建筑环境学第三四章作业参考答案

建筑环境学课后习题第二章建筑外环境1、为什么我国北方住宅严格遵循坐北朝南的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？2、是空气温度的改变导致地面温度的改变，还是地面温度的改变导致空气温度的改变？3、晴朗的夏夜，气温25，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？4、为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露和结霜？5、采用低放射率的下垫面对城市热岛效应有不好的影响吗。

如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候，为什么？6、水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是什么？7、根据教材表2-5和附录2-3，在各区内找1个接近其最不利情况的城市，在焓湿图上标出其冬夏季的室外设计状态点，对温湿度予以说明。

第三章建筑热湿环境1、设计一道习题，计算哈尔滨某房间（教室、办公室等）的夏季冷负荷。

参考：各种空调设计手册、负荷计算方法书2. 室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？3、什么情况下建筑物和环境之间的长波辐射可以忽略？4、透过玻璃窗的太阳辐射是否只有可见光。

没有红外线和紫外线？5、透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷？6、室内照明和散热设备是否直接转变为瞬时冷负荷？7、为什么冬季往往可以采用稳态算法计算采暖负荷而夏天却一定要采用动态算法计算空调负荷？8、围护结构内表面上的长波辐射对负荷有何影响？9、夜间建筑物可以通过玻璃窗以长波辐射形式把热量散出去吗？第四章人体对热湿环境的反应1、比较分析PMV与ET的特点和适用场合。

如果某办公室设计标准是干球温度26℃，相对湿度65％，风速0.25m/s。

如果最低只能使温度达到27℃，相对湿度仍然为65％，有什么办法可使该空间能达到与设计标准同等的舒适度？2、人的代谢率主要是由什么因素决定的？人体的发热量和出汗率是否随环境空气温度的变化的改变而改变？3、“冷”和“热”是什么概念？单靠环境温度能否确定人体的热感觉？湿度在热体热舒适中起什么作用？4、国外常用带内电热源manikin（人体模型）做热舒适实验，manikin的发热量由输入的活动强度确定，材料的导热系数与人体肌肤基本相同。

第一章绪论1.何谓建筑环境学？P5所谓建筑环境学,就是指在建筑空间内,在满足使用功能的前提下,如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。

根据使用功能的不同,从使用者的角度出发,研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果, 并对此作出科学的评价,为营造一个舒适,健康的室内环境提供理论依据。

2.建筑环境学的主要研究内容是什么？P5建筑环境学主要由建筑外环境、室内热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、建筑声环境和光环境等若干个部分所组成。

3.建筑环境学的任务是什么？P5任务一：了解人和生产过程需要什么样的建筑室内、外环境任务二：了解各种内外部因素是如何影响人工微环境的任务三：掌握改变或控制人工微环境的基本方法和原理4.至今人们仍希望建筑能满足人类的哪些要求？P2安全性:能够抵御飓风、暴雨、地震等各种自然灾害说引起的危害或认为的侵害。

功能性：满足居住、办公、营业、生产等不同类型建筑的使用功能。

舒适性：保证居住者在建筑内的健康与舒适。

美观性：要有亲和感，反应当时人们的文化追求。

5.建筑环境学在本专业学科中的地位是什么？P4专业基础平台之一，传热学、流体力学、工程热力学、建筑环境学第二章建筑外环境室外气候的七个参数：大气压力、地层温度、空气温度、有效天空温度、空气湿度、风、降水1.何谓地方平均太阳时、真太阳时、时角、时差、世界时、北京时间。

它们之间有何关系。

P9-P10地方平均太阳时：是以太阳通过该地的子午线时为正12点来计算一天的时间。

世界时：以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。

真太阳时：以当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时，地球自转15度为一小时。

北京时间：东8时区的时间, 即以东经120度的平均太阳时为中国的标准。

（北京时间=世界时+8h）时角h：时角是指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当前时间12点时日、地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。

《建筑环境学》第一部分建筑外环境1.1 地球绕日运动的规律地球与太阳之间的几何关系和定量描述模型。

1.2 太阳辐射太阳常数与太阳辐射的电磁波谱；地球表面上的太阳辐射能与各种影响因素之间的关系以及其能量的组成成分；太阳辐射作用与地球的热平衡关系；日照的作用。

1.3 室外气候自然室外气候形成特点和影响因素。

1.4 城市微气候由于人工的建设活动导致的城市微气候特点和影响因素，包括热岛效应、城市和小区风场、建筑物的布局与日照效果的关系。

1.5 我国气候分区特点我国两个主要的气候分区法以及不同区域的气候特点。

1.6 基本概念太阳时、太阳常数、太阳辐射、太阳辐射照度、太阳直射辐射、太阳散射辐射、有效天空温度、大气层消光系数、热岛效应。

第二部分建筑热湿环境2.1 太阳辐射对建筑物的热作用围护结构外表面所吸收的太阳辐射热；透明和半透明材料对太阳辐射的作用。

2.2 建筑围护结构的热湿传递与得热通过非透明围护结构和透明围护结构的热、湿传递特征；不同材料和结构的门窗和墙体的热过程特点；围护结构不稳定传热过程和传湿过程的数学模型。

2.3 以其他形式进入室内的热量和湿量室内产热产湿和空气渗透带来的得热的特点和定量描述方法。

2.4 冷负荷与热负荷负荷与得热的关系。

2.5 典型负荷计算方法原理国内外负荷计算方法的发展；不同类型负荷计算方法的适用条件；目前国内外典型的建筑热过程与负荷模拟分析软件。

2.6 基本概念维护结构、室外空气综合温度、夜间辐射、遮阳系数、得热、太阳得热系数、冷负荷、热负荷。

第三部分人体对热湿环境的反应3.1 人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础人体的热平衡、人体的温度感受系统、人体的体温调节系统、热感觉、热舒适等原理和理论体系。

3.2 人体对稳态热环境反应的描述热舒适方程、预测平均评价、有效温度和 ASHRAE 舒适区等，人体对稳态热环境反应的描述方法。

3.3 人体对动态热环境的反应人体对动态热环境的反应的研究历史与发展。

《建筑环境学》课后习题答案第一章：绪论．所谓建筑环境学就是指在建筑空间内，在满足使用功能的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。

根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果，并对此作出科学评价，为营造一个舒、健康的室内环境提供理论依据。

有等解决问题是：①如何解决满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾；②如何解决“建筑病综合症”（–“”）的问题。

．研究的主要内容包括：建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境与气流环境，建筑声环境和光环境（即包含了建筑、传热、声、光、材料及生理学、心理学和生物学等多门学科的内容。

基于建筑环境学内容的多样性，相对独立性和应用的广泛性，人们是从各个不同学科的角度对其内容进行研究，研究室内各种微气候环境所形成的机理及其与人的生活环境、工作环境等相互间的关系。

第二章：建筑外环境．与太阳的光辐射，气温、湿度，风和降水等因素有关。

．以太阳通过某地区的子午线时为正午点来计算一天的时间为平均太阳时；以本初子午线处的平均太阳时作为世界标准时（世界时）；以东经℃的平均太阳时为中国标准（称为北京时间）。

．相对位置可用纬度，太阳赤纬，时角，太阳高度角和方位角表示，其中前三个参数、、是直接影响和的因素，因为是表明观察点所在位置，表明季节（日期）的变化；是表明时间的变化。

当太阳离地球最远时，太阳光是垂直于直射地面的，具有很高的辐射强度，所以最热而形成了夏至，当太阳距地球最近时，太阳光是斜射地球表面的，其辐射强度很弱，因此最寒冷导致了冬至。

．一部分为太阳直接照射到地面（即直射辐射）；另一部分是经过大气层散射后到达地面成为散射辐射，直射辐射与散射辐射之和称为太阳对地面的总辐射。

辐射能量的强弱取决于太阳辐射通过大气层时天空中各种气体分子、尘埃、微粒水粒对阳光的反射，散射和吸收共同影响。

《建筑环境学》习题部分参考解答第二章 建筑外环境1、 为什么我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则,而南方并不严格遵守？答:太阳光在垂直面上的直射强度为θβcos cos ,⋅⋅=N z c I I ,对于地理位置的地区βcos ⋅N I 就是不能人为改变的。

所以要使I c,z 取最佳值,只有使θ尽可能小。

在冬季,太阳就是从东南方向升起,从西南方向落下,而坐北朝南的布局就保证了在冬季能最大限度的接收太阳辐射。

北方气候寒冷、冬夏太阳高度角差别大,坐北朝南的布局可以使建筑物冬季获得尽可能多的太阳辐射,夏季获得的太阳辐射较小。

但在南方尤其就是北回归线以南,冬夏太阳高度角差不多,所以建筑物就是否坐北朝南影响不太大。

2、 就是空气温度改变导致地面温度改变,还就是地面温度改变导致空气温度改变？答:大气中的气体分子在吸收与放射辐射能时具有选择性,它对太阳辐射几乎就是透明体,直接接受太阳辐射的增温就是非常微弱。

主要靠吸收地面的长波辐射而升温。

而地面温度的变化取决于太阳辐射与对大气的长波辐射。

因此,地面与空气的热量交换就是气温升降的直接原因,地面温度决定了空气温度。

3、 晴朗的夏夜,气温25℃,有效天空温度能达到多少？ 如果没有大气层,有效天空温度应该就是多少？答:有效天空温度的计算公式为:4144])70.030.0)(026.032.0(9.0[o d d sky T S e T T +--=查空气水蒸气表,可知:t =25℃时,e d =31、67mbar查表2-2,T d =32、2+273、15=305、35 K,另外,T 0=25+273、15=298、15 K∴ 计算得:T sky ＝100×(74、2－9、4S)1/4如果没有大气层,可以认为S ＝1,则计算求得:T sky ＝283、7 K4、 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？答:由于晴朗夜空的天空有效温度低,树叶表面与天空进行长波辐射,使得叶片表面温度低于空气的露点温度,所以出现结露或结霜现象。

1.内外遮阳设施效果哪种好？为什么？试进行分析与比较遮阳设施设置在透光外围护结构内侧和外侧，对透过透光外围护结构太阳辐射得热的影响。

答：1、外遮阳设施效果好。

外遮阳和内遮阳相比，具有的优越性：①用外遮阳，室内的纺织品不会褪色，也不会老化，室内窗帘由于不要考虑遮阳问题而不会太累赘，大大节约了室内空间。

②内遮阳采用的材料对室内空气有一定程度的污染。

而采用户外遮阳对室内空气没有任何污染。

③美化建筑。

安装户外遮阳后，楼盘的外墙形象全部统一，线条感很强，即使户内装上个性化的窗帘装饰，也不会对城市形象有半点影响。

④降低能耗。

采用外遮阳可以与房子配套建筑统一安装，工厂流水生产线，比各家各户窗帘的生产大大降低了材料的损耗，减少了环境的污染。

2、无论外遮阳还是内遮阳，都可以反射部分阳光，吸收部分阳光，透过部分阳光。

①对于外遮阳，只有透过的部分阳光才回到大玻璃外表面，其中有部分透过玻璃进入室内形成冷负荷，被外遮阳设施吸收了的太阳辐射热，一般都会通过对流换热和长波辐射散到室外环境中而不会对室内造成任何影响。

②尽管内遮阳设施同样可以反射掉部分辐射，但内外反射的一部分又会被玻璃反射回来，使得反射作用减弱。

③内遮阳设施吸收的辐射热会慢慢在室内释放全部成为得热。

④内遮阳设施只有对得热的峰值有所延迟和衰减而已，对太阳辐射得热的消减效果比外遮阳要差得多。

2.试定性分析冷负荷的形成过程及负荷与得热的关系。

答：冷负荷就是维持室内空气热湿参数在一定要求范围内时，在单位时间内需要从室内出去的热量，包括显热量和潜热量两部分。

负荷与得热的关系：冷负荷与得热量之间的关系取决于房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性。

3.试分析为什么冬季往往采用稳态计算法计算采暖负荷，而夏天却一定要采用动态算法计算空调负荷。

答：尽管夏季日间瞬时室外温度可能要比室内温度高很多，但夜间却有可能低于室内温度，与冬季相比，室内外平均温差并不大，但波动的幅度却相对比较大。

第三章1.室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？否。

室外空气综合温度反映了室外气温，太阳辐射与长波辐射综合效果，是这三种效果折合而成的当量值，在白天，由于太阳辐射的强度远远大于长波辐射，因此长波辐射的效果可以忽略。

由室外空气综合温度的表达式可知，其数值不仅跟室外气象参数，如气温，日射强度，风速有关，还跟所考察物体的外表特性有关，即维护构造或人体外表的吸收特性有关。

4.透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷？不一定。

负荷是指维持室内空气热湿参数不变，在单位时间内所要去除或增加的热量。

负荷的大小与去除或增加热量的方式有关。

对于送风空调系统，只能通过对流的方式去除热量，因此，只有直接进入空气中的热量才会成为瞬时负荷，而由于显著辐射存在，积蓄在维护构造与家具等物体中的热量只有在进入空气时才会成为负荷。

透过玻璃窗的太阳辐射能并不会直接进入空气成为房间的负荷，它通过提高室内各外表的温度，当各外表的温度高于室内空气温度时，那么热量通过对流换热的方式逐步释放到空气中，成为负荷，这其中有衰减与滞后。

而对于辐射板空调系统，玻璃窗透过的辐射能，如果有局部直接落在辐射板板上，那么也会成为瞬时负荷的一局部。

5.室内照明与设备散热是否直接转变为瞬时冷负荷？不全是。

室内照明与散热设备散发的显热包括对流与辐射两种形式，两种散热形式所散发的热量比例与热源的性质有关。

而负荷的大小与去除热量的方式有关，对于送风空调系统，其中以对流形式散发的热量直接进入空气成为房间的瞬时冷负荷，而以辐射形式散发的热量并不会立刻成为房间的冷负荷，而是先积蓄在维护构造与家具中，当这些构造的外表温度提高后，会以对流的方式将热量逐步释放到空气中，形成冷负荷。

而对于辐射板空调系统，如果有辐射热直接落在辐射板上，也会成为局部的瞬时负荷。

得热与负荷在时间与量值上存在差异的根源在于辐射得热的存在与维护构造等的蓄热作用。

6.为什么冬季往往可以采用稳态算法计算采暖负荷而夏季却一定要采用动态算法计算空调负荷？稳态算法不考虑建筑物以前时刻传热过程的影响，只根据室内外瞬时或平均温差计算采暖负荷。

建筑环境学复习题三、问答题、新通风标准—中最小新风量与哪些因素有关？该标准有何现实意义？答：该标准的最小新风量与室内的面积和人数有关。

该标准不仅考虑了人在室内造成的污染，也考虑了室内装修所引起的污染，它指导了我们在设计最小新风时，不能忽视室内装修或建筑所引起污染。

虽然国内没有关相的要求，但对于这一类污染比较严重的室内要适当加大新风量。

. 通过玻璃窗进入室内的辐射得热和室内人体产生的得热能立即成为瞬时冷负荷吗？为什么？答：通过玻璃窗进入到室人的辐射得热首先把热量传递到室内的各表面，唯有在室内表面的温度高于室内空气温度时，其表面的热量才以对流换热的形式进入到空气中，成为瞬时的冷负荷。

所以并不能立即成为冷负荷。

同样，室内的人体所产生的得热是由辐射热和对流形式组成，由于辐射部分不能成为瞬时冷负荷而使得人体的产热不能立即成为瞬时冷负荷。

. 室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？为什么？答：室外空气综合温度不是单独由气象参数所决定。

宏观世室内空气综合温度，它是由室外温度、太阳辐射及建筑表面与环境进行长波辐射三种因素综合影响的一个指标，所以不是单独由气象参数所决定。

. 人体的能量代谢率受哪些因素影响？规律如何？答：人体的能量代谢率受以下因素影响：）人体的肌肉活动量，大，代谢率高；）性别，男性高于女性；）年龄，年龄大者代谢率低；）环境温度，静卧在一定温度如摄氏度时人体的代谢率基本不变，但低于或高于这个范围时，代谢率将会提高；）进食后的时间长短，进食后代谢率提高，并延续至小时；）精神紧张程度，精神紧张代谢率高。

. 在围护结构的传热计算中，透过的墙体、屋顶的传热过程视为非均质板壁的一维不稳定导热过程，而玻璃板壁的传热计算则是采用稳态导热考虑，请分析原因？答：由于墙体内各层的材料非一致，距离外侧为的各层材产的导温系数是不同的，所以是视为非均质板；由于墙体厚度大，导热系数小，热容量大，蓄热能力强，那么距离外侧为的各层面上的热流密度就不能视为是相等，因此是一种不稳定的导热过程；另外由于墙体长度、宽度远比厚度的尺寸大，可看作是一维导热问题；综合三者，墙体的导热过程是作为非均质板壁的一维不稳定导热过程。