《建筑环境学》习题部分参考答案

《建筑环境学》习题部分参考解答

第二章建筑外环境

1. 为什么我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方并不严格遵守？

答：太阳光在垂直面上的直射强度为I c,z = I N cos B .cos e，对于地理位置的地区| N cos B是不

能人为改变的。所以要使l c,z取最佳值，只有使B尽可能小。在冬季，太阳是从东南方向升起，从西

南方向落下，而坐北朝南的布局就保证了在冬季能最大限度的接收太阳辐射。北方气候寒冷、冬夏太阳高度角差别大，坐北朝南的布局可以使建筑物冬季获得尽可能多的太阳辐射，夏季获得的太阳辐射较小。但在南方尤其是北回归线以南，冬夏太阳高度角差不多，所以建筑物是否坐北朝南影响不太大。

2. 是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？

答：大气中的气体分子在吸收和放射辐射能时具有选择性，它对太阳辐射几乎是透明体，直接接受太阳辐射的增温是非常微弱。主要靠吸收地面的长波辐射而升温。而地面温度的变化取决于太阳辐射和对大气的长波辐射。因此，地面与空气的热量交换是气温升降的直接原因，地面温度决定了空气温度。

3•晴朗的夏夜，气温25C，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多

少？

答：有效天空温度的计算公式为：

T sky 二[0.9T d4-(0.32「0.026 e d)(0.30 0.70S)T。4] 4

查空气水蒸气表，可知：t=25 C时，e d=31.67mbar

查表2-2, T d=32.2+273.15=305.35 K ,另外,T°=25+273.15=298.15 K

•••计算得：T sky= 100 X (74.2 —9.4S)"4

如果没有大气层，可以认为S= 1,则计算求得：T sky= 283.7 K

4. 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？

答：由于晴朗夜空的天空有效温度低，树叶表面与天空进行长波辐射，使得叶片表面温度低于空气的露点温度，所以出现结露或结霜现象。

5. 为保证日照时间满足规范要求，南方地区和北方地区要求的最小住宅楼间距是否相同，为什么？答：不相同。因为不同纬度的地区，太阳高度角是不同的。相同时刻南方的太阳高度角大，住宅楼

产生的阴影和自身阴影遮蔽面积小，所以南方的最小住宅楼间距也小。

6. 采用高反射率的地面对小区微气候是改善了还是恶化了，为什么？

答：对于低密度住宅区，反射率高有利于改善小区微气候；而对于高密度住宅区，由于地对天空的

角系数小，放射率高反而会将热量反射到住宅中去。

7. 水体和植被对热岛现象起什么作用，机理是什么？

答：水体和植被在一定程度上可缓解热岛效应，一方面植被覆盖地面，可减少地面吸收的热量，另一方面，水体和植被的蒸发量加大，带走了城市空间的一部分热量，这些都有利于城市空气温度的降低。水体蓄热能力大，有利于降低日间热岛强度。

第三章建筑热湿环境

1. 室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？

答：室外空气综合温度的计算公式为：

al Q L

t z = t air -------------------------- ------ -----------

由公式可以看出，室外空气综合温度不是单独由气象参数决定的，还与围护结构外表面的吸收率有关。

2. 什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略？

答：比如白天太阳辐射的强度远远大于长波辐射，这时就可以忽略长波辐射。

3. 透过玻璃窗的太阳辐射中是否只有可见光，没有红外线和紫外线。

答：玻璃对不同波长的辐射有选择性，对于可见光和波长为3」m以下的短波红外线透过率可达

80% 以上，而对太阳辐射中的远红外线和紫外线透过率很低，所以透过玻璃窗的太阳辐射中不只有可见光，还有3」

m以下的短波红外线。

4. 透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷。

答：冷负荷和得热不是同一概念，只有进入空气中的那一部分得热才是冷负荷。透过玻璃窗的太阳辐射首先会

被各种表面吸收和贮存，当这些表面温度高于空气温度时，就会有部分热量以对流换热的形式进入空气中，形成瞬时冷负荷。

5. 室内照明和设备散热是否直接转变为瞬时冷负荷。

答：室内照明和设备散热包括辐射热和对流热两部分。其中对流热直接转变为瞬时冷负荷，而辐射热，则首先会被室内各种表面吸收和储存。

6. 为什么冬季可以采用稳态计算法来计算热负荷，而夏季却一定要采用动态算法计算空调负荷？答：稳态计算没有

考虑建筑的蓄热性能，负荷即等于得热。在冬季，室外温度的波动幅度远小于室内外温差，可采用室外平均温度，即稳态计算方法来计算热负荷。而夏季，室内外温差小，室外昼夜温度波动却很大，瞬时得热与瞬时冷负荷会相差很大，所以一定要采用动态算法计算冷负荷。

7. 围护结构内表面上的长波辐射对负荷有何影响？答：围护结构内表面会将热量以长波辐射的形式传给室内其它表面，提高其它表面的温度。当这些表面的温度高于室内空气温度时，就会有热量以对流的形式进入到空气中，而形成

瞬时冷负荷。如果没有长波辐射，则得热=负荷。

8. 夜间建筑物可通过玻璃窗长波辐射把热量散出去吗？答：玻璃具有阻挡长波辐射的性能，所以夜间建筑物不能以长波辐射的形式通过玻璃窗把热量散出去。

第四章人体对热湿环境的反应

1. 人的代谢率主要是由什么因素决定的，人体的发热量和出汗率是否随环境空气温度的改变而改

变？

答：人体的代谢率由肌肉活动强度、环境温度、性别、年龄、神经紧张程度等因素决定。人体的代谢率在一定温度范围内是比较稳定的，当环境温度升高或降低时，代谢率都会增加。但人体的代谢率最显著的决定因素是肌肉活动强度，因此当活动强度一定时，人体的发热量在一定温度范围内可以近似看成常数，但随着环境空气温度的升高，人体的显热散热量会减小，潜热散热量会增加，出汗率增加。

2. “冷”与“热”是什么概念？单靠环境温度能否确定人体的热感觉？湿度在人体热舒适中起什么作用？

答：人体能感受外界温度变化是因为在人体皮肤层存在温度感受器。因为人有体温调节系统，对环境有显著的适应性，所以单靠环境温度不能确定人体的热感觉。空气湿度增加能改变皮肤的湿润度，皮肤的湿润度的增加被感受为皮肤的“粘着性”增加，从而增加了热不舒适感。

3•某办公室设计标准是干球温度26C,相对温度65%,风速0.25m/s,如果最低只能使温度达到27C,相对湿度仍然为65%，有什么办法可以使该空间能达到与设计标准同等的舒适。

答：可以稍加快风速,从而加大人体与环境间的换热系数,使总散热量与前述条件下一致。进一步的研究：可以指出风速增加到多少能够保持舒适性差不多。

4. 国外常用带内电热源marikin作热舒适实验，manikin的发热量由输入的活动强度决定，材料的导

数系数与人体肌肤基本相同,实验时测量及肤温度来确定人体的热舒适度,这种作法有什么局限？答：热舒适度是生理和心上的感觉,该实验只能模拟人体热平衡条件,假设热舒适与热感觉是一致的。忽略了年龄、性别、人种的因素,忽略了皮肤润湿度增加产生的“粘着性”和吹风感等因素。当外部环境温度升高时, manikin 的皮肤温度会随之升高,但实际上,人体由于会出汗,在生理未出现失调的情况下,皮肤温度的升高幅度不大。

5. 人体处于非热平衡时的过渡状态时是否适用热舒适方程？其热感觉描述是否适用PMV 指标？