建筑環(huán)境學課后題答案及部分問答論述題

建筑環(huán)境學復習題三、問答題1、新通風標準ASHRAEStandard62—1989R中最小新風量與哪些因素有關？該標準有何現(xiàn)實意義？答：該標準的最小新風量與室內(nèi)的面積和人數(shù)有關。該標準不僅考慮了人在室內(nèi)造成的污染，也考慮了室內(nèi)裝修所引起的污染，它指導了我們在設計最小新風時，不能忽視室內(nèi)裝修或建筑所引起污染。雖然國內(nèi)沒有關相的要求，但對于這一類污染比較嚴重的室內(nèi)要適當加大新風量。2.通過玻璃窗進入室內(nèi)的輻射得熱和室內(nèi)人體產(chǎn)生的得熱能立即成為瞬時冷負荷嗎？為什么？答：通過玻璃窗進入到室人的輻射得熱首先把熱量傳遞到室內(nèi)的各表面，唯有在室內(nèi)表面的溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，其表面的熱量才以對流換熱的形式進入到空氣中，成為瞬時的冷負荷。所以并不能立即成為冷負荷。同樣，室內(nèi)的人體所產(chǎn)生的得熱是由輻射熱和對流形式組成，由于輻射部分不能成為瞬時冷負荷而使得人體的產(chǎn)熱不能立即成為瞬時冷負荷。3.室外空氣綜合溫度是單獨由氣象參數(shù)決定的嗎？為什么？答：室外空氣綜合溫度不是單獨由氣象參數(shù)所決定。宏觀世室內(nèi)空氣綜合溫度，它是由室外溫度、太陽輻射及建筑表面與環(huán)境進行長波輻射三種因素綜合影響的一個指標，所以不是單獨由氣象參數(shù)所決定。4.人體的能量代謝率受哪些因素影響？規(guī)律如何？答：人體的能量代謝率受以下因素影響：1）人體的肌肉活動量，大，代謝率高；2）性別，男性高于女性；3）年齡，年齡大者代謝率低；4）環(huán)境溫度，靜臥在一定溫度如22.5-35攝氏度時人體的代謝率基本不變，但低于或高于這個范圍時，代謝率將會提高；5）進食后的時間長短，進食后代謝率提高，并延續(xù)5至8小時；6）精神緊張程度，精神緊張代謝率高。5.在圍護結(jié)構(gòu)的傳熱計算中，透過的墻體、屋頂?shù)膫鳠徇^程視為非均質(zhì)板壁的一維不穩(wěn)定導熱過程，而玻璃板壁的傳熱計算則是采用穩(wěn)態(tài)導熱考慮，請分析原因？答：由于墻體內(nèi)各層的材料非一致，距離外側(cè)為x的各層材產(chǎn)的導溫系數(shù)是不同的，所以是視為非均質(zhì)板；由于墻體厚度大，導熱系數(shù)小，熱容量大，蓄熱能力強，那么距離外側(cè)為x的各層面上的熱流密度就不能視為是相等，因此是一種不穩(wěn)定的導熱過程；另外由于墻體長度、寬度遠比厚度的尺寸大，可看作是一維導熱問題；綜合三者，墻體的導熱過程是作為非均質(zhì)板壁的一維不穩(wěn)定導熱過程。而玻璃窗的玻璃厚度薄，是一種材料，并且導熱系數(shù)大，熱惰性很小，所以可近似看作為一維的穩(wěn)態(tài)傳熱過程。三、問答題1.室內(nèi)空氣品質(zhì)問題產(chǎn)生的主要原因是什么？答：室內(nèi)空氣品質(zhì)問題產(chǎn)生的主要原因是：1.強調(diào)節(jié)能導致的建筑密閉性增強和新風量減少；2.新型合成材料在現(xiàn)代建筑中大量應用；3.散發(fā)有害氣體的電器產(chǎn)品大量使用；4.傳統(tǒng)集中空調(diào)系統(tǒng)的固有缺點以及系統(tǒng)設計和運行管理的不合理；5.廚房和衛(wèi)生間氣流組織不合理；6.室外空氣污染。2.為什么微孔不連通的多孔材料吸聲效果不好？而風道彎頭為什么有消聲作用？答：多孔吸聲材料的吸聲原理是：聲波傳到空隙率很大的多孔材料時，大部分在筋絡間的空隙間傳播，而一小部分會沿筋絡傳播，如果忽略后者傳播的部分。那么前者在空隙間空敢的由于聲波而導致空氣的壓縮和膨脹，從而使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，另一方面，空氣在運動中由于與筋絡之間的粘滯性而產(chǎn)生粘滯阻力，也使聲能轉(zhuǎn)化為熱能，從而達到吸聲的作用。而微孔不連通的多孔材料由于聲波在孔隙內(nèi)的傳播距離較短，反射系數(shù)較大，導致吸收系數(shù)降低。風道彎頭是由于彎頭反射了聲波，使聲波朝相反方向傳播，而使聲波產(chǎn)生了衰減。3.在計算建筑物的冬季熱負荷時，忽略天空輻射作用將會導致何種結(jié)果，為什么？而在計算夏季冷負荷時，又應如何處理？為什么？為什么？而在計算夏季冷負荷時，又應如何處理？為什么？答：夜間由于沒有太陽的輻射作用，而天空的背景溫度遠遠低于空氣溫度，當在計算建筑物的冬季熱負荷時，忽略夜間建筑與天空間的輻射換熱時，將會可能導致熱負荷的計算偏低。而在夏季計算冷負荷時，忽略這部分通過建筑的散熱，卻會使冷負荷的計算數(shù)值增大，提高了保險系數(shù)，所以在計算冷負荷時，可不算天空輻射作用。4.是空氣溫度改變導致地面溫度改變，還是地面溫度改變導致空氣溫度改變？為什么？答：是地面溫度改變了空氣溫度。由于大氣層對太陽的短波輻射的吸收能力幾乎為零，因此太陽輻射未影響到氣溫。而受到太陽輻射的地面溫度受到了改變，地面產(chǎn)生的長波輻射會被空氣所吸收，同時空氣與地面改進行著對流的換熱，通過兩種換熱方式，地面的溫度作用于空氣的溫度。5.什么情況下建筑物與環(huán)境之間的長波輻射可以忽略？為什么？答：在白天時，可以忽略建筑物與環(huán)境之間的長波輻射。因為，建筑物與環(huán)境之間的熱交換包括建筑物與空氣間的對流換熱，建筑物受太陽的輻射，以及建筑物與環(huán)境間的進行的長波輻射。當白天時，建筑物與環(huán)境的熱交換以前面兩者為主，而后者由于數(shù)值很小，因此可以忽略。6.為什么要有TSV和TCV兩種人體熱反應評價投票？答：TSV是熱感覺投票指標，TCV是熱舒適投票指標。而人體的熱感覺并不等同于熱舒適的感覺，所以應設計兩個評價指標。7.一般舒適性空調(diào)的設計溫度有3℃的范圍，而相對濕度約有20％，其理論依據(jù)是什么？答：一般舒適性空調(diào)的設計溫度有３℃的范圍是按照熱范格爾的熱舒適理論建立起來的，當PPD指標小于等于10%時，所允許的溫度波動范圍是不超過±1.5℃；同樣在其它因素一定時，PPD指標小于等于10%時，對應所允許相對濕度約是20％。8.哪些聲音適宜作“背景聲”，為什么？答：低頻聲、方向感不強的聲音、沒含義的聲音、連續(xù)的聲音均適宜作“背景聲”。因為人耳對低頻聲音不敏感，適應性強；方向感不強、沒含義的聲音以及連續(xù)的聲音不容易引起人們注意，所以都適合作“背景聲”。9.影響視度有哪些因素？答：視度是指看物體的清晰程度。影響視度的因素有：1）亮度。當物體亮度增加，看到的物體越清楚；但當亮度超出眼晴適應范圍時，眼睛的靈敏度下降，導致看不清物體。2）物體尺寸與眼睛的距離。物體尺寸大或與眼睛的距離短者會增加視度，它與個人和視看條件有關。3）對比。當物體和背景之間在亮度和顏色上有差異時，當這個差異越大，視度越高。4）識別時間（視覺速度）。在物體尺寸已定的情況下，識別時間*照度=常數(shù)；5）視覺適應。當眼睛由明環(huán)境到暗環(huán)境，眼睛要適應較好的時間，才能看清物體，而由暗到明則需要的時間較短，只要兩三分鐘則能看清物體。10.吸聲降噪的使用原則是什么？答：吸聲降噪的使用原則是：1.吸聲降噪只能降低混響聲，不可能把房間內(nèi)的噪聲全吸掉，靠吸聲降降很難把噪聲降低10dB以上。2.吸聲降噪在靠近聲源、直達聲占主導地位的條件下，發(fā)揮的作用很小。3.室內(nèi)原來的平均吸聲系數(shù)很小的時候，做吸聲降噪處理的效果明顯，否則效果不好。四、推理證明1、請推導點聲源和線聲源在自由聲場中，當聲源以穩(wěn)定的功率輻射時，傳播距離加倍，點聲源的聲壓級或聲強級衰減3dB，而線聲源衰減6dB。答：點聲源的波陣面是球陣面，所以當聲源功率穩(wěn)定為W時，初始距離為R時，R處的聲強為，2R處的聲強為，兩者聲強級之差為：線聲源的波陣面為柱陣面，所以初始距離為R時，R處的聲強為，2R處的聲強為，兩者聲強級之差為：2、一個直徑300mm的白色玻璃球形燈罩，內(nèi)裝一個光通量為2500lm的白熾燈，設燈罩的透射比為0.70，燈具發(fā)出的光通量均勻地向四周擴散。求燈罩外表面亮度和燈的正下方的發(fā)光強度。答：燈罩內(nèi)表面的照度為由于燈罩是均勻擴散透射材料，所以其表面亮度為燈具發(fā)出的光通量是均勻擴散的，所發(fā)其正下方的發(fā)光強度等于任一方向，所以發(fā)光強度為五、論述題1．試述熱舒適的兩種觀點及引起熱舒適的物理因素。答：對于熱舒適有兩種觀點，一種認為熱舒適就是“不冷不熱的感覺’，也就是熱中性的感覺。而另一種觀點則認為熱舒適是隨著熱不不舒適感覺的部分消除而產(chǎn)生的。是一種動態(tài)的，熱舒適時并不一定在熱中性時。引起熱舒適的因素有以下：1）溫度。當長時間處于的環(huán)境溫度高于人體內(nèi)部正常溫度時，其會感到燥熱而不適。皮膚溫度過高或過低會產(chǎn)生冷或熱的感覺而產(chǎn)生不適感。2）空氣的濕度。在空氣溫度較高時，當空氣濕度增加，而皮膚沒有完全濕潤時，將會提高皮膚的濕潤度，而使人感到皮膚“粘著性“增加，而產(chǎn)生不適。當空氣溫度較低時，濕度的增加，又使衣服的熱阻減少，從而造成冷的感覺。3）地板溫度。人體覺得舒適的地板溫度是隨著地板材料的不同有著不同的溫度范圍，如木是23-28，而水泥是26-28.5，過高或過低都感得不舒適。4）垂直溫差。人們會覺得頭上溫度較低于下面溫度會舒適些，但即使受試者是處于熱中性狀態(tài)，隨著這種頭部和踝部的空氣溫差的增加，熱不舒適加，人們的不滿意率提高。5）吹風感。當在熱感覺為：“中”至“熱”時，提高風速會提高滿意率，但在“中”至“冷”時，風速會增加人們的不舒適感。6）由于熱舒適是一種動態(tài)的感覺，因此它與之前的熱狀態(tài)有關，還與心理因素有關。如打完球很熱，洗個冷水澡會感得很舒服。2.試述為何要研究室內(nèi)空氣的品質(zhì)，為保持良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)，我們建環(huán)工作者主要做哪些工作。答：一方面，為了減少新風的能耗，很多建筑減少室內(nèi)的新風量；另一方面由于人們有80%的時間在室內(nèi)，室內(nèi)空氣的品質(zhì)好壞直接影響到人們的工作效率和身體健康。目前已知，由于室內(nèi)空氣的不良引起了“建筑綜合癥”等問題，所以研究室內(nèi)空氣的品質(zhì)是非常必要的。要保持良的室內(nèi)空氣品質(zhì)要從四個方面著手：1）“堵源”，即減少污染源及污染源的排放量。如生產(chǎn)“綠色”環(huán)保產(chǎn)品，以及我們在室內(nèi)裝飾裝修時選用沒污染和污染量小的產(chǎn)品；2）“節(jié)流”，我們需保證空調(diào)或通風系統(tǒng)的正確設計、嚴格的運行管理和維護，避免由于空調(diào)因施工、運行導致的污染，如空調(diào)冷凝水的排泄不暢、空氣過濾骯臟造成新風的污染，以及空氣不分區(qū)導致污染嚴重的空氣通過空調(diào)或通風系統(tǒng)污染空氣質(zhì)量較好的房間。3）“稀釋”，通過保證足夠的新風量或換氣量，稀釋和排除室內(nèi)氣態(tài)污染物。我們在設計空調(diào)或通風系統(tǒng)時，必須考慮由于人或者其它原因造成的空氣污染，合理選擇確定新風量標準。4）“清除”,我們通過吸附或吸收的辦法,把污染物分解成無毒的物質(zhì),如采用活性炭吸附甲醛和臭氣，使用空氣過濾懸浮顆粒，利用光催化納米材料（TiO2）分解VOC，通過負離子發(fā)生器使室內(nèi)空氣清新等現(xiàn)代技術(shù)和材料達到去除污染物。3.試述保持良好室內(nèi)空氣品質(zhì)的有關措施。方面，為了減少新風的能耗，很多建筑減少室內(nèi)的新風量；另一方面由于人們有80%的時間在室內(nèi)，室內(nèi)空氣的品質(zhì)好壞直接影響到人們的工作效率和身體健康。目前已知，由于室內(nèi)空氣的不良引起了“建筑綜合癥”等問題，所以研究室內(nèi)空氣的品質(zhì)是非常必要的。要保持良的室內(nèi)空氣品質(zhì)要從四個方面著手：1）“堵源”，即減少污染源及污染源的排放量。如生產(chǎn)“綠色”環(huán)保產(chǎn)品，以及我們在室內(nèi)裝飾裝修時選用沒污染和污染量小的產(chǎn)品；2）“節(jié)流”，我們需保證空調(diào)或通風系統(tǒng)的正確設計、嚴格的運行管理和維護，避免由于空調(diào)因施工、運行導致的污染，如空調(diào)冷凝水的排泄不暢、空氣過濾骯臟造成新風的污染，以及空氣不分區(qū)導致污染嚴重的空氣通過空調(diào)或通風系統(tǒng)污染空氣質(zhì)量較好的房間。3）“稀釋”，通過保證足夠的新風量或換氣量，稀釋和排除室內(nèi)氣態(tài)污染物。我們在設計空調(diào)或通風系統(tǒng)時，必須考慮由于人或者其它原因造成的空氣污染，4.試述人類活動是如何對氣候造成影響的，城市氣候的基本特征是什么？城市氣候是指在不同的緯度、大氣環(huán)境、海陸位置和地形所形成的區(qū)域氣候的背景上，在人類活動特別是城市化的影響下而形成的一種特殊的氣候。由于人類活動對城市氣候的影響主要有以下方面：1）下墊面性質(zhì)的改變。下墊面是氣候形成的重要因素，它與空氣存在著復雜的物質(zhì)交換、熱量交換和水分交換，又是空氣運動的邊界面。它以對空氣的溫度、濕度、風速、風向和風質(zhì)以及環(huán)境輻射、地面反射都有很大的影響。2）城市的大氣污染。在城市工商業(yè)繁榮的經(jīng)濟活動中，要消耗大量的煤、石油、煤氣等，排放出大量的粉塵，二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，這些粉塵和有害氣體進入空氣造成城市的大氣污染，從而改變了大氣的組成成分，影響城市空氣的透明度和對輻射熱能的收支，減弱能見度，為云霧提供了豐富的凝結(jié)核，從而多方面影響城市氣候。3）城市居民生活和生產(chǎn)活所排放的熱量和水分。如汽車、空調(diào)、輪船、家居等各種能源所排放的熱量，往往大于郊區(qū)。在某些城市甚至超過當?shù)氐奶栞椛錈崃浚瑥亩岣叱鞘械臏囟?。另外生產(chǎn)生活的排放的水氣進入大氣，致使城市中的水分平衡與郊區(qū)有著明顯的差別。城市氣候的基本特征：1）氣溫高，散射強?？諝獾奈廴緶p弱了空氣透明度，減少城市的日照時數(shù)和太陽直射輻射，而灰塵及收一部分熱量使自己溫升，并向橡皮散射能量，而大量的二氧化碳，對太陽的短波輻射幾乎透明，但對地表的長波輻射具有強強烈的吸怍作用；而人為改變了地表的下墊面性質(zhì)后，提高了下墊面表面的溫度，其向環(huán)境發(fā)出的長波輻射也增加。這兩者綜合從而使空溫度產(chǎn)生了逆溫層。另一方向，人為排放的熱量也導致地表附近的氣溫上升。2）空氣干燥化。由于市內(nèi)水面及植被小，儲水能力低，但氣溫、蒸發(fā)量比郊區(qū)高，所以城市的相對濕度比郊區(qū)低。3）風速降低和市區(qū)風向不穩(wěn)定。城市高聳的建筑群，使氣流的流動阻力增加，流動的空氣大部分內(nèi)能消耗在克服磨擦上了，因此空氣的運運在市區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了減速現(xiàn)象。同時由于高層建筑的地區(qū)會出現(xiàn)大量的復雜的湍流，造成風向的不穩(wěn)定。4）云、霧、降雨增加。由于城市中心的上升氣流，使空氣中凝結(jié)核特別豐富，因此運量和降雨量比郊區(qū)多。面空氣水氣未飽和時，城市中往往會有霧出現(xiàn)，而大量汽車廢氣的排放，甚至會形成“光化學燈霧”。5.試分析人體處于非熱平衡時的過渡狀態(tài)時是否適用熱舒適方程，其熱感覺描述是否適用PMV指標，以及PMV在描述偏離熱舒適狀況時的局限性答：人體處于非熱平衡時的過渡狀態(tài)時不適用熱舒適方程，熱舒適方程是P.O.Fanger于1982年提出來的，該方程的前提條件是：第一，人體必須處于熱平衡狀態(tài)；第二，皮膚平均溫度應具有與舒適相適應的水平；第三，為了舒適，人體應具有最適當?shù)呐藕孤?。所以非熱平衡進的過渡狀態(tài)是不適用熱舒適方程的。PMV指標是引入反映處于穩(wěn)態(tài)的熱環(huán)境下，人體熱平衡偏離程度的人體熱負荷TL而得出的，所以PMV指標不適用于過渡狀態(tài)的熱感覺。PMV計算式是假定人體保持舒適條件下的人體的平均皮膚溫度tsk和出汗造成的潛熱散熱Ersw，因此當人體較多偏離舒適的情況下，如在“熱”或“寒冷”狀態(tài)下，PMV的預測值也是有較大偏差。7.試分析在照明設計中要達到節(jié)能的目的需要考慮的因素。答：在照明設計中要達到節(jié)能的目的需要的因素有如下：在照明設計中把人工照明和天然采光優(yōu)化結(jié)合，充分利用天然采光，如設計反光板或反光鏡，把太陽的直射光通過反光裝置反射入室內(nèi)天棚，通過天棚材料的散射得到較均均的一般照明，這樣就可充分用通過有限的采光口的晝光，同時避免眩光，保證照度均勻度。此外還可采用可調(diào)角度或間距的百葉窗簾，根據(jù)太陽高度角的不同，最大限度地采光，又避免太陽直射光。適當?shù)恼斩人健２煌ぷ餍再|(zhì)的場所對照度值的要求不同，不非照度越高越好，當照度過大易引起視覺疲勞和眼睛靈敏度下降，并且使耗能增加。合適的照度分布和照明方式。應根據(jù)實際的工作、工作場地特點，采用合適的照明方式，如工作區(qū)的照度要求較高，而非工作區(qū)或低些，就可采用混合照明方式，避免一般照明中所有的范圍均設計為高照度，造成不必的電耗浪費。選用合適的光源。在保證所要求的顯色性和色溫形成的物理要求和心理要求的前提下，盡量選用光效高的光源。燈具的安裝和空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合在一起。如把燈具裝在室內(nèi)空調(diào)的排風口上，使燈具散發(fā)的熱量在進入室內(nèi)前已隨排風排出，減少了空調(diào)的能耗。8.試分析采暖負荷計算時往往采用穩(wěn)態(tài)算法，而空調(diào)負荷計算時卻必須采用動態(tài)算法的原因。答：穩(wěn)態(tài)算法是不考慮建筑物以前時刻傳熱過程的影響，只采用室內(nèi)外瞬間或平均溫差與圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、傳熱面積的積來求負荷值，方法簡單直觀。但由于不考慮建筑的蓄熱能力，所以會與實際存在誤差。當室內(nèi)外的溫差越小、建筑物的蓄熱能力越強，誤差越大。進行采暖地區(qū)在冬季時，其室內(nèi)外溫差的平均值遠遠大于室內(nèi)外溫差的波動值，這時采用平均溫差的的穩(wěn)態(tài)計算帶來的誤差也比較小，在工程設計中可以接受。所以我國在進行采暖負荷計算時采用穩(wěn)態(tài)計算法。但計算夏季冷負荷當采用穩(wěn)態(tài)算法變可能導致完全錯誤的結(jié)果，因為盡管夏季日間瞬時室外溫度可能要比室內(nèi)溫度高很多，但夜間卻有可能低于室內(nèi)溫度，因些與冬季相比，室內(nèi)外平均溫差并不大，但波動的幅度卻相對比較大。如果采用日平均溫差的穩(wěn)態(tài)算法，則導致冷負荷計算結(jié)果偏小。如果采用逐時室內(nèi)外溫差，忽略圍護結(jié)構(gòu)的衰減延遲作用，則會導致負荷計算結(jié)果偏大，所地需要采用動態(tài)算法。第一章緒論強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，建筑環(huán)境控制面臨的問題：建筑環(huán)境舒適性要求與節(jié)能環(huán)保之間的矛盾。空調(diào)系統(tǒng)能耗所占比例50%，照明33%建筑環(huán)境于人體健康，一味節(jié)能而出現(xiàn)的病態(tài)建筑，危害人體健康。第二章建筑外環(huán)境與建筑環(huán)境密切有關的外部環(huán)境要素——太陽輻射，氣溫，溫度，風，降水，天空輻射，土壤溫度。這些外部環(huán)境的形成主要取決于太陽對地球的輻射，同時又受人類城鄉(xiāng)建設和生活，生產(chǎn)的影響。本初子午線——英國倫敦的格林尼治天文臺所在的子午線為全世界通用的本初子午線。四季——地球公轉(zhuǎn)晝夜——地球自轉(zhuǎn)地方平均太陽時——以太陽通過當?shù)氐淖游缇€時為正午12點來計算一天的時間。世界時——以本初子午線處的平均太陽時為世界時間的標準時。北京時間——東八區(qū)的時間，即以東經(jīng)120°的平均太陽時為中國的標準。北京時間=世界時間+8小時太陽在空間的位置——太陽高度角，太陽方位角A到達地面的太陽輻射照度大小取決于地球?qū)μ柕南鄬ξ恢靡约按髿馔该鞫取藴蚀髿鈮骸Ｆ矫娲髿鈮毫Γ?01325Pa或760mmHg。風——風是由于大氣壓差所引起的大氣水平方向的運動。地表增溫不同是引起大氣壓差的主要原因，也是風形成的主要原因。風可以分為大氣環(huán)流與地方風。氣象臺一般以距平坦地面10m高出所測得風向和風速作為當?shù)氐挠^察數(shù)據(jù)。海陸風——局部地方晝夜受熱不均引起的。大氣邊界層——從地球表面到500~1000m高的這層空氣叫大氣邊界層，其厚度主要取決于地表的粗糙度。室外氣溫——一般是指距地面1.5m高，背陰處的空氣溫度。一天的最高氣溫通常出現(xiàn)在14時左右，最低氣溫一般出現(xiàn)在日出前后。由于空氣與地面間因輻射換熱而增溫或降溫，都需要經(jīng)歷一段時間。相對濕度的日變化受地面性質(zhì)，水陸分布，季節(jié)寒暑，天氣陰晴等因素影響。一般是大陸低于海面，夏季高于冬季，陰天高于晴天。相對濕度的變化趨勢與氣溫的變化趨勢相反。城市氣候主要特點：城市風場與遠郊不同。除風向改變以外，平均風速低于遠郊的來流風速。氣溫較高，形成熱島現(xiàn)象。城市中的云量，特別是地低云量比郊區(qū)多，大氣透明度低，太陽總輻射照度也比郊區(qū)弱。微氣候——指在建筑物周圍地面上及屋面，墻面，窗臺等特定地點的氣溫，濕度，壓力，風速，陽光，輻射等。風場——指風向，風速的分布狀況。熱島現(xiàn)象——由于城市地面覆蓋物多，發(fā)熱體多，加上密集的城市人口的生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的人為熱，造成市中心的溫度高于郊區(qū)溫度，且市內(nèi)各區(qū)的溫度分布也不一樣。如果繪出等溫曲線，就會看到與島嶼的等高線極為相似，人們把這種氣溫分布的現(xiàn)象稱為“熱島現(xiàn)象”。日照與建筑物的配置建筑隊日照的要求主要根據(jù)它的使用性質(zhì)和當?shù)貧夂蚯闆r而定。對于住宅室內(nèi)的日照標準一般是由日照時間和日照質(zhì)量來衡量。在我國一般民用住宅設計規(guī)范中，要求冬至日至少有一間房的滿窗日照時間不低于1小時。日照間距系數(shù)——建筑間距與前面遮擋的樓高的比值d/h。正方形和長方形是最常用的較簡單的平面形體，其最大的優(yōu)點都是沒有永久陰影和自身陰影遮蔽情況。我國氣候分區(qū)——嚴寒地區(qū)，寒冷地區(qū)，夏熱冬冷地區(qū)，夏熱冬暖地區(qū)，溫和地區(qū)。第三章建筑熱濕環(huán)境無論是通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱傳濕還是室內(nèi)產(chǎn)熱產(chǎn)濕，起作用形式基本為對流換熱，導熱，輻射三種。顯熱和潛熱。玻璃能夠有效地阻隔室內(nèi)向室外發(fā)射的長波輻射，因此具有溫室效應。室外空氣綜合溫度——室外氣溫由原來的增加一個太陽輻射的等效溫度值。通過墻體，屋頂?shù)确峭腹鈬o結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量來源于兩部分：室外空氣與圍護結(jié)構(gòu)表面之間的對流換熱太陽輻射通過墻體導熱傳入的熱量。由于圍護結(jié)構(gòu)存在熱慣性，因此通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量和溫度的波動幅度與外擾波動幅度之間存在衰減和延遲的關系。衰減和延遲的程度取決于圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱能力。室內(nèi)外壓力差P是決定空氣滲透量的因素，一般為風壓和熱壓所致。夏季是由于室內(nèi)外溫差比較小，風壓是造成空氣滲透的主要動力。冬季采暖期，熱壓可能會比風壓對空氣滲透起更大的作用。冷負荷——維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)為恒定值時，在單位時間內(nèi)需要從室內(nèi)除去的熱量，包括顯熱量和潛熱量兩部分。熱負荷——維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)為恒定值時，在單位時間內(nèi)需要向室內(nèi)加入的熱量，包括顯熱量和潛熱量兩部分。瞬時冷負荷——直接進到空氣；滯后冷負荷——輻射到家具表面，提高表面溫度，再對流換熱到空氣。人體的熱平衡：M–W–C–R–E–S=0M——人體能量代謝率，取決于人體的活動量大小W——人體所做的機械功C——人體外表面向周圍環(huán)境通過對流形式散發(fā)的熱量R——人體外表面向周圍環(huán)境通過輻射形式散發(fā)的熱量E——汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸氣所帶走的熱量S——人體蓄熱率平均皮膚溫度——通過測試人體胸部，上臂，大腿以及小腿的皮膚溫度，按照權(quán)系數(shù)0.3，0.3，0.2，和0.2進行加權(quán)平均?？諝鉂穸葘θ梭w冷熱感的影響——在高溫環(huán)境下，空氣濕度偏高會增加人體的熱感。但在低溫環(huán)境下如果空氣濕度過高，就會使衣物變的潮濕，從而降低衣物的熱阻，強化了義務與人體的傳熱，反而會增加人的冷感。影響人體于外界顯熱交換的幾個環(huán)境因素：平均輻射溫度操作溫度對流換熱系數(shù)對流質(zhì)交換系數(shù)1clo的定義——在21°C空氣溫度，空氣流速不超過0.5clo，相對濕度不超過50%的環(huán)境中靜坐者感到舒適所需要的服裝的熱阻?；A代謝率——人體的代謝率受到多種因素的影響，如肌肉活動強度，環(huán)境溫度，性別，年齡，神經(jīng)緊張程度，進食后時間的長短。臨床上規(guī)定未進早餐前，保持清醒靜臥半小時，室溫條件維持在18~25°C之間測定的代謝率叫做基礎代謝率。人體的機械效率——=W/M效率值比較低。對于大多數(shù)活動來說，人體的機械效率幾乎為0，很少超過20%。冷感受器與熱感受器在皮膚的分布密度是不同的，冷感受器的數(shù)目要多于熱感受器。冷感受器更靠近皮膚表層。熱感覺——并不僅僅是由于冷熱刺激的存在所造成的，而與刺激的延續(xù)時間以及熱體原有的熱狀態(tài)都有關。熱感覺最初取決于皮膚溫度，而后則取決于核心溫度。引起熱不舒適感覺的原因：皮膚溫度和核心溫度空氣濕度——高溫濕度溫度；低溫濕度溫度垂直溫差——由于空氣自然對流作用，很多空間均存在上部溫度高，下部溫度低的狀況。下部溫度不應低于上部溫度15%，但也不該過高。吹風感——人體所不希望的局部降溫。導致不舒適的最低風速0.25m/s。輻射不均勻——其他因素——年齡，性別，季節(jié)，人種。人體在穩(wěn)態(tài)條件下能量平衡的熱舒適方程：人體必需處于熱平衡狀態(tài)皮膚平均溫度應具有舒適相應的水平為了舒適，人體應具有最適當?shù)呐藕孤嗜梭w熱平衡方程中，當人體的蓄熱率S=0時，有M–W–C–R–E=0熱舒適方程反映了人體處于熱平衡狀態(tài)時，六個影響人體熱舒適變量MtPatv之間的定量關系。人體熱負荷TL——人體產(chǎn)熱量與人體向外界散出的熱量之間的差值。PMV——熱感覺標尺，適用于穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境中人體熱舒適評價。適中為0PPD——表示人群對熱環(huán)境不滿意的百分數(shù)。PMV-PPD——推薦指在–0.5~+0.5之間，相當于人群中允許有10%的人感覺不滿意。有效溫度ET——干球溫度，濕度，空氣流速對人體溫暖感或冷感影響的綜合數(shù)值，該數(shù)值等效于產(chǎn)生相同感覺的靜止飽和空氣的溫度。標準有效溫度SET*——身著標準熱阻服裝的人，在相對濕度為50%，空氣靜止不動空氣溫度等于平均輻射溫度的等溫環(huán)境下，若與他在實際環(huán)境和實際服裝熱阻條件下的平均皮膚為溫度和皮膚濕潤度相同，則必將具有相同的熱損失，則該溫度就是上述環(huán)境的標準有效溫度SET*。相對熱指標RWI——適用較熱環(huán)境熱損失率HDR——較冷環(huán)境熱應力指數(shù)HIS——高熱濕環(huán)境風冷卻指數(shù)WCI——寒冷環(huán)境在寒冷的氣候中，影響人體熱損失的主要因素是空氣流速和空氣溫度。拿著兩個因素合成一個單一的指數(shù)，稱為風冷卻指數(shù)。熱應力——人體的適應機能提供了強有力的防護能力以以對付熱對人體的有害作用，但具有潛在危險的，不舒適的熱環(huán)境會形成強烈的刺激，即熱應力。當熱應力超過人體本身的調(diào)節(jié)能力時，就會出現(xiàn)危險的熱失調(diào)。第五章室內(nèi)空氣品質(zhì)室內(nèi)空氣品質(zhì)研究受到重視的原因：強調(diào)節(jié)能導致的建筑密閉性增強和新風量減少新型合成材料在現(xiàn)代建筑中的大量應用散發(fā)有害氣體的電器產(chǎn)品大量使用傳統(tǒng)集中空調(diào)的固有缺點以及系統(tǒng)設計和運行管理的不合理廚房和衛(wèi)生間氣流組織不合理室外空氣污染良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)——空氣中沒有已知的污染物達到公認的權(quán)威機構(gòu)所確定的有害污染物濃度指標，且處于這種空氣中的絕大多數(shù)人>=80%對此沒有表示不滿。影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的污染源：化學污染——有害燃燒產(chǎn)物——COCONOxSOx有機揮發(fā)物VOC——甲苯，醛類，烯物理污染——灰塵，重金屬，纖維塵，煙塵，放射性氡（Rn）生物污染——細菌，真菌，病毒空氣凈化的方法——過濾器過濾，活性炭吸附有害物質(zhì)，納米光催化降解VOCs，臭氧法，紫外線照射法，等離子體凈化。植物凈化——蘆薈，醛。龍舌蘭，苯甲醛三氯乙烯。吊蘭，一氧化碳甲醛。第七章建筑聲環(huán)境人耳能聽到的聲波頻率范圍約在20~20000Hz之間，低于20Hz的聲波稱為次聲，高于20000Hz稱為超聲。聲音的計量：聲功率W聲強I——10~1W/m聲壓p——210~20Pa聲壓級0~120分貝。兩個數(shù)值相同的聲壓級疊加時，聲壓級會比原來增加3dB。人的主觀聽覺特性：人耳的頻率響應與等響曲線掩蔽效應——人耳對一個聲音的聽覺靈敏度因另一個聲音的存在而降低雙耳聽聞效應（方位感）聽覺疲勞和聽力損失聲染色效應——聲在傳播過程中變質(zhì)雞尾酒會效應——聲音雜多時聽到感興趣的聲音噪聲的標準定義——凡是人們不愿聽到的各種聲音都是噪聲。噪聲的評價：A聲級L等效連續(xù)A聲級——在一段時間內(nèi)能量平均的等效聲級方法晝夜等效聲級L——夜間噪聲對人的干擾約比白天大10dB累積分布聲級L——100個數(shù)據(jù)從大到小排列，第十個數(shù)據(jù)L,為峰值，第五十個數(shù)據(jù)L,為中值，第九十個數(shù)據(jù)L,為背景噪聲。噪聲評價曲線NRNCPNC聲音在自由場中的反應：接收點的聲強與點聲源的距離平方成反比，即距離每增加一倍衰減6dB接收點的聲強與線聲源的距離成反比，即距離每增加一倍衰減3dB噪聲控制的原則與方法（實際環(huán)境噪聲處理）聲源的噪聲控制——改進結(jié)構(gòu)設備，改進加工工藝，提高加工精度在傳聲途徑中的控制——隔聲（質(zhì)量大，密度大），吸聲（孔隙多，孔隙相互連通）在接受點的噪聲控制——耳塞，頭盔多孔吸聲材料——包括各種纖維材料：玻璃棉，超細玻璃棉，巖棉，礦棉等無機纖維，以及棉，毛，麻，草質(zhì)或木質(zhì)纖維等有機纖維。消聲器——一種可以使氣流通過而能降低噪聲的裝置。阻性消聲器——內(nèi)壁吸聲，對中高頻噪聲的消聲效果好抗性消聲器——利用聲音共振，反射，疊加，干涉消聲。對中低頻噪聲控制好。課后題答案第二章建筑外環(huán)境1.為什么我國北方住宅嚴格遵守座北朝南的原則，而南方（尤其是華南地區(qū)）住宅并不嚴格遵守此原則？緯度位置決定太陽高度角。南方地區(qū)太陽高度角一年四季都較高，而北方地區(qū)的太陽高度角具有夏季高冬季低的特點，因此，坐北朝南的格局有利于在夏季減少日射得熱，冬季增加日射得熱，達到冬暖夏涼的目的。北方地區(qū)采用坐北朝南的第二個原因是避北風。2.是空氣溫度改變導致地面溫度改變，還是地面溫度改變導致空氣溫度改變？是地面溫度的改變導致空氣溫度的改變。太陽的輻射能主要集中在可見光和近紅外波段（超過90％）。而空氣對于這部分太陽輻射幾乎是透明體，所以太陽穿過空氣時導致空氣的升溫很小。地面和空氣的對流熱交換是空氣溫度氣溫升降的直接原因。地面在接受大量太陽輻射后，溫度升高，與地表直接接觸的空氣層，由于對流換熱作用而被加熱，被加熱的空氣層又通過自然對流作用將熱量轉(zhuǎn)移到更高層的空氣，從而導致了空氣的升溫。氣溫降低的過程也大體類似。注意：地面因接收太陽輻射而升溫所導致的長波輻射對空氣的加熱作用是一種次要因素。3.晴朗的夏夜，氣溫25℃，有效天空溫度能達到多少？如果沒有大氣層，有效天空溫度應該是多少？根據(jù)書中有效天空溫度估算式（2-23）有效天空溫度與近地面氣溫和空氣的發(fā)射率有關，空氣發(fā)射率又與露點溫度有關，露點溫度又與氣溫和相對濕度（或含濕量）有關，假定在晴朗的夏夜，氣溫為25℃，相對濕度在30％-70％之間，則tdp＝6℃-19℃，有效天空溫度tsky＝7℃-14℃。在某些極端條件下，tsky可以達到0℃以下。如果沒有大氣層，有效天空溫度應該為0K。4.為什么晴朗天氣的凌晨樹葉表面容易結(jié)露或結(jié)霜？晴朗天氣下有效天空溫度低，樹葉朝上的表面與天空輻射換熱強烈，同時凌晨也是空氣氣溫最低的時候，如果此時樹葉表面的溫度低于環(huán)境空氣的露點溫度，就會有結(jié)露的現(xiàn)象發(fā)生，如果低于0℃則會結(jié)霜。5.采用低反射率的下墊面對城市熱島有不好的影響。如果住宅小區(qū)采用高反射率的地面鋪裝是否能夠改善住區(qū)的微氣候？為什么？能起到一定改善作用。高反射率地面（吸收率和發(fā)射率低）對太陽輻射能的吸收較少，溫升較低，從而對近地面空氣的加熱作用較小，對城市熱島效應有一定緩解作用（馬賽克建筑）。但微氣候涉及建筑物周圍特定地點的氣溫、濕度、風速、陽光等多種參數(shù)，高反射率地面鋪裝可能會帶來光污染。6.水體和植被對熱島現(xiàn)象起什么作用？機理是什么？能夠緩解城市熱島效應。水體和植被下墊面本身吸收的太陽輻射能較磚石混凝土下墊面就少，同時，由于水體的蒸發(fā)和植物的蒸騰作用，可以通過潛熱的形式帶走大量熱量，使得自身溫度較低，對近地表空氣具有降溫作用，從而能夠?qū)Τ鞘袩釐u效應起到一定緩解作用。此外，蒸發(fā)和蒸騰作用，將大量水氣帶入空氣，增加了空氣濕度，使人感覺更舒適。第三章建筑熱濕環(huán)境1.室外空氣綜合溫度是單獨由氣象參數(shù)決定的嗎？否。室外空氣綜合溫度反映了室外氣溫，太陽輻射和長波輻射綜合效果，是這三種效果折合而成的當量值，在白天，由于太陽輻射的強度遠遠大于長波輻射，因此長波輻射的效果可以忽略。由室外空氣綜合溫度的表達式可知，其數(shù)值不僅跟室外氣象參數(shù)，如氣溫，日射強度，風速有關，還跟所考察物體的表面特性有關，即維護結(jié)構(gòu)或人體表面的吸收特性有關。4.透過玻璃窗的太陽輻射是否等于建筑物的瞬時冷負荷？不一定。負荷是指維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)不變，在單位時間內(nèi)所要去除或增加的熱量。負荷的大小與去除或增加熱量的方式有關。對于送風空調(diào)系統(tǒng)，只能通過對流的方式去除熱量，因此，只有直接進入空氣中的熱量才會成為瞬時負荷，而由于顯著輻射存在，積蓄在維護結(jié)構(gòu)和家具等物體中的熱量只有在進入空氣時才會成為負荷。透過玻璃窗的太陽輻射能并不會直接進入空氣成為房間的負荷，它通過提高室內(nèi)各表面的溫度，當各表面的溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，則熱量通過對流換熱的方式逐步釋放到空氣中，成為負荷，這其中有衰減和滯后。而對于輻射板空調(diào)系統(tǒng)，玻璃窗透過的輻射能，如果有部分直接落在輻射板板上，則也會成為瞬時負荷的一部分。5.室內(nèi)照明和設備散熱是否直接轉(zhuǎn)變?yōu)樗矔r冷負荷？不全是。室內(nèi)照明和散熱設備散發(fā)的顯熱包括對流和輻射兩種形式，兩種散熱形式所散發(fā)的熱量比例與熱源的性質(zhì)有關。而負荷的大小與去除熱量的方式有關，對于送風空調(diào)系統(tǒng)，其中以對流形式散發(fā)的熱量直接進入空氣成為房間的瞬時冷負荷，而以輻射形式散發(fā)的熱量并不會立刻成為房間的冷負荷，而是先積蓄在維護結(jié)構(gòu)和家具中，當這些結(jié)構(gòu)的表面溫度提高后，會以對流的方式將熱量逐步釋放到空氣中，形成冷負荷。而對于輻射板空調(diào)系統(tǒng)，如果有輻射熱直接落在輻射板上，也會成為部分的瞬時負荷。得熱與負荷在時間和量值上存在差別的根源在于輻射得熱的存在和維護結(jié)構(gòu)等的蓄熱作用。6.為什么冬季往往可以采用穩(wěn)態(tài)算法計算采暖負荷而夏季卻一定要采用動態(tài)算法計算空調(diào)負荷？穩(wěn)態(tài)算法不考慮建筑物以前時刻傳熱過程的影響，只根據(jù)室內(nèi)外瞬時或平均溫差計算采暖負荷。在冬季，室內(nèi)外溫差的平均值遠大于室內(nèi)外溫度的波動值，采用平均溫差的穩(wěn)態(tài)算法進行近似計算的誤差相對較小，可以滿足工程設計精度的需要，因此可以用穩(wěn)態(tài)算法計算冬季的采暖負荷。在夏季，室內(nèi)外平均溫差并不大，而溫度的波動幅度卻很大，不符合穩(wěn)態(tài)算法的使用的前提條件，必須采用動態(tài)算法。8.夜間建筑物可通過玻璃窗以長波輻射形式把熱量散出去嗎？可以將部分熱量以長波輻射的方式散出去。具體數(shù)值與玻璃的厚度和有無鍍膜有關。對于普通玻璃，其熱量散失包括傳導和長波輻射部分。普通玻璃對室內(nèi)長波輻射的透射率很低，但吸收率較高，在加上室內(nèi)空氣與玻璃的溫差傳熱，會造成玻璃本身溫度的升高，從而自身發(fā)射長波輻射，散失熱量。而對于鍍膜low-e玻璃，室內(nèi)長波輻射的透射率極低，吸收率也極低，只能通過溫差傳熱的作用散失熱量，而通過長波輻射的造成的熱量散失極低。第四章人體對熱濕環(huán)境的反應1.人的代謝率主要是由什么因素決定的？人體的發(fā)熱量和出汗率是否隨環(huán)境空氣溫度的改變而改變?nèi)梭w的代謝率主要是由肌肉活動強度決定的。當活動強度一定時，人體的代謝率一定，人體的發(fā)熱量基本保持不變，空氣溫度的改變只會改變?nèi)梭w通過顯熱散熱和潛熱散熱的比例。而人體的出汗率是隨空氣溫度的改變而改變，環(huán)境溫度越高，人體的出汗率越高，顯熱散熱越少，潛熱散熱越多，以保證人體的核心溫度不升高。3.某辦公室設計標準是干球溫度26℃，相對濕度是65％，風速是0.25m/s。最低只能使溫度達到27℃，相對濕度仍然為65％，有什么辦法可以使該空間能達到與設計標準同等的舒適度？可以通過增加風速的辦法，或者穿輕薄一點的服裝達到設計標準同等的舒適度。5.人體處于非熱平衡狀態(tài)時的過渡狀態(tài)時是否適用熱舒適方程？其熱感覺描述是否適用PMV評價指標？PMV在描述偏離熱舒適狀況時有何局限？人體處于過渡狀態(tài)時不適用熱舒適方程，應用熱舒適方程人體必須處于熱平衡狀態(tài)；其熱感覺描述也不適用PMV評價，因為PMV評價的前提是人體處于穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境中；其局限是PMV計算式假定人體保持舒適條件下的人體的平均皮膚溫度和出汗造成的潛熱散熱，因此，當人體較多偏離熱舒適時，PMV的預測誤差較大。6.為什么要有TSV和TCV兩種人體熱反應評價投票？熱感覺與熱舒適兩者有聯(lián)系相關，但并不相同。熱感覺更多的是人生理上的感受，而熱舒適反映了人體心理和生理兩方面的感受。由于熱舒適與熱感覺有分離的現(xiàn)象存在，因此必須有熱感覺和熱舒適兩種投票評價，兩者是不能互相代替的。7.HSI，WCI與PMV，PPD在應用上有什么區(qū)別？PMV和PPD指標主要用于評價穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境下的人體舒適度。而在具有熱失調(diào)危險的、遠偏離熱舒適區(qū)的狀態(tài)下，前面所述的熱舒適指標是不夠的。因此引入了評價高溫環(huán)境對人體影響健康影響的指標熱應力指數(shù)HSI和評價低溫環(huán)境下空氣流速和空氣溫度對人體影響的指標風冷卻指數(shù)WCI。第五章室內(nèi)空氣品質(zhì)1.談談你對TVOC的看法VOC為有機揮發(fā)物，各種有機揮發(fā)物測量濃度值進行疊加，即可得到TVOC值。作為室內(nèi)空氣品質(zhì)的指標，各種VOC的濃度不應超過某一限制，并且各種VOC的濃度經(jīng)過疊加后也不應超過某一限制標準值。但是，目前多種VOC共同作用的機理還沒有完全弄清，即使單個VOC含量都遠低于其限制濃度，但多種VOC的混合存在及其相互作用，危害性可能很大，仍然可能嚴重威脅人體的健康。3.請說明提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的途徑和方法主要有三種辦法，源頭治理：減弱、消除污染源；新風稀釋以及合理的氣流組織；對空氣進行凈化。4.請說明目前傳統(tǒng)空調(diào)在室內(nèi)空氣品質(zhì)控制方面的局限和改進方法傳統(tǒng)空調(diào)普遍存在設計不合理、運行維護不規(guī)范的問題。比如送風口、污染源、回風口三者位置不合理；回熱混合間氣密性差，新風受污染；過濾器長時間不清洗和維護，灰塵大量累積，霉菌滋生等等。其改進應主要從改進設計，規(guī)范運行管理，采用新技術(shù)等方面著手。10.請說明用納米光催化處理室內(nèi)有機揮發(fā)物的優(yōu)點和缺點，在什么情況下應采用通新風的方式，在什么情況下應采用納米光催化空氣凈化方式納米光催化是近年發(fā)展起來的空氣凈化新技術(shù)，其優(yōu)點主要有：1)高效廣譜性：可消除空氣中的多種污染物如VOCs、無機有害物以及微生物等進行降解；2)安全性：催化劑無毒、無腐蝕，主要最終產(chǎn)物為CO2、水等無害氣體；3)運行穩(wěn)定：無需再生，可連續(xù)工作；4）節(jié)能：反應所需