(2025年)建筑环境学复习题附答案

(2025年)建筑环境学复习题附答案一、名词解释1.热岛效应：答案：城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”。城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。2.有效温度：答案：它是根据半裸的人与穿夏季薄衫的人在一定条件的环境中所反应的瞬时热感觉所制定的。是综合考虑了干球温度、相对湿度、空气流速对人体冷热感觉影响的一个单一数值指标。3.热舒适：答案：人对热环境基于生理和心理的主观感觉满意程度。是指人体处于不冷不热的中性状态，即认为“不存在令人不舒适的热感觉”。它受到人体活动量、衣着、环境温度、湿度、风速等多种因素的影响。4.太阳高度角：答案：太阳光线与地平面的夹角。它随时间、季节和纬度而变化，其大小决定了太阳辐射在地面上的强度分布，对建筑物的日照、采光、得热等有重要影响。5.围护结构热惰性指标：答案：表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标，它与材料的蓄热系数、材料层厚度等有关。热惰性指标越大，围护结构抵抗温度变化的能力越强，室内温度越稳定。二、选择题1.人体与外界的热交换形式中，（）是人体与周围环境温差有关的热交换方式。A.辐射B.对流C.蒸发D.传导答案：AB解析：辐射换热与人体和周围环境的表面温度差有关；对流换热与人体表面温度和空气温度差有关。蒸发主要与人体出汗和周围空气的水蒸气分压力有关；传导是通过直接接触进行热传递，与温差有关但不是本题强调的与周围环境温差的典型热交换方式。2.以下哪种措施不能有效减弱城市热岛效应？（）A.增加城市绿地面积B.增加城市水域面积C.提高建筑物的高度D.采用低反射率的建筑材料答案：CD解析：增加城市绿地面积和水域面积可以通过植物蒸腾和水的蒸发等作用吸收热量，调节气温，减弱热岛效应。提高建筑物高度会阻碍空气流通，不利于热量散发；采用低反射率的建筑材料会吸收更多的太阳辐射热，加剧热岛效应。3.太阳方位角是指（）。A.太阳光线与地平面的夹角B.太阳光线在水平面上的投影与正南方向的夹角C.太阳高度角的余角D.太阳光线与铅垂线的夹角答案：B解析：太阳方位角是太阳光线在水平面上的投影与正南方向的夹角，用于确定太阳在天空中的水平位置。太阳光线与地平面的夹角是太阳高度角。4.以下关于人体热舒适的说法，正确的是（）。A.只要室内温度恒定，人就一定感觉舒适B.人体热舒适只与环境因素有关C.人体活动量增加时，对环境温度的要求会降低D.相对湿度对人体热舒适没有影响答案：C解析：人体热舒适是一个综合的主观感受，不仅与室内温度有关，还与湿度、风速、人体活动量、衣着等多种因素有关，A选项错误；人体热舒适既与环境因素有关，也与人体自身的生理和心理状态有关，B选项错误；相对湿度会影响人体汗液的蒸发，从而影响热舒适，D选项错误；人体活动量增加时，新陈代谢加快，产热增加，对环境温度的要求会降低。5.围护结构的传热系数K值越小，说明（）。A.围护结构的保温性能越好B.围护结构的蓄热性能越好C.围护结构的隔热性能越好D.围护结构的防潮性能越好答案：A解析：传热系数K表示在稳态条件下，围护结构两侧空气温差为1K时，单位时间内通过单位面积围护结构的传热量。K值越小，说明传热量越少，围护结构的保温性能越好。蓄热性能主要与热惰性指标等有关；隔热性能强调对热流波动的抵抗能力；防潮性能与材料的吸水性等有关。三、简答题1.简述影响人体热舒适的因素有哪些？答案：影响人体热舒适的因素主要包括以下两类：环境因素：温度：包括空气温度和周围表面温度。适宜的温度范围是人体热舒适的重要条件，过高或过低的温度都会使人感到不舒适。湿度：相对湿度影响人体汗液的蒸发，进而影响人体的散热。一般来说，相对湿度在40%60%之间人体感觉较为舒适。空气流速：适当的空气流速可以促进人体汗液的蒸发，增强人体的散热，提高热舒适感。但过大的风速会使人感到寒冷和不舒适。热辐射：人体与周围环境的辐射换热会影响人体的热平衡。周围物体表面温度过高或过低，都会引起人体的热不舒适。人体自身因素：活动量：人体活动量越大，新陈代谢越旺盛，产热量越多，对环境温度的要求就越低。衣着：不同的衣着具有不同的隔热性能，会影响人体与环境的热交换，从而影响热舒适。2.说明城市热岛效应产生的原因及危害。答案：产生原因：下垫面性质改变：城市中大量的建筑物、道路等多为砖石、水泥、沥青等材料，这些材料的比热容小，吸收太阳辐射后升温快，且不易散热，使得城市地表温度高于郊区。人为热排放：城市中工业生产、交通运输、居民生活等活动会释放大量的热量，如工厂的废热排放、汽车尾气的热量等。绿地和水体减少：城市建设过程中，大量的绿地和水体被破坏和占用，植物蒸腾和水的蒸发作用减弱，导致城市散热能力下降。大气污染：城市中的大气污染物如颗粒物、温室气体等会吸收和反射太阳辐射和地面长波辐射，使城市热量不易散失。城市建筑布局：城市中建筑物密集，通风不畅，不利于热量的扩散。危害：增加能源消耗：为了降低室内温度，城市居民和企业需要消耗更多的能源用于空调制冷，导致能源供应紧张和能源成本增加。影响人体健康：高温环境容易引发中暑、心血管疾病等健康问题，同时也会加重城市空气污染，对人体呼吸系统造成危害。影响生态环境：热岛效应会改变城市局部气候，影响植物的生长和发育，破坏生态平衡。还可能导致城市周边地区的降水分布发生变化，引发气象灾害。影响城市规划和建设：热岛效应会影响建筑物的设计和布局，增加城市基础设施的建设和维护成本。3.简述围护结构隔热设计的主要措施。答案：围护结构隔热设计的主要措施有：采用隔热材料：选用导热系数小的隔热材料，如聚苯板、岩棉板等，增加围护结构的热阻，减少热量传递。可以将隔热材料设置在围护结构的外侧、中间或内侧。增加围护结构的热惰性：通过选择蓄热系数大的材料和适当增加材料层厚度，提高围护结构的热惰性指标。这样可以使围护结构在外界温度波动时，内部温度变化较为平缓，起到隔热作用。外表面处理：采用浅色、高反射率的外表面材料，如白色涂料、铝板等，减少太阳辐射的吸收。也可以在围护结构外表面设置遮阳设施，如遮阳板、遮阳篷等，阻挡太阳直射。通风隔热：在围护结构中设置通风间层，如通风屋面、通风外墙等。通过空气的流动带走热量，降低围护结构的温度。绿化隔热：在建筑物屋顶和外墙进行绿化，植物的蒸腾作用可以吸收热量，降低周围环境温度。同时，植被还可以阻挡太阳辐射，起到隔热效果。4.解释太阳辐射对建筑环境的影响。答案：太阳辐射对建筑环境有着多方面的影响：热环境方面：得热：太阳辐射通过窗户、屋顶和外墙等进入建筑物内部，使室内温度升高，增加建筑物的空调冷负荷。在冬季，适当的太阳辐射得热可以减少建筑物的采暖能耗。温度分布：太阳辐射在建筑物不同朝向和部位的分布不均匀，会导致建筑物各部分的温度差异。例如，南向房间在白天受到的太阳辐射较多，温度相对较高；而北向房间则相反。围护结构温度：太阳辐射会使围护结构表面温度升高，影响围护结构的隔热性能。过高的表面温度还可能导致围护结构材料的老化和损坏。光环境方面：自然采光：太阳辐射是建筑物自然采光的主要光源。合理的建筑朝向和窗户设计可以充分利用太阳辐射，提供充足的室内采光，减少人工照明的使用，节约能源。光质量：太阳辐射的强度和光谱特性会影响室内光的质量。直射阳光可能会产生眩光，影响视觉舒适度；而散射光则可以提供更均匀、柔和的照明效果。建筑外观和造型方面：建筑设计：太阳辐射的方向和强度会影响建筑的外观设计和造型。建筑师需要考虑太阳辐射的因素，合理设计建筑的朝向、体型系数和遮阳设施，以达到节能和美观的效果。色彩和材料选择：太阳辐射会影响建筑材料的颜色和耐久性。在选择建筑材料和色彩时，需要考虑其对太阳辐射的吸收和反射特性，以保证建筑外观的长期美观。四、计算题1.已知某房间的外墙面积为20m²，传热系数K=1.5W/(m²·K)，室内温度为25℃，室外温度为5℃，求该外墙的传热量。答案：根据传热公式Q=K×A×ΔT，其中Q已知K=1.5W/(将数据代入公式可得：Q所以该外墙的传热量为600W。2.某建筑物屋顶采用钢筋混凝土板，厚度d=100mm，钢筋混凝土的导热系数λ=1.74W答案：热惰性指标D的计算公式为D=R×S，其中材料层热阻R=，已知d=100mmR又已知S=17.2所以该屋顶的热惰性指标约为0.99。五、论述题论述建筑节能设计中如何综合考虑建筑环境学的各个因素。答案：在建筑节能设计中，综合考虑建筑环境学的各个因素是实现高效节能的关键，以下从多个方面进行论述：1.选址与规划：地理气候条件：根据不同地区的气候特点，如寒冷地区注重冬季保温，炎热地区注重夏季隔热和通风。选择合适的建筑地址，避免在风口、低洼地等不利于节能的地方建设。例如，在北方寒冷地区，应选择背风向阳的场地，以减少冬季冷风的侵袭。周边环境：考虑建筑周边的地形、地貌、植被等因素。利用自然地形进行遮挡和引导气流，如利用山丘、树林等作为天然的防风屏障。同时，合理规划建筑布局，使建筑物之间保持适当的间距，保证良好的通风和日照条件。2.建筑朝向与体型系数：朝向：合理选择建筑朝向可以充分利用太阳辐射，减少能源消耗。在北半球，一般南向为最佳朝向，冬季可以获得较多的太阳辐射热，夏季可以减少太阳直射。同时，要结合当地的主导风向，使建筑物的长轴与夏季主导风向垂直，以增强自然通风效果。体型系数：体型系数是指建筑物外表面积与所包围的体积之比。体型系数越小，建筑物的外表面积越小，热量散失越少。因此，在设计中应尽量使建筑物的体型规整，减少不必要的凹凸变化。3.围护结构设计：墙体：采用高效的保温隔热材料，如聚苯板、岩棉板等，增加墙体的热阻，减少热量传递。同时，合理设计墙体的构造，如采用夹心墙、外保温墙等形式，提高墙体的保温隔热性能。屋顶：屋顶是建筑物受太阳辐射影响最大的部位，应采用隔热性能好的材料和构造。例如，设置通风屋面、种植屋面等，降低屋顶的温度，减少室内得热。门窗：门窗是围护结构中保温隔热性能较弱的部位，应选择节能型门窗，如断桥铝合金门窗、中空玻璃等。合理控制门窗的面积和朝向，减少门窗的热量传递和空气渗透。同时，设置遮阳设施，如遮阳板、遮阳帘等，阻挡太阳直射。4.自然通风与采光设计：自然通风：通过合理的建筑布局和设计，组织自然通风，改善室内热环境，减少空调的使用。例如，设置通风口、风道等，使室内外空气能够自然流通。同时，利用风压和热压原理，增强通风效果。自然采光：充分利用自然采光，减少人工照明的使用。合理设计窗户的大小、位置和形式，使室内获得充足的自然光线。同时，采用导光管、采光井等技术，将自然光引入室内较深的部位。5.可再生能源利用：太阳能：利用太阳能热水器提供生活热水，利用太阳能光伏发电系统为建筑物供电。在设计中，应合理布置太阳能集热器和光伏板的位置和角度，以提高太阳能的利用效率。地热能：通过地源热泵系统，利用地下浅层地热资源进行供热和制冷