空调负荷实用计算法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:单寄平 编

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页数:342

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出版时间:1989-9

价格:16.25元

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isbn号码:9787112007431

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• 暖通空调
• 负荷计算
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• 工程
• 建筑
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• 设计
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《舒适空间：建筑节能与空调系统设计精要》 前言 随着社会经济的飞速发展，人们对居住和工作环境的舒适性要求日益提高，空调系统作为现代建筑不可或缺的组成部分，其设计与优化至关重要。一个高效、节能且舒适的空调系统，不仅能提升用户体验，更能显著降低建筑的运行成本，减轻对环境的负荷。然而，空调系统的设计并非易事，它涉及复杂的物理原理、多变的建筑环境以及精细化的工程计算。 本书《舒适空间：建筑节能与空调系统设计精要》旨在为广大建筑师、暖通工程师、项目管理者以及对建筑节能和空调系统感兴趣的读者，提供一套系统、实用且具有前瞻性的设计指南。本书并非简单地罗列技术参数或计算公式，而是着重于理解设计背后的逻辑、掌握核心的设计理念，并结合实际工程应用，讲解如何科学、合理地设计出满足各项需求的空调系统。 我们深知，一个优秀的设计，源于对建筑物理性能的深刻理解，对负荷计算的精准把握，以及对设备选型与系统布置的周全考量。因此，本书将从建筑节能的基础出发，逐步深入到空调负荷的计算方法，再到系统类型选择、设备匹配、末端装置布置以及控制策略的制定。我们力求将理论知识与实践经验相结合，以清晰的脉络和详实的案例，帮助读者建立起全面的设计思维框架。 在内容编排上，本书遵循了从宏观到微观、从基础到进阶的逻辑顺序。首先，我们将探讨影响建筑能耗的关键因素，以及当前建筑节能的发展趋势和相关政策法规，为读者构建一个宏观的认知背景。随后，我们将重点阐述空调负荷计算的核心要素，包括围护结构传热、太阳辐射得热、室内人员及设备产热等，并详细介绍各种计算方法在实际工程中的应用与权衡。在此基础上，本书将引领读者探索不同类型的空调系统，分析其优缺点及适用范围，并就如何根据具体项目需求进行系统选型提供指导。 设备选型是空调系统设计中的关键环节，本书将深入讲解各类空调设备的选型原则与方法，包括制冷主机、空调机组、末端装置等，并强调设备参数的解读与比对。此外，系统管路设计、风管系统布置、水系统设计等工程实现细节也将得到详尽的阐述。最后，本书还将触及空调系统的控制策略，讨论如何通过智能化控制实现节能与舒适度的双重目标。 我们相信，掌握了本书所阐述的知识和方法，读者将能够更自信、更高效地应对空调系统设计中的挑战，创造出更舒适、更经济、更绿色的建筑空间。阅读本书，不仅是知识的获取，更是一次提升专业技能、拓展设计视野的旅程。 第一章 建筑节能与舒适环境的基石 在本章中，我们将为您勾勒出建筑节能与室内舒适环境设计的宏观图景。理解建筑对能源消耗的影响，是优化空调系统设计的起点。 1.1 现代建筑的能耗挑战： 深入分析建筑领域能源消耗的现状，特别是空调系统在其中占据的巨大比重。探讨传统建筑设计中存在的能源浪费现象，以及由此带来的环境压力和经济负担。 1.2 建筑节能的意义与目标： 阐述建筑节能的重要性和紧迫性，包括减缓气候变化、降低运行成本、提高居住品质等。明确建筑节能设计所追求的核心目标：在满足室内舒适度的前提下，最大限度地减少能源消耗。 1.3 绿色建筑与低碳设计理念： 介绍当前主流的绿色建筑评价标准和认证体系（如LEED、WELL等），以及低碳设计在建筑领域的应用。强调从源头控制能耗，综合运用被动式设计策略与主动式设备技术。 1.4 影响建筑室内热环境的物理因素： 梳理影响室内温度、湿度、空气质量等舒适性指标的关键物理因素，包括热传导、热辐射、对流、水分蒸发、空气渗透等。为后续的负荷计算奠定基础。 1.5 建筑围护结构对能耗的影响： 详细分析墙体、屋顶、门窗、地面等建筑围护结构的热工性能。介绍传热系数（U值）、热阻（R值）、太阳得热系数（SHGC）、传热系数（K值）等关键参数的含义及其对室内热负荷的影响。 1.6 建筑朝向、窗墙比与遮阳设计的策略： 探讨建筑朝向、窗墙比等因素如何影响太阳辐射得热与自然采光。介绍被动式遮阳、主动式遮阳以及隔热材料应用等，以减少太阳得热，降低夏季空调负荷。 1.7 室内热湿负荷的来源分析： 识别室内热负荷的主要来源，包括人员产热、照明产热、设备产热，以及室内物体吸收和释放热量的过程。同时，分析室内湿负荷的产生原因，如人员呼湿、烹饪、洗浴、植物蒸腾等。 1.8 建筑节能标准与规范概览： 介绍国家及地方相关的建筑节能设计标准和规范，包括其主要内容、强制性要求以及计算方法上的指导原则。了解这些标准是进行合规设计的前提。 第二章 空调负荷计算：精确设计的核心 精确的负荷计算是空调系统设计的前提，它直接关系到设备选型的合理性、系统的运行效率以及用户体验。本章将系统阐述空调负荷的组成、计算原理与方法。 2.1 空调负荷的定义与分类： 明确制冷负荷与制热负荷的概念，并根据负荷来源将其细分为围护结构负荷、太阳辐射负荷、室内得热负荷（人员、照明、设备）、新风负荷、渗透负荷等。 2.2 稳态负荷计算方法原理： 详细讲解稳态负荷计算的理论基础，包括传导、对流、辐射等基本传热机理。介绍利用传热系数、温差等参数进行墙体、屋顶等围护结构传热量的计算方法。 2.3 太阳辐射负荷计算： 深入分析太阳辐射对建筑的得热过程。介绍太阳高度角、方位角、太阳常数等概念，以及如何计算不同朝向、不同时间段的太阳辐射强度。讲解玻璃的太阳得热系数（SHGC）在计算中的作用。 2.4 室内得热计算： 2.4.1 人员得热： 详细说明人体在不同活动状态下产生的显热和潜热量，以及如何根据室内人员数量和活动水平进行计算。 2.4.2 照明得热： 分析灯具的类型、功率、发光效率等因素如何影响照明产生的热量。介绍不同类型照明的得热计算方法。 2.4.3 设备得热： 阐述室内各种电器设备（如电脑、打印机、厨房电器等）产生的显热和潜热。介绍设备功率、使用率、产热系数等参数在计算中的应用。 2.5 新风负荷计算： 解释新风引入对室内温湿度的影响。详细介绍新风量确定的依据（如规范要求、换气次数法），以及根据新风参数计算显热负荷和潜热负荷的方法。 2.6 渗透负荷计算： 分析建筑缝隙、门窗开启等原因造成的不规则空气渗透对室内热湿平衡的影响。介绍渗透系数、风速等参数在渗透负荷计算中的应用。 2.7 动态负荷计算方法简介： 引入动态负荷计算的概念，说明其相较于稳态计算的优势，特别是在考虑建筑热惰性、设备启停、太阳辐射变化等瞬时变化因素时。简要介绍热响应因子法、传热系数法等动态计算的原理。 2.8 典型建筑负荷计算案例分析： 通过对办公楼、住宅、商场等典型建筑进行实际负荷计算演示，展示如何综合运用上述各种计算方法，并强调各负荷组成部分在总负荷中的占比分析。 2.9 负荷计算软件的应用与技巧： 介绍市场上常用的空调负荷计算软件，并分享使用软件进行计算的技巧、注意事项以及结果的校核方法。 第三章 空调系统类型选择与基本原理 根据计算出的负荷，选择最适合项目的空调系统类型是设计的关键一步。本章将深入探讨各类空调系统的组成、工作原理、优缺点及适用场景。 3.1 空调系统分类与系统构成： 对空调系统进行多维度分类（如按冷热源、按空气处理方式、按送风方式等），并介绍典型空调系统的基本构成单元：冷热源设备、空气处理设备、空气输送设备、末端设备、控制系统等。 3.2 中央空调系统： 3.2.1 水系统空调： 详细介绍水冷式冷水机组、风冷式冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷凝水泵、热泵机组等组成部分的工作原理。重点讲解水系统在制冷、制热、除湿、加湿等方面的功能。 3.2.2 直膨系统（VRV/VRF）： 阐述变制冷剂流量（VRV/VRF）系统的原理，包括其多联机结构、变频技术、精确的制冷剂分配等。分析其在节能、灵活控制、独立区域调节等方面的优势。 3.3 全空气系统： 3.3.1 空调机组（AHU）与空气处理过程： 详解空气处理单元（AHU）的内部构造，包括过滤、盘管（冷/热）、风机、加湿/除湿器等。深入解析空气在AHU中经过冷却、加热、除湿、加湿、过滤等空气处理过程的原理。 3.3.2 新风系统与回风系统： 探讨新风引入的必要性与节能策略（如热回收新风机组）。分析回风的循环利用如何有效降低负荷。 3.4 末端装置与送风方式： 3.4.1 风机盘管（FCU）： 介绍风机盘管的结构、工作原理，以及在不同区域独立控制的应用。分析其优缺点。 3.4.2 空调末端设备： 讲解各种末端装置，如球形散流器、条形散流器、格栅、风口等，及其在不同空间的送风效果。 3.4.3 送风方式： 讨论不同送风方式（如顶送顶回、侧送底回、下送下回等）对室内气流组织、温度均匀性、舒适度的影响。 3.5 特殊空调系统： 3.5.1 辐射供冷/供热系统： 介绍天花板辐射系统、地板辐射系统的工作原理，及其在提高舒适度、降低噪音方面的优势。 3.5.2 地源热泵系统： 阐述地源热泵利用地下土壤或水体的恒定温度进行制冷/制热的原理，以及其高能效的特点。 3.6 系统选型的综合考量因素： 3.6.1 项目需求与负荷特点： 结合项目类型、使用功能、负荷大小、负荷变化规律等因素进行系统选型。 3.6.2 节能与运行成本： 评估不同系统的能效比（EER/COP）、季节性能系数（SEER/SCOP），以及长期运行的经济性。 3.6.3 初投资与维护成本： 考量系统的初始购置成本、安装成本以及后期的维护保养费用。 3.6.4 舒适度与噪音控制： 评价不同系统对室内温度、湿度、空气质量以及声学环境的影响。 3.6.5 可用空间与建筑结构： 考虑设备占用的空间、管路敷设的便利性以及对建筑结构的影响。 3.6.6 可靠性与智能化控制： 评估系统的运行稳定性、故障率以及智能化控制的可能性。 第四章 设备选型与匹配 设备选型是空调系统设计的核心环节，直接关系到系统的性能、效率和可靠性。本章将指导读者如何根据设计需求，科学、合理地选择各类空调设备。 4.1 制冷主机（冷水机组/热泵机组）选型： 4.1.1 机组类型选择： 讲解风冷、水冷、螺杆、离心、活塞等不同类型冷水机组的特点、适用范围及选型原则。 4.1.2 制冷/制热量确定： 依据计算出的总负荷，结合安全裕量、运行工况等因素，确定所需的制冷量和制热量。 4.1.3 能效比（EER/COP）与季节性能系数（SEER/SCOP）： 阐述这些能效指标的含义，以及在选型中如何优先选择高能效比的设备，以降低运行成本。 4.1.4 压缩机类型与可靠性： 分析不同压缩机（如涡旋、螺杆、离心）的优缺点，以及对系统可靠性和寿命的影响。 4.1.5 冷却方式与水系统匹配： 针对水冷机组，讲解冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵的选型与匹配，以及水质处理的重要性。 4.1.6 运行工况与海拔高度： 考量设备在不同环境温度、海拔高度下的性能变化。 4.2 空调机组（AHU）与风机盘管（FCU）选型： 4.2.1 空调机组（AHU）选型： 风量与静压计算： 根据末端送风量需求，计算AHU的风量。考虑风管阻力，确定所需的静压。 盘管选型（冷/热）： 根据负荷要求，计算表冷器和（或）加热器的换热面积和盘管参数。 过滤器的选型： 根据室内空气质量要求，选择不同等级的过滤器（如初效、中效、高效）。 风机选型： 根据所需风量和静压，选择合适的风机型号，并考虑能效。 其他组件选型： 如加湿器、除湿器、消声器等的选型。 4.2.2 风机盘管（FCU）选型： 制冷/制热量选型： 根据房间负荷，选择合适的FCU型号。 风量选型： 确定FCU的风量，以满足房间换气次数要求。 机型选择： 吊顶式、立式、卡式等不同机型的适用性。 噪音指标： 考虑FCU的运行噪音对室内环境的影响。 4.3 新风机组与全热/显热交换器选型： 4.3.1 新风量确定： 根据建筑规范、人员密度、室内空气质量要求等确定所需新风量。 4.3.2 全热/显热交换器选型： 讲解全热交换器（焓轮）与显热交换器（板式、管式）的工作原理，以及如何根据温湿度需求选择合适的交换器类型，以实现新风预处理节能。 4.3.3 新风机组的风量、静压和加热/冷却能力： 确定新风机组的风量、静压需求，以及冬季预热、夏季预冷的能力。 4.4 水泵与风机选型： 4.4.1 水泵选型： 流量计算： 根据系统所需的水量，确定水泵流量。 扬程计算： 考虑管道系统阻力（包括阀门、管件、设备等），计算所需扬程。 水泵效率与功耗： 选择高效节能的水泵，并评估其运行功耗。 4.4.2 风机选型： 流量与静压： 根据风管系统所需风量和总阻力，选择合适的风机。 风机类型（离心/轴流）： 根据应用场景选择合适的风机类型。 噪音控制： 考虑风机的运行噪音，必要时配备消声措施。 4.5 阀门、管道与配件选型： 4.5.1 阀门选型： 蝶阀、球阀、闸阀、调节阀等不同类型阀门的选择原则，以及如何根据管径、压力、温度等参数进行选型。 4.5.2 管道选型： 管道材质（钢管、铜管、PPR管等）、管径、壁厚等参数的选择，以及如何根据流速、压力损失等进行计算。 4.5.3 管道保温与防腐： 强调管道保温的重要性，以减少热损失；介绍管道防腐措施。 4.6 设备匹配原则与系统协调： 4.6.1 负荷匹配： 确保各设备的制冷/制热能力与实际负荷相匹配，避免过大或过小。 4.6.2 流量与扬程匹配： 确保水泵扬程与系统阻力匹配，风机静压与风管系统阻力匹配。 4.6.3 能量匹配： 考虑制冷主机、末端设备之间的能量传递效率，以及系统整体的能量平衡。 4.6.4 互联互通与兼容性： 关注不同设备之间的接口、控制协议是否兼容。 第五章 系统设计与工程实施 系统设计是将前期的计算和选型转化为实际工程方案的关键步骤。本章将详细阐述空调系统的管道设计、风管设计、控制策略以及安装调试等工程实施要点。 5.1 空调水系统设计： 5.1.1 系统形式选择（两管制、四管制、直流式、循环式）： 分析不同水系统形式的优缺点，及其在制冷/制热切换、水力平衡等方面的表现。 5.1.2 管道布置与水力计算： 管径计算： 根据流量、流速要求，计算各级管道的直径，以控制水头损失。 水力平衡： 采用静平衡与动平衡结合的方法，确保各支路的水量分配均匀，避免出现局部过热或过冷。 管道安装： 考虑管道的坡度、膨胀节、支撑件等，确保安装牢固，运行稳定。 5.1.3 阀门布置与附件安装： 合理布置各类阀门（如截止阀、调节阀、排污阀、排气阀等），以及安装过滤器、水处理器等附件。 5.1.4 冷却塔与冷凝水系统设计： 介绍冷却塔的选型、布置，以及冷却水的循环与处理。设计高效的冷凝水回收系统。 5.2 空调风系统设计： 5.2.1 风管系统设计： 风管材质与形式： 介绍镀锌钢板风管、不锈钢风管、玻璃钢风管等材质的特点，以及圆形、矩形风管的选用。 风管布置原则： 考虑最短路径、减少弯头、便于安装和检修，以及与建筑结构的协调。 风管尺寸计算： 采用等速法、等阻力法等方法计算风管尺寸，确保风速适中，降低噪音和运行功耗。 风管阻力计算： 精确计算直管、弯头、三通、阀门等部件的局部阻力，以及风管总阻力。 5.2.2 风口与散流器选型与布置： 送风口与回风口设计： 根据房间类型、负荷、使用要求，选择合适的风口类型（如百叶风口、散流器、格栅等）。 气流组织设计： 通过合理布置风口，实现室内空气的均匀混合，避免出现气流组织死角、吹冷/吹热现象。 诱导比与射流长度： 考量风口的诱导能力和射流长度，以达到更好的室内温度分布。 5.2.3 消声与隔振措施： 在风机、风管转弯处等易产生噪音的部位，采取有效的消声和隔振措施，降低系统运行噪音。 5.3 空调控制系统设计： 5.3.1 控制模式选择： 介绍恒温恒湿控制、温度独立控制、分组控制、中央监控等不同的控制模式。 5.3.2 控制元件选型： 温度传感器、湿度传感器、压力传感器、电动/电磁阀、执行器、控制器（如DDC、PLC）等的选型。 5.3.3 楼宇自控（BAS）系统集成： 介绍如何将空调系统接入BAS系统，实现远程监控、数据采集、故障诊断、能耗管理等功能。 5.3.4 节能控制策略： 介绍变频控制、根据室内负荷自动调节、时间段控制、人流量感应控制等节能控制策略。 5.4 安装、调试与验收： 5.4.1 设备安装要点： 强调设备基础、吊装、连接的规范性，以及安装过程中对密封性、水平度的要求。 5.4.2 系统调试： 详细阐述水系统和风系统的联合调试流程，包括冲洗、排气、水力平衡、风量平衡、系统联动测试等。 5.4.3 性能测试与验收： 介绍如何进行制冷/制热性能测试，以及最终的工程验收标准。 5.5 运行与维护： 5.5.1 日常运行管理： 强调根据负荷变化调整运行参数，优化设备运行工况。 5.5.2 定期维护保养： 介绍过滤网清洗、设备检查、润滑、除垢等定期维护保养内容，以延长设备寿命，保障系统高效运行。 5.5.3 故障诊断与排除： 提供常见的空调系统故障现象及其诊断思路和排除方法。 结语 《舒适空间：建筑节能与空调系统设计精要》的编撰，是我们对行业现状深入观察和对未来发展趋势积极探索的结晶。我们深信，通过对本书内容的学习与实践，读者将能够更深入地理解空调系统设计的科学性与艺术性，掌握精益求精的设计方法，从而在实际工作中创造出更多绿色、节能、舒适的建筑空间。 空调系统的设计是一项系统工程，它要求设计者具备扎实的理论功底、丰富的实践经验以及敏锐的创新意识。本书所提供的知识体系，正是为了帮助您构建坚实的设计基础，并在此基础上不断拓展思维，勇于创新。我们鼓励您将书中所学理论与项目实际相结合，灵活运用，不断探索更优化的解决方案。 在未来的建筑发展中，节能减排、舒适宜居将是永恒的主题。我们期待本书能够成为您在这一领域探索前行的有力助手，助您设计出更多满足时代需求、引领行业发展的优秀工程。让我们携手共创更美好的建筑未来！

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读完这本关于建筑热力学应用的深度探索，我最大的感受是作者在构建理论框架时的严谨性与创新性的完美结合。它不像市面上许多教材那样，仅仅满足于复述经典公式，而是大胆地引入了最新的传热学研究成果，并将其巧妙地融入到我们日常的负荷计算流程中。书中对于辐射换热和对流换热系数的确定环节，提供了远比标准规范更为精细化的参数修正方法，这对于追求能效最大化的现代绿色建筑设计至关重要。尤其是在探讨变风量系统（VAV）下末端设备实际工作状态对系统总负荷的影响时，作者引入的迭代计算方法，彻底颠覆了我过去采用的线性简化模型。这种深入到物理本质层面的剖析，使得计算结果不再是孤立的数字，而是真正反映了系统在动态运行中的能量消耗趋势。坦率地说，这本书的阅读体验是需要一定心智投入的，但每一次深入下去，都会带来知识上的质的飞跃。

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如果用一个词来概括这本书的阅读体验，那就是“颠覆认知”。它没有采用那种循规蹈矩的论述方式，而是充满了一种面向未来的工程思维。最让我印象深刻的是作者对于“全生命周期能耗”视角下负荷计算的强调。以往我们总是聚焦于设计工况点，但这本书引导我们思考，如何通过更精确的负荷预测，来指导设备选型的经济性最优解，而非仅仅是满足峰值需求。书中对“非线性负荷曲线的逼近算法”的阐述，尽管在数学上略显复杂，但一旦理解其背后的物理逻辑，对于优化控制策略有着不可估量的帮助。它促使我重新审视了许多基础参数的取值合理性，比如，外墙的日照得热系数，它不再是一个固定值，而是与建筑朝向和当地气象年数据紧密关联的变量。这本书的深度和广度，要求读者具备扎实的数理基础，但作为回报，它会让你对空调负荷的理解上升到一个全新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉更像是一本“工具箱”，而不是一本单纯的“理论指南”。它的价值体现在对各种罕见或特定场景负荷的覆盖面上。我之前负责的一个特殊项目，涉及到一个夹层空间，其通风和散热需求极为复杂，传统的教科书几乎没有给出明确的指导路径。翻阅此书时，我在关于“间歇性运行设备的热惰性补偿”一节中找到了突破口。作者提供了一套基于时间常数的快速估算方法，允许工程师在初期设计阶段快速评估不同保温措施对系统启动能耗的影响。此外，书中对不同气候带边界条件（如极端高温、极寒工况）下的安全系数选取也进行了详尽的论述，提供了明确的决策依据，这大大增强了设计方案的抗风险能力。这本书的严谨性，使得每一次计算都能转化为坚实的工程依据，而非模糊的估计。

评分☆☆☆☆☆

这部著作给我留下了极其深刻的印象，尤其是在其对工程实践中那些细微末节的洞察力上。我通常认为自己对HVAC领域的基础理论已有相当的掌握，但翻开这本书，我立刻意识到自己在实际操作层面上的盲区有多大。它没有那种空洞的理论堆砌，而是直接切入到项目现场会遇到的最棘手的问题。比如，书中对不同建筑围护结构热工性能的动态模拟分析部分，简直是教科书级别的指导。作者显然是花费了大量时间在真实工况下进行验证，才能提炼出如此精炼且实用的计算模型。我特别欣赏它在处理非标准负荷（比如，大型数据中心内部设备散热的瞬态变化）时的处理方法，那套流程清晰得让人茅塞顿开，让我对以往处理复杂负荷时的“拍脑袋”估算深感汗颜。这本书更像是一位资深工程师在耳边手把手地教你如何避开那些耗费工时、却收效甚微的弯路。我敢说，任何一个新入行或者希望在负荷计算领域寻求突破的工程师，都应该将其视为案头必备的工具书，其价值远超一般参考手册的范畴。

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这本书的结构布局设计得非常精妙，它巧妙地平衡了理论的深度和实操的广度，使得读者在学习过程中既不会感到枯燥乏味，也不会因为内容过于碎片化而缺乏整体把握。我特别喜欢它在章节末尾设置的“案例剖析与常见误区”环节。这些小节往往截取自真实的设计纠纷或调试难题，通过对这些“失败”案例的反向推导，作者精准地指出了我们设计人员在思维定式中容易犯的错误。举例来说，关于“潜热负荷估算”的那一章，它并没有停留在计算室内人员蒸发量的简单公式上，而是深入探讨了装修材料的吸湿与放湿特性对短期内湿度波动的影响，这一点在南方多湿度的地区，简直是救命稻草般的知识点。这种“从错误中学习”的编撰思路，极大地提升了本书的实用价值和警示作用。

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