建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第5章
建筑物理第5章建筑防热与节能(刘加平)第四版精品PPT课件
5.1.1热气候特征与我国炎热地区的范围
• 湿热区建筑设计防热措施：
• （1）防止日辐射：周围环境要绿化；窗口要 遮阳；外围护结构要隔热；朝向要合理。
• （2）争取自然通风：房屋间距、布局要合理； 建筑低层架空；设通风屋顶、通风幕墙。
• (3)防治夏季结露。
பைடு நூலகம்
热气候特征与建筑设计原则
气候类型 特点要求
2）防热的被动式措施
A) 对建筑物的朝向和总体布局进行合理安排。减弱 室外的热作用。
B) 正确选择外围护结构的材料及隔热形式。 C) 房间的自然通风，排除房间余热。 D)窗口遮阳，阻挡直射阳光进入室内。 E)利用夜间对流、被动蒸发冷却、地冷空调等自然
能防热降温。
5.1.2 室内过热的原因和防热的途径
湿热气候区
干热气候区
气候特点
温度日较差小，气温最高38℃以下，温度 日振幅7℃以下。湿度大，相对湿度一般 在75%以上，雨量大，吹和风，常有暴风 雨
温度日较差大，气温常达到38℃上，且日 振幅常在7℃以上。湿度小、于燥，降雨少， 常吹热风并带沙
争取自然通风好的朝向，间距稍大些，布 布局较密形成小巷道，间距较密集，便于
建筑低层架空—防潮、通风
和平饭店屋顶花园
设置内庭花园或屋顶花园,减少室内 太阳辐射得热
建筑低层架空—防潮、通风 ---勒.柯布西耶的作品，法国萨伏伊别墅
勒.柯布西耶的作品是哲理与诗意的融合，深含着对自然环 境的弄情。 选择平整开阔建造用地和白色的建筑色彩—建 筑形象清晰明确，周围环境起到了衬托作用。他提出的“新 建筑五点”中的底层架空和屋顶花园，本意就是增加绿化面 积。周围景观与建筑造型看似毫无关联，却成了室内与屋顶 的视觉景观的延伸，从屋顶、从每一扇窗都能看到美丽的花 园。
建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第8章
第八章 天然采光习 题8-1、从图8-5中查出重庆７月份上午8：30时散射光照度和总照度。
答：从图上可查出 总照度为38500ｌｘ；散射光照度为26500ｌｘ8-２、根据图8-5找出重庆７月份室外散射光照度高于500ｌｘ的延续时间。
答：早上6点到下午6点，延续时间为12小时。
8-３、按例题7-4所给房间剖面，ＣＩＥ标准阴天室外水平照度为10000ｌｘ时，求水平窗洞在桌面上形成的采光系数；若窗洞上装有τ＝0.8的透明玻璃时的采光系数； 若窗上装有τ＝0.5的乳白玻璃时的采光系数。
解：1）%25%100100002500%100=⨯=⨯=w n E E C 2）%20%100100008.02500%100=⨯⨯=⨯⨯=w n E E C τ 3）%5.12%100100005.02500%100=⨯⨯=⨯⨯=w n E E C τ 8-4、会议室平面尺寸为5×7m ，净空高3.6m ，求出需要的侧窗面积并绘出其平、剖面图。
解：由表8-5可知，会议室属III 级采光等级。
由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。
则窗户的面积为35/4=8.75米2。
双侧窗要求窗地比为1/3.5。
则窗户的面积为35/3.5=10米2。
8-5、一单跨机加车间，跨度为30m ，长72m ，屋架下弦高10m ，室内表面浅色粉刷，室外物遮挡，估计需要的单层钢窗面积，并验算其采光系数。
解：1）由表8-5可知，机械加工车间属III 级采光等级。
由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。
则窗户的面积为30×72/4=540米2。
双侧窗要求窗地比为1/3.5。
则窗户的面积为30×72/3.5=617米2。
2）验算采光系数根据设计所选窗户的形式，确定窗户的位置、大小。
由公式 f w c d K K K K K C C ⋅⋅⋅⋅⋅='''min τρ根据窗户的形式，选取相应的修正系数，算出采光系数的最低值，与采光系数标准值相比较，看是否满足要求。
建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第3章
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？答：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？答：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？答：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？答：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？答：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。
建筑物理复习资料(课后习题答案)
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，它要求人有袍强的适应能力。
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。
(完整版)建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第2章
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。
答：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？答：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。
答：由可知，由于是稳定传热，各壁面内的热流都相同，当值越大时，dxd q θλ-=λ各壁层的温度梯度就越小，即各层温度线的倾斜度就越小。
dx d θ2-4、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t i =22℃，ψi =60% 可查出Ps=2642.4Pa 则 pap p i s 44.15856.04.2642=⨯=⨯=ϕ可查出露点温度 ℃88.13=d t 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ma a d 097.0422==π2）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）W K m R /)(35.004.011.074.10265.017.074.10265.0201⋅=++++=无空气间层的部分W K m R /)(24.004.011.074.115.0202⋅=++=3）求修正系数)/(74.11K m W ⋅=λ)/(57.017.0097.02K m W ⋅==λ33.074.157.012==λλ所以修正系数取0.934）计算平均热阻W K m R /)(143.093.015.024.0053.035.0097.0053.0097.02⋅=⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-++=5）计算屋顶总的传热系数W K m R /)(63.015.0143.019.005.093.002.017.001.02⋅=++++=6）计算室外温度11.088.132263.022-=--=-e i i i e i t R t R t t θ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。
建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第3章
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？答：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？答：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？答：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？答：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？答：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。
(完整word)建筑物理(第四版)刘加平课后习题答案第5章
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:I max =998W/m 2（出现在12点）；=I 326 W/m 2；t e ，max =37℃（出现于15点）；2.32=e t ℃；19=e α W/（m 2。
K ）； 88.0=s ρ解：1）室外平均综合温度，取t lr =3.5℃ 80.435.31932688.02.32=-⨯+=-+=lr e s e sa t I t t αρ ℃2）12.3119/88.0)326998(/)(max =⨯-=-=e S ts I I A αρ8.42.3237max .=-=-=e e te t t A48.68.412.31==te ts A A 所以取修正系数为0。
95 12.3495.0)12.318.4()(=⨯+=+=βts te sa A A At92.7712.348.43max .=+=+=sa sa sa At t t ℃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。
答: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。
建筑物理(第四版,刘加平)绪论、室内热环境
建筑声学----介绍声学基本原理，论述如何通过建
筑规划中的建筑布局、建筑设计中房间体型和容积 的设计、室内装饰设计中的吸声材料和吸声结构的 合理布置来处理房间的声学问题，并在不同要求和 用途的建筑中有效控制室内外噪声以获得最佳音质 效果。
建筑物理研究的范围包括：
1、研究建筑与环境中的声、光、热等物理现象及其影响
感到舒适的室内环境条件。
A）室内空气温度
室内适宜温度有相应的规定：冬季室内气温
一般应在16~22℃，夏季空调房间的气温多规 定为24~28℃，并以此作为室内计算温度。
室内实际温度则有房间内得热和失热、围护
结构内表面的温度及通风等因素构成的热平 衡所决定，设计者的任务就在于使实际温度 达到室内计算温度。
因素；研究符合可持续发展的建筑物理环境要求或标准； 2、研究材料的热工、光学、声学性能； 3、研究为获得良好的物理环境的建筑设计原理和方法； 4、建筑节能与可持续发展；
5、新能源技术在建筑中的应用；
6、交叉学科，涉及的面较广：建筑学、环境学、物理学、 美学、材料学等等。
§0.3 学习建筑物理的意义和作用
08级 建筑学 专业
建筑物理
（第四版，刘加平主编）
主讲：****
Tel：**** QQ：**** Email：****@
2011年2月 ***学院 ****系（检验室）
绪 论
§0.1
§0.2 §0.3 §0.4 §0.5
什么是建筑物理？
建筑物理的研究内容 学习建筑物理的意义和作用 建筑物理学习方法及参考书目 成绩的评定
室内气候对人体的影响主要表现在冷热感。冷热感取 决于人体新陈代谢产生的热量和人体向周围环境散热量 之间的平衡关系，如图。
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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：I max =998W/m 2（出现在12点）；=I 326 W/m 2；t e ，max =37℃（出现于15点）；2.32=e t ℃；19=e α W/（m 2.K ）;88.0=s ρ
解:1）室外平均综合温度,取t lr =3.5℃
80.435.31932688.02.32=-⨯+=-+=lr e s e sa t I t t αρ℃
2）12.3119/88.0)326998(/)(max =⨯-=-=e S ts I I A αρ
8.42.3237max .=-=-=e e te t t A
48.68
.412.31==te ts A A 所以取修正系数为0.95 12.3495.0)12.318.4()(=⨯+=+=βts te sa A A At
92.7712.348.43max .=+=+=sa sa sa At t t ℃
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。
答：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。
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。
答：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？
答：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。