(精選)建筑物理習(xí)題答案

1、第一章思考題與習(xí)題 1、構(gòu)成室內(nèi)熱濕環(huán)境的四項要素是什么？簡述各個要素在冬(或夏)季，在居室內(nèi)是怎樣 影響人體熱舒適感的。答：(1)室內(nèi)空氣溫度：居住建筑冬季采暖設(shè)計溫度為 18C,托幼建筑采 暖設(shè)計溫度為20C,辦公建筑夏季空調(diào)設(shè)計溫度為 24c等。這些都是根據(jù)人體 舒適度而定的要求。(2)空氣濕度：根據(jù)衛(wèi)生工作者的研究，對室內(nèi)熱環(huán)境而言，正常的濕度 范圍是30-60%冬季，相對濕度較高的房間易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。(3)氣流速度：當(dāng)室內(nèi)溫度相同，氣流速度不同時，人們熱感覺也不相同。 如氣流速度為0和3m/s時，3m/s的氣流速度使人更感覺舒適。(4)環(huán)境輻射溫度：人體與環(huán)境都有不斷發(fā)生輻射換熱的現(xiàn)

2、象。5、分析幾例我國的傳統(tǒng)民居，說明在不同的氣候分區(qū)中，建筑對氣候的適應(yīng)性表現(xiàn)。答：(1)云南的竹樓氣候濕熱；(2)江浙一帶的房屋屋頂斜度大一一這里年降水量大，有利于雨水排泄；(3)西北地區(qū)的屋頂平坦氣候干旱，不需要考慮排水；(4)黃土高原的窯洞一一冬暖夏涼，適應(yīng)氣溫年較差大；氣候干旱，森林少，缺乏木材；(5)東北的房屋墻體厚、窗戶小一一東北氣候寒冷，可以保溫。6、闡述城市氣候的成因，討論在住區(qū)規(guī)劃與建筑設(shè)計中的相應(yīng)對策。答：室外綜合溫度：夏季建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱設(shè)計，不僅要同時考慮室外空氣和太陽短波輻射的加熱作用，而且要考慮結(jié)構(gòu)外表面的有效長波輻射的自然散熱作用。為了計算方便常將三者對外維護(hù)

3、結(jié)構(gòu)的共同作用綜合成一個單一的室外氣象參數(shù)，這個假想的參數(shù)用所謂室外綜合溫度表示。7、舉例說明建筑材料表面的顏色、光滑程度，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面和結(jié)構(gòu)內(nèi)空氣層的表面，在傳熱方面各有什么影響？答：對于短波輻射，顏色起主導(dǎo)作用；對于長波輻射，材性起主導(dǎo)作用。如：白色表面 對可見光的反射能力最強(qiáng)，對于長波輻射，其反射能力則與黑色表面相差極小。而拋光的金屬表面，不論對于短波輻射或是長波輻射，反射能力都很高，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面刷白在夏季反射太陽輻射熱是非常有效的，而在結(jié)構(gòu)內(nèi)空氣間層的表面刷白是不起作用的。 第二章 求鋼筋混凝土圓孔板夏季的熱阻孔內(nèi)單面貼鋁箔(設(shè)熱流為自上而下)(單位：m)解：(1)將圓孔折

4、算成等面積正方孔，設(shè)正方形邊長為 b,則d2 b2 0.092244b 0.082m0.0820.042(2)計算各部分的傳熱阻第一部分R"(有空氣間層部分)0.0360.0362Ri -0.54-0.11 0.040.731 (m2 K)/W1.741.74(其中空氣間層的熱阻是0.54 ,由表2-4查出；0.11和0.04分別為內(nèi)外表面換熱阻，由表2-2和表2-3查出)。第二部分R02 (沒有空氣間層部分)0.482% 0.11 0.04 0.426 (m2 K)/W1.74(3)計算兩種不同的材料的導(dǎo)熱系數(shù)比，求修正系數(shù)也鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)入1=1.74 W/(m.K)空氣間

5、層的當(dāng)前導(dǎo)熱系數(shù)入2=dR0.0820.540.152 W/(m.K)0.1520.4260.357查表2-1得修正系數(shù)巾=0.93。(4)計算圓孔板的平均熱阻R用公式R -7 /JF匕(Ri Re)R0,1 R,2R0,n0.082 0.0420.0820.042得：平均熱阻為0.588 （m2 K）/W思考題與習(xí)題1、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程包括哪幾個基本過程，幾種傳熱方式？分別簡述其要點。答：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程包括：表面吸熱，結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳熱，表面放熱。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱方式有導(dǎo)熱，對流，輻射。在建筑本身的傳熱過程中， 實體材料層以導(dǎo)熱為主， 空氣層一般以輻射傳熱為主，而材料一般都有空隙，

6、而空隙傳熱包括以上三種。表面吸熱內(nèi)表面從室內(nèi)吸熱（冬季），或外表面從事外空間吸熱（夏季） 結(jié)構(gòu)本身傳熱一一熱量由高溫表面?zhèn)飨虻蜏乇砻姹砻娣艧嵋灰煌獗砻嫦蚴彝饪臻g散發(fā)熱量 （冬季），或內(nèi)表面向室內(nèi)散熱（夏季） 2、為什么空氣漸層的熱阻與其厚度不是正比關(guān)系？怎樣提高空氣間層的熱阻？答：在空氣間層中，導(dǎo)熱、對流和輻射三種傳熱方式都是明顯存在的，其傳熱過程實際上是一個有限的空氣層的兩個表面之間的熱轉(zhuǎn)移過程， 包括對流換熱和輻射換熱。 因此，空氣間 層不像實體材料層一樣， 當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)一定后， 材料層的熱阻和厚度成正比關(guān)系。 在空氣間層 中，其熱阻主要取決于兩個界面上的空氣邊界厚度和界面之間的輻射換熱強(qiáng)度

7、。通過間層的輻射換熱量， 與間層表面材料的輻射性能 （黑度或輻射系數(shù)） 和間層的平均溫 度有關(guān)。設(shè)法減少輻射換熱量， 可以提高空氣間層的熱阻。 將空氣間層布置在維護(hù)結(jié)構(gòu)的冷 側(cè)，見底間層的平均溫度，可減少輻射換熱量，但效果不顯著。最有效 的是在間層壁面上涂貼輻射系數(shù)小的反射材料。3入1 入3、根據(jù)圖2-20所示條件，定性地做出穩(wěn)定傳熱條件下墻體內(nèi)部的溫度 分布線，區(qū)別出各層溫度線的傾斜度，并說明理由。已知入答：由qdx可知，由于是穩(wěn)定傳熱，各壁面內(nèi)的熱流都相20同，當(dāng) 值越大時，各壁層的溫度梯度 上就越小，即各層溫度dx線的傾斜度就越小。已知入3>入1>入2,可知斜率2 >1

8、 >3。4、圖2-21所示的屋頂結(jié)構(gòu)，在保證內(nèi)表面不結(jié)露的情況下，室外氣溫不得低于多少？并作出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度分布線。已知：ti=22 C, W=60%.解：由 ti=22C,i =60% 可查出 Ps=2642.4Pa則 p ps i 2642.4 0,6 1585.44 pa可查出露點溫度 td 13.88 C要保證內(nèi)表面不結(jié)露，內(nèi)表面最低溫度不得低于露點溫度（1）將圓孔板折算成等面積的方孔板d2 a2a 0.097m4（2）計算計算多孔板的傳熱阻有空氣間層的部分（其中空氣間層的熱阻是0.17 ）0.02650.02652R01 0.17 0.11 0.04 0.35 (m2 K)/W

9、1.741.74無空氣間層的部分_015一 2R02 015 0.11 0.04 0.24 (m2 K)/W1.74(3)求修正系數(shù)0.097 八 11.74 W/(m K)20.57 W/(m K)0.571740.33所以修正系數(shù)取0.93 (4)計算平均熱阻0.097 0.053R 0.150.0970.0530.93 0.143 (m2 K)/W0.350.24(5)計算屋頂總的傳熱系數(shù)R 0.01 0.02 0.050.17 0.93 0.19(6)計算室外溫度0.1430.15 0.63 (m2 K)/Wti tetii 22 te22 13.88RRi0.630.11得 te=-

10、24.79 C 由此可得各層溫度是9 1=3.45 C9 2=-15.92 C9 3=-17.5 C 9 e=-21.84 C可 畫 出 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 部 的 溫 度 分 布 線5、試確定習(xí)題4中的屋頂結(jié)構(gòu)在室外單向溫度諧波熱作用下的衰減倍數(shù)和延遲時間。解：(1)計算各層熱阻R和熱惰性指數(shù)指標(biāo) D過程如下表：材料層d入R=d/ 入SD=R.S1-油氈防水層0.011.050.095216.310.1552-水泥砂漿找平層0.020.930.021511.260.2423-加氣混凝土0.050.190.2632.760.7264-鋼筋混凝土多孔板0.151.740.08617.21.483得匯 D

11、=2.584(2 )計算各材料層外表面的蓄熱系數(shù)Y屋頂結(jié)構(gòu)各層的外表面蓄熱系數(shù)(溫度波由外向內(nèi)時)：D1< 1Y1,eR1S2 oi1 R1埒O.0952 佃312 8.7 18.61W/(m K)1 0.0952 8.7D2V 1Y2,eR2S2 Y11 R2Y10.0215 11.262 18.611 0.0215 18.6115.34W/(m K)D3V 1Y3,eR3s2 丫21 R3Y20.263 2.762 15.341 0.263 15.343.44W/(m K)D4> 1Y 4,eS4 17.2W/(m K)YeY4,e 17.2W/(m K)(3)計算屋頂結(jié)構(gòu)在室外單向溫度諧波熱作用下的衰減倍數(shù)v0 ( a i=8.7a e=19)V。0.9e丁.SiiS2 Y1,e $ Y2,e S4 Y3,ee Y4,eS1 Y1,e S2Y2,e § Y3,e 與 Y4,e2.584=0.9 e 216.31 8.716.31 18.6111.26 18.61 2.76 15.3411.26 15.34 2.76 3.4417.2 3.4417.2 17.217.2 1919(4)計算屋頂