建筑物理課后習題參考答案篇工章

熱本第章習題1-1、成室內熱環境的四項氣候要素是什么？簡述個要素在冬（或夏）季，在居室，是怎樣影響人體熱舒適感的。答1）室內空氣溫度：居住筑冬季采暖設計溫度為18，托幼建筑暖設計溫度20，辦公建筑夏季空調設計溫度為24℃等。這些是根據人體舒適度而定要求。空氣濕度：據衛生工作者的研究，對室內熱環境而言，正的濕度范圍是30-60%。冬季，相對度較高的房易出現結露現象。氣流速度當內溫度相同氣流速度不同時人熱感覺也不同。如氣流速度0和3m/s時，3m/s的氣流速度使人更感覺舒適。環境輻射溫：人體與環境都有不斷發生輻射換熱的現象。1-2什么說使人們富裕了不該把房子搞成完全人工空間答我們所生活的外環境是一個不斷變化環境它要求人有強的適應能力。而一相對穩定而又級其舒適的室內環境，會導致人生理功能的降低，使人逐漸喪適應環境的能力，從而危害人的健康。1-3、熱與導熱（熱傳導）有什么區別？本書所說對流換熱與單純在流體內部的對傳熱有什么不同？答導熱是指同一體內部或相接觸的兩物之間由于分熱運動熱量由高溫向低溫轉換的現象。純粹的導熱現象只發生在密實的體當中。圍護結構的熱要經過三個過程：表面吸熱、結構本身傳熱表面放熱。嚴格地說，每傳熱過程部是三種基本傳熱方式的綜合過程。本書所說的流換熱即包括由空氣流動所引起的對流傳熱過時也包括空氣分子間接觸的空氣、空氣分子與壁面分子之間的導熱程。對流換熱是對流與導熱的合過程。而對流傳熱發生在流體之中是因溫度不同的各部分流體之間發生對運動，互相合而傳遞熱能的。1-4、面的顏色、光滑程度，對外圍護結構的外表和對結構內空氣間層1的表面，在射傳熱方面，各有什么影響？答對于波輻射色起主導作對于長波輻射性起主導作用：白色表面對見光的反射能力最強，對于長波輻射，其反射力則與黑色表面相差極小拋光的金屬面論對于短波輻或是長波輻射射能力都很高，所以圍護結外表面刷白在夏季反射太陽輻射熱是非常有效，而在結構內空氣間層的表面白是不起作用的。1-5、擇性輻射體的特性，對開發有利于夏季防熱外表面裝修材料，有什么啟發？答：選擇性射體又稱非灰體，其輻射光譜與黑體光譜截然同，甚至有的只能發射某波長的輻射線。但是建筑材料多屬于灰體，根非灰體的性質可開發非灰體的修材料，輻射和吸收某種特定的輻射線。由圖可知，擇性輻射體的特性，具有間斷性，可將此特性用起來，將外表面裝飾材刷白，或進行淺色處理，對夏季反射太陽輻射也非常有效。1-6、書中給出的自然對流時算αc的三個公式中，系數分別為，2.5，，試說明系數不同的原因。答是因為結構和源位置不同高溫密度小的空氣和低溫密度大的空之間進行對流熱。水平表面（流由下而上）有利于對流，所以取2.5水平表面（流由上而下）不利于對流，所以取1.3垂直表面

不影響對流所以取2.01-7、根據自己的經驗，列舉幾個外墻內表面或地產生表面結露現象的實例，并說結露的原因。答：例1有些戶主由使用不當，經常使室內現許多水蒸，室內空氣容納不了的蒸氣就凝結成水珠析出。由于山墻的筑構造做法不到位，使山墻內表面溫度低于室的露點溫度，而導致山墻面出現結露，甚至霉變。例2、有些內由于溫度降，而使露點溫度降，產生結露象。若在建筑構無總是的情況下居民生活方式不也會使間產生結露的現象，居民居住空間內頻繁進行類似于大蒸汽作業，就會室內水蒸氣含量過高，出現結現象。2章

圍的原理算習題2-1、筑圍護結構的傳熱過程包括哪幾個基本過程幾種傳熱方式？分別簡述其要點答：建筑圍結構傳熱過程主要包括三個過程：表面吸熱、構本身傳熱、表面放熱。表面吸熱—內表面從室內吸（冬季表面從事空間吸（夏季）結構本身傳——熱量由高溫表面傳向低溫表面表面放熱—外表面向室外空間散發熱（冬季或內表向室內散（夏季）2-2、什么空氣間層的熱阻與其厚度不是成正比關？怎樣提高空氣間層的熱阻？答在空氣間層中其阻主要取決于間層兩個界上的空氣邊層厚度和界面之間的射換熱強度。所以，空氣間層的熱阻于厚度之不存在成比例地增長關系。要提高空氣層的熱阻可以增加間層界面上的空氣邊界層厚以增加對流換熱熱阻；是在間層壁面上涂貼輻射系數小的反射材料以加輻射換熱熱阻。2-3、根據圖所示條件，定地作為穩定傳熱條件下墻體內部的溫度布線，應區出各層溫度線的傾斜度，并說明理由。已知λλ〉λ2。d答：由q可知，由于是穩傳熱，各壁面的熱流都相同，當dxd越大時，各層的溫度梯度就越小，即各層溫度的傾斜度就小。dx

值2-4、如圖2-18所示的屋頂結構，在保證表面不結露的情況下，室外外氣溫不得低于少？并作為結構內部的溫度分布線。已知：ti=22℃，，Ri=0.115m2k/Wm2k/W。解：由t=22℃ψ=60%可查出Ps=2642.4Paii則

ps

i

2642

可查出露點度t13.88℃d要保證內表不結露，內表面最低溫度不得低于露點溫度1）將圓孔板折算成等面積的方孔板34

dm2）計算計算多孔板傳熱阻有空氣間層部分（其中空氣間層的熱阻是0.17）R

01

0.0265

0.0265

0.11(m

2

)/無空氣間層部分R

02

0.110.04(2/W3）求修正系數

1

)

2

0.097/(m)0.1721

0.33所以修正系取0.934）計算平均熱阻

R

0.0970.0970.0530.24

0.143()/W5）計算屋頂總的傳熱系數R

0.1430.150.63(

2

)/6）計算室外溫度ttiiRi

i

e

13.88得te=-24.79℃由此可得各溫度是θ=3.45θ=-15.9212θ=-17.5θe=-21.843可畫出結構部的溫度分布線。4章

保習題3-1、暖居住房間的密閉程度（氣密化程度）對衛保健、經濟、能源消費等方面，有什么影響？答：就保溫言，房間的密閉性越好，則熱損失越少，從而以在節約能源的基礎上保室溫從衛生要求來看間須要有一定的換氣量一方面，過分密閉會礙濕氣的排除，使室內濕度升高，從而容易造表面結露和圍護結構內部受潮3-2、從節約能源的角度分析，在相同面積的情況，正方形平面與長方形平面何者利？答從節約能源的度分析就要控制建筑的體形數即建筑的表面積與其所包圍的積之比。對于同樣的體積的建筑，在各面外圍結構的傳熱情況均相同時，外面面積越大，熱損失越多，所以在相同面積的況下，正方形平面更為有利。3-3、為什么我國規定圍護結的總熱阻，得小于最小總熱阻Rо?？答：規定圍結構的總熱阻，不得小于最小總熱阻主要是為：保證о?min內表面不結，即內表面溫度不得低于室內空氣的露點溫度同時還要滿足一定的熱舒適條，限制內表面溫度，以免產生過強的冷輻射效。3-4明允許溫差[t]的意義回[t]大或小一種的質量要求高？為什么？答允許溫差是根衛生和建造成本等因素定的按允許溫差計的圍護結構，其內面溫度不會太低，一般可保證不會產生結露現，不會對人體形成過分的冷輻，同時，熱損失也不會太多。使用質量要高的房間許溫差一些為在同樣的室內外氣象條下，按較下的允溫差確定的最小傳熱阻值，顯然要大一些，從其圍護結構就具有了更大的保能力。3-5、說明一般輕質材料保溫性能都比較好的道理并解釋為什么并非總是越輕越好答影響材料保溫能因素之一就是材料的度材料導熱系數差別就在于材料的孔率的不同，孔隙越多，則孔隙傳熱的影響就越，材料的導熱系數越小，材料保溫性能越好。所以說一般輕質材料的保溫性較好。但當孔隙率加到一定程度，其孔壁溫差變大，輻射傳熱量大，同時，大孔隙內的對傳熱也增多，特別是由于材料骨架所剩無幾，許多孔隙變成互相貫通的，使流傳熱量顯著增加。所以說并非越輕越好。53-6、試詳述外保溫構造方法優缺點。答：外保溫優點：使墻或屋頂主要部分受到保護，大大降低溫度應力的起伏提高結構的耐久性；外保溫對結及房間的熱穩定性有利；外保溫有利防止或減少保溫層內部產生水蒸氣凝結；外保溫法使橋處的熱損失減少，并能防止熱橋內部表面局結露對于舊房的能改造，外保溫處理的效果最好。外保溫的缺：適用于規模太大的建筑，才能準確判斷外保溫是否提高房的熱穩定性；在構造上較雜，必須有保護層；由于要設保層，所以造價要高。3-7、倒鋪屋面有哪些好處？前在推廣應方面存在什么困難？答鋪屋面法不可能完全消除部結露的可能性是防水層得到保護，從而大大提其耐久性。這種方法對溫材料的要求更高求目前都要在保溫層上面設置某種蓋層加以保護于保溫層還沒有合適的理材料有些材料雖有不吸耐火、耐化學侵蝕優點，但英屬于脆性材料不利于施工，所以推有一定的困難。3-8在哈爾地區有一辦公樓屋為加氣混凝土條板平圖3-26試校核該屋是否滿足保溫要求？已知℃=-26℃=-29℃=-31℃，ⅠⅡⅢt=-33℃。Ⅳ提示：加氣混凝土在這種構造內時，其值和值均應修正。a=1.15解：1）計算熱惰性標，確定墻類型D11

11

1

3.33DR2222

2

0.93

0.242DR3

33

3

3.45DD3.744.18126則屬于II型，取t=-29℃σⅡ2）計算最低熱阻(t)Ri0.mini

1829

0.11底限附加熱

'

0.min

3）計算屋頂的總熱阻R0

0.010.17

0.020.93

0.260.24

0.110.04R'

所以不滿足求7章

護濕習題4-1護結構受潮為什么會降低其保溫性能從傳熱機理加以闡明。答：材料的熱系數是固體〉液體〉氣體，當圍護結構受潮原來圍護結構中的水蒸氣以液態凝結水的形式存在于圍護結構中，使圍結構的導熱系數增大，保溫能降低。4-2、采暖房屋與冷庫建筑在汽滲透過程隔汽處理原則上有何差？答對于采暖房屋汽滲透過程是從室內向外而對于冷庫建蒸汽滲透過程是從室向室內的過程。在設置隔汽時隔汽層應布置在蒸汽流入一側所以對采暖屋應布置在保溫層內，對于冷庫建筑應布置在隔熱層外側。4-3、試檢驗圖中的屋頂結是否需要設置隔汽層。已知：ti=18℃，采暖期室外平均氣t=-5均相對濕度ψα=50%暖期Ζh=天，加氣混土容重γ。解：）計算各層的熱阻和水汽滲透阻材料層d

λ

R=d/λμ*10

4

H=d/μ*10

4二氈三油0.010.170.0590.075水泥砂漿0.020.930.0220.90.02加氣混凝土0.060.190.2751.990.03水泥砂漿0.010.930.0110.90.01鋼筋混凝土板

0.031.740.0170.1580.19R=0.384H=0.25*10

4由此可得：=0.11+0.384+0.04=0.534H=25002計算室內外空氣的水蒸汽分壓ti=18℃ps=2062.5pa則pi=2062.5×65%=1340.6pati=-5℃則pi=401.3×50%=200.7pa3計算圍護結構各層的溫度和水汽分壓力

i

0.11185)13.3℃p

,i

1526.5pa

2

℃822p

,2

3

0.0170.534

12.1p

pa4

0.011

0.2℃p

,4

pa

5

0.5340.0590.0220.534

(185)℃p

,5

pa

0.059

p

,e

pai1900p(1340.6474.3pa25003

200.7)pp45pa

19003002500

200.7)pa做出和p分布線，兩不相交，說明需設置隔汽層。9章熱習題5-1、試計算武漢地區（北緯°）某廠房材屋頂的室外綜合溫度的平均值與最高值已知：I=998W/m（出現在點I；tmax

=37℃出現于emax15點t32.2℃；W/）;e

s

解:）室外平均綜合溫度,取t℃lrtI32.20.8832643.80℃saeelr2AI

max

)

/S

(998/1931.12te

.max

37A31.12ts所以取修正系數0.95AteA)sats

31.12)t

sa

43.8℃sasa5-2、計算武漢地區某廠房在自然通風下屋頂的內面溫度狀況。其屋頂結構為）鋼筋混凝土板厚度泡沫混凝土熱層：厚度水泥砂漿抹層：厚度卷村屋面：度（水平面的太陽輻射和室外氣溫資料參照習-1；其他條件可自假設5-3、設北緯30°區某住宅朝南窗口需設遮板，求遮擋月中旬9到15時所需遮陽板挑出長度及理形式。已知窗口高米，寬2.4米，窗墻寬1.6米，厚0.18米。5-4、從隔熱的觀點來分析）層實體結構2）封閉空氣間層結構）帶有通風層的結構；它的傳熱原理及隔熱處理原則。答：、多實體結構它的傳熱主要是實體結構的熱，在進行隔熱處理時10可通過增加體結構的熱阻，以降低結構的導熱系數，從而加隔熱能力；2有封閉空氣間層結構它的傳熱主要是間層中的輻射熱，在進行隔熱處理時可在間壁面貼輻射系數小的反射材料，以減小輻射傳量，從而增加隔熱能力；3有通間層的結構的傳熱主要是對流傳熱室外空氣流間層時，帶走部分從層傳下的熱量，從而減少透過基層傳入室內的量。因此，可通過增加間層的風量，來達到隔熱的目的。5-5、提高封閉間層的隔熱能力應采取什么措施？圍護結構中設置封閉空氣間層其阻值在冬季和夏季是否一樣？試從外墻及屋頂不同位置加以分析。答：為提高閉間層的隔熱能力，可以在間層內鋪設反射系大、輻射系數小的材料（鋁箔減少輻射傳熱。由于季節不太陽的度角和方位角的不所以在冬季屋頂太陽輻射熱較小，而墻接受的太陽輻射于夏季相比較變化不大。所對于屋頂冬季的熱阻值比夏季，而外墻則變化不大。5-6、從降溫與防止地面泛潮的角度來分析南方地幾種室內地面（木地板、水泥地磨石子地或其他地面）中，在春季和夏季哪一地面較好？該地面外于底層或層時有無區別？答：采用熱性小、表面呼吸性較好的地面材料，較為適宜所以采用木地板為宜。底的地面對防潮要求更為嚴格。11章照習題6-1、用計算法計算出北緯40°地區四月下旬午點的太陽高度角和方位角，日出、沒時刻和方位角。解：１）＝４００

sin(

11580370

)

Ω＝１５（１５－２）＝４５０sinhs

cos13.130.1735h0ssinhsin42.33２）cosAs0.4cos42.33cos13.13s66.36s３）ｈ０ｓ

cosAs

sin13.13cos

As

45

0

18

'即±６時４分日出時刻－６４５分＋１２＝６時１５分日落時刻＋時４５分＋１２＝１８時４５分6-2、試求學校所在地區或任一地區的當平均太陽時12，相當于北標準時間多？兩地時差多少？1200解：烏魯木的經度是8737＇TLL)4(120)時＋１２９．５分mm＝１４時９所以，兩地差為２時９分6-3、試繪制學校所在地或任一緯度地區如北緯°、35、45°等）春秋分的棒日照圖。6-4、正南此朝向的一群房屋，要求冬至日中午能分利用陽光，試求天津（北緯39°′）和上海（北緯°12′）兩地，其房屋最小間距各多少？（提示求出兩冬至中午有太高度角按棒與影的關系式求得距6-5、北緯°地區有一坡頂房屋，朝向正南、北，東西長8米，北寬6米面至屋檐高米口屋屋脊高2用日照棒影圖求該房屋于秋分上午10點投于地上的日照陰。6-6、將[例5-2]用計算法求遮陽挑出長度和合理形式，改用棒影圖方法解之，并與五章用計算法所得的結果加以比較。若朝向改南偏東0°，則遮陽板如何設。13篇

光章學知識習題7-1波長為nm單色光源，輻射功率為5W，試求1）這單色光源發出的光通量）如向四周均勻發射光通量，求其發光強）離它2米的照度。解：１）對波長為５４０ｍｍ的查氣光視效率是０．９８則有

540

3346.7lm２）發光度I

cd43346.7３）照度E42

lx7-２、一個徑為250mm的乳白玻球形燈罩，內裝一個光通量1260lm的白熾燈燈罩的透系數為0.60,求燈罩外表面亮度不考慮燈罩的內反射。1250解：I4

IL0.6Acos04(2

)

0.60m

7-３間平面尺寸7×15m高為5m棚中布置一亮度為500nt的均勻擴散源，其尺寸為×13m，求間正中和四角處的地面照度（不考慮室內反射光解：１）正

5cos2.6r52２）四角地

57()2)22

2

2

57()2)22

2

2

14i

5715()2)22

0.517EL0.51792.8lx7-、有一物件寸為0.22mm，視距為750mm，設它與背景的亮度對比為0.25。求達到辨別機率為95%時所需的照度。如對比下降為0.2，要增加照度若干才能達相同視度？解：求視角

3440

d0.223440l750

由于ｃ＝０．２查圖－２２可得所需照度Ｅ７０ｌｘ若對比度下降為0.２則所照度Ｅ１２５ｘ7-５、有一紙的反光系數為，最低照度是多是我們才能見它？達到刺眼時的度又是多少？解：最低照

asb達到刺眼的度E

16

20sb7-６、式說光通量與發光強度，照度與亮度間的區別和關？答：光通量人眼對光的感覺量為基準的單位；發光強度是通量的空間密度；照度是被照光通量的密度；亮度是發光在視線方向上單位面積發出的發光強度。7-７、看電時，房間完全黑暗好，還是有一定亮度好？為么？答：房間亮好。這是因為人的感光細胞分為桿體細胞和椎體胞在亮環境下是錐體細胞起作用，環境下是桿體細胞起作用。當房間亮一些時，會使桿體細胞和椎體細胞交替作用，可以減少視覺疲勞。同時，房間亮一點以避免產生直接眩光。7-８為什么有的店大玻璃櫥窗能夠象鏡似地照出人卻看不里面陳列的展品答：這是由產生二次反射眩光15采取的措施提高櫥窗里商品的表面亮度；將櫥窗玻璃成傾斜或彎曲。7-、你們教室黑板上是否存在反眩光（窗、具怎么形成的如何消除它？答：存在。由視野中的光澤表面的反射所產生的。減小或消除法：盡量使視覺業的表面為無光澤表面，以減弱鏡面反射而形的反射眩光；應使視覺作避開和遠離照明光源同人眼形成的鏡面反射區；使用發光表面積大、亮度低的光源；使引起鏡面射的光源形成的照度在總照度中所占比例減少從而減少反射眩光的響。章

采習題8-1、從圖8-5中出重慶７月上午8：時散射光照度和照度。答：從圖上查出總照度為38500ｌ；散射光照度26500ｌｘ２、根據圖找出重慶７月室外散射光度高于500ｘ的延續時間。答：早上6點到下午6，延續時間為12小時。３例題7-4所給房間剖面ＣＩＥ準陰天室外水照度為10000時，求水平洞在桌面上形成的采光系數；若窗洞上裝有＝0.8的透明玻璃時的采光系數若窗上裝有τ＝0.5乳白玻璃時采光系數。E2500解：）n100%E10000w2）

ECEw

100%

25000.810000

3）

C

EEw

250010000

12.5%8-4、會議室平面尺寸為5×7m，凈高3.6m，求出要的側窗面并繪出其平、剖面。解：由表8-5可知，會議室屬III級采光級。16由表8-6知單側窗要求窗地為1/4則戶的面積為米2

。雙側窗要求地比為1/3.5。則窗戶的面積為2

。8-5、一單跨機加車間，跨度為30m，72m，架下弦高10m，內表面淺色粉刷，室物遮擋，估計需要的單層鋼窗面積，并驗算其光系數。解：1）由表8-5可，機械加工間屬III級采光等級。由表8-6可知，單側窗要求窗地比為1/4。則窗戶的積為30×72/4=540米2

。雙側窗要求地比為1/3.5。則窗戶的面積為×72/3.5=6172

。2）驗算采光系數根據設計所窗戶的形式，確定窗戶的位置、大小。由公式C

C

'

'

'

f根據窗戶的式，選取相應的修正系數，算出采光系數的最值，與采光系數標準值相較，看是否滿足要求。６、設一機械工車間，平、剖面周圍環境如，試問（1）車間在北京或慶，其采光系數要求多少？（該車間長軸向為南—北或—西，在采光選擇上有何不同？（3中間兩跨不天窗行不行？4然后根