(2025年)《建筑环境学》习题部分参考答案

(2025年)《建筑环境学》习题部分参考答案第一章建筑环境的形成与发展1.简述建筑环境的概念及构成要素。建筑环境是指在建筑空间内，在满足使用功能的前提下，为使用者创造的一个有利于提高工作、生活效率和舒适感的环境。它是一个复杂的系统，包含了多个构成要素。物理环境要素是建筑环境的基础，主要包括热湿环境、声环境、光环境和空气环境。热湿环境涉及室内的温度、湿度、气流速度等因素，这些因素直接影响人体的热舒适感。例如，在炎热的夏季，室内温度过高会让人感到烦躁、疲惫，而适宜的温度和湿度能使人保持良好的工作和生活状态。声环境主要关注室内外的噪声水平和音质效果。安静的环境有助于人们集中注意力、休息和交流，而良好的音质则在剧院、音乐厅等场所尤为重要。光环境包括自然采光和人工照明，合理的光环境不仅能满足视觉需求，还能影响人们的情绪和生理节律。空气环境则与室内空气质量密切相关，如空气中的有害气体浓度、颗粒物含量等，直接关系到人们的健康。建筑空间要素也是建筑环境的重要组成部分。它包括建筑的平面布局、空间尺度和空间形态等。合理的平面布局能够使功能分区明确，提高空间的使用效率。例如，在住宅设计中，将卧室、客厅、厨房等功能区合理划分，能满足人们不同的生活需求。空间尺度的大小会给人带来不同的心理感受，过大的空间可能会让人感到空旷和孤独，而过小的空间则会使人感到压抑。空间形态则包括空间的形状、比例等，独特的空间形态可以创造出富有个性和艺术感的建筑环境。建筑视觉环境要素主要涉及建筑的外观、色彩和装饰等方面。建筑的外观是给人的第一印象，它的风格和造型反映了建筑的文化内涵和时代特征。色彩的运用能够营造出不同的氛围，如温暖的色调可以让人感到亲切和舒适，而冷色调则可能给人带来冷静和高雅的感觉。装饰则可以丰富建筑的视觉效果，增强建筑的艺术感染力。2.分析建筑环境与可持续发展的关系。建筑环境与可持续发展密切相关，二者相互影响、相互促进。从资源利用角度来看，建筑在其整个生命周期内，包括建设、使用和拆除阶段，都需要消耗大量的资源，如土地、水、能源和建筑材料等。可持续发展要求在建筑环境的营造过程中，尽可能减少资源的消耗，提高资源的利用效率。例如，采用节能的建筑设计和技术，如太阳能热水器、地源热泵等，可以减少对传统能源的依赖，降低能源消耗。在建筑材料的选择上，优先选用可再生、可回收的材料，如木材、钢材等，不仅可以减少资源的浪费，还能降低对环境的破坏。在环境保护方面，建筑活动会对周围环境产生一定的影响，如施工过程中的扬尘、噪声污染，以及建筑使用过程中产生的废弃物等。可持续发展强调建筑环境的营造要与环境保护相协调，减少对环境的负面影响。例如，通过合理的建筑布局和绿化设计，可以改善建筑周围的生态环境，提高空气质量。同时，采用雨水收集和污水处理系统，可以实现水资源的循环利用，减少对水环境的污染。建筑环境的可持续发展还与人的健康和福祉密切相关。良好的建筑环境能够为人们提供健康、舒适的生活和工作空间，促进人们的身心健康。例如，充足的自然采光和通风可以减少室内细菌和有害气体的滋生，提高室内空气质量，有利于人们的身体健康。此外，可持续发展的建筑环境还注重与周边社区的融合，提供便捷的交通、教育、医疗等公共服务设施，提高居民的生活质量。从经济发展的角度来看，建筑环境的可持续发展可以带来长期的经济效益。虽然在短期内，采用可持续发展的建筑技术和材料可能会增加建筑成本，但从长远来看，节能、节水等措施可以降低建筑的运营成本，提高建筑的市场竞争力。同时，可持续建筑的发展还可以带动相关产业的发展，创造就业机会，促进经济的增长。第二章建筑热湿环境1.解释热舒适的概念，并说明影响热舒适的因素有哪些。热舒适是指人体对热环境感到满意的状态，是人体生理和心理对热环境的综合感受。影响热舒适的因素主要包括以下几个方面。人体的代谢率是影响热舒适的重要因素之一。代谢率是指人体在单位时间内产生的热量，它与人体的活动强度密切相关。不同的活动强度会导致不同的代谢率，如静坐时的代谢率较低，而剧烈运动时的代谢率则会大幅提高。当人体的代谢率发生变化时，对热环境的需求也会相应改变。例如，在进行剧烈运动后，人体需要较低的环境温度来散发多余的热量，以保持热平衡。环境因素对热舒适也有重要影响。空气温度是最直观的环境因素之一，它直接影响人体与环境之间的热交换。一般来说，人体在2226℃的环境温度下会感到比较舒适。相对湿度也会影响热舒适感，过高的湿度会使人感到闷热，而过低的湿度则可能导致皮肤干燥、呼吸道不适等问题。通常，相对湿度在40%60%之间较为适宜。气流速度也会影响人体的热感觉，适当的气流速度可以加速人体表面的汗液蒸发，带走热量，使人感到凉爽。但如果气流速度过大，可能会让人感到寒冷和不适。服装热阻也是影响热舒适的一个因素。不同的服装具有不同的热阻，它可以调节人体与环境之间的热交换。在寒冷的环境中，人们会穿上厚衣服来增加热阻，减少热量的散失；而在炎热的环境中，则会选择轻薄、透气的衣服，以利于散热。此外，人的心理因素也会对热舒适产生影响。例如，人们的期望、习惯和文化背景等都会影响他们对热环境的感受。一个习惯了炎热气候的人，可能对较高的环境温度有更强的适应能力，而对热环境有较高期望的人，可能会对热环境更加敏感。2.简述围护结构的传热过程及传热方式。围护结构的传热过程是一个复杂的过程，它涉及到多种传热方式，主要包括导热、对流和辐射。围护结构的传热过程可以分为三个阶段。首先是内表面吸热阶段，室内空气与围护结构的内表面之间通过对流和辐射进行热交换，使内表面吸收热量。例如，在冬季，室内的暖气通过对流将热量传递给室内空气，室内空气再将热量传递给围护结构的内表面。接着是围护结构内部的导热阶段，热量从围护结构的内表面通过材料的分子振动和电子运动，逐渐传递到外表面。不同的围护结构材料具有不同的导热性能，导热系数越小的材料，其隔热性能越好。最后是外表面散热阶段，围护结构的外表面与室外空气之间通过对流和辐射将热量散发到室外环境中。例如，在夏季，围护结构的外表面吸收太阳辐射热后，通过对流将热量传递给室外空气，同时也通过辐射将热量散发到周围环境中。导热是指热量在物体内部或物体之间由于温度差而引起的分子振动和电子运动的结果。在围护结构中，热量从温度较高的一侧传递到温度较低的一侧，是通过材料内部的微观粒子的热运动来实现的。例如，在墙体中，热量从室内一侧通过砖块、保温材料等传递到室外一侧。对流是指流体（气体或液体）中由于温度差而引起的流体流动，从而实现热量传递的过程。在围护结构的传热过程中，对流主要发生在围护结构的内外表面与空气之间。例如，室内空气与围护结构内表面之间的对流换热，以及室外空气与围护结构外表面之间的对流换热。辐射是指物体通过电磁波的形式向外发射能量的过程。所有温度高于绝对零度的物体都会向外辐射能量，辐射换热不需要介质，可以在真空中进行。在围护结构的传热过程中，辐射主要发生在室内外物体之间以及围护结构的内外表面之间。例如，太阳辐射会照射到围护结构的外表面，使其温度升高；而围护结构的内表面也会与室内的其他物体之间进行辐射换热。第三章建筑声环境1.阐述噪声对人体的危害及控制措施。噪声对人体的危害是多方面的，主要包括生理和心理两个方面。在生理方面，长期暴露在噪声环境中会对人的听力造成损害。高强度的噪声会损伤内耳的毛细胞，导致听力下降，甚至引起噪声性耳聋。此外，噪声还会影响人的心血管系统，使血压升高、心率加快，增加心脏病和中风的发病风险。噪声也会干扰人的神经系统，导致头痛、头晕、失眠、记忆力减退等症状。消化系统也会受到噪声的影响，可能会引起食欲不振、消化不良等问题。在心理方面，噪声会使人感到烦躁、焦虑、易怒，影响人的情绪和精神状态。长期处于噪声环境中，还可能导致人的注意力不集中、工作效率低下，甚至引发心理疾病。为了控制噪声对人体的危害，可以采取以下措施。在声源处控制是最有效的方法之一。通过改进设备的设计和制造工艺，降低设备的噪声水平。例如，采用低噪声的发动机、电机等设备，减少机械设备运行时产生的噪声。对于一些无法避免产生噪声的设备，可以安装消声器、减震器等装置，降低噪声的产生和传播。在传播途径上采取措施也可以有效降低噪声。例如，采用吸声材料对房间的墙壁、天花板等进行处理，吸收和反射噪声，减少噪声的反射和传播。设置隔音屏障也是一种常用的方法，如在道路两旁设置隔音墙，可以阻挡交通噪声的传播。合理的建筑布局也可以减少噪声的影响，将噪声源与需要安静的区域隔离开来。在接受者防护方面，可以为人们提供个人防护用品，如耳塞、耳罩等，减少噪声对听力的损害。同时，加强对人们的宣传教育，提高人们的噪声防护意识，让人们了解噪声的危害和防护方法。2.分析室内音质设计的主要内容和要求。室内音质设计的主要内容包括音质评价指标的确定、体型设计、吸声材料和结构的选择以及声学效果的模拟和调试等方面。音质评价指标是室内音质设计的重要依据，主要包括混响时间、清晰度、丰满度、立体感等。混响时间是指声音在室内衰减60dB所需的时间，它是衡量室内音质的重要指标之一。不同类型的建筑，如剧院、音乐厅、会议室等，对混响时间有不同的要求。一般来说，音乐厅需要较长的混响时间，以保证声音的丰满度；而会议室则需要较短的混响时间，以保证语言的清晰度。清晰度是指声音的可懂度，它与混响时间、声音的强度等因素有关。丰满度是指声音的圆润、厚实程度，它与早期反射声的强度和分布有关。立体感则是指声音的空间感和方位感，它可以增强听众的听觉体验。体型设计是室内音质设计的关键环节。合理的体型设计可以使声音在室内均匀分布，避免出现声学缺陷，如回声、声聚焦、颤动回声等。例如，在剧院的设计中，采用扇形、钟形等体型，可以使声音更好地扩散，提高音质效果。同时，要注意避免出现大面积的平行墙面，以免产生颤动回声。吸声材料和结构的选择也非常重要。吸声材料可以吸收声音的能量，减少声音的反射，从而调节室内的混响时间和音质效果。常见的吸声材料有多孔吸声材料、共振吸声结构等。多孔吸声材料如玻璃棉、岩棉等，具有良好的中高频吸声性能；共振吸声结构如穿孔板吸声结构等，则可以在特定的频率范围内具有较好的吸声效果。在选择吸声材料和结构时，要根据室内的使用功能和音质要求进行合理选择。声学效果的模拟和调试是确保室内音质达到设计要求的重要步骤。在设计阶段，可以采用计算机模拟软件对室内的声学效果进行模拟分析，预测室内的音质指标，以便及时调整设计方案。在建筑施工完成后，还需要进行声学调试，通过测量和调整室内的声学参数，如混响时间、声压级等，使室内的音质达到最佳效果。第四章建筑光环境1.说明天然采光的优点及设计原则。天然采光具有诸多优点。首先，天然采光可以提供更健康的照明环境。自然光中包含了各种光谱成分，与人工照明相比，更接近人体的生理节律，有助于调节人体的生物钟，提高人们的睡眠质量和身体健康水平。充足的自然光还可以促进维生素D的合成，增强人体的免疫力。其次，天然采光可以节约能源。利用自然光进行室内照明，可以减少人工照明的使用时间和强度，从而降低能源消耗和电费支出。据统计，合理的天然采光设计可以使建筑的照明能耗降低30%70%。此外，天然采光还可以提高室内环境的舒适度和视觉质量。自然光的强度和颜色会随着时间和天气的变化而变化，这种动态的照明效果可以为室内营造出丰富的视觉体验，使人们感到更加舒适和愉悦。同时，自然光的均匀分布可以减少阴影和眩光的产生，提高视觉的清晰度和舒适度。天然采光的设计原则主要包括以下几点。充分利用自然光的原则。在建筑设计中，要合理规划建筑的朝向和布局，使建筑物能够充分接收自然光。例如，将主要的使用空间布置在朝南的方向，以获得更多的阳光照射。同时，要合理设计窗户的大小、位置和形状，确保自然光能够顺利进入室内。均匀分布原则。要使自然光在室内均匀分布，避免出现局部过亮或过暗的现象。可以通过采用反射板、导光管等采光设备，将自然光引入到室内较深的区域。在窗户的设计上，可以采用多个小窗户代替一个大窗户，以增加自然光的均匀性。避免眩光原则。眩光会使人感到不适，降低视觉质量。在天然采光设计中，要避免直接将阳光引入到人们的视线范围内。可以通过设置遮阳设施，如遮阳板、百叶窗等，调节阳光的入射角度，减少眩光的产生。与建筑整体设计相协调原则。天然采光设计要与建筑的功能、风格和结构相协调。例如，在一些具有特殊功能的建筑中，如博物馆、美术馆等，要根据展品的特点和展示要求，设计合理的天然采光方案。同时，采光设计要与建筑的外观设计相统一，使建筑既具有良好的采光效果，又具有美观的外观。2.简述人工照明的分类及照明质量的评价指标。人工照明可以分为以下几类。一般照明是为了照亮整个空间而设置的照明方式，它可以提供均匀的照明环境，满足人们在室内的基本视觉需求。例如，在办公室、教室等场所，通常采用一般照明来提供整体的照明。局部照明是为了满足特定区域或任务的照明需求而设置的照明方式。例如，在书桌上设置台灯，为阅读和书写提供足够的照明；在工作台上设置局部照明，为精细操作提供清晰的视觉条件。混合照明是将一般照明和局部照明相结合的照明方式，它既可以提供整体的照明环境，又可以满足特定区域的照明需求。在一些大型的商业场所、工厂车间等，通常采用混合照明的方式。照明质量的评价指标主要包括以下几个方面。照度是指被照面单位面积上接受的光通量，它是衡量照明强度的一个重要指标。不同的场所和任务对照度有不同的要求，如办公室的一般照明照度要求为300500lx，而手术室的照度要求则高达10002000lx。照度均匀度是指被照面上最小照度与平均照度之比，它反映了照明的均匀程度。较高的照度均匀度可以减少视觉疲劳，提高视觉质量。一般来说，室内照明的照度均匀度不应低于0.7。显色指数是指光源对物体真实颜色的还原能力，它用Ra表示，取值范围为0100。Ra值越高，光源对物体颜色的还原能力越强。在一些对颜色要求较高的场所，如美术馆、服装店等，应选择显色指数较高的光源。眩光限制也是评价照明质量的一个重要指标。眩光会使人感到不适，降低视觉质量。可以通过采用合理的灯具选型、布置和安装方式，以及设置遮光罩等措施，来限制眩光的产生。此外，照明的稳定性、频闪等指标也会影响照明质量。照明的稳定性是指光源的光通量和发光强度在一段时间内的变化程度，频闪则是指光源发出的光随时间呈快速、重复的变化。不稳定的照明和频闪可能会引起人们的视觉疲劳和头痛等症状，因此在照明设计中要尽量避免。第五章建筑空气环境1.分析室内空气污染的来源及危害。室内空气污染的来源广泛，主要包括以下几个方面。建筑材料和装修材料是室内空气污染的重要来源之一。一些建筑材料和装修材料中含有有害物质，如甲醛、苯、氨、氡等。甲醛主要来源于人造板材、胶粘剂等，它是一种无色、有刺激性气味的气体，长期接触甲醛可能会导致呼吸道疾病、皮肤过敏、白血病等疾病。苯主要来源于油漆、涂料、溶剂等，它是一种致癌物质，对人体的神经系统和造血系统有严重的损害。氨主要来源于混凝土外加剂，它具有强烈的刺激性气味，会对人体的呼吸道和眼睛造成刺激。氡是一种放射性气体，主要来源于天然石材、土壤等，长期暴露在氡气环境中，可能会增加患肺癌的风险。室内燃烧产物也是室内空气污染的一个重要来源。在室内做饭、取暖、吸烟等活动都会产生燃烧产物，如一氧化碳、二氧化碳、颗粒物、氮氧化物等。一氧化碳是一种无色、无味的有毒气体，它会与人体血液中的血红蛋白结合，导致人体缺氧，严重时可能会危及生命。二氧化碳虽然本身无毒，但室内二氧化碳浓度过高会使人感到头晕、乏力、嗜睡等。颗粒物和氮氧化物则会对人体的呼吸系统和心血管系统造成损害。人体自身的代谢产物也会对室内空气造成污染。人体在呼吸、出汗、排泄等过程中会排出大量的废气和废物，如二氧化碳、水蒸气、细菌、病毒等。这些代谢产物会使室内空气变得污浊，增加室内空气污染的程度。此外，室外空气污染也会对室内空气造成影响。当室外空气质量较差时，如存在雾霾、沙尘等天气，室外的污染物会通过门窗等缝隙进入室内，导致室内空气质量下降。室内空气污染会对人体健康造成严重的危害。它会引起各种呼吸道疾病，如咳嗽、哮喘、支气管炎等。长期暴露在污染的室内空气中，还可能会增加患肺癌、心血管疾病等慢性疾病的风险。室内空气污染还会影响人的神经系统，导致头痛、头晕、失眠、记忆力减退等症状。对于儿童、老年人和免疫力低下的人群，室内空气污染的危害更为严重。2.简述改善室内空气环境的措施。改善室内空气环境可以从以下几个方面入手。源头控制是改善室内空气环境的关键。在建筑材料和装修