建筑物理习题及答案

第一篇建筑热工学第一章建筑热工学基本知识习题1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬（或夏）季，在居室内，是怎样影响人体热舒适感的。

答：（1）室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃，托幼建筑采暖设计温度为20℃，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。

这些都是根据人体舒适度而定的要求。

（2）空气湿度：根据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正常的湿度范围是30-60%。

冬季，相对湿度较高的房间易出现结露现象。

（3）气流速度：当室内温度相同，气流速度不同时，人们热感觉也不相同。

如气流速度为0和3m/s时，3m/s的气流速度使人更感觉舒适。

（4）环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象。

1-2、为什么说，即使人们富裕了，也不应该把房子搞成完全恒温的“人工空间”？答：我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境，它要求人有较强的适应能力。

而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人的生理功能的降低，使人逐渐丧失适应环境的能力，从而危害人的健康。

1-3、传热与导热（热传导）有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动，热量由高温向低温处转换的现象。

纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。

围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。

严格地说，每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程。

本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程。

对流换热是对流与导热的综合过程。

而对流传热只发生在流体之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。

1-4、表面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面，在辐射传热方面，各有什么影响？答：对于短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。

如：白色表面对可见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射能力则与黑色表面相差极小。

而抛光的金属表面，不论对于短波辐射或是长波辐射，反射能力都很高，所以围护结构外表面刷白在夏季反射太阳辐射热是非常有效的，而在结构内空气间层的表面刷白是不起作用的。

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？答：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，试说明空气间层传热系数不同的原因。

答：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2.01-7、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。

答：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。

若在建筑构造无较大区别的情况下，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产生大量蒸汽的作业，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习题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：t i=22℃，ψi=60%，R i= 0.115m2•k/W，Re=0.043 m2•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。

第三章建筑保温习题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？已知：t i=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习题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。

已知：t i=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γ3。

0=500kg/m第五章建筑防热习题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。

已知：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：厚度（3）水泥砂浆抹平层：厚度（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？第六章建筑日照习题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习题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、试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？为什么？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？第八章天然采光习题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。

第九章建筑照明习题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。