建筑物理课后习题答案 下载本文

第一篇 建筑热工学 第一章 建筑热工学基本知识

习 题

1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么?简述各个要素在冬(或夏)季,在居室内,是怎样影响人体热舒适感的。

答:(1)室内空气温度:居住建筑冬季采暖设计温度为18℃,托幼建筑采暖设计温度为20℃,办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。这些都是根据人体舒适度而定的要求。

(2)空气湿度:根据卫生工作者的研究,对室内热环境而言,正常的湿度范围是30-60%。冬季,相对湿度较高的房间易出现结露现象。

(3)气流速度:当室内温度相同,气流速度不同时,人们热感觉也不相同。如气流速度为0和3m/s时,3m/s的气流速度使人更感觉舒适。

(4)环境辐射温度:人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。 1-2、为什么说,即使人们富裕了,也不应该把房子搞成完全的“人工空间”? 答:我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境,它要求人有袍强的适应能力。而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境,会导致人的生理功能的降低,使人逐渐丧失适应环境的能力,从而危害人的健康。

1-3、传热与导热(热传导)有什么区别?本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同?

答:导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动,热量由高温向低温处转换的现象。纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。

围护结构的传热要经过三个过程:表面吸热、结构本身传热、表面放热。严格地说,每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程。

本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程,同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。对流换热是对流与导热的综合过程。

而对流传热只发生在流体之中,它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动,互相掺合而传递热能的。

1-4、表面的颜色、光滑程度,对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面,在辐射传热方面,各有什么影响?

答:对于短波辐射,颜色起主导作用;对于长波辐射,材性起主导作用。如:白色表面对可见光的反射能力最强,对于长波辐射,其反射能力则与黑色表面相差极小。而抛光的金属表面,不论对于短波辐射或是长波辐射,反射能力都很高,所以围护结构外表面刷白在夏季反射太阳辐射热是非常有效的,而在结构内空气间层的表面刷白是不起作用的。

1-5、选择性辐射体的特性,对开发有利于夏季防热的外表面装修材料,有什么启发?

答:选择性辐射体又称非灰体,其辐射光谱与黑体光谱截然不同,甚至有的只能发射某些波长的辐射线。

由图可知,选择性辐射体的特性,具有间断性,可将此特性利用起来,将外表面装饰材料刷白,或进行浅色处理,对夏季反射太阳辐射热也非常有效。

1-6、书中给出的自然对流时计算αc的三个公式中,系数分别为2.0,2.5,

1.3,试说明系数不同的原因。

答:因为热流一般都是由下向上流动的。

水平表面(热流由下而上)有利于对流,∴取2.5

水平表面(热流由上而下)不利于对流,∴取1.3 垂直表面 不影响对流,∴取2.0

1-7、试根据自己的经验,列举几个外墙内表面或地面产生表面结露现象的实例,并说明结露的原因。

答:例1、有些户主由于使用不当,经常使室内出现许多水蒸气,室内空气容纳不了的水蒸气就凝结成水珠析出。

由于山墙的建筑构造做法不到位,使山墙内表面温度低于室内的露点温度,而导致山墙表面出现结露,甚至霉变。

例2、有些室内由于温度降低,而使露点温度降低,产生结露现象。

若在建筑构造无总是的情况下,居民生活方式不同,也会使房间产生结露的现象,居民在居住空间内频繁进行类似于大蒸汽作业,就会使室内水蒸气含量过高,出现结露现象。

1-8、某外墙的构造如图1-16所示,外侧为普通砖砌体,内侧为铝箔纸板,中间用双面涂塑铝箔作遮热板分隔成两个封闭空气层。求当取消遮热板时,砖砌体与铝箔纸板表面之间的辐射传热量,比有遮热板时增加多少?

已知:砖砌体表面的辐射系数C1=5.23; 铝箔纸板表面的辐射系数C2=0.58; 遮热板表面的辐射系数C3=1.16。

第二章 建筑围护结构的传热原理及计算

习 题

2-1、建筑围护结构的传热过程包括哪几个基本过程,几种传热方式?分别简述其要点。

2-2、为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系?怎样提高空气间层的热阻?

2-3、根据图2-17所示条件,定性地作为稳定传热条件下墙体内部的温度分布线,应区别出各层温度线的倾斜度,并说明理由。已知λ3λ1λ2。

2-4、如图2-18所示的屋顶结构,在保证内表面不结露的情况下,室外外气温不得低于多少?并作为结构内部的温度分布线。已知:ti=22℃,ψi=60%,Ri= 0.115m2?k/W,Re=0.043 m2?k/W。

2-5、试确定习题2-4中屋顶结构在室外单向温度谐波热作用下的总衰减度和总延迟时间。

第三章 建筑保温

习 题

3-1、采暖居住房间的密闭程度(气密化程度)对卫生保健、经济、能源消费等方面,各有什么影响?

3-2、试从节约能源的角度分析,在相同面积的情况下,正方形平面与长方形平面何者有利?

3-3、为什么我国规定围护结构的总热阻,不得小于最小总热阻Rо?min? 3-4、说明允许温差[Δt]的意义,并回答[Δt]大或小,哪一种的质量要求

高?为什么?

3-5、试说明一般轻质材料保温性能都比较好的道理,并解释为什么并非总是越轻越好?

3-6、试详述外保温构造方法的优缺点。

3-7、倒铺屋面有哪些好处?目前在推广应用方面存在什么困难?

3-8、设在哈尔滨地区有一办公楼,其屋顶为加气混凝土条板平屋顶(图3-26),试校核该屋顶是否满足保温要求?已知:

ti=18℃, tσⅠ=-26℃, tσⅡ=-29℃, tσⅢ=-31℃, tσⅣ=-33℃。

提示:加气混凝土用在这种构造内时,其λ值和s值均应修正。

第四章 外围护结构的湿状况

习 题

4-1、围护结构受潮后为什么会降低其保温性能,试从传热机理上加以阐明。 4-2、采暖房屋与冷库建筑在蒸汽渗透过程和隔汽处理原则上有何差异? 4-3、试检验图4-12中的屋顶结构是否需要设置隔汽层。已知:ti=18℃,ψi=65%;采暖期室外平均气温tα=-5℃;平均相对湿度ψα=50%;采暖期Ζh= 200天,加气混凝土容重γ0=500kg/m3。

第五章 建筑防热

习 题

5-1、试计算武汉地区(北纬30°)某厂房卷材屋顶的室外综合温度的平均值与最高值。

已知:

5-2、试计算武汉地区某厂房在自然通风下屋顶的内表面温度状况。其屋顶结构为:(1)钢筋混凝土板:厚度

(2)泡沫混凝土隔热层:厚度 (3)水泥砂浆抹平层:厚度

(4)卷村屋面:厚度(水平面的太阳辐射和室外气温资料参照习题5-1;其他条件可自行假设)。

5-3、设北纬30°地区某住宅朝南窗口需设遮阳板,求遮挡七月中旬9时到15时所需遮阳板挑出长度及合理形式。

已知窗口高1.8米,宽2.4米,窗间墙宽1.6米,厚0.18米。 5-4、试人隔热的观点来分析:(1)多层实体结构;(2)有封闭空气间层结构;(3)带有通风间层的结构;它们的传热原理及隔热的处理原则。

5-5、为提高封闭间层的隔热能力诮采取什么措施?外围护结构中设置封闭空气间层其热阻值在冬季和夏季是否一样?试人外墙及屋顶的不同位置加以分析。

5-6、试从降温与防止地面泛潮的角度来分析南方地区几种室内地面(木地板、水泥地、磨石子地或其他地面)中,在春季和夏季哪一种地面较好?该地面外于底层或楼层时有无区别?

第六章 建筑日照

习 题

6-1、用计算法计算出北纬40°地区四月下旬下午3点的太阳高度角和方位角,日出、日没时刻和方位角。

6-2、试求学校所在地区或任选一地区的当地平均太阳时12点,相当于北京标准时间多少?两地时差多少?

6-3、试绘制学校所在地或任选一纬度地区(如北纬30°、35°、45°等)春秋分的棒影日照图。

6-4、有正南此朝向的一群房屋,要求冬至日中午能充分利用阳光,试求天津(北纬39°06′)和上海(北纬31°12′)两地,其房屋最小间距各为多少?

(提示:先求出两地冬至中午有太阳高度角,再按棒与影的关系式求得间距)。

6-5、北纬40°地区有一双坡顶房屋,朝向正南、北,东西长8米,南北宽6米,地面至屋檐高4米,檐口屋屋脊高2米,试用日照棒影图求该房屋于春(秋)分上午10点投于地面上的日照阴影。

6-6、将[例5-2]用计算法求遮阳板挑出长度和合理形式,改用棒影图方法解之,并与第五章用计算法所得的结果加以比较。若朝向改为南偏东10°,则遮阳板如何设计。

第二篇 建筑光学 第七章 建筑光学基本知识

习 题

7-1波长为540nm的单色光源,其辐射功率为5W,试求(1)这单色光源发出的光通量;(2)如它向四周均匀发射光通量,求其发光强度;(3)离它2米处的照度。

7-2、如何将公式(7-7)改面以灯至工作面的挂高(h)和灯到计算点的垂足距离(b)的计算式。

7-3、一个直径为250mm的乳白玻璃球形灯罩,内装一个光通量为1260lm的白炽灯,设灯罩的透光系数为0.60,求灯罩外表面亮度(不考虑灯罩的内反射)。

7-4、一房间平面尺寸为7╳15m,净空高为5m。在天棚中布置一亮度为500nt的均匀扩散光源,其尺寸为5╳13m,求房间正中和四角处的地面照度(不考虑室内反射光)。

7-5、有一物件尺寸为0.22mm,视距为750mm,设它与背景的亮度对比为0.25。求达到辨别机率为95%时所需的照度。如对比下降为0.2,需要增加照度若干才能达到相同视度?

7-6、有一白纸的反光系数为0.8,最低照度是多少是我们才能看见它?达到刺眼时的照度又是多少?

7-7、式说明光通量与发光强度,照度与亮度间的区别和关系? 7-8、看电视时,房间完全黑暗好,还是有一定亮度好?为什么?