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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　建筑行業(yè)是我國(guó)積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重點(diǎn)領(lǐng)域。建筑設(shè)計(jì)階段所確定的建筑材料、建造方式及運(yùn)行性能，對(duì)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(jiàn)，建筑節(jié)能降碳設(shè)計(jì)是推動(dòng)建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。本書(shū)以我國(guó)廣泛應(yīng)用的混凝土結(jié)構(gòu)為對(duì)象，從隱含碳排放計(jì)算方法、碳排放指標(biāo)特征、碳排放預(yù)測(cè)模型，以及材料、構(gòu)件與結(jié)構(gòu)的低碳設(shè)計(jì)這四個(gè)維度進(jìn)行闡述，旨在為混凝土建筑的低碳設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)提供有效指導(dǎo)。本書(shū)共7章，在分析建筑領(lǐng)域碳排放現(xiàn)狀、相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，以及國(guó)內(nèi)外研究情況的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能優(yōu)化算法和統(tǒng)計(jì)概率分析等交叉學(xué)科知識(shí)，系統(tǒng)地闡述了混凝土建筑隱含碳排放計(jì)算方法，基于工程大數(shù)據(jù)分析了隱含碳排放指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)特性與影響因素，提出了早期設(shè)計(jì)階段的碳排放強(qiáng)度智能預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)理論研究和工程實(shí)例建立了混凝土材料、構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的低碳設(shè)計(jì)方法。本書(shū)結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容豐富，理論與實(shí)踐相結(jié)合，可供土木工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高等院校、科研單位及建筑企業(yè)的相關(guān)人員參考，尤其適合從事建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能降碳設(shè)計(jì)等研究與工程實(shí)踐的研究生和技術(shù)人員使用。

作者簡(jiǎn)介

　　張孝存（1990—），工學(xué)博士，寧波大學(xué)土木工程與地理環(huán)境學(xué)院副教授，智能建造研究所所長(zhǎng)。本碩博畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師。主要從事低碳建筑結(jié)構(gòu)與可持續(xù)、智能設(shè)計(jì)與建造、碳排放計(jì)量評(píng)價(jià)等相關(guān)研究工作。主持國(guó)家自然科學(xué)基金等縱向科研項(xiàng)目7項(xiàng)，承擔(dān)橫向課題等10余項(xiàng)。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(jì)量》，副主編教材3部。出版譯注《混凝土結(jié)構(gòu)統(tǒng)一理論》。發(fā)表相關(guān)領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文40余篇，其中以第一/通訊作者在國(guó)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(guó)家、地方及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)6部。王鳳來(lái)（1971—），工學(xué)博士，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博導(dǎo)，黑龍江省工程勘察設(shè)計(jì)大師，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，砌體結(jié)構(gòu)專(zhuān)家?，F(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學(xué)混凝土及砌體結(jié)構(gòu)研究中心主任。在寒地綠色低碳建筑與結(jié)構(gòu)成套技術(shù)等領(lǐng)域取得重大成果且實(shí)施了轉(zhuǎn)化落地。主持并完成“十一五”“十二五”十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目及課題；主持黑龍江省重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目、中國(guó)工程院咨詢(xún)項(xiàng)目等數(shù)十項(xiàng)科研課題。出版專(zhuān)著、譯著及教材等7本，主編及參編國(guó)家、省級(jí)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)17本，發(fā)表論文170余篇，授權(quán)專(zhuān)利88項(xiàng)（其中發(fā)明專(zhuān)利19項(xiàng)）；研究成果獲黑龍江省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各一項(xiàng)（排名第1）、黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化一等獎(jiǎng)（排名第1）、標(biāo)準(zhǔn)科技創(chuàng)新獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名第1）、中國(guó)房地產(chǎn)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名第1），參與獲得華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。劉凱華（1990—），工學(xué)博士，廣東工業(yè)大學(xué)土木與交通工程學(xué)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(xué)，主要從事混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、建筑固廢資源化、智能建造等方向研究。主持國(guó)家及省部級(jí)縱向科研項(xiàng)目3項(xiàng)，參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題及企業(yè)委托橫向項(xiàng)目10余項(xiàng)。參編教材《混凝土及砌體結(jié)構(gòu)》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《建筑工程碳排放計(jì)量》等，發(fā)表領(lǐng)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(dān)任中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)綠色建造與運(yùn)維分會(huì)理事，全國(guó)高等教育自學(xué)考試指導(dǎo)委員會(huì)土木水利礦業(yè)環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員等。

圖書(shū)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(shì)1
1．1．2建筑領(lǐng)域碳排放2
1．2相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)3
1．2．1國(guó)際政策3
1．2．2國(guó)內(nèi)政策6
1．2．3標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)8
1．3國(guó)內(nèi)外研究情況10
1．3．1建筑碳排放計(jì)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(shè)計(jì)24
1．4研究路線圖28
本章小結(jié)29
第2章混凝土建筑隱含碳排放計(jì)算方法31
本章導(dǎo)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(jì)算方法35
2．1．5數(shù)據(jù)來(lái)源36
2．1．6結(jié)果解釋36
2．2基于物料消耗的碳排放計(jì)算37
2．2．1計(jì)算方法37
2．2．2碳排放因子40
2．3基于分項(xiàng)工程的碳排放計(jì)算43
2．3．1計(jì)算方法43
2．3．2綜合碳排放指標(biāo)45
2．4計(jì)算不確定性評(píng)價(jià)53
2．4．1不確定性來(lái)源53
2．4．2評(píng)價(jià)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(jì)算61
2．5．3不確定性水準(zhǔn)62
本章小結(jié)66
第3章混凝土建筑隱含碳排放指標(biāo)特征67
本章導(dǎo)讀67
3．1統(tǒng)計(jì)方法概述68
3．1．1系統(tǒng)邊界68
3．1．2指標(biāo)計(jì)算68
3．1．3統(tǒng)計(jì)分析70
3．1．4數(shù)據(jù)清洗71
3．2高層建筑指標(biāo)特征72
3．2．1建筑樣本概況72
3．2．2碳排放強(qiáng)度分析74
3．2．3材料貢獻(xiàn)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(jié)論82
3．3低層與多層建筑指標(biāo)特征82
3．3．1建筑樣本概況82
3．3．2碳排放強(qiáng)度分析85
3．3．3影響因素分析86
3．3．4材料貢獻(xiàn)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(jié)論93
本章小結(jié)94
第4章混凝土建筑隱含碳排放預(yù)測(cè)模型95
本章導(dǎo)讀95
4．1回歸分析基礎(chǔ)96
4．1．1回歸分析方法96
4．1．2預(yù)測(cè)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(lèi)型轉(zhuǎn)換103
4．2．3特征篩選105
4．2．4多重共線性106
4．3機(jī)器學(xué)習(xí)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(yàn)證技術(shù)116
4．3．4超參數(shù)調(diào)優(yōu)技術(shù)118
4．3．5模型性能評(píng)價(jià)120
4．3．6模型解釋121
4．4實(shí)例分析122
4．4．1數(shù)據(jù)處理122
4．4．2模型構(gòu)建124
4．4．3性能對(duì)比125
4．4．4模型解釋129
4．4．5主要結(jié)論與建議131
本章小結(jié)132
第5章混凝土材料的低碳設(shè)計(jì)133
本章導(dǎo)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(shè)計(jì)方法136
5．2配合比智能設(shè)計(jì)算法140
5．2．1目標(biāo)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(qiáng)度預(yù)測(cè)模型146
5．3．1數(shù)據(jù)篩選146
5．3．2材料性能預(yù)測(cè)模型147
5．3．3模型性能評(píng)價(jià)148
5．4配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例149
5．4．1特征描述149
5．4．2模型選擇150
5．4．3設(shè)計(jì)結(jié)果155
5．4．4主要結(jié)論158
本章小結(jié)158
第6章混凝土構(gòu)件的低碳設(shè)計(jì)160
本章導(dǎo)讀160
6．1優(yōu)化設(shè)計(jì)模型161
6．1．1問(wèn)題描述161
6．1．2目標(biāo)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(gòu)建172
6．3．2算例概況174
6．3．3優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果176
6．3．4材料強(qiáng)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(jí)的影響178
6．4簡(jiǎn)支梁算例分析179
6．4．1模型構(gòu)建179
6．4．2算例概況181
6．4．3優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果182
6．4．4設(shè)計(jì)參數(shù)的影響184
6．4．5環(huán)境類(lèi)別的影響185
6．4．6碳排放因子的影響186
6．4．7荷載效應(yīng)的影響187
6．5連續(xù)梁算例分析188
6．5．1模型構(gòu)建188
6．5．2算例概況189
6．5．3基準(zhǔn)情景優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果191
6．5．4考慮不確定性的優(yōu)化結(jié)果192
6．5．5設(shè)計(jì)參數(shù)分析195
6．5．6優(yōu)化設(shè)計(jì)建議196
本章小結(jié)198
第7章混凝土結(jié)構(gòu)的低碳設(shè)計(jì)199
本章導(dǎo)讀199
7．1對(duì)比設(shè)計(jì)法200
7．1．1基本步驟200
7．1．2目標(biāo)范圍201
7．1．3評(píng)估指標(biāo)201
7．1．4貢獻(xiàn)度分析204
7．1．5敏感性分析205
7．2結(jié)構(gòu)體系對(duì)比實(shí)例208
7．2．1低層建筑結(jié)構(gòu)208
7．2．2多層建筑結(jié)構(gòu)217
7．2．3高層建筑結(jié)構(gòu)224
7．3優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)優(yōu)化算例231
7．4．1設(shè)計(jì)資料231
7．4．2初始結(jié)構(gòu)方案碳排放分析231
7．4．3單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)245
7．4．4雙目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)250
本章小結(jié)252
參考文獻(xiàn)253