建筑物理 第三版(柳孝图)中国建筑工业出版社 课后习题答案 1.4章

建筑物理第三版（柳孝图）课后习题答案 1.4章

1.建筑防热的途径主要有哪些？

答：建筑防热的途径有：

(1)减弱室外的热作用。

(2)窗口遮阳。

(3)围护结构的隔热与散热。

(4)合理地组织自然通风。

(5)尽量减少室内余热。

2.何谓室外综合温度？其物理意义是什么？它受哪些因素的影响？答：（1)室外综合温度的定义

室外综合温度是指以温度值表示室外气温、太阳辐射和大气长波辐射对给定外表而的热作用。

(2)室外综合温度的物理意义一般用室外综合温度计算出建筑外围护结构的热性能、建筑冷负荷和热负荷。

(3)室外综合温度受影响的因素

主要受到室外空气温度、围护结构外表面对太阳辐射的吸收率、太阳辐射照度、围护结构外表面与环境的长波辐射换热量、围护结构外表面的对流换热系数等的影响。

3.由【例1. 4-2】可知，该种构造不能满足《规范》规定的隔热要求。拟采取的改善措施是：（a)在钢筋混凝土外侧增加20mm厚的苯板（即聚苯乙烯泡沫塑料，下同）；(b)在钢筋混凝土内侧增加20mm 厚的苯板。试分别计算这两种构造方案的内表面温度是否能满足要求？哪种构造方案的效果更好？

己知：苯板的热工指标为：干密度P o=30kg / m3；导热系数入=0. 042W / (m -K)；蓄热系数S24=0. 36W / (m2 ? K)。

答：略

4.冬季保温较好的围护结构是否在夏季也具有较好的隔热性能？试

分析保温围护结构和隔热围护结构的异

同。

答：（1)对于冬季保温较好的围护结构不一定在夏季也具有较好的隔热性能。因为冬季保温的效果主要取决于围护结构的热阻，而夏季隔热则与围护结构的热惰性指标、蓄热性能密切相关。

(2)保温围护结构和隔热围护结构的异同

①相同之处在于围护结构的保温隔热对热阻都有一定的要求；围护结构的保温隔热对热惰性指标也应该满足在谐波热作用下保证有足够的热稳定性的要求。

②不同之处之在于围护结构保温的设计指标主要是热阻。而围护结构的防热主要的为了控制内表而的最髙辐射温度，因此防热设计的设计指标主要是热惰性指标。

5.屋顶隔热的措施主要有哪些？这些措施的隔热机理是什么？

答：屋顶隔热的措施及其隔热机理是：

(1)采用浅色外饰而，减小当量温度。它的机理是通过采用太阳辐射热吸收系数较小的屋面材料，来降低室外热作用，从而达到隔热的目的。

(2)提髙屋顶自身的隔热性能。它的机理是隔热层本身热容量小，抗外界温度波动的能力差，但隔热层有着良好的绝热性能，可以有效减弱传递的热量。

(3)通风隔热屋顶。它的机理是利用屋顶内部通风带走面层传下的热量，达到隔热的目的。

(4)种植隔热屋顶。它的机理是在屋顶上种植植物，利用植物的光合作用，将热能转化为生物能；利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量，均可大大降低屋顶的室外综合温度；同时利用植物培植基质材料的热阻和热惰性，降低内表面平均温度与温度振幅。

(5)水隔热屋顶。它的机理是水的热容量大，而且水在蒸发时要吸收大量的汽化热，从而减少了经屋顶传入室内的热量，降低了屋顶的内表而温度。

6.墙体隔热的措施主要有哪些？考虑到建筑空调能耗的问题，哪些措施能够兼顾建筑隔热和建筑节能？

答：（1)墙体隔热的措施

①材料隔热

a.黏土砖实体墙

两而抹灰的一砖厚墙体，尚能满足当前一般建筑西墙和东墙的隔热要求。由于其具有一定的防寒性能，不仅适用于夏热冬暖地区，也可用于夏热冬冷地区。

b.砌块

第一，多以中、小型砌块为主，原材料以普通混凝土及矿渣、粉煤灰、煤渣、火山灰等工业废料与地方材料为多，混凝土空心砌块应用最广泛。

第二，单排孔混凝土空心砌块不能满足南方地区墙体隔热的要求，当然不能用于东、西向外墙。双排孔混凝土空心砌块加上内、外抹灰后，其隔热性能与两而抹灰的一砖厚实心黏土砖墙相当，可以用于东、西外墙。

c.钢筋混凝土大板

第一，多用于住宅建筑，主要板型为钢筋混凝土空心墙板与多种材料的复合墙板。

第二，钢筋混凝土空心板在南方大多数地区都不能满足隔热性能的要求，其主要特点是热稳定性差，内表面温度波幅大，因此内表面最高温度值很髙，近年来己很少使用。

d.轻质复合墙体构造轻质复合墙体构造的隔热性能取决于板型构造与复合材料的热工性能。设计复合墙体构造时，应尽量将导热系数小的轻质材料放在外侧，将热容量大的材料放在内侧。

②构造隔热

a.在墙体外侧设置垂直通风间层

b.外墙绿化遮阳

c.墙体外表面采用浅色饰面

(2)兼顾建筑隔热和建筑节能的措施

①在墙体外侧设置垂直通风间层，利用热压和风压的综合作用，使间层内空气流通，带走墙体外表面吸收的热量，从而达到建筑隔热和制冷节能的目的。垂直通风间层在冬季还可起到保护外侧保温材料、使保温材料保持干燥等作用。如果条件许可，还可采取措施使其在夏季作为通风空气间层起隔热作用，在冬季作为封闭空气间层增加围护结构的传热阻，从而兼顾冬夏季不同热工设计要求。

②外墙绿化遮阳利用树叶通过蒸腾作用蒸发水分，保持自身凉爽，能降低表而辐射温度，降低室外环境温度, 减少空调负荷。

7.自然通风有些什么作用？能否根据各季节的气候特点，确定适时通风的方案？

答：（1)自然通风的作用

自然通风可以提供呼吸所需要的空气，除去过量的湿气，稀释室内污染物，提供燃烧所需的空气以及调节气

温。

(2)根据各季节的气候特点制定不同的通风方案

①舒适性通风降温（即全天候通风）

a.概念

即通过全天候的通风方式来满足室内的热舒适要求。

b.气候条件

室外最高温度一般不超过28?32°C,日较差小于10°C,比较适合温和、潮湿气候区或相应季节。

c.相应措施

笫一，室内的气流速度应保证在1.5?2.0m/s左右。

笫二，室内的热量要尽快排出，应以轻型围护结构为主。

②夜间通风降温

a.概念

即把夜间凉爽的空气引入室内，把室内热量吹走，使房间在白天获得的热量减到最小。

b.气候条件

白天室外气温在30?36°C，夜间温度在20°C以下，室外气温日较差大于10°C,适合于日较差大的干热地区。

8.自然通风的原理是什么？为组织好自然通风，在建筑设计中应注意妥善处理哪些问题？

答：（1)自然通风的原理

自然通风的原理在于开口处（门窗过道）存在着空气压力差而产生的空气流动，产生压力差的原因是风压作用和热压作用。

(2)在建筑设计中应注意的问题

①建筑朝向，间距及建筑群的布局；

②建筑的平面布置与剖而设计；

③门窗的位置和尺；

④门窗开启方式；

⑤设置导风板。

9.门窗的位置、尺寸以及开启方式对室内通风有什么影响？试就某建筑平面提出加强室内通风的改善方案。答：（1)门窗的位置、尺寸对室内通风的影响

①在建筑空间的平面及剖面设计中，开口的相对位置对室内通风质量和数量有着相当大的影响。良好的室内通风应使空气流场分布均匀，并使风流经尽量大的区域，增加风的覆盖面。同时通风口位置应对通风风速有利，尽量使通风直接、流畅，减少风向转折和阻力。

②在人体活动髙度内，应设置可开启的窗户，使风吹经人体活动区域以加快人体蒸发散热。③夏季需保证门窗具有一定的可开启而积，使室内气流形成风感。测试表明：当开口宽度为开间宽度的1/ 3?2/3,幵口面积为地板面积的15%?20%时，室内通风效率最佳。

④风流经室内，其出、入口的大小尺寸会影响风速变化。当进风口大于出风口，气流速度会下降，反之则加强。气流速度对人的舒适感

觉影响最大，所以如通风口朝向主风向，出风口面积应大于进风口，加快室内风速。

(2)门窗的开启方式对室内通风的影响

①分类

a.平开窗

可完全开启，窗户开启的角度变化有一定的导风作用，而且关闭时的气密性佳，是较理想的开窗方式。外开式会遮挡部分斜向吹入的气流；内开式则能将室外风完全引入室内，更有利于通风。

b.下悬窗

具有一定导风作用，内开式将风导向上部，并加快流入室内风速。外开式则将风导入下方，吹向人体，但存在遮挡现象，减弱了风速。

c.上悬窗

也有导风作用，内幵式将风导向地面，吹向人体，并能加快风速。外幵式将风导入上方，由于开启位置处于人体髙度，风尚能掠过人体，

但存在遮挡现象，减弱了风速。内开式更好。

d.中悬窗

导风性能明显，而且开启度大，不存在遮挡，是比较好的方式。逆反方式将风引入下方，正反方式将风引入上方；当窗洞口位置较低可选用正反式，窗洞口较髙选择逆反式，使风导向人体。

e.立式转窗

立式转窗导风性能佳，可以把来自不同方向的风导入室内。

f.推拉窗

无任何导风性能，可幵启面积最大只有窗洞的一半，不利于通风，而且推拉窗的窗型结构决定了其气密性较

差。

②注意方面

a.窗的开启应保证有足够大的通风面积；

b.有可调节的开启角度，并能有效引导气流；

c.尽量将风引向人体活动范围。