建筑物理习题及答案

建筑物理习题及答案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恒温的“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，它要求人有较强的适应能力。

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，试说明空气间层传热系数不同的原因。

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1.31垂直表面不影响对流，∴取2.01-7、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。

若在建筑构造无较大区别的情况下，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产生大量蒸汽的作业，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℃，2tσⅢ=-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γ30=500kg/m。

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？3（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�w15m，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�w13m，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、试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？7-9、为什么有的商店大玻璃橱窗能够象镜子似地照出人像，却看不清里面陈列的展品？ 7-10、你们教室的黑板上是否存在反射眩光（窗、灯具），怎么形成的？如何消除它？第八章天然采光习题8-1、设一机械加工车间，平、剖面和周围环境如图8-41，试问（1）该车间在北京或重庆，其采光系数要求多少？（2）该车间长轴走向为南―北或东―西，在采光品选择上有何不同？（3）中间两跨不作天窗行不行？（4）然后根据其中一项条件进行采光设计。

8-2、会议室平面尺寸为5�w7m，净空高3.6m，采光要求Ⅱ级，求出需要的侧窗面积并绘出其平、剖面图。

8-3、一单跨机加车间，跨度为30m，长72m，屋架下弦高10m，室内表面反光情况属中等，室外10m处有高20m的遮挡，求需要的单层钢侧窗面积。

第九章建筑照明习题9-1、设有一大宴会厅尺寸为50�w30�w6m，室内表面反光系数：天棚0.7，墙0.5地面0.2，试求出所需的光源数量和功率，并绘出灯具布置的平、剖面图。