268
問題與分析 271
參考文獻 278

第五章 綠風水—建築風環境與通風 285
5-1 綠風水—建築環境風場 287
5-2 建築物周遭環境風場氣流的特性 288
5-3 環境風場之行人風之評估 296
5-4 通風原理與應用 303
5-5 建築物之通風與換氣 305
5-6 建築物之通風設計 311
5-7 建築風影 316
5-8 都市通風改善—風廊道 317
問題與分析 323
參考文獻 331

第六章 風與汙染物之大氣稀釋擴散 335
6-1 風對大氣汙染擴散之效應 337
6-2 大氣穩定度對煙囪排放汙染煙柱擴散之效應 340
6-3 煙柱之上升現象(前期擴散) 343
6-4 煙柱之大氣擴散(後期擴散) 348
6-5 風與煙囪下洗 367
問題與分析 369
參考文獻 373

第七章 結構物之氣動力、氣彈力與風載重分析 379
7-1 氣動力現象 381
7-2 風對二維結構物作用效應—壓力、阻力與升力 388
7-3 三維結構物錶麵風壓 396
7-4 氣彈力現象 401
7-5 結構物抗風減振對策與方法 407
7-6 風載重分析 410
7-7 建築物錶麵風壓特性實驗分析 416
7-8 海洋工程結構物抗風設計 434
問題與分析 437
參考文獻 450

第八章 風洞試驗與模擬 457
8-1 風工程使用之風洞概述 459
8-2  開放式風洞設計—國立臺灣海洋大學之環境風洞案例概述 460
8-3 風洞模擬實驗之理論分析 466
8-4 風洞模型試驗研究與應用案例 471
8-5 風洞相似性模擬試驗 492
問題與分析 499
參考文獻 506
 

圖書序言

  • ISBN:9789865222703
  • 規格:平裝 / 520頁 / 17 x 23 x 2.6 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀



  風工程(WIND ENGINEERING)是一門新興的工程學科,顧名思義乃是在地球錶麵上舉凡與風有關之相關工程問題,皆包括在其研究探討範圍內。事實上它包含瞭氣象學、氣候學、流體力學、空氣動力學、結構動力學、建築工程、海洋工程以及環境工程(空氣汙染、風環境)等,因此也是上述各學科之綜閤與交叉。

  因此風工程其主要係研究探討在地球大氣邊界層內之風與人類在地球錶麵,包含陸地及海洋之各式工程活動之間的相互作用與影響。研究分析進行方法,包括有使用理論、計算、現場量測以及實驗等方式單獨或交叉分析推演研究。概略區分兩麵嚮:(1) 環境風工程、(2) 結構風工程。

  更進一步具體而言,風工程研究與應用探討內容標的包括有:

  1. 大氣邊界層內風之特性與統計性質。例如工程設計所需之區域性長年風或強風之紊流統計特性以及風譜分布變化。

  2. 風對建築物與結構物之作用。例如對於風載重、氣動力現象、氣彈力現象、通風等之影響效應及變化。

  3. 風引起之質量包括氣體、液體或固體形式等之運移。例如氣懸性空氣汙染物或重質有害氣體之擴散、延散與傳輸,風沙或風雪造成之相關環境問題。

  4. 風力能源之開發利用,包括如何開發利用在陸上以及海域之風能。

  5. 局部風環境與工程微氣候,包括陸上大型開發案社區造鎮,以及海岸工業區或海域人工島開發之風環境影響特性。

  6. 風對社會經濟之影響。例如颱風、颶風、龍捲風等所形成之風災對整個社會國傢經濟之影響。

  7. 各式運輸工具或載具之空氣動力行為。例如車輛、巴士、火車及水上船舶等氣動力特性之風阻係數、升力係數等。

  8. 其他相關體育運動,諸如滑雪、賽車、帆船之空氣動力學等問題。

  本書為風工程入門概念性之簡介,冀提供有興趣進入風工程領域探索之學子或從事工程設計者之研讀與參考,並歡迎同好者不吝賜予建議及指正。
 

用户评价

评分

要評價這本《風工程》,我得從「時間的考驗」這個角度來看。這本書內容的紮實度,讓我覺得它並非追趕最新的學術熱點,而是沉澱瞭數十年的工程智慧。尤其在討論到歷史上著名的風災案例分析時,作者的筆觸顯得非常沉穩,他不是在批判當年的設計失誤,而是在探討在當時的技術限製下,人們是如何利用已知的物理規律進行設計,以及我們可以從中汲取哪些教訓。我特別喜歡書中提及的「風險評估矩陣」,它將工程的安全性、經濟性與可接受的失敗概率進行瞭量化比較,這種宏觀的視角,讓我從一個單純的結構設計者,提升到瞭需要考慮社會效益與成本的工程決策者。每一次翻閱,我總會找到一些過去忽略的細節,比如不同地區的建築規範對於風荷載安全係數的潛在差異。總之,這不是一本可以速讀的書,它需要時間去消化、去反覆咀嚼,但每一次的投入,都會在你的工程思維中留下深刻且實用的印記。

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說真的,如果你是那種想找一本淺顯易懂、三分鐘看完的科普書,那這本《風工程》可能要讓你失望瞭。它的深度完全不是為著「一般大眾」設計的,更像是寫給那些正在攻讀土木、結構或機械相關碩博士生看的參考書。我印象最深刻的是書中對非線性風力作用的探討,那種對於材料疲勞和極限狀態的分析,簡直是把工程師可能遇到的最壞情況都預想進去瞭。我記得有一次,我們團隊在評估一座橋樑在強風下的振動抑製方案時,資料都顯得捉襟見肘,而這本書裡恰好有一章節專門討論瞭主動與被動阻尼係統在風緻振動中的應用優劣。作者不僅僅是羅列瞭各種阻尼器的種類,更深入分析瞭它們在不同頻率響應麯線下的效率差異,這種細緻入微的比較,對於我們做決策時,提供瞭非常堅實的數據依據。閱讀的過程,我會經常停下來,對照著手邊的專案數據反覆比對,甚至會拿齣一張草稿紙,試著自己跑一遍書上的某個簡化模型計算,那種知識被激活的感覺,非常暢快淋灕。這本書的價值,就在於它敢於觸及那些業界人士避而不談、但卻至關重要的「難題」。

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坦白說,這本書的排版風格,或許對某些讀者來說會有點「古典」。它沒有太多花俏的色彩或現代感的網頁式排版,就是紮紮實實的黑白文字與線圖,但這反而讓我更專注於內容本身。我個人特別欣賞作者在闡述複雜概念時,那種「層層剝繭」的敘事方式。舉例來說,在解釋地錶風廓線模型時,他先從理想化的常數風速開始,然後逐步引入摩擦因子、地形修正係數,最後纔進入到真實風場的隨機性模擬。這個過程非常符閤人類的學習麯線,不會一開始就用最難的公式嚇跑讀者。不過,雖然內容紮實,但這本書的「實務操作性」並非百分之百。它更偏嚮理論指導和設計準則的建立,如果你期待書裡能找到「如何用某款軟體設定參數」的詳細步驟,那你可能要失望瞭。這本書教的是「為什麼要這樣設定」,而不是「如何點擊滑鼠」。這種著重於基本原理深度的寫法,讓讀者在麵對新興的、書本上還沒來得及寫入的風場挑戰時,依然能夠憑藉紮實的基礎知識找到解決方嚮,這纔是它最寶貴的地方。

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這本《風工程》我實在是忍不住要來聊聊,光是從書名看起來,就覺得這絕對不是那種輕鬆的讀物,它散發齣來的是一種紮實、嚴謹的學術氣息。坦白說,我會想翻開它,純粹是因為我最近在參與一個老建築的結構補強計畫,尤其是麵對颱風季節時,對於風力對結構的影響,總是有種「知其然,但不知其所以然」的焦慮感。書裡頭的圖錶和公式,老實講,一開始是看得我頭昏腦脹,那些流體力學的基礎原理,還有邊界層的描述,簡直就是在考驗我的耐心。不過,當我硬著頭皮啃下前幾章後,開始體會到作者在編排上的用心。他不像有些教科書那樣隻是把一堆理論砸過來,而是很有條理地把理論與實際案例結閤。例如,書中提到如何計算高層建築在不同風場下的動態響應,那種數學推導的過程雖然繁瑣,但每一步的邏輯都像是建築師在設計藍圖時的精確切割,讓人不得不佩服。我特別留意瞭關於「風洞試驗」的部分,書裡詳述瞭模型製作的比例尺效應和儀器校準的細節,這對於我們這些實際操作者來說,簡直是寶貴的經驗傳承。讀完這部分,我對以往認為隻是「把模型放進去吹風」的認知徹底改觀,原來背後牽扯的物理學和工程判斷如此細膩,讓人對「專業」二字有瞭更深的敬畏。

评分

這本《風工程》對我來說,最像是工具箱裡那把「瑞士軍刀」,乍看之下不起眼,但裡麵藏著你需要的每一個細節工具。我會這麼形容,是因為它內容的廣度遠超乎我的預期。我本來以為它會聚焦在建築結構上,畢竟「工程」二字很常指嚮營建。結果翻開目錄纔發現,它居然花瞭相當篇幅在探討風能發電的葉片設計,特別是葉片在陣風中的載荷變化與疲勞壽命預估。這對我一個從事傳統結構領域的人來說,簡直是打開瞭新世界的大門。書中對氣動彈性力學的闡述極為精闢,特別是「顫振」(Flutter)現象的數學模型建立,那種將空氣動力學與結構動力學無縫接軌的寫法,讓我深切感受到跨學科知識整閤的重要性。而且,書中的許多圖示都是手繪風格,雖然不是那種高清的電腦渲染圖,但卻有種老派匠人的溫度,讓人覺得作者是親自經歷過這些風場考驗的。每一次翻閱,都能在那些看似簡單的圖形中,發現隱藏的物理意義,非常耐人尋味,絕不是那種應付瞭事的製式教材。

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