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大学 建筑环境物理考试题（1）和答案 建筑热工部分（34 分） 一、填空（每题 3 分，共 12 分） 1、空气的绝对湿度 b 反映空气的潮湿程度。 （a.能；b.不能） 2、下列各量的单位是： 对流换热系数 b ； 热阻 Ra （a.m 2K/W； b.W/m2K） 3、太阳赤纬角的变化范围 c a.0，90)；b. 0，90；c. 2327 ， 2327 4、人体正常热平衡是指对流换热约占 25%30%；辐射换热约占 45%50%， 蒸发散热约占 25%30% 二、回答问题（每题 3 分，共 15 分） 1、说明室外综合温度的意义 答：室外综合温度是由室外空气温度、太阳辐射当量温度和建筑外表面长波 辐射温度三者叠加后综合效果的假想温度 2、说明最小总热阻的定义式中t 的意义和作用 答：t为室内空气温度和围护结构内表面间的允许温差。其值大小反映 了围护结构保温要求的高低，按t设计的围护结构可保证内表面不结露， i不会太低而产生冷辐射。 3、说明露点温度的定义 答：露点温度是空气中水蒸气开始出现凝结的温度 4、保温层放在承重层外有何优缺点？ 答：优点： （1）大大降低承重层温度应力的影响 （2）对结构和房间的热稳定性有利 （3）防止保温层产生蒸气凝结 （4）防止产生热桥 （5）有利于旧房改造 缺点： （1）对于大空间和间歇采暖（空调）的建筑不宜 （2）对于保温效果好又有强度施工方便的保温材料难觅 5、说明四种遮阳形式适宜的朝向 答： 水平遮阳适宜接近南向的窗口或北回归线以南低纬度地区的北向附近窗 口 垂直遮阳主要适宜东北、北、西北附近窗口 综合遮阳主要适宜东南、西南附近窗口 挡板遮阳主要适宜东、南向附近窗口 三、计算题（7 分） 计算赤道地区冬至日中午 12 时的太阳高度角 解： +=coscoscossinsinsinh s 赤道地区=0 冬至日=2327 中午 12 时=0 故 hs=90（）=90（23270）=6633 建筑光学部分（33 分） 一、术语解释，并按要求回答（每小题 2 分，共 10 分） 1、照度：被照面上某微元内光通量的面密度 2、写出光通量的常用单位与符号 光通量的常用单位：流明，lm（1 分） 符号：（1 分） 3、采光系数：室内某一点天空漫射光照度和同一时间的室外无遮挡水平面 上天空漫射光照度之比值 4、光强体：灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示，由矢量终端 连接起来的封闭体 5、混合照明：一般照明与局部照明组成的照明 二、解答题（每小题 4 分，共 16 分） 1、设有一个乳白玻璃的球形灯，灯罩的直径为 4 厘米，其轴向发光强度为 100 坎德拉，求该灯的轴向亮度？ 解： 2 2 0 0 /79600 2 04. 0 100 cos mcd A I L= = 2、写出国际照明委员会的标准晴天空亮度分布规律。 答： （1）晴天空亮度以太阳子午圈为对称（1 分） （2）最亮在太阳附近天空（1 分） （3）晴天空亮度离太阳愈远愈小，最小点在太阳子午圈上且与太阳成 90（2 分） 3、叙述侧面采光（侧窗）的优点和缺点。 答：优点： （1）建造和维护费用低（1 分） （2）光线有方向性，有利于形成阴影（1 分） 缺点： （1）采光均匀度不好（1 分） （2）易产生眩光，易受周围物体影响（1 分） 4、写出热辐射光源的发光原理，并写出 2 种热辐射光源的名称。 答：发光原理：当金属加热到大于 1000K 时，发出可见光。 （2 分） 如白织灯和卤钨灯（2 分） 三、计算题（7 分） 房间的平面尺寸为 715m 2，净空高 3.6m，在顶棚正中布置一个亮度为 1000cd/m 2的均匀扩散光源（发光顶棚） ，其尺寸为 513 m2，求房间四角处的地 面照度（不计室内反射光影响） 。 解： （1）房间四角处的地面照度均相等 （2）地面照度： () ( )lx LE 127 6 . 3 2 7 2 15 6 . 3 6 . 3 2 7 2 15 6 . 3 6 . 3 2 7 2 15 135 1000 3cos 2 22 2 22 2 22 = + + + + + + = =分 答：该房间四角处的地面照度为 127lx 建筑声学部分（33 分） 一、填空题（每题 2 分，共 10 分） 1、两个声源同时发声时，测得某点的声压级为 80 dB，关闭其中一个声源， 测得声压级为 70 dB，则被关闭的声源单独发声时声压级为 80 dB。 2、将墙体厚度增大一倍，其隔声量增大6dB。 3、多孔吸声材料的吸声频带为 中、高频 ，穿孔板吸声构造的吸声频带为 中低频 。 4、保证双层墙隔声性能的关键是避免出现 声桥 。 5、判断室内反射声有利还是不利的分界线是反射声与直达声的时差为 50ms。 二、简答题（每题 5 分，共 15 分） 1、从人耳听闻频率特性、隔声屏障及建筑构件的隔声频率特性来说明隔声 措施的有效性。 答：人耳对高频声敏感，对低频声迟钝，因此高频噪声对人的干扰大； （3 分） 而隔声屏障及建筑构件隔高频声容易，隔低频声困难，因此对控制噪声干扰 有效（2 分） 。 2、文化馆的综合楼里既有歌舞厅又有图书阅览室，大楼采用集中空调通风 系统，请问大楼里有哪几种噪声，可分别采用哪些措施进行控制。 答：大楼里的噪声有空气声、撞击声、气流声（2 分） 可采用的控制措施有隔声、减振、消声（3 分） 3、厅堂可能出现哪些声学缺陷？如何消除？ 答：厅堂可能出现的声学缺陷有：回声、颤动回声、声聚焦（3 分） 消除回声：控制前部天花高度，后部天花和后墙作扩声和吸声处理 消除颤动回声：采用不平行墙面、墙面作扩声和吸声处理、墙面装修不 平行 消除声聚焦：不用弧形墙面和壳形天花、作扩声和吸声处理、壳形天花 曲率半径大（2 分） 三、计算题（8 分） 在 20 平方米的墙上，开一扇 2 X 1 平方米的门，若门的隔声量为 20dB, 墙 体的隔声量为 50dB,求门安装完成后，该墙的隔声量。 答： dB SS SS R3096.29 1018102 20 lg10lg10 52 2211 21 = + = + + = （4 分）（3 分）（1 分） 建筑环境物理试题（2）及答案 建筑声学部分（33 分） 一选择题（每小题 1 分，共 10 分） 实际测量时，背景噪声低于声级分贝时可以不计入。 201083 2凹面易出现的声缺陷是。 回声颤动回声声聚焦声染色 3降低室内外噪声，最关键的环节是控制。 传播途径接受处规划声源 4邻室的噪声对此处干扰大，采取措施最有效。 吸声处理装消声器隔声处理吊吸声体 5测点处的声压值增加一倍，相应的声压级增加分贝 2536 6厅堂中易出现回声的部位是。 楼座前排楼座下部中区 7理论上讲同种材料的墙板厚度是原来的 4 倍隔声量增大dB。 616812 8某人演唱时的声功率为 100 微瓦，他发音的声功率级是dB。 5011080100 970dB 的直达声后,以下的反射声将成为回声。 120ms65dB70ms64dB80ms45dB30ms75dB 10撞击声隔绝措施中，对高频声最有效的是。 架空木地板铺地毯密封吊顶面层下铺矿渣 二填空题（每空 1 分，共 15 分） 1声音是弹性介质中，机械振动由近至远的传播。 2材料的吸声系数是吸收声能透射声能与入射声能 的比值。 3响度级的单位是方，响度的单位是宋。 4房间的混响时间越短,声学缺陷明显。 5按投影面积计算空间吸声体的值大于 1，其原因是其表面积大于投影 面积。 6从整体考虑为保证门窗的隔声性能应注意缝隙的处理和门窗隔声 量。 7厅堂对电声系统的实际效果基本要求是：具有足够的声压 级， 声压级分布均匀，声音还原性好。 8墙体隔声实际测量时，除测量墙两侧的声压级外，还需测量受声室的 房间吸声量和隔墙的面积。 9噪声控制中从声学系统整体思考问题，首先应考虑的措施是： 对噪声源进行噪声控制。 三计算题（共 8 分） 墙体面积 40 平方米，隔声量 50dB；墙上门面积 6 平方米，隔声量 30dB,求 其组合效果为多少 dB? 38dB 建筑光学部分（33 分） 一填空题（每空 1 分，共 15 分） 1可见光就是光辐射中为人眼所感觉到的这部分电磁辐射，可见光的波 段范围从到380nm780nm。 2照度就是被照面上某微元内光通量的面密度；照度的符号为E， 常用单位为lx。 3眩光的分类方法通常有两种：其一是从眩光形成的方式上进行分类，可把眩 光分成直接眩光和间接眩光其二是从影响视功能方面进行 分类，可把眩光分成不舒适眩光和失能眩光。 4 光气候就是当地天然光的平均状况， 也就是由太阳直射光、 天 空扩散光和地面反射光形成的天然光平均状况。 5 人工 （电） 光源的光学性能的三个主要评价指标是光效、 寿命和 光 色。 二问答题（每题 4 分，共 12 分） 1叙述国际照明委员会（CIE）推荐的 CIE 标准晴天空亮度分布规律。 答： （1）L 以太阳子午圈对称； （2）最亮在太阳附近； （3）离太阳愈远 L 愈小， Lmin 处在太阳子午圈上，且与太阳成 90 2请解释灯具效率这一术语，同时写出影响灯具效率的两个因素。 答： 灯具效率在规定条件下灯具发射的光通量与灯具内全部光源的额定光 通量之比。 灯具效率与灯罩开口大小、 灯罩材料的光反射比和光透射比大小有关。 3室内工作照明方式有哪 4 种。 答：一般照明方式、分区一般照明、局部照明方式和混合照明 4 种。 三计算题（6 分） 一房间的平面尺寸为 6.6m9.6m，净空高 3.6m。在顶棚正中布置一亮度为 500cd/m 2的均匀扩散光源，其尺寸为 4.6m7.6m，求房间四角处的地面照度 （不考虑室内反射光影响） 。 解： () ( )lx LE 100 6 . 3 2 6 . 6 2 6 . 9 6 . 3 6 . 3 2 6 . 6 2 6 . 9 6 . 3 6 . 3 2 6 . 6 2 6 . 9 6 . 76 . 4 500 3cos 2 22 2 22 2 22 = + + + + + + = =分 答：该房间四角处的地面照度为 100lx 建筑热工部分（34 分） 一填空题（每空 1 分，共 15 分） 1决定气候的主要因素有太阳辐射、大气环流 、 地面。 2热压形成风的条件是温差、高差。 3按照我国现行日照标准，拉萨、重庆、北京、广州四城市中，拉萨 的日照 要求最高， 日照要求相同的城市是重庆和北京 。 广州和重庆相比，广 州 的日照要求高。大城市和小城市相比，小城市 的日照要求高。 4城市与郊区相比， 郊区 得到的太阳直接辐射多， 城市 的平均风速低， 郊 区 的湿度大， 城市 的气温高，城市气候的特点表现为 热岛 效应。 二问答题（每题 4 分，共 12 分） 1气候通过哪些途径作用于建筑？ 答：1、直接作用于建筑，影响建筑的外形、围护结构等 2、作用于地理，影响水土、植被等，从而形成当地的建筑材料 3、作用于人，影响人的生理和心理，从而影响风俗习惯、宗教信仰、社会 审美，反映在建筑的功能、装饰上 2如何根据风向分布规划城市？ 答： 3节能建筑热工设计控制指标有哪些？ 答：体形系数、传热系数、热惰性指标、窗墙面积比、气密性、遮阳系数 三计算题（7 分） 外墙构造材料层如下表，计算外墙热阻和传热系数。 序号材料名称厚度（mm）导热系数W/(m K) 1水泥砂浆200.93 2空心砖2000.58 3石灰砂浆200.76 （已知：外表面热阻 Re= 0.045 m 2 K/W，内表面热阻 Ri= 0.115 m 2 K/W） 解：热阻 R=0.02/0.93+0.2/0.58+0.02/0.76=0.39m 2 K/W 总热阻 R0=0.045+0.39+0.115=0.55m 2 K/W 传热系数 K=1/0.55=1.82W /m 2 K 建筑环境物理试题（3）及答案 建筑光学部分（30 分） 一、解释（每题 3 分，共 12 分） 1、光通量 在单位时间内，人眼感觉光辐射能量的大小，=KmeV（） 2、亮度 在给定方向上发光面微元的发光强度和垂直于给定方向的该微元投影面积之比， cos 2 dAd d L = 或 cosA I L= 3、侧窗 装在侧墙上的采光口（窗洞口） 4、热辐射光源的发光原理 当金属加热到大于 1000K 时，发出可见光，温度愈高，可见光成份愈多。 二、问答（每题 4 分，共 12 分） 1、请写出直接眩光产生的原因。 答： （1）L 太大； （2）C 太大； （3）光源表观尺寸大； （4）光源位置太低 2、请叙述 CIE（国际照明委员会）标准阴天空亮度分布规律。 答： （1）最亮在天顶处； （2）最暗在地平线附近天空； （3）Lr与太阳位置无关。 3、请写出评价人工光源性能好坏的主要光学指标。 答： （1）光效； （2）寿命； （3）光色（用 Ra 表示） 三、计算（6 分） 一个直径为 400 毫米的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为 1179 流明的 白炽灯，设灯罩的光透射比为 0.7，求灯罩外表面亮度（不考虑灯罩的内反射影 响） 。 解法一： 1、内表面照度： = =lx rA E5 .2345 2 . 04 1179 4 22 2、乳白灯罩外表面亮度： () 2 2222 /6 .522 2 . 04 7 . 01179 4 mcd r E L= = 解法二： 1、 = =cdI8 .93 4 1179 4 2、 () 2 222 /6 .522 2 . 04 7 . 01179 4cos mcd rS I LL= = 外 建筑声学部分（30 分） 四、解释（每题 2 分，共 6 分） 1、声波 弹性介质中机械振动状态的传播过程。 2、吸声系数 =1-r其中 r 为声反射系数 3、响度级 某一声音与其听起来同样响的 1000Hz 纯音的声压级。 五、填空题（每空 1 分，共 10 分） 1、声波遇到障碍物会发生绕射，当 障碍物尺度 声波波长时绕射显著。 2、声音频带可划分为倍频带 和 1/3 倍频带 。 3、吸声量的单位是m 2 。 4、两个声音：50 dB、40 dB，它们相加的结果是50 dB，它们相减的结果是 50 dB。 5、在自由声场，与点声源的距离增大一倍，声压级衰减6dB；与线声源的距 离增大一倍，声压级衰减3dB。 6、选择多孔吸声材料饰面层的关键是透气。 7、隔声门窗设计的关键是处理好缝。 六、问答（每题 4 分，共 8 分） 1、城市环境噪声源有哪些？写出它们的特点。 答： （1）交通噪声，活动声源，影响范围大； （2）工业噪声，固定声源； （3）施工噪声，临时、固定声源； （4）社会生活噪声，数量大、无规律。 2、建筑围护结构隔声性能有哪些评价指标？写出隔声性能分级标准。 答： （1）空气声隔声指数 Ia，1 级：Ia50 dB；2 级：Ia45 dB；3 级：Ia 40 dB。 （2）撞击声隔声指数 Ii，1 级：Ii65 dB；2 级：Ii75 dB；3 级：Ii 80 dB。 七、计算（6 分） 房屋与公路之间有一段很长的山坡，山坡与房屋等高，以房屋一楼入口为被 干扰点，请按图中给定尺寸计算山坡对 500Hz 和 1000Hz 噪声的降噪量。 解： f R H D H D R H R L 452.0lg10 12 9 1 1 12 9 11222 20lg10 1 11112 20lg10 2 2 2 22 = + + = + + + = dBL 5 . 23500452 . 0 lg10 500 = dBL 5 . 2610000226 . 0 lg10 1