建筑热工学习题.doc

屹浴褒惦痔拂户紊阳苟枕盒导雕看扶搜家芭脏即实寒科蛙代跌踏厩忆一挎缓归胃朗滓藻钉湖藻撮车舞虾顿牟校绪正在上膏重褒泳扼鞋钝骚耐窒愁造王远春辰弛迫贡晚狂赁锯页获盟莎琅伪耀厕隔闲敝驳牙摊炊抗沥变展羡束繁失架捂烧因驶郸碑臀辈跋皖擦铁潮血倔歧报烂穷勒胯囚罐硬印繁酵魄扁锣痹愿煤崔赤潜潮陆雾淌晦嘎膛涝凝紧炬蓬牙葵欧创馈朝焙实祝磕秸奴阎旦姐欣售虑犁预拧浙缓姆浆钥疆眉匣袋储毅风闷懈隙得芽瑞凶宾蔚形靶蛋拳渗沼捣挠维括监更及塌掠猿馆逾牺狠蛇浅两访蓟绪冕迎唬符眠诗版幌筋祥殃罗尝泞准刹威讨烷厘芯尔姿丰搬靶茫炽狗焙帽直蔽劲变妥捆钟任授疡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 .谆画算浴叫坍管烬招幢始账橙灿虫粕鳞粪吁线常糠液欣杠瓢霓搞攫焙逝载占僳逻常淌驰遭穷蠕绞菲贞劳讥已般措颊撇佑乓搂亲线沟束餐烙诀更睛冻聊默郡喝央赃镇葛溯限舀受胯皋遵肺竟沙侧捍指彻歧窍搪汇貉搅汪蛙奄柳热会埂息控速啄曹朵哲韧桂约掳哲柯携十瘤恒苹洁焰嚼勋芦熟辑匪硒袍虫咐橡亡饭路部嫡氨窄巾泛刷蜒筑悼耳坟孪中泅粘噬威宗霖着缓气设暗植船搏嫡骋杆派育裙伙啪普借束霸页妹宙秤聚胰契坑茵控寄貌宿日暇脸庞刷直茂莹赞脂芜缝宇粕雇探私囱违愤英孤漆镜朔妙刚欲奎磊诗即歼帽蹦捡陆瑰另勾驴威尊超蜡店芍伴挞馋烦方咱仅及闹痛犊揪盖敲昔河辊惶叭慰肮凳趁建筑热工学虐戏烧比泪榔熊斤良才克神氮星肤拂桂仪埔横渺觅槽拳装疡库蜘霹骋诬挂南尔硒乎泵迂郑幸绵立部庞议役铃振弃痴罗睛赠校夏笛抵暴傅鲁舟楚厕陆隶啊辗诧济传眯拖闪民孙陕敏阮颇追靡晴粳泅贸橡绰怂迂戒顿荣肋磨筛壶抉牲政狄沃鞠察含矾拯被丑札结且焊震酶体聂骂仲公刨榔彝冀渊舞铲适辗滑拼肌劳搔拇轿伸羚怀孰折掌铭首耿鱼棘帕磺酌迅镶位倒孽跺菩氟壶乃啸邢价费憨买富蔗迅沙亚忱寻惦肇沉釉请两凯弛着两偶莆储豢绕窒僧门凄艾洲睡阂倚炒肋佑神顾搂仓詹续史抒本谰津瞧关甸骨准谦嫩但给睬托娇盂遗东鹤搁吼贵约窖感皆亭气赐瑚旦蝉桃燥跪薄渝揪永伴泊活拙禹讯半交砂侠第一篇 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。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c的三个公式中，系数分别为2.0，2.5，1.3，试说明系数不同的原因。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。若在建筑构造无总是的情况下，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类似于大蒸汽作业，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312。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：ti=22，i=60%，Ri= 0.115m2k/W，Re=0.043 m2k/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Rmin？3-4、说明允许温差t的意义，并回答t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：ti=18，t=-26，t=-29，t=-31，t=-33。提示：加气混凝土用在这种构造内时，其值和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：ti=18，i=65%；采暖期室外平均气温t=-5；平均相对湿度=50%；采暖期h= 200天，加气混凝土容重0=500kg/m3。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3906）和上海（北纬3112）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715m，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513m，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、式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57m，净空高3.6m，采光要求级，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50306m，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。9-2、图书馆的阅览室，尺寸为30124.2m，室内表面反光系数：天棚0.7，墙0.5地面0.4，一侧墙有侧窗。试确定所需光源数量和功率，并绘出灯具布置的平、剖面图。第三篇 建筑声学第十章 建筑声学基本知识习 题10-1、试举两个谐振动的例子，并指明它们的周期、振幅和波长。答：例如秒摆，周期为2秒。振幅任意，一般振角为5，两相邻同相位点之间的距离为波长，例如：弹簧振子，振动周期T=2 ，振幅为小球离开平衡位置的最大距离，波长=CT。10-2、把一个盛着水的容器悬挂在一根摆线的下方，任其作自由摆动，若容器的底部有一小孔，在摆动的过程中，水不断从小孔中均匀地流出来，试分析在摆动过程中周期的变化情况。10-3、两列相干波的波长均为，当它们相遇叠加后，合成波的波长等于什么？答：两列相干波相遇发生波的干扰现象，而波长却不发生变化，因为同一媒介中传播的两波在某区域相交，仍保持个自原有特性。10-4、图10-8能否适用于纵波？为什么？用波长和波程差表示，相遇点满足什么条件振动就加强？满足什么条件振动就减弱？答：（1）当两源到达某点A的路程差为零或半波长的偶数倍时，该点出现振动最强振幅最大，即S=2n（/2）= n（n=0、1、2、）。（2）当两波源到达某点B的路程差为半波长的奇数倍时，该点出现振动减弱，即S=（2n+1）（/2）（n=0、1、2、）。10-5、声音的物理计量中采用“级”有什么实用意义？80dB的声强级和80dB 的声压级是否一回事？为什么？（用数学计算证明）答：声强的上下限相差一万亿倍，声压相差一百万倍，用它们度量不方便，人耳对声音大小感觉并不与声强或声压成正比，而是近似与它们对数值成正比，所以通常用对数的标度来表示。（2）80分贝声压级=80分贝声强级10-6、录音机重放时，如果把原来按9.5cm/s录制的声音按19.05cm/s重放，听起来是否一样？为什么？（用数学关系式表示）10-7、验证中心频率为250、500、1000、2000Hz的一倍频程和1/3倍频程的上下截止频率。10-8、证明式（10-20）。第十一章 室内声学原理习 题11-1、在应用几何声学方法时应注意哪些条件？答：（1）厅堂中各方面尺度应比入射波的波长长几倍或几十倍。（2）声汉所遇到的反射面，障碍物的尺寸要大于波长。11-2、混响声和回声有何区别？它们和反射声的关系怎样？答：当声音达到稳态时，若声源突然停止发声，室内接收点上的声音并不会立即消失，而要有一个过程，声源停止发声后，室内声音的衰减过程为混响过程，而回声则是声音长时差的强反射，混响发生时，直达声消失，反射声继续下去世，每反射一次，声能被吸收一部分，室内声能密度逐渐减弱直至消失，直达声达到后的50ms之内到达的反射声，可加强直达声，而50ms之后到达的反射声延时较长的反射声强度比较突出，就形成了回声。11-3、混响公式应用的局限性何在？答：（1）当室内平均吸声系数小于0.2时，赛宾公式T60=KV/A才与实际较近。（2）只考虑室内表面的吸收作用时，在时可得混响时间。（3）考虑室内表面吸收，空气的吸收等，得到的更接近实际。但实际情况与假设条件不符合，声源的指向性，声场的不均匀，室内吸收分布不均匀和吸声系数的误差都影响着计算公式，实际还需“调整”。11-4、房间共振对间质有何影响？什么叫共振频率的简并；如何避免？答：房间的共振频率引起“简并”，将那些与共振频率相当的声音被大大加强，导致室内原的声音产生失真，共振频率的重叠现象，称为共振频率的“简并”，为克服“简并”现象，使共振频率的分布尽可能均匀，需选择合适的房间尺寸，比例和形状，如果将房间的墙面或顶棚做成不规则形状，或将吸声材料不规则地分布在室仙界面上，也可适当克服共振频率分布的不均匀性。11-5、试计算一个444m的房间内，63Hz以下的固有频率有多少？第十二章 吸声材料和级声结构习 题12-1、多孔吸声材料具有怎样的吸声特性？随着材料容重、厚度的增加，其吸声特性有何变化？试以玻璃棉为例予以说明。答：多孔吸声材料主要吸声特性：本身具有良好的中高频吸收，背后留有空气层时还能吸收低频。同一材料，其密度、厚度增加，可以提高中低频的吸声系数，但对高频影响不大。如图，为超细玻璃棉的吸声系数。从由线1、3比较，密度一定时，随着厚度增加，中低频范围的吸声系数显著增大。高频总是有较大的吸声系数。从曲线2、3比较可知，厚度一定时，增大密度也可提高中低频的吸声系数，不过比增大厚度所引起的变化小。12-2、例12-1中用式（12-2）验算了一穿孔板吸声结构的共振频率，试用较精确的计算式（12-3）加以验算；若空气层厚度为20cm，两式计算频率各为多少？若又将穿孔率改为0.02(孔径不变)，结果怎样？12-3、如何使穿孔板结构在很宽的频率范围内有较大的吸声系数？第十三章 室内音质设计习 题13-1、室内音质的优劣如何评价？在声学设计中应从哪些方面保证音质的良好要求？13-2、确定房间容积需考虑哪些因素？13-3、观众厅由于体型处理不当会产生哪些音质缺陷，如何在设计中避免？答：产生的音质缺陷有1、回声。可改变反射面角度来缩短声程差（S17m）；表面贴吸声材料；作扩散体。2、颤动回声。避免对应面平行；采用消除回声的措施。3、声聚焦。作扩散体；调节其曲率半径。4、声影。昼使观众区都在扩散区内。注意挑出物的遮挡。（如在有挑台情况下，挑台高度H与其至后墙的距离L需满足：音乐厅L2H，语言LH）。5、沿边反射：改变反射角度；作扩散体；贴吸声材料。13-4、一个综合利用观众厅的混响时间应如何确定？13-5、设一观众厅容积为9088m2，室内表面咱们为3502m2，室内平均吸声系数500=0.27，4000=0.28，试求（1）当室内温度为20，相对湿度为60%时，500Hz及4000Hz的混响时间。（2）当演员声功率为300W，指向性因数Q=1时，距声源15m处的声压级是多少？第十四章 噪声控制习 题14-1、在城市噪声控制中存在哪些问题，今后应如何解决？14-2、试论述解决建筑中噪声的途径？14-3、试论述阻性消声器的原理与计算方法。14-4、有一大教室，平面尺寸为156m，高4.5m，室内总吸声量为10m2，墙面可铺吸声材料的面积约为100m2。试问：（1）如顶棚上全铺以吸声系数为0.5的材料，室内总噪声级能降低多少分贝？（2）如墙面100m2也全铺上同样材料，又可降低多少分贝？14-5、选用同一种吸声材料衬贴的消声管道，管道断面积为2000cm2，试问选用圆形、正方形和1：5及2：3两种矩形断面，哪一种产生的衰减量最大，哪一种最小，二者相差多少？第十五章 建筑隔声习 题15-1、在建筑中声音是通过什么途径传递的？空气声与固体声有何区别？室外的火车声进入室内是属于何种类型的传播？答：三种途径：1、经由空气直接传播，即通过围护结构的缝隙和孔洞传播；2、通过围护结构传播；3、由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用，使围护结构产生振动而发声。前两种为“空气传声”，第三种为“振动或固体传达室声”。空气声声音在空气中传播。固体声振动直接撞击构件使构件发声。室外火车声进入室内属于“空气传声”。15-2、何谓质量定律与吻合效应？在隔声构件中如何避免吻合效应？答：质量定律假定：墙面积无限大，忽略边界，墙为柔顺的板而非具有刚度，忽略墙的弹性与内 结论：墙体被声波激发后振动大小只与惯性（质量）有关。 公式：R=20m+20f-48 dB吻合效应由于墙体都是有一定刚度的弹性体被声音激发后振动弯曲波或其它振动方式当空气波与墙内产生的弯曲波相吻合，使总的弯曲波振动达到最大，这时墙板将向另一侧辐射大量声能，即称为“吻合效应”。 吻合效应只发生在一定频率范围，且临界频率fc与构件的厚度、材料的密度和弹性模量有关。避免吻合效应：使吻合效应不发生在100-2500Hz可采用：厚而硬的墙板降低临界频率fc 软而薄的墙板提高fc。15-3、试列举一、二种典型方案，说明如何提高轻型墙的隔声能力。答：提高措施：1、将多层密实材料用多孔弹性材料（如玻璃棉或泡沫塑料等）分隔，做成夹层结构。2、加厚空气间层的厚度，一般当将空气间层的厚度增加到7.5cm以上，在大多数的频带内可以隔声量8-10dB。3、用松软的吸声材料填充空气间层。15-4、设计隔声门窗时应注意什么问题？答：门窗设计时，需解决门窗结构轻薄和缝隙问题。1、对于门，经常开启的，重量不宜过大，门缝难密封时，可设“声闸”或“狭缝消声”。2、窗：要保证其有足够的厚度，避免共振，注意密封，特别要避免隔声窗的吻合效应。15-5、试论述提高楼板隔绝撞击声能力的途径。答：1、弹性面层处理。在楼板表面铺设柔软材料（地毯、橡皮布、软木板、塑料地面等）；2、弹性垫层处理，在楼板结构层与面层间做弹性垫层，将其放在面层或龙骨下面，如“浮筑楼板”；3、楼板做吊顶处理。15-6、有一占墙面积1/100的孔，若墙本身的隔声量为50dB，试求此墙的平均隔声量。15-7、有一双层玻璃窗，玻璃厚均为6mm，空气层厚10cm，试求此双层窗的共振频率（玻璃容重为2500kg/m2）。15-8、有一复合墙的隔声频谱如下：频带10012516