2025年建筑环境学试题及答案

2025年建筑环境学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于热舒适PMV-PPD指标的描述，正确的是（）。A.PMV=0时，PPD=5%B.PMV正值表示环境偏冷C.PPD仅反映热感觉的离散程度D.ISO7730标准规定PPD≤10%为可接受范围答案：D2.自然通风的主要驱动力不包括（）。A.室内外温差引起的热压B.风速变化引起的风压C.机械风机的强制对流D.建筑开口的高度差答案：C3.某建筑外墙由水泥砂浆（热阻0.017m²·K/W）、加气混凝土（热阻0.51m²·K/W）、保温板（热阻0.82m²·K/W）三层组成，其传热阻为（）。A.1.347m²·K/WB.1.235m²·K/WC.0.847m²·K/WD.0.935m²·K/W答案：A（总热阻=各层热阻之和=0.017+0.51+0.82=1.347）4.下列光环境指标中，反映视觉舒适程度的是（）。A.照度B.亮度C.显色指数D.眩光指数答案：D5.建筑声环境中，空气声隔绝的主要措施是（）。A.增加墙体密度B.铺设弹性地面材料C.设置浮筑楼板D.安装吸声吊顶答案：A6.夏季建筑围护结构的隔热设计中，关键是降低（）。A.内表面最高温度B.外表面太阳辐射吸收系数C.材料导热系数D.墙体厚度答案：A7.天然采光设计中，窗地比是指（）。A.窗洞口面积与地面面积之比B.窗玻璃面积与地面面积之比C.窗洞口面积与房间净面积之比D.窗玻璃面积与房间净面积之比答案：A8.下列建筑热工设计分区中，属于温和地区的是（）。A.1月平均气温≤-10℃B.7月平均气温25~29℃，1月平均气温0~10℃C.7月平均气温<25℃，1月平均气温0~13℃D.7月平均气温≥25℃，1月平均气温>10℃答案：C9.建筑能耗模拟中，得热量与冷负荷的主要区别在于（）。A.得热量包含显热和潜热，冷负荷仅含显热B.得热量是瞬时值，冷负荷是累计值C.得热量通过围护结构传入，冷负荷通过设备产生D.得热量可能延迟转化为冷负荷答案：D10.下列关于建筑通风效率的描述，错误的是（）。A.混合通风效率通常低于置换通风B.效率越高，相同通风量下室内污染物浓度越低C.效率计算需考虑通风方式和气流组织D.自然通风效率一定高于机械通风答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1.建筑热环境的综合评价指标包括______、______和______（至少填三个）。答案：PMV、PPD、有效温度（ET）2.围护结构的传热过程包括______、______和______三个阶段。答案：表面吸热、结构传热、表面放热3.太阳高度角的计算公式为h=arcsin（sinφsinδ+cosφcosδcosω），其中φ代表______，δ代表______，ω代表______。答案：当地纬度、太阳赤纬角、时角4.建筑光环境中，照度的单位是______，亮度的单位是______。答案：勒克斯（lx）、坎德拉每平方米（cd/m²）5.声环境中，人耳对______Hz左右的声音最敏感；声压级的参考声压是______Pa。答案：1000、2×10⁻⁵6.绿色建筑评价标准中，室内环境质量的控制指标包括______、______、______（至少填三个）。答案：温度、湿度、新风量、照度、噪声7.自然通风的热压计算中，作用压力与______、______和______成正比。答案：进排风口高度差、室内外空气密度差、重力加速度8.建筑遮阳的形式主要有______、______、______和______（至少填四种）。答案：水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳、挡板遮阳9.建筑能耗中，______能耗占比最高，约为______%（填写范围）。答案：空调（或采暖）、50~6010.被动式超低能耗建筑的核心技术包括______、______和______（至少填三个）。答案：高效保温围护结构、无热桥设计、高效新风热回收三、简答题（每题8分，共40分）1.简述城市热岛效应的形成机制及缓解措施。答：形成机制：①城市下垫面（如混凝土、沥青）热容大、反射率低，吸收更多太阳辐射；②人为热排放（如空调、交通、工业）增加环境热量；③城市建筑密集，通风受阻，热量不易扩散；④大气污染（如CO₂、颗粒物）增强温室效应。缓解措施：①增加城市绿地与水体面积，利用植物蒸腾和水面蒸发降温；②采用高反射率、低辐射的“冷屋顶”“冷路面”材料；③优化城市布局，增加通风廊道；④推广绿色建筑，减少人为热排放；⑤控制大气污染，降低温室气体浓度。2.自然通风设计中，如何通过建筑布局和构造优化提高通风效率？答：①建筑布局：采用行列式或错列式排列，避免“风影区”；建筑朝向与夏季主导风向夹角控制在30°~60°，利用风压差形成穿堂风；建筑群间距不小于建筑高度的1.5~2倍，保证通风路径畅通。②构造设计：设置可开启外窗（开启面积≥房间地板面积的1/20），采用上下双层窗或高侧窗，利用热压增强通风；屋顶设置通风塔或风帽，引导气流；建筑底层架空，减少风阻；结合绿化（如导风林）引导气流方向。3.对比分析外墙外保温与内保温的优缺点，并说明适用场景。答：外保温优点：①保护主体结构，避免温度应力引起的开裂；②消除热桥效应，提高保温效率；③不占用室内空间；④适用于既有建筑改造。缺点：对施工工艺要求高（需防渗水、抗裂）；成本较高；易受外部环境（如冻融、碰撞）影响。内保温优点：施工方便，成本较低；维修容易。缺点：①热桥部位易结露（如梁柱、墙角）；②室内温度波动大，舒适性差；③占用室内空间；④影响二次装修。适用场景：外保温适用于寒冷、严寒地区及对节能要求高的新建建筑；内保温适用于夏热冬暖地区或临时建筑、改造难度大的既有建筑。4.建筑光环境质量需评价哪些要素？如何通过设计改善天然采光效果？答：评价要素：①照度水平（满足功能需求）；②照度均匀度（≥0.7）；③眩光控制（统一眩光值UGR≤19）；④显色性（Ra≥80）；⑤天然光利用比例（如采光系数）。改善措施：①优化窗的位置与尺寸（如高侧窗增加深部照度）；②采用透光率高的玻璃（如Low-E玻璃）；③设置反射板、光导管等导光装置，将光线引入房间深处；④使用浅色内饰（反射率≥0.5），提高反射光利用；⑤结合遮阳（如百叶、格栅）避免直射眩光，同时保持光线均匀。5.建筑声环境中，如何控制设备噪声（如空调机组）的传播？答：①声源控制：选用低噪声设备（如低转速风机），设备基础安装隔振器（如橡胶垫、弹簧），管道与设备软连接（如柔性接头）。②传播路径控制：设备机房做吸声处理（墙面、顶面安装吸声棉），管道包裹隔声材料（如阻尼毡+玻璃棉）；设置隔声门（隔声量≥30dB）、隔声窗（双层玻璃+空气层）；设备与建筑主体分离（如独立基础），避免固体传声。③接收点防护：在敏感房间（如卧室）设置吸声吊顶、隔声窗帘，或采用有源降噪技术抵消残余噪声。四、计算题（每题10分，共40分）1.某建筑南墙为370mm厚黏土砖（导热系数λ=0.81W/(m·K)），内侧抹20mm厚水泥砂浆（λ=0.93W/(m·K)），外侧贴50mm厚XPS保温板（λ=0.03W/(m·K)）。已知内表面换热系数α₁=8.7W/(m²·K)，外表面换热系数α₂=23W/(m²·K)。计算该墙体的传热系数K（保留两位小数）。解：各层热阻计算：水泥砂浆层：R₁=d₁/λ₁=0.02/0.93≈0.0215m²·K/W黏土砖层：R₂=d₂/λ₂=0.37/0.81≈0.4568m²·K/WXPS保温板：R₃=d₃/λ₃=0.05/0.03≈1.6667m²·K/W内表面换热阻：R₁=1/α₁=1/8.7≈0.1149m²·K/W外表面换热阻：R₂=1/α₂=1/23≈0.0435m²·K/W总热阻R₀=R₁+R₂+R₃+R内+R外=0.0215+0.4568+1.6667+0.1149+0.0435≈2.2934m²·K/W传热系数K=1/R₀≈1/2.2934≈0.44W/(m²·K)2.某办公室长8m、宽6m、高3m，夏季室内设计温度26℃，室外空气温度32℃。采用自然通风，进风口位于地面（面积0.5m²），排风口位于屋顶（面积0.5m²），进排风口中心高度差5m。空气密度ρ=1.2kg/m³，重力加速度g=9.8m/s²，流量系数μ=0.6。计算该房间的自然通风量（m³/h）。解：热压作用压力P=ρgH(ΔT/T₀)，其中ΔT=32-26=6℃，T₀=273+26=299K，H=5mP=1.2×9.8×5×(6/299)≈1.2×9.8×5×0.0201≈1.182Pa通风量Q=μA√(2P/ρ)，A=0.5m²（进排风口面积相同，取较小值）Q=0.6×0.5×√(2×1.182/1.2)=0.3×√(1.97)=0.3×1.404≈0.421m³/s换算为m³/h：0.421×3600≈1515.6m³/h3.某教室长10m、宽8m、高3.5m，设计平均照度500lx，选用40WLED灯（光效120lm/W），灯具利用系数0.6，维护系数0.8。计算至少需要安装多少盏灯（保留整数）。解：总光通量Φ=E×A/(η×K)，其中E=500lx，A=10×8=80m²，η=0.6，K=0.8Φ=500×80/(0.6×0.8)=40000/0.48≈83333.33lm每盏灯的光通量=40W×120lm/W=4800lm灯具数量=83333.33/4800≈17.36，取18盏4.某空调外机噪声源在1m处的声压级为75dB（A），求距离外机5m处的声压级（假设为自由声场，点声源）。解：点声源在自由场中，距离r处的声压级L(r)=L(r₀)-20lg(r/r₀)已知r₀=1m，L(r₀)=75dB，r=5mL(5)=75-20lg(5/1)=75-20×0.69897≈75-13.98≈61.02dB（A）五、论述题（每题10分，共20分）1.结合“双碳”目标，论述建筑环境设计中如何通过被动式技术降低能耗并提升室内环境质量。答：“双碳”目标要求建筑行业减少碳排放，被动式技术通过利用自然条件（如太阳辐射、通风、采光）降低对主动能源（如空调、照明）的依赖，是关键路径。①热环境调控：通过优化建筑朝向（如冬季正南偏西15°接收更多太阳辐射）、增加围护结构保温性能（如采用200mm厚聚氨酯保温层，传热系数≤0.2W/(m²·K)）减少冷热负荷；设置外遮阳（如水平遮阳板，挑出长度L=H×tan(太阳高度角)）避免夏季过热；利用穿堂风（建筑间距≥1.5倍建筑高度，开启面积≥地板面积1/15）降低夏季室温，减少空调使用。②光环境优化：采用导光管将自然光引入无窗房间（如地下车库），减少白天人工照明；设计锯齿形屋顶（采光面倾斜30°~45°）提高工业厂房照度均匀度；结合光控系统（如照度传感器联动灯具），当天然光充足时自动关闭人工照明，节能率可达30%~50%。③声环境改善：利用绿化隔离带（宽度≥10m的乔灌木混合林）降低交通噪声（衰减5~10dB）；设计凹形建筑布局（如四合院），通过建筑自身反射阻隔外部噪声；采用透气吸声材料（如木丝板）作为墙面装饰，在吸收噪声的同时保证室内空气流通，提升舒适性。④综合效益：被动式技术可降低建筑运行能耗30%~60%，同时避免主动设备（如空调）的噪声、吹风感等问题，提升热舒适、光舒适和声舒适；减少化石能源消耗，直接降低碳排放（如某被动式超低能耗建筑案例显示，年碳排放量较传统建筑减少45%），符合“双碳”目标要求。2.对比分析居住建筑与公共建筑在建筑环境设计中的核心差异，并说明原因。答：核心差异体现在功能需求、使用时间、人员密度和空间形态四个方面。①功能需求：居住建筑以私密、舒适为主（如卧室需低噪声≤30dB(A)，客厅需均匀照度≥300lx）；公共建筑（如商场、办公室）强调功能性（如商场需高照度≥500lx引导购物，办公室需低眩光UGR≤19保证工作效率）和人流导向（如走廊需明确的通风路径避免拥堵）。②使用时间：居住建筑昼夜使用（夜间睡眠时段对热环境要求更严格，如卧室温度20~22℃）；公共建筑多为日间使用（如办公室8:00~18:00），可利用夜间自然通风预冷（如夜间通风降温2~3℃）降低次日空调负荷。③人员密度：居住建筑人员密度低（0.1~0.3人/m²），新风需求小（30m³/(h·人)）；公共建筑（如会议室）人员密度高（0.5~1人/m²），