建筑物理期末试题及答案

建筑物理期末试题及答案
一、选择题
1. 一个玻璃板的厚度为5mm，折射率为1.5，入射光线的角度为30°，则透射光线的角度为多少？
A. 15°
B. 30°
C. 45°
D. 60°
答案：A. 15°
2. 一面墙的热传导系数为0.5 W/(m·K)，面积为10m²，厚度为0.2m。

当墙上温度差为20°C时，这面墙的传热速率是多少？
A. 20 W
B. 50 W
C. 100 W
D. 200 W
答案：C. 100 W
3. 抛物线形状的建筑物屋顶，其范围为100m×50m，屋顶面积为5000m²。

当太阳辐射强度为1000 W/m²时，该屋顶每秒吸收多少热量？
A. 500,000 J
B. 1,000,000 J
C. 5,000,000 J
D. 10,000,000 J
答案：C. 5,000,000 J
二、填空题
1. _______________ 是热传导的重要参数，表示单位温度差下单位
时间内通过单位面积传送的热量。

答案：热传导系数
2. 当光线从真空中垂直射入玻璃中，折射率为1.5，入射角为60°时，透射角为 _______________ 。

答案：40°
3. 建筑热收支表达式为：Q = Q~conv + Q~rad - Q~T，其中Q~conv
表示_________________，Q~rad表示_________________，Q~T表示
_________________。

答案：对流热量，辐射热量，传导热量
三、简答题
1. 请简述外墙保温的作用以及常见的外墙保温材料。

答：外墙保温的作用主要有：提高建筑的保温性能，减少建筑对外界气温的依赖，节约能源消耗，提高室内舒适度，防止冷凝和霉菌产生。

常见的外墙保温材料包括：聚苯板，聚氨酯发泡板，岩棉板，聚脲板等。

这些材料具有保温性能好、重量轻、施工便捷等特点，可以有效提高建筑的保温效果。

2. 请简述太阳能利用在建筑中的应用以及其优势。

答：太阳能在建筑中的应用主要包括太阳能热利用和太阳能光电利用。

太阳能热利用可用于供暖、热水和空调等方面。

通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，再利用换热器将热能传递给建筑内部的供暖系统、热水系统或空调系统，实现能源的利用和节约。

太阳能光电利用则是通过太阳能电池将太阳光直接转化为电能，用于建筑的照明、电力供应等方面。

相比传统的化石能源，太阳能光电系统无污染、可再生、可靠性高，并且能在较长时间内提供稳定的电力供应。

太阳能利用的优势在于可再生性强、低碳环保、降低能源消耗、节约费用等方面，对于可持续发展和环境保护具有重要意义。

四、计算题
1. 一块宽为2m，长为4m的玻璃板，折射率为1.5，入射光线的角度为60°。

求透射光线的角度。

解：
根据折射定律，入射角sin(i)除以折射角sin(r)的比值等于光线在两
种介质中的折射率的比值。

即 sin(i)/sin(r) = n2/n1，其中n2为第二介质
的折射率，n1为第一介质的折射率。

sin(i)/sin(r) = 1.5/1
sin(i)/sin(r) = 3/2
同时，根据三角函数的关系，sin(x) = cos(90°-x)，即sin(90°-r) =
cos(r)。

因此，sin(i)/cos(r) = 3/2。

sin(i)/cos(r) = 3/2
tan(i) = 3/2
i = arctan(3/2)
i ≈ 56.31°
所以，透射光线的角度为90° - i = 90° - 56.31° ≈ 33.69°。

五、综合题
某建筑物的外墙使用聚苯板作为保温材料，其导热系数为0.03
W/(m·K)，墙的厚度为0.2m，面积为100m²。

已知室内外温差为20°C，建筑物内外的对流换热系数分别为10 W/(m²·K)和 25 W/(m²·K)。

求该
建筑物通过传导、对流和辐射的总传热量。

已知：传热面积A = 100m²
温差ΔT = 20°C
墙的厚度L = 0.2m
传热系数Kc = 10 W/(m²·K)
传热系数Kr = 25 W/(m²·K)
导热系数λ = 0.03 W/(m·K)
传导传热量Qcond = Kc * A * ΔT / L
= 10 * 100 * 20 / 0.2
= 100,000 W
辐射传热量Qrad = Kr * A * ΔT
= 25 * 100 * 20
= 50,000 W
总传热量Qtotal = Qcond + Qrad
= 100,000 + 50,000
= 150,000 W
因此，该建筑物通过传导、对流和辐射的总传热量为150,000 W。

以上是建筑物理期末试题及答案，希望对您有所帮助。