建筑环境学课后题答案及部分问答论述题文档格式.docx
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由于墙体厚度大，导热系数小，热容量大，蓄热能力强，那么距离外侧为x的各层面上的热流密度就不能视为是相等，因此是一种不稳定的导热过程；
另外由于墙体长度、宽度远比厚度的尺寸大，可看作是一维导热问题；
综合三者，墙体的导热过程是作为非均质板壁的一维不稳定导热过程。
而玻璃窗的玻璃厚度薄，是一种材料，并且导热系数大，热惰性很小，所以可近似看作为一维的稳态传热过程。
1.室内空气品质问题产生的主要原因是什么？
室内空气品质问题产生的主要原因是：
1.强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少；
2.新型合成材料在现代建筑中大量应用；
3.散发有害气体的电器产品大量使用；
4.传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行管理的不合理；
5.厨房和卫生间气流组织不合理；
6.室外空气污染。
2.为什么微孔不连通的多孔材料吸声效果不好？
而风道弯头为什么有消声作用？
多孔吸声材料的吸声原理是：
声波传到空隙率很大的多孔材料时，大部分在筋络间的空隙间传播，而一小部分会沿筋络传播，如果忽略后者传播的部分。
那么前者在空隙间空敢的由于声波而导致空气的压缩和膨胀，从而使声能转变为热能，另一方面，空气在运动中由于与筋络之间的粘滞性而产生粘滞阻力，也使声能转化为热能，从而达到吸声的作用。
而微孔不连通的多孔材料由于声波在孔隙内的传播距离较短，反射系数较大，导致吸收系数降低。
风道弯头是由于弯头反射了声波，使声波朝相反方向传播，而使声波产生了衰减。
3.在计算建筑物的冬季热负荷时，忽略天空辐射作用将会导致何种结果，为什么？
而在计算夏季冷负荷时，又应如何处理？
夜间由于没有太阳的辐射作用，而天空的背景温度远远低于空气温度，当在计算建筑物的冬季热负荷时，忽略夜间建筑与天空间的辐射换热时，将会可能导致热负荷的计算偏低。
而在夏季计算冷负荷时，忽略这部分通过建筑的散热，却会使冷负荷的计算数值增大，提高了保险系数，所以在计算冷负荷时，可不算天空辐射作用。
4.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？
是地面温度改变了空气温度。
由于大气层对太阳的短波辐射的吸收能力几乎为零，因此太阳辐射未影响到气温。
而受到太阳辐射的地面温度受到了改变，地面产生的长波辐射会被空气所吸收，同时空气与地面改进行着对流的换热，通过两种换热方式，地面的温度作用于空气的温度。
5.什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略？
在白天时，可以忽略建筑物与环境之间的长波辐射。
因为，建筑物与环境之间的热交换包括建筑物与空气间的对流换热，建筑物受太阳的辐射，以及建筑物与环境间的进行的长波辐射。
当白天时，建筑物与环境的热交换以前面两者为主，而后者由于数值很小，因此可以忽略。
6.为什么要有TSV和TCV两种人体热反应评价投票？
TSV是热感觉投票指标，TCV是热舒适投票指标。
而人体的热感觉并不等同于热舒适的感觉，所以应设计两个评价指标。
7.一般舒适性空调的设计温度有3℃的范围，而相对湿度约有20％，其理论依据是什么？
一般舒适性空调的设计温度有３℃的范围是按照热范格尔的热舒适理论建立起来的，当PPD指标小于等于10%时，所允许的温度波动范围是不超过±
1.5℃；
同样在其它因素一定时，PPD指标小于等于10%时，对应所允许相对湿度约是20％。
8.哪些声音适宜作“背景声”，为什么？
低频声、方向感不强的声音、没含义的声音、连续的声音均适宜作“背景声”。
因为人耳对低频声音不敏感，适应性强；
方向感不强、没含义的声音以及连续的声音不容易引起人们注意，所以都适合作“背景声”。
9.影响视度有哪些因素？
视度是指看物体的清晰程度。
影响视度的因素有：
1）亮度。
当物体亮度增加，看到的物体越清楚；
但当亮度超出眼晴适应范围时，眼睛的灵敏度下降，导致看不清物体。
2）物体尺寸与眼睛的距离。
物体尺寸大或与眼睛的距离短者会增加视度，它与个人和视看条件有关。
3）对比。
当物体和背景之间在亮度和颜色上有差异时，当这个差异越大，视度越高。
4）识别时间（视觉速度）。
在物体尺寸已定的情况下，识别时间*照度=常数；
5）视觉适应。
当眼睛由明环境到暗环境，眼睛要适应较好的时间，才能看清物体，而由暗到明则需要的时间较短，只要两三分钟则能看清物体。
10.吸声降噪的使用原则是什么？
吸声降噪的使用原则是：
1.吸声降噪只能降低混响声，不可能把房间内的噪声全吸掉，靠吸声降降很难把噪声降低10dB以上。
2.吸声降噪在靠近声源、直达声占主导地位的条件下，发挥的作用很小。
3.室内原来的平均吸声系数很小的时候，做吸声降噪处理的效果明显，否则效果不好。
四、推理证明
1、请推导点声源和线声源在自由声场中，当声源以稳定的功率辐射时，传播距离加倍，点声源的声压级或声强级衰减3dB，而线声源衰减6dB。
点声源的波阵面是球阵面，所以当声源功率稳定为W时，初始距离为R时，R处的声强为
，2R处的声强为
，两者声强级之差为：
线声源的波阵面为柱阵面，所以初始距离为R时，R处的声强为
2、一个直径300mm的白色玻璃球形灯罩，内装一个光通量为2500lm的白炽灯，设灯罩的透射比为0.70，灯具发出的光通量均匀地向四周扩散。
求灯罩外表面亮度和灯的正下方的发光强度。
灯罩内表面的照度为
由于灯罩是均匀扩散透射材料，所以其表面亮度为
灯具发出的光通量是均匀扩散的，所发其正下方的发光强度等于任一方向，所以发光强度为
五、论述题
1．试述热舒适的两种观点及引起热舒适的物理因素。
对于热舒适有两种观点，一种认为热舒适就是“不冷不热的感觉’，也就是热中性的感觉。
而另一种观点则认为热舒适是随着热不不舒适感觉的部分消除而产生的。
是一种动态的，热舒适时并不一定在热中性时。
引起热舒适的因素有以下：
1）温度。
当长时间处于的环境温度高于人体内部正常温度时，其会感到燥热而不适。
皮肤温度过高或过低会产生冷或热的感觉而产生不适感。
2）空气的湿度。
在空气温度较高时，当空气湿度增加，而皮肤没有完全湿润时，将会提高皮肤的湿润度，而使人感到皮肤“粘着性“增加，而产生不适。
当空气温度较低时，湿度的增加，又使衣服的热阻减少，从而造成冷的感觉。
3）地板温度。
人体觉得舒适的地板温度是随着地板材料的不同有着不同的温度范围，如木是23-28，而水泥是26-28.5，过高或过低都感得不舒适。
4）垂直温差。
人们会觉得头上温度较低于下面温度会舒适些，但即使受试者是处于热中性状态，随着这种头部和踝部的空气温差的增加，热不舒适加，人们的不满意率提高。
5）吹风感。
当在热感觉为：
“中”至“热”时，提高风速会提高满意率，但在“中”至“冷”时，风速会增加人们的不舒适感。
6）由于热舒适是一种动态的感觉，因此它与之前的热状态有关，还与心理因素有关。
如打完球很热，洗个冷水澡会感得很舒服。
2.试述为何要研究室内空气的品质，为保持良好的室内空气品质，我们建环工作者主要做哪些工作。
一方面，为了减少新风的能耗，很多建筑减少室内的新风量；
另一方面由于人们有80%的时间在室内，室内空气的品质好坏直接影响到人们的工作效率和身体健康。
目前已知，由于室内空气的不良引起了“建筑综合症”等问题，所以研究室内空气的品质是非常必要的。
要保持良的室内空气品质要从四个方面着手：
1）“堵源”，即减少污染源及污染源的排放量。
如生产“绿色”环保产品，以及我们在室内装饰装修时选用没污染和污染量小的产品；
2）“节流”，我们需保证空调或通风系统的正确设计、严格的运行管理和维护，避免由于空调因施工、运行导致的污染，如空调冷凝水的排泄不畅、空气过滤肮脏造成新风的污染，以及空气不分区导致污染严重的空气通过空调或通风系统污染空气质量较好的房间。
3）“稀释”，通过保证足够的新风量或换气量，稀释和排除室内气态污染物。
我们在设计空调或通风系统时，必须考虑由于人或者其它原因造成的空气污染，合理选择确定新风量标准。
4）“清除”,我们通过吸附或吸收的办法,把污染物分解成无毒的物质,如采用活性炭吸附甲醛和臭气，使用空气过滤悬浮颗粒，利用光催化纳米材料（TiO2）分解VOC，通过负离子发生器使室内空气清新等现代技术和材料达到去除污染物。
3.试述保持良好室内空气品质的有关措施。
方面，为了减少新风的能耗，很多建筑减少室内的新风量；
1）“堵源”，即减少污染源及
污染源的排放量。
我们在设计空调或通风系统时，必须考虑由于人或者其它原因造成的空气污染，
4.试述人类活动是如何对气候造成影响的，城市气候的基本特征是什么？
城市气候是指在不同的纬度、大气环境、海陆位置和地形所形成的区域气候的背景上，在人类活动特别是城市化的影响下而形成的一种特殊的气候。
由于人类活动对城市气候的影响主要有以下方面：
1）下垫面性质的改变。
下垫面是气候形成的重要因素，它与空气存在着复杂的物质交换、热量交换和水分交换，又是空气运动的边界面。
它以对空气的温度、湿度、风速、风向和风质以及环境辐射、地面反射都有很大的影响。
2）城市的大气污染。
在城市工商业繁荣的经济活动中，要消耗大量的煤、石油、煤气等，排放出大量的粉尘，二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，这些粉尘和有害气体进入空气造成城市的大气污染，从而改变了大气的组成成分，影响城市空气的透明度和对辐射热能的收支，减弱能见度，为云雾提供了丰富的凝结核，从而多方面影响城市气候。
3）城市居民生活和生产活所排放的热量和水分。
如汽车、空调、轮船、家居等各种能源所排放的热量，往往大于郊区。
在某些城市甚至超过当地的太阳辐射热量，从而提高城市的温度。
另外生产生活的排放的水气进入大气，致使城市中的水分平衡与郊区有着明显的差别。
城市气候的基本特征：
1）气温高，散射强。
空气的污染减弱了空气透明度，减少城市的日照时数和太阳直射辐射，而灰尘及收一部分热量使自己温升，并向橡皮散射能量，而大量的二氧化碳，对太阳的短波辐射几乎透明，但对地表的长波辐射具有强强烈的吸怍作用；
而人为改变了地表的下垫面性质后，提高了下垫面表面的温度，其向环境发出的长波辐射也增加。
这两者综合从而使空温度产生了逆温层。
另一方向，人为排放的热量也导致地表附近的气温上升。
2）空气干燥化。
由于市内水面及植被小，储水能力低，但气温、蒸发量比郊区高，所以城市的相对湿度比郊区低。
3）风速降低和市区风向不稳定。
城市高耸的建筑群，使气流的流动阻力增加，流动的空气大部分内能消耗在克服磨擦上了，因此空气的运运在市区内产生了减速现象。
同时由于高层建筑的地区会出现大量的复杂的湍流，造成风向的不稳定。
4）云、雾、降雨增加。
由于城市中心的上升气流，使空气中凝结核特别丰富，因此运量和降雨量比郊区多。
面空气水气未饱和时，城市中往往会有雾出现，而大量汽车废气的排放，甚至会形成“光化学灯雾”。
5.试分析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，以及PMV在描述偏离热舒适状况时的局限性
人体处于非热平衡时的过渡状态时不适用热舒适方程，热舒适方程是P.O.Fanger于1982年提出来的，该方程的前提条件是：
第一，人体必须处于热平衡状态；
第二，皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平；
第三，为了舒适，人体应具有最适当的排汗率。
所以非热平衡进的过渡状态是不适用热舒适方程的。
PMV指标是引入反映处于稳态的热环境下，人体热平衡偏离程度的人体热负荷TL而得出的，所以PMV指标不适用于过渡状态的热感觉。
PMV计算式是假定人体保持舒适条件下的人体的平均皮肤温度tsk和出汗造成的潜热散热Ersw，因此当人体较多偏离舒适的情况下，如在“热”或“寒冷”状态下，PMV的预测值也是有较大偏差。
7.试分析在照明设计中要达到节能的目的需要考虑的因素。
在照明设计中要达到节能的目的需要的因素有如下：
1.在照明设计中把人工照明和天然采光优化结合，充分利用天然采光，如设计反光板或反光镜，把太阳的直射光通过反光装置反射入室内天棚，通过天棚材料的散射得到较均均的一般照明，这样就可充分用通过有限的采光口的昼光，同时避免眩光，保证照度均匀度。
此外还可采用可调角度或间距的百叶窗帘，根据太阳高度角的不同，最大限度地采光，又避免太阳直射光。
2.适当的照度水平。
不同工作性质的场所对照度值的要求不同，不非照度越高越好，当照度过大易引起视觉疲劳和眼睛灵敏度下降，并且使耗能增加。
3.合适的照度分布和照明方式。
应根据实际的工作、工作场地特点，采用合适的照明方式，如工作区的照度要求较高，而非工作区或低些，就可采用混合照明方式，避免一般照明中所有的范围均设计为高照度，造成不必的电耗浪费。
4.选用合适的光源。
在保证所要求的显色性和色温形成的物理要求和心理要求的前提下，尽量选用光效高的光源。
5.灯具的安装和空调系统结合在一起。
如把灯具装在室内空调的排风口上，使灯具散发的热量在进入室内前已随排风排出，减少了空调的能耗。
8.试分析采暖负荷计算时往往采用稳态算法，而空调负荷计算时却必须采用动态算法的原因。
稳态算法是不考虑建筑物以前时刻传热过程的影响，只采用室内外瞬间或平均温差与围护结构的传热系数、传热面积的积来求负荷值，方法简单直观。
但由于不考虑建筑的蓄热能力，所以会与实际存在误差。
当室内外的温差越小、建筑物的蓄热能力越强，误差越大。
进行采暖地区在冬季时，其室内外温差的平均值远远大于室内外温差的波动值，这时采用平均温差的的稳态计算带来的误差也比较小，在工程设计中可以接受。
所以我国在进行采暖负荷计算时采用稳态计算法。
但计算夏季冷负荷当采用稳态算法变可能导致完全错误的结果，因为尽管夏季日间瞬时室外温度可能要比室内温度高很多，但夜间却有可能低于室内温度，因些与冬季相比，室内外平均温差并不大，但波动的幅度却相对比较大。
如果采用日平均温差的稳态算法，则导致冷负荷计算结果偏小。
如果采用逐时室内外温差，忽略围护结构的衰减延迟作用，则会导致负荷计算结果偏大，所地需要采用动态算法。
第一章绪论
强调可持续发展的今天，建筑环境控制面临的问题：
1）建筑环境舒适性要求与节能环保之间的矛盾。
空调系统能耗所占比例50%，照明33%
2）建筑环境于人体健康，一味节能而出现的病态建筑，危害人体健康。
第二章建筑外环境
与建筑环境密切有关的外部环境要素——太阳辐射，气温，温度，风，降水，天空辐射，土壤温度。
这些外部环境的形成主要取决于太阳对地球的辐射，同时又受人类城乡建设和生活，生产的影响。
本初子午线——英国伦敦的格林尼治天文台所在的子午线为全世界通用的本初子午线。
四季——地球公转
昼夜——地球自转
地方平均太阳时——以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
世界时——以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
北京时间——东八区的时间，即以东经120°
的平均太阳时为中国的标准。
北京时间=世界时间+8小时
太阳在空间的位置——太阳高度角，太阳方位角A
到达地面的太阳辐射照度大小取决于地球对太阳的相对位置以及大气透明度。
标准大气压——海平面大气压力，101325Pa或760mmHg。
风——风是由于大气压差所引起的大气水平方向的运动。
地表增温不同是引起大气压差的主要原因，也是风形成的主要原因。
风可以分为大气环流与地方风。
气象台一般以距平坦地面10m高出所测得风向和风速作为当地的观察数据。
海陆风——局部地方昼夜受热不均引起的。
大气边界层——从地球表面到500~1000m高的这层空气叫大气边界层，其厚度主要取决于地表的粗糙度。
室外气温——一般是指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。
一天的最高气温通常出现在14时左右，最低气温一般出现在日出前后。
由于空气与地面间因辐射换热而增温或降温，都需要经历一段时间。
相对湿度的日变化受地面性质，水陆分布，季节寒暑，天气阴晴等因素影响。
一般是大陆低于海面，夏季高于冬季，阴天高于晴天。
相对湿度的变化趋势与气温的变化趋势相反。
城市气候主要特点：
1）城市风场与远郊不同。
除风向改变以外，平均风速低于远郊的来流风速。
2）气温较高，形成热岛现象。
3）城市中的云量，特别是地低云量比郊区多，大气透明度低，太阳总辐射照度也比郊区弱。
微气候——指在建筑物周围地面上及屋面，墙面，窗台等特定地点的气温，湿度，压力，风速，阳光，辐射等。
风场——指风向，风速的分布状况。
热岛现象——由于城市地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造成市中心的温度高于郊区温度，且市内各区的温度分布也不一样。
如果绘出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象”。
日照与建筑物的配置
建筑队日照的要求主要根据它的使用性质和当地气候情况而定。
对于住宅室内的日照标准一般是由日照时间和日照质量来衡量。
在我国一般民用住宅设计规范中，要求冬至日至少有一间房的满窗日照时间不低于1小时。
日照间距系数——建筑间距与前面遮挡的楼高的比值d/h。
正方形和长方形是最常用的较简单的平面形体，其最大的优点都是没有永久阴影和自身阴影遮蔽情况。
我国气候分区——严寒地区，寒冷地区，夏热冬冷地区，夏热冬暖地区，温和地区。
第三章建筑热湿环境
无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿，起作用形式基本为对流换热，导热，辐射三种。
显热和潜热。
玻璃能够有效地阻隔室内向室外发射的长波辐射，因此具有温室效应。
室外空气综合温度——室外气温由原来的增加一个太阳辐射的等效温度值。
通过墙体，屋顶等非透光围护结构传入室内的热量来源于两部分：
1）室外空气与围护结构表面之间的对流换热
2）太阳辐射通过墙体导热传入的热量。
由于围护结构存在热惯性，因此通过围护结构的传热量和温度的波动幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟的关系。
衰减和延迟的程度取决于围护结构的蓄热能力。
室内外压力差P是决定空气渗透量的因素，一般为风压和热压所致。
夏季是由于室内外温差比较小，风压是造成空气渗透的主要动力。
冬季采暖期，热压可能会比风压对空气渗透起更大的作用。
冷负荷——维持室内空气热湿参数为恒定值时，在单位时间内需要从室内除去的热量，包括显热量和潜热量两部分。
热负荷——维持室内空气热湿参数为恒定值时，在单位时间内需要向室内加入的热量，包括显热量和潜热量两部分。
瞬时冷负荷——直接进到空气；
滞后冷负荷——辐射到家具表面，提高表面温度，再对流换热到空气。
人体的热平衡：
M–W–C–R–E–S=0
M——人体能量代谢率，取决于人体的活动量大小
W——人体所做的机械功
C——人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量
R——人体外表面向周围环境通过辐射形式散发的热量
E——汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量
S——人体蓄热率
平均皮肤温度——通过测试人体胸部，上臂，大腿以及小腿的皮肤温度，按照权系数0.3，0.3，0.2，和0.2进行加权平均。
空气湿度对人体冷热感的影响——在高温环境下，空气湿度偏高会增加人体的热感。
但在低温环境下如果空气湿度过高，就会使衣物变的潮湿，从而降低衣物的热阻，强化了义务与人体的传热，反而会增加人的冷感。
影响人体于外界显热交换的几个环境因素：
1）平均辐射温度
2）操作温度
3）对流换热系数
4）对流质交换系数
1clo的定义——在21°
C空气温度，空气流速不超过0.5clo，相对湿度不超过50%的环境中静坐者感到舒适所需要的服装的热阻。
基础代谢率——人体的代谢率受到多种因素的影响，如肌肉活动强度，环境温度，性别，年龄，神经紧张程度，进食后时间的长短。
临床上规定未进早餐前，保持清醒静卧半小时，室温条件维持在18~25°
C之间测定的代谢率叫做基础代谢率。
人体的机械效率——=W/M效率值比较低。
对于大多数活动来说，人体的机械效率几乎为0，很少超过20%。
冷感受器与热感受器在皮肤的分布密度是不同的，冷感受器的数目要多于热感受器。
冷感受器更靠近皮肤表层。
热感觉——并不仅仅是由于冷热刺激的存在所造成的，而与刺激的延续时间以及热体原有的热状态都有关。
热感觉最初取决于皮肤温度，而后则取决于核心温度。
引起热不舒适感觉的原因：
1）皮肤温度和核心温度
2）空气湿度——高温湿度温度；
低温湿度温度
3）垂直温差——由于空气自然对流作用，很多空间均存在上部温度高，下部温度低的状况。
下部温度不应低于上部温度15%，但也不该过高。
4）吹风感——人体所不希望的局部降温。
导致不舒适的最低风速0.25m/s。
5）辐射不均匀——
6）其他
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