大学建筑物理学课后习题答案Word文档格式.docx
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行对流换热。
水平表面（热流由下而上）有利于对流，所以取
2.5
水平表面（热流由上而下）不利于对流，所以取
1.3
垂直表面不影响对流，所以取
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。
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。
2
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。
建筑围护结构传热过程主要包括三个过程：
表面吸热、结构本身传热、表面
放热。
表面吸热——内表面从室内吸热（冬季），或外表面从事外空间吸热（夏季）
结构本身传热——热量由高温表面传向低温表面
表面放热——外表面向室外空间散发热量（冬季）,或内表面向室内散热（夏季）
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？
在空气间层中，其热阻主要取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面
之间的辐射换热强度。
所以，空气间层的热阻于厚度之间不存在成比例地增长关系。
要提高空气间层的热阻可以增加间层界面上的空气边界层厚度以增加对流换热热
阻；
或是在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料以增加辐射换热热阻。
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
λ3〉λ1〉λ2。
可知，由于是稳定传热，各壁面内的热流都相同，当
λ
值越大
dx
时，各壁层的温度梯度就越小，即各层温度线的倾斜度就越小。
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。
解：
由
ti=22℃，ψi=60%可查出
Ps=2642.4Pa
则
p
=
ps
⨯
ϕi
2642.4
0.6
1585.44
pa
可查出露点温度
t
d
13.88
℃
要保证内表面不结露，内表面最低温度不得低于露点温度
1）将圆孔板折算成等面积的方孔板
π
4
2
a
0.097m
2）计算计算多孔板的传热阻
有空气间层的部分（其中空气间层的热阻是
0.17）
R01
=
0.0265
1.74
+
0.17
+
0.11
0.04
0.35
（m2
⋅
K
）
/W
无空气间层的部分
3
R02
0.15
0.24
3）求修正系数
λ1
1.74
W
/（m
）
λ2
0.097
0.17
0.57
λ2
λ1
0.57
0.33
所以修正系数取
0.93
4）计算平均热阻
⎡
R
⎢
0.097
0.053
0.350.24
⎤
⎥
-
0.15⎥
0.93
0.143
5）计算屋顶总的传热系数
0.01
0.02
0.05
0.19
0.15
0.63
6）计算室外温度
ti
te
R
i
Ri
22
0.63
13.88
0.11
得te=-24.79℃
由此可得各层温度是
θ1=3.45℃θ2=-15.92℃
θ3=-17.5℃θe=-21.84℃
可画出结构内部的温度分布线。
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？
就保温而言，房间的密闭性越好，则热损失越少，从而可以在节约能源的基
础上保持室温。
但从卫生要求来看，房间必须要有一定的换气量。
另一方面，过分密
闭会妨碍湿气的排除，使室内湿度升高，从而容易造成表面结露和围护结构内部受潮。
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？
从节约能源的角度分析，就要控制建筑的体形系数即建筑的外表面积与其所
包围的体积之比。
对于同样的体积的建筑，在各面外围护结构的传热情况均相同时，
外表面面积越大，热损失越多，所以在相同面积的情况下，正方形平面更为有利。
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？
规定围护结构的总热阻，不得小于最小总热阻
Rо•min
主要是因为：
保证内表
面不结露，即内表面温度不得低于室内空气的露点温度；
同时还要满足一定的热舒适
条件，限制内表面温度，以免产生过强的冷辐射效应。
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？
允许温差是根据卫生和建造成本等因素确定的。
按允许温差设计的围护结构，
其内表面温度不会太低，一般可保证不会产生结露现象，不会对人体形成过分的冷辐
射，同时，热损失也不会太多。
使用质量要求高的房间，允许温差小一些。
因为在同样的室内外气象条件下，按
较下的允许温差确定的最小传热阻值，显然要大一些，从而其围护结构就具有了更大
的保温能力。
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？
影响材料保温性能因素之一就是材料的密度。
材料导热系数的差别就在于材
料的孔隙率的不同，孔隙越多，则孔隙传热的影响就越大，材料的导热系数越小，材
料的保温性能越好。
所以说一般轻质材料的保温性能较好。
但当孔隙率增加到一定程度，其孔壁温差变大，辐射传热量加大，同时，大孔隙
内的对流传热也增多，特别是由于材料骨架所剩无几，使许多孔隙变成互相贯通的，
使对流传热量显著增加。
所以说并非越轻越好。
3-6、试详述外保温构造方法的优缺点。
外保温的优点：
1、使墙或屋顶的主要部分受到保护，大大降低温度应力的起伏，提高结构的耐
久性；
2、外保温对结构及房间的热稳定性有利；
3、外保温有利于防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结；
4、外保温法使热桥处的热损失减少，并能防止热桥内部表面局部结露
5、对于旧房的节能改造，外保温处理的效果最好。
外保温的缺点：
1、适用于规模不太大的建筑，才能准确判断外保温是否提高房间的热稳定性；
2、在构造上较复杂，必须有保护层；
3、由于要设保护层，所以造价要高。
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？
到铺屋面法不仅可能完全消除内部结露的可能性，又是防水层得到保护，从
而大大提高其耐久性。
这种方法对保温材料的要求更高，而求目前都要在保温层上面设置某种覆盖层加
以保护。
对于保温层，还没有合适的理想材料，有些材料虽有不吸水、耐火、耐化学
侵蚀等优点，但英属于脆性材料不利于施工，所以推广有一定的困难。
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℃，tⅠ=-26℃，tⅡ=-29℃，tⅢ=-31℃，
5
tⅣ=-33℃。
提示：
加气混凝土用在这种构造内时，其
值和
s
值均应修正。
a=1.15
1）计算热惰性指标，确定墙体类型
D1
R1
S1
d1
3.33
0.196
D2
R2
S2
⨯11.26
0.242
D3
R3
S3
d3
λ3
0.26
1.15
0.24
⨯1.15
3.45
3.74
D
0.196
0.242
3.74
4.18
则属于
II
型，取
tσⅡ=-29℃
2）计算最低热阻
R0.min
=i
（t
te
∆t
n
Ri
18
29
4.5
⨯1⨯
1.148
底限附加热阻
'
1.3⨯
1.3⨯1.148
1.494
3）计算屋顶的总热阻
R0
1.314
<
R0.min
所以不满足要求
6
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。
材料的导热系数是固体〉液体〉气体，当围护结构受潮后原来围护结构中的
水蒸气就以液态凝结水的形式存在于围护结构中，使围护结构的导热系数增大，保温
能力降低。
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？
对于采暖房屋蒸汽渗透过程是从室内向室外，而对于冷库建筑蒸汽渗透过程
是从室外向室内的过程。
在设置隔汽层时，隔汽层应布置在蒸汽流入的一侧，所以对采暖房屋应布置在保
温层内侧，对于冷库建筑应布置在隔热层外侧。
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。
1）计算各层的热阻和水蒸汽渗透阻
材料层dλR=d/λμ*104H=d/μ*10
二毡三油0.010.170.0590.075
水泥砂浆0.020.930.0220.90.02
加气混凝土0.060.190.2751.990.03
水泥砂浆0.010.930.0110.90.01
钢筋混凝土
板0.031.740.0170.1580.19
R=0.384H=0.25*10
由此可得：
R0=0.11+0.384+0.04=0.534H0=2500
2）计算室内外空气的水蒸汽分压力
ti=18℃
ps=2062.5pa则
pi=2062.5×
65%=1340.6pa
ti=-5℃
ps=401.3pa则
pi=401.3×
50%=200.7pa
3）计算围护结构各层的温度和水蒸汽分压力
θi
-
0.534
（18
5）
13.3
ps,i
1526.5
θ2
0.017
12.5
ps,2
1449.2
7
θ3
0.011
0.017
12.1
ps,3
1410.5
θ4
0.
011
0.275
0.2
ps,4
619.9
θ5
534
0.059
.022
-1.5
ps,5
540.0
θe
0.534
0.059
-2.5
ps,e
496.0
pi
1340.6
p2
1900
2500
（1340.6
200.7）
474.3
p3
1900
100
428.7
p4
p5
100
300
291.9
pe
200.7
做出
的分布线，两线不相交，说明不需设置隔汽层。
8
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。
Imax=998W/m2（出现在
12
点）；
I
326
W/m2；
te，max=37℃（出现于
15
点）
；
32.2
℃；
α
e=
19
W/（m2.K）;
ρ
0.88
解:
1）室外平均综合温度,取
tlr=3.5℃
tsa
e
tlr
0.88
3.5
43.80
2）
Ats
（I
max
）ρ
S
/α
（998
326）
/19
31.12
Ate
te.max
37
4.8
Ats
Ate
6.48
所以取修正系数为
0.95
Atsa
（
）β
（4.8
31.12）
0.95
34.12
tsa.max
43.8
34.12
77.92
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
地区某住宅朝南窗口需设遮阳板，求遮挡七月中旬
9
时到
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、试从隔热的观点来分析：
（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。
1、多层实体结构它的传热主要是实体结构的导热，在进行隔热处理时可通
过增加实体结构的热阻，以降低结构的导热系数，从而增加隔热能力；
2、有封闭空气间层结构它的传热主要是间层中的辐射传热，在进行隔热处理时
可在间层壁面贴辐射系数小的反射材料，以减小辐射传热量，从而增加隔热能力；
3、带有通风间层的结构它的传热主要是对流传热，当室外空气流经间层时，带
走部分从面层传下的热量，从而减少透过基层传入室内的热量。
因此，可通过增加间
层的通风量，来达到隔热的目的。
9
5-5、为提高封闭间层的隔热能力应采取什么措施？
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？
试从外墙及屋顶的不同位置加以分析。
为提高封闭间层的隔热能力，可以在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的
材料（如铝箔），以减少辐射传热量。
由于季节不同，太阳的高度角和方位角的不同，所以在冬季屋顶的太阳辐射热较
小，而外墙接受的太阳辐射于夏季相比较变化不大。
所以对于屋顶冬季的热阻值比夏
季小，而外墙则变化不大。
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？
采用热惰性小、表面呼吸性较好的地面材料，较为适宜。
所以采用木地板为
宜。
底层的地面对防潮要求更为严格。
10
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。
１）φ＝４００
⎡
115
80
⎣370
⎦
Ω＝１５（１５－１２）＝４５０
sinh
sinϕ
sin
δ
cosϕ
cosδ
cos
Ω
sin13.13
40
cos13.13
45
0.146
0.5275
0.6735
hs
42.330
２）
As
δ
cosh
cosϕ
42.33
13.13
cos13.13
0.4
66.36
３）ｈｓ＝０
40
0.2966
±
72.750
72045'
Ω
-tgϕ
tgδ
-tg
tg13.13
-0.196
101.30
101018'
即±
６时４５分
日出时刻－６时４５分＋１２＝６时１５分
日落时刻＋６时４５分＋１２＝１８时４５分
6-2、试求学校所在地区或任选一地区的当地平均太阳时
点，相当于北京标准
时间多少？
两地时差多少？
乌鲁木齐的经度是
87037＇
T0
Tm
4（L0
Lm
4（1200
87037'
１２时＋１２９．５分
＝１４时９分
所以，两地时差为２时９分
6-3、试绘制学校所在地或任选一纬度地区（如北纬
、35°
、45°
等）春秋
11
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
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
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。
12
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
米处的照度。
１）对于波长为５４０ｍｍ的查气光视效率是０．９８
则有
Φ540
683⨯
5
0.98
3346.7
lm
266.3
cd
4π
66.6
lx
２）发光强度
３）照度
E
Φ
A
3346.7
4π
7-２、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）。
1250
99.5
Lα
I
Acos
99.5
304
cd
/
m2
7-３、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
升级会员 