建筑物理复习资料课后习题答案Word格式.docx
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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?
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。
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。
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
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=0.043m2?
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
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?
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
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。
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
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。
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:
(3)水泥砂浆抹平层:
(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
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
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?
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
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╳7m,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
9-1、设有一大宴会厅尺寸为50╳30╳6m,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。
9-2、图书馆的阅览室,尺寸为30╳12╳4.2m,室内表面反光系数:
天棚0.7,墙0.5地面0.4,一侧墙有侧窗。
试确定所需光源数量和功率,并绘出灯具布置的平、剖面图。
第三篇建筑声学
第十章建筑声学基本知识
10-1、试举两个谐振动的例子,并指明它们的周期、振幅和波长。
例如秒摆,周期为2秒。
振幅任意,一般振角为5o,两相邻同相位点之间的距离为波长λ,例如:
弹簧振子,振动周期T=2π,振幅为小球离开平衡位置的最大距离,波长λ=C·
T。
10-2、把一个盛着水的容器悬挂在一根摆线的下方,任其作自由摆动,若容器的底部有一小孔,在摆动的过程中,水不断从小孔中均匀地流出来,试分析在摆动过程中周期的变化情况。
10-3、两列相干波的波长均为λ,当它们相遇叠加后,合成波的波长等于什么?
两列相干波相遇发生波的干扰现象,而波长却不发生变化,因为同一媒介中传播的两波在某区域相交,仍保持个自原有特性。
10-4、图10-8能否适用于纵波?
用波长和波程差表示,相遇点满足什么条件振动就加强?
满足什么条件振动就减弱?
(1)当两源到达某点A的路程差为零或半波长的偶数倍时,该点出现振动最强振幅最大,即ΔS=2n(λ/2)=nλ(n=0、1、2、?
?
)。
(2)当两波源到达某点B的路程差为半波长的奇数倍时,该点出现振动减
弱,即ΔS=(2n+1)(λ/2)(n=0、1、2、?
10-5、声音的物理计量中采用“级”有什么实用意义?
80dB的声强级和80dB的声压级是否一回事?
(用数学计算证明)
声强的上下限相差一万亿倍,声压相差一百万倍,用它们度量不方便,人耳对声音大小感觉并不与声强或声压成正比,而是近似与它们对数值成正比,所以通常用对数的标度来表示。
(2)80分贝声压级=80分贝声强级
10-6、录音机重放时,如果把原来按9.5cm/s录制的声音按19.05cm/s重放,听起来是否一样?
(用数学关系式表示)
10-7、验证中心频率为250、500、1000、2000Hz的一倍频程和1/3倍频程的上下截止频率。
10-8、证明式(10-20)。
第十一章室内声学原理
11-1、在应用几何声学方法时应注意哪些条件?
(1)厅堂中各方面尺度应比入射波的波长长几倍或几十倍。
(2)声汉所遇到的反射面,障碍物的尺寸要大于波长。
11-2、混响声和回声有何区别?
它们和反射声的关系怎样?
当声音达到稳态时,若声源突然停止发声,室内接收点上的声音并不会立即消失,而要有一个过程,声源停止发声后,室内声音的衰减过程为混响过程,而回声则是声音长时差的强反射,混响发生时,直达声消失,反射声继续下去世,每反射一次,声能被吸收一部分,室内声能密度逐渐减弱直至消失,直达声达到后的50ms之内到达的反射声,可加强直达声,而50ms之后到达的反射声延时较长的反射声强度比较突出,就形成了回声。
11-3、混响公式应用的局限性何在?
(1)当室内平均吸声系数小于0.2时,赛宾公式T60=K·
V/A才与实际较近。
(2)只考虑室内表面的吸收作用时,在时可得混响时间。
(3)考虑室内表面吸收,空气的吸收等,得到的更接近实际。
但实际情况与假设条件不符合,声源的指向性,声场的不均匀,室内吸收分布不均匀和吸声系数的误差都影响着计算公式,实际还需“调整”。
11-4、房间共振对间质有何影响?
什么叫共振频率的简并;
如何避免?
房间的共振频率引起“简并”,将那些与共振频率相当的声音被大大加强,导致室内原的声音产生失真,共振频率的重叠现象,称为共振频率的“简并”,为克服“简并”现象,使共振频率的分布尽可能均匀,需选择合适的房间尺寸,比例和形状,如果将房间的墙面或顶棚做成不规则形状,或将吸声材料不规则地分布在室仙界面上,也可适当克服共振频率分布的不均匀性。
11-5、试计算一个4╳4╳4m的房间内,63Hz以下的固有频率有多少?
第十二章吸声材料和级声结构
12-1、多孔吸声材料具有怎样的吸声特性?
随着材料容重、厚度的增加,其吸声特性有何变化?
试以玻璃棉为例予以说明。
多孔吸声材料主要吸声特性:
本身具有良好的中高频吸收,背后留有空气层时还能吸收低频。
同一材料,其密度、厚度增加,可以提高中低频的吸声系数,但对高频影响不大。
如图,为超细玻璃棉的吸声系数。
从由线1、3比较,密度一定时,随着厚度增加,中低频范围的吸声系数显著增大。
高频总是有较大的吸声系数。
从曲线2、3比较可知,厚度一定时,增大密度也可提高中低频的吸声系数,不过比增大厚度所引起的变化小。
12-2、[例12-1]中用式(12-2)验算了一穿孔板吸声结构的共振频率,试用较精确的计算式(12-3)加以验算;
若空气层厚度为20cm,两式计算频率各为多少?
若又将穿孔率改为0.02(孔径不变),结果怎样?
12-3、如何使穿孔板结构在很宽的频率范围内有较大的吸声系数?
第十三章室内音质设计
13-1、室内音质的优劣如何评价?
在声学设计中应从哪些方面保证音质的良好要求?
13-2、确定房间容积需考虑哪些因素?
13-3、观众厅由于体型处理不当会产生哪些音质缺陷,如何在设计中避免?
产生的音质缺陷有1、回声。
可改变反射面角度来缩短声程差(S≤17m);
表面贴吸声材料;
作扩散体。
2、颤动回声。
避免对应面平行;
采用消除回声的措施。
3、声聚焦。
作扩散体;
调节其曲率半径。
4、声影。
昼使观众区都在扩散区内。
注意挑出物的遮挡。
(如在有挑台情况下,挑台高度ΔH与其至后墙的距离L需满足:
音乐厅L≤2ΔH,语言L≤ΔH)。
5、沿边反射:
改变反射角度;
贴吸声材料。
13-4、一个综合利用观众厅的混响时间应如何确定?
13-5、设一观众厅容积为9088m2,室内表面咱们为3502m2,室内平均吸声系数α500=0.27,α4000=0.28,试求
(1)当室内温度为20℃,相对湿度为60%时,500Hz及4000Hz的混响时间。
(2)当演员声功率为300μW,指向性因数Q=1时,距声源15m处的声压级是多少?
第十四章噪声控制
14-1、在城市噪声控制中存在哪些问题,今后应如何解决?
14-2、试论述解决建筑中噪声的途径?
14-3、试论述阻性消声器的原理与计算方法。
14-4、有一大教室,平面尺寸为15╳6m,高4.5m,室内总吸声量为10m2,墙面可铺吸声材料的面积约为100m2。
试问:
(1)如顶棚上全铺以吸声系数为0.5的材料,室内总噪声级能降低多少分贝?
(2)如墙面100m2也全铺上同样材料,又可降低多少分贝?
214-5、选用同一种吸声材料衬贴的消声管道,管道断面积为2000cm,试问
选用圆形、正方形和1:
5及2:
3两种矩形断面,哪一种产生的衰减量最大,哪一种最小,二者相差多少?
第十五章建筑隔声
15-1、在建筑中声音是通过什么途径传递的?
空气声与固体声有何区别?
室外的火车声进入室内是属于何种类型的传播?
三种途径:
1、经由空气直接传播,即通过围护结构的缝隙和孔洞传播;
2、通过围护结构传播;
3、由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用,使围护结构产生振动而发声。
前两种为“空气传声”,第三种为“振动或固体传达室声”。
空气声——声音在空气中传播。
固体声——振动直接撞击构件使构件发声。
室外火车声进入室内属于“空气传声”。
15-2、何谓质量定律与吻合效应?
在隔声构件中如何避免吻合效应?
质量定律——假定:
墙面积无限大,忽略边界,墙为柔顺的板而非具有刚度,忽略墙的弹性与内
——结论:
墙体被声波激发后振动大小只与惯性(质量)有关。
——公式:
R=20㏑m+20㏑f-48dB
吻合效应——由于墙体都是有一定刚度的弹性体被声音激发后振动→弯曲波或其它振动方式当空气波与墙内产生的弯曲波相吻合,使总的弯曲波振动达到最大,这时墙板将向另一侧辐射大量声能,即称为“吻合效应”。
吻合效应只发生在一定频率范围,且临界频率fc与构件的厚度、材料的密度和弹性模量有关。
避免吻合效应:
使吻合效应不发生在100-2500Hz
可采用:
厚而硬的墙板——降低临界频率fc
软而薄的墙板——提高fc。
15-3、试列举一、二种典型方案,说明如何提高轻型墙的隔声能力。
提高措施:
1、将多层密实材料用多孔弹性材料(如玻璃棉或泡沫塑料
等)分隔,做成夹层结构。
2、加厚空气间层的厚度,一般当将空气间层的厚度增加到7.5cm以上,在大多数的频带内可以隔声量8-10dB。
3、用松软的吸声材料填充空气间层。
15-4、设计隔声门窗时应注意什么问题?
门窗设计时,需解决——门窗结构轻薄和缝隙问题。
1、对于门,经常开启的,重量不宜过大,门缝难密封时,可设“声闸”或“狭缝消声”。
2、窗:
要保证其有足够的厚度,避免共振,注意密封,特别要避免隔声窗的吻合效应。
15-5、试论述提高楼板隔绝撞击声能力的途径。
1、弹性面层处理。
在楼板表面铺设柔软材料(地毯、橡皮布、软木板、塑料地面等);
2、弹性垫层处理,在楼板结构层与面层间做弹性垫层,将其放在面层或龙骨下面,如“浮筑楼板”;
3、楼板做吊顶处理。
15-6、有一占墙面积1/100的孔,若墙本身的隔声量为50dB,试求此墙的平均隔声量。
15-7、有一双层玻璃窗,玻璃厚均为6mm,空气层厚10cm,试求此双层窗的共振频率(玻璃容重为2500kg/m2)。
15-8、有一复合墙的隔声频谱如下:
试绘图求出其隔声指数Iα=?
(纵坐标为声压级每2cm为10dB,横坐标为频率,每1.5cm
为一个倍频程)α每1.5cm为一个倍频程)
建筑热工学
填空题
1.空气的绝对湿度反映空气的潮湿程度。
(a.能;
b.不能)
b
2.下列各量的单位是:
对流换热系数αR(a.mK/W;
b.W/mK)
b、a
3.太阳赤纬角的变化范围。
a.[0°
,90°
);
b.[0°
];
c.[-23°
27’,23°
27’]
c
4.人体正常热平衡是指对流换热约占,蒸发散热约占。
25%~30%、45%~50%、25%~30%
5.决定气候的主要因素有、、。
太阳辐射、大气环流、地面
6.热压形成风的条件是、。
温差、高差
7的日照要求最高,日照要求相同的城市是和。
广州和重庆相比,的日照要求高。
大城市和小城市相比,的日照要求高。
拉萨、重庆、北京、广州、小城市
8.城市与郊区相比,得到的太阳直接辐射多,的平均风速低,的湿度大,的气温高,城市气候的特点表现为效应。
郊区、城市、郊区、城市、热岛
9.城市热环境的特征是、、和。
日辐射减少、高温化、干燥化、通风不良
10.春秋分太阳赤纬角?
=0°
;
太阳时上午9时的时角?
=-45°
;
北纬23°
27′夏至日正午的太阳高度角hs=90°
。
11.围护结构传热异常部位是指、和。
窗户、冷桥、外墙交角
12.从建筑热工设计角度,我国各地气候分为、、、和。
严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区
简答题
1.说明室外综合温度的意义
室外综合温度是由室外空气温度、太阳辐射当量温度和建筑外表面长波辐射温度三者叠加后
综合效果的假想温度。
2.说明最小总热阻的定义式中[Δt]的意义和作用
[Δt]为室内空气温度和围护结构内表面间的允许温差。
其值大小反映了围护结构保温要求的
高低,按[Δt]设计的围护结构可保证内表面不结露,θi不会太低而产生冷辐射。
3.说明露点温度的定义
露点温度是空气中水蒸气开始出现凝结的温度
4.保温层放在承重层外有何优缺点?
优点:
(1)大大降低承重层温度应力的影响
(2)对结构和房间的热稳定性有利
(3)防止保