建筑物理學(xué)課后習(xí)題答案(含光、熱)

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第一章建筑熱工學(xué)基本知識(shí)

習(xí)題

1-1、構(gòu)成室內(nèi)熱環(huán)境的四項(xiàng)氣候要素是什么？簡(jiǎn)述各個(gè)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：（I）室內(nèi)空氣溫度：居住建筑冬季采暖設(shè)計(jì)溫度為18℃,托幼建筑采暖設(shè)計(jì)溫度為2（TC,辦公建筑夏季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為24℃

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(duì)室內(nèi)熱環(huán)境而言，正常的濕度范圍是30-60機(jī)冬季，相對(duì)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(shí)，人們熱感覺也不相同。如氣流速度為。和3m/s時(shí)，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)象。

1-2、為什么說，即使人們富裕了，也不應(yīng)該把房子搞成完全的“人工空間”？

答：我們所生活的室外環(huán)境是一個(gè)不斷變化的環(huán)境，它要求人有袍強(qiáng)的適應(yīng)能力。而?個(gè)相對(duì)穩(wěn)定而又級(jí)其舒適的室內(nèi)環(huán)境，會(huì)

導(dǎo)致人的生理功能的降低，使人逐漸喪失適應(yīng)環(huán)境的能力，從而危害人的健康。

1-3、傳熱與導(dǎo)熱（熱傳導(dǎo)）有什么區(qū)別？本書所說的對(duì)流換熱與單純?cè)诹黧w內(nèi)部的對(duì)流傳熱有什么不同？

答：導(dǎo)熱是指同一物體內(nèi)部或相接觸的兩物體之間由于分子熱運(yùn)動(dòng)，熱量由高溫向低溫處轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。純粹的導(dǎo)熱現(xiàn)象只發(fā)生在

密實(shí)的固體當(dāng)中。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱要經(jīng)過三個(gè)過程：表面吸熱、結(jié)構(gòu)本身傳熱、表面放熱。嚴(yán)格地說，每一傳熱過程部是三種基本傳熱方式的綜合

過程。

本書所說的對(duì)流換熱即包括由空氣流動(dòng)所引起的對(duì)流傳熱過程，同時(shí)也包括空氣分子間和接觸的空氣、空氣分子與壁面分子之間

的導(dǎo)熱過程。對(duì)流換熱是對(duì)流與導(dǎo)熱的綜合過程。

而對(duì)流傳熱只發(fā)生在流體之中，它是因溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，互相摻合而傳遞熱能的。

1-4、表面的顏色、光滑程度，對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面和對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)空氣間層的表面，在輻射傳熱方面，各有什么影響？

答：對(duì)于短波輻射，顏色起主導(dǎo)作用；對(duì)于長波輻射，材性起主導(dǎo)作用。如：白色表面對(duì)可見光的反射能力最強(qiáng)，對(duì)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(duì)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。

1-5、選擇性輻射體的特性，對(duì)開發(fā)有利于夏季防熱的外表面裝修材料，有什么啟發(fā)？

答：選擇性輻射體又稱非灰體，其輻射光譜與黑體光譜截然不同，甚至有的只能發(fā)射某些波長的輻射線。但是建筑材料多屬于灰

體，根據(jù)非灰體的性質(zhì)可開發(fā)非灰體的裝修材料，輻射和吸收某種特定的輻射線。

由圖可知，選擇性輻射體的特性，具有間斷性，可將此特性利用起來，將外表面裝飾材料刷白，或進(jìn)行淺色處理，對(duì)夏季反射太

陽輻射熱也非常有效。

1-6、書中給出的自然對(duì)流時(shí)計(jì)算ac的三個(gè)公式中，系數(shù)分別為2.0,2.5,1.3,試說明系數(shù)不同的原因。

答：是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和熱源位置不同，高溫密度小的空氣和低溫密度大的空氣之間進(jìn)行對(duì)流換熱。

水平表面（熱流由下而上）有利于對(duì)流，所以取2.5

水平表面（熱流由上而下）不利于對(duì)流，所以取1.3

垂直表面不影響對(duì)流，所以取2.0

1-7、試根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，列舉幾個(gè)外墻內(nèi)表面或地面產(chǎn)生表面結(jié)露現(xiàn)象的實(shí)例，并說明結(jié)露的原因。

答：例1、有些戶主由于使用不當(dāng)，經(jīng)常使室內(nèi)出現(xiàn)許多水蒸氣，室內(nèi)空氣容納不了的水蒸氣就凝結(jié)成水珠析出。

由于山墻的建筑構(gòu)造做法不到位，使山墻內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)的露點(diǎn)溫度，而導(dǎo)致山墻表面出現(xiàn)結(jié)露，甚至霉變。

例2、有些室內(nèi)由于溫度降低，而使露點(diǎn)溫度降低，產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

若在建筑構(gòu)造無總是的情況下，居民生活方式不同，也會(huì)使房間產(chǎn)生結(jié)露的現(xiàn)象，居民在居住空間內(nèi)頻繁進(jìn)行類似于大蒸汽作業(yè),

就會(huì)使室內(nèi)水蒸氣含量過高，出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

第二章建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱原理及計(jì)算

習(xí)題

2-1、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程包括哪幾個(gè)基本過程，幾種傳熱方式？分別簡(jiǎn)述其要點(diǎn)。

答：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱過程主要包括三個(gè)過程：表面吸熱、結(jié)構(gòu)本身傳熱、表面放熱。

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——熱量由高溫表面?zhèn)飨虻蜏乇砻?/p>

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表面放熱一一外表面向室外空間散發(fā)熱量（冬季），或內(nèi)表面向室內(nèi)散熱（夏季）

2-2、為什么空氣間層的熱阻與其厚度不是成正比關(guān)系？怎樣提高空氣間層的熱阻？

答：在空氣間層中，其熱阻主要取決于間層兩個(gè)界面上的空氣邊界層厚度和界面之間的輻射換熱強(qiáng)度。所以，空氣間層的熱阻于

厚度之間不存在成比例地增長關(guān)系。

要提高空氣間層的熱阻可以增加間層界面上的空氣邊界層厚度以增加對(duì)流換熱熱阻；或是在間層壁面上涂貼輻射系數(shù)小的反射材

料以增加輻射換熱熱阻。

2-3、根據(jù)圖2-17所示條件，定性地作為穩(wěn)定傳熱條件下墻體內(nèi)部的溫度分布線，應(yīng)區(qū)別出各層溫度線的傾斜度，并說明理由。

已知入3〉XI）X2o

、d。、dQ

答：由4=一人才可知,由于是穩(wěn)定傳熱，各壁面內(nèi)的熱流都相同，當(dāng)入值越大時(shí)，各壁層的溫度梯度正就越小，即各層

ax

溫度線的傾斜度就越小。

2-4、如圖2-18所示的屋頂結(jié)構(gòu)，在保證內(nèi)表面不結(jié)露的情況下，室外外氣溫不得低于多少？并作為結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度分布線。已

知：li=22'C,Wi=60%,Ri=O.115m2-k/W,Re=0.043m2?k/W。

解：由t=22℃,>1>=60%可查出Ps=2642.4Pa

ii

則〃=px（p=2642.4x0.6=1585.44/pa

可查出露點(diǎn)溫度￡,=13.88七

a

要保證內(nèi)表面不結(jié)露，內(nèi)表面坡低溫度不得低于露點(diǎn)溫度

1）將圓孔板折算成等面積的方孔板

TZ

—[2=424=0.097〃/

4

2)計(jì)算計(jì)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)

_0.0265_0.0265_,,八?___,.......

R——......+0.17+-------+0.11+0.04—0.35(tn2?K)/W

oi1.741.74

無空氣間層的部分

R=+0.11+0.04=0.24(m2-K)/W

。21.74

3)求修正系數(shù)

0097

X=1.74WX=__=0.57W/(mK)

120.17

九0.57…

-3==0.33

X1.74

1

所以修正系數(shù)取0.93

4)計(jì)算平均熱阻

0.097+0.053

0.0970.053-,x0.93=0.143(m2-K)/W

-----+------

0.350.24

5)計(jì)算屋頂總的傳熱系數(shù)

n0.010.020.05小

R-....+-----+-----+0.143+0.15=0.63(/M2-K)/W

0.170.930.19

6）計(jì)算室外溫度

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t-tt-022-t22-13.88

-L----J=-J-------U----------fc-=------------------

RR0.630.11

得te=-24.79℃

由此可得各層溫度是

9=3.45℃0=-15.92r

12

『75C』2L8，C

可畫出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度分布線。

第三章建筑保溫

習(xí)題

3?1、采暖居住房間的密閉程度（氣密化程度）對(duì)衛(wèi)生保健、經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)等方面，各有什么影響？

答：就保溫而言，房間的密閉性越好，則熱損失越少，從而可以在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上保持室溫。但從衛(wèi)生要求來看，房間必須要

有一定的換氣量。另一方面，過分密閉會(huì)妨礙濕氣的排除，使室內(nèi)濕度升高，從而容易造成表面結(jié)露和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部受潮。

3-2、試從節(jié)約能源的角度分析，在相同面積的情況下，正方形平面與長方形平面何者有利？

答：從節(jié)約能源的角度分析，就要控制建筑的體形系數(shù)即建筑的外表面積與其所包圍的體積之比。對(duì)于同樣的體積的建筑，在各

面外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱情況均相同時(shí)，外表面面積越大，熱損失越多，所以在相同面積的情況下，正方形平面更為有利。

3-3＞為什么我國規(guī)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻，不得小于最小總熱阻Ro?min?

答：規(guī)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻，不得小于最小總熱阻R主要是因?yàn)椋罕ＷC內(nèi)表面不結(jié)露，即內(nèi)表面溫度不得低于室內(nèi)空氣的露

點(diǎn)溫度；同時(shí)還要滿足一定的熱舒適條件，限制內(nèi)表面溫度，以免產(chǎn)生過強(qiáng)的冷輻射效應(yīng)。

3-4、說明允許溫差［At］的意義，并回答［At］大或小，哪一種的質(zhì)量要求高？為什么？

答：允許溫差是根據(jù)衛(wèi)生和建造成本等因素確定的。按允許溫差設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)表面溫度不會(huì)太低，一般可保證不會(huì)產(chǎn)生

結(jié)露現(xiàn)象，不會(huì)對(duì)人體形成過分的冷輻射，同時(shí)，熱損失也不會(huì)太多。

使用質(zhì)量要求高的房間，允許溫差小一些。因?yàn)樵谕瑯拥氖覂?nèi)外氣象條件下，按較下的允許溫差確定的最小傳熱阻值，顯然要大

一些，從而其圍護(hù)結(jié)構(gòu)就具有了更大的保溫能力。

3-5、試說明一般輕質(zhì)材料保溫性能都比較好的道理，并解釋為什么并非總是越輕越好？

答：影響材料保溫性能因素之一就是材料的密度。材料導(dǎo)熱系數(shù)的差別就在于材料的孔隙率的不同，孔隙越多，則孔隙傳熱的影

響就越大，材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的保溫性能越好。所以說一般輕質(zhì)材料的保溫性能較好。

但當(dāng)孔隙率增加到一定程度，其孔壁溫差變大，輻射傳熱量加大，同時(shí)，大孔隙內(nèi)的對(duì)流傳熱也增多，特別是由于材料骨架所剩

無幾，使許多孔隙變成互相貫通的，使對(duì)流傳熱量顯著增加。所以說并非越輕越好。

3-6、試詳述外保溫構(gòu)造方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

答：外保溫的優(yōu)點(diǎn)：

1、使墻或屋頂?shù)闹饕糠质艿奖Ｗo(hù)，大大降低溫度應(yīng)力的起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性；

2、外保溫對(duì)結(jié)構(gòu)及房間的熱穩(wěn)定性有利；

3、外保溫有利于防止或減少保溫層內(nèi)部產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)；

4、外保溫法使熱橋處的熱損失減少，并能防止熱橋內(nèi)部表面局部結(jié)露

5、對(duì)于舊房的節(jié)能改造，外保溫處理的效果最好。

外保溫的缺點(diǎn)：

1、適用于規(guī)模不太大的建筑，才能準(zhǔn)確判斷外保溫是否提高房間的熱穩(wěn)定性；

2、在構(gòu)造上較復(fù)雜，必須有保護(hù)層；

3、由于要設(shè)保護(hù)層，所以造價(jià)要高。

3-7、倒鋪屋面有哪些好處？目前在推廣應(yīng)用方面存在什么困難？

答：到鋪屋面法不僅可能完全消除內(nèi)部結(jié)露的可能性，又是防水層得到保護(hù)，從而大大提高其耐久性。

這種方法對(duì)保溫材料的要求更高，而求目前都要在保溫層上面設(shè)置某種覆蓋層加以保護(hù)。對(duì)于保溫層，還沒有合適的理想材料，

有些材料雖有不吸水、耐火、耐化學(xué)侵蝕等優(yōu)點(diǎn)，但英屬于脆性材料不利于施工，所以推廣有一定的困難。

3-8,設(shè)在哈爾濱地區(qū)有一辦公樓，其屋頂為加氣混凝土條板平屋頂（圖3-26）,試校核該屋頂是否滿足保溫要求？已知：ti=18-C,

t=-26-C,t,=-29-C（tn=-31-C,V-33-C.

提示：加氣混凝土用在這種構(gòu)造內(nèi)時(shí)，其入值和s值均應(yīng)修正。a=1.15

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解：1）計(jì)算熱惰性指標(biāo)，確定墻體類型

D=RS=￡--S3.33=0.196

i?iX?0.17

1

D=R-S=L.S="x11.26=0.242

222人20.93

2

d0.26

D=RSx-5xl.15x3.45=3.74

333，31.15x0.24

3

D=D+D?+D=0.196+0.242+3.74=4.18

i23

則屬于II型，取t=-29℃

OII

2）計(jì)算最低熱阻

R=（「?）?〃?/?=18+29x1x0.11=1.148

O.minAZi4.5

底限附加熱阻R；、.=L3xR°.=1.3x1.148=1.494

O.minO.min

3）計(jì)算屋頂?shù)目偀嶙?/p>

0.010.020.26

R++0.11+0.04=1.314

o0.170.930.24

R

n<&.所以不滿足要求

第四章外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕狀況

習(xí)題

4-1,圍護(hù)結(jié)構(gòu)受潮后為什么會(huì)降低其保溫性能，試從傳熱機(jī)理上加以闡明。

答：材料的導(dǎo)熱系數(shù)是固體〉液體〉氣體，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受潮后原來圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的水蒸氣就以液態(tài)凝結(jié)水的形式存在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,

使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)增大，保溫能力降低。

4-2、采暖房屋與冷庫建筑在蒸汽滲透過程和隔汽處理原則上有何差異？

答：對(duì)于采暖房屋蒸汽滲透過程是從室內(nèi)向室外，而對(duì)于冷庫建筑蒸汽滲透過程是從室外向室內(nèi)的過程。

在設(shè)置隔汽層時(shí)，隔汽層應(yīng)布置在蒸汽流入的一側(cè)，所以對(duì)采暖房屋應(yīng)布置在保溫層內(nèi)側(cè)，對(duì)于冷庫建筑應(yīng)布置在隔熱層外側(cè)。

4-3、試檢驗(yàn)圖4-12中的屋頂結(jié)構(gòu)是否需要設(shè)置隔汽層。已知：li=I8℃,a=65%；采曖期室外平均氣溫ta=一5℃；平均相對(duì)濕度

小a=50%；采暖期Zh=200天，加氣混凝土容重YO=5OOkg/m3。

解：1）計(jì)算各層的熱阻和水蒸汽滲透阻

材料層dXR二d/人口*10iH=d/u*10?

二氈三油0.010.170.0590.075

水泥砂漿0.020.930.0220.90.02

加氣混凝土0.060.190.2751.990.03

水泥砂漿0.010.930.0110.90.01

鋼筋混凝土板0.031.740.0170.1580.19

R=0.384H=0.25*104

由此可得：Ro=0.11+0.384+0.04=0.534Ho=25OO

2）計(jì)算室內(nèi)外空氣的水蒸汽分壓力

ti=18*Cps=2062.5pa則pi=2062.5X65%=1340.6pa

ti=-5℃ps=401.3pa則pi=401.3X50%=200.7pa

3）計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的溫度和水蒸汽分壓力

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9=18-ALLX(18+5)=13.3弋

p-1526.5pa

s,i

八0.11+0.017

0^=18-0534x(18+5)=12.5-c

p=1449.2pa

s,2

八0.0H+0.017+0.Hc…

0=118O------------------x(1Z18O+5)=12.1c

30.534

p=1410.5pa

s.3

95-SO"*。。…75+().1入8+5)=。.2℃

40,534

p-619.9pa

5,4

A0.534-0.059-0.022”＜、,.

8=18-------------------x(18+5)=-1.5℃

50.534

p=540.0pa

5,5

A0.534-0.059

0=18------------x(18+5)=—2.5℃

e0.534

p=496.0pa

s,e

p-1340.6pa

i

p=1340.6-X(134Q6-200.7)=474.3pa

22500

P3=1340.6(1340.6-200.7)=428.7pa

=%=134。.6-吟翳吧XU340.6-200.7)=291.9*

p=200.7pa

e

做出ps和p的分布線，兩線不相交，說明不需設(shè)置隔汽層。

第五章建筑防熱

習(xí)題

5-1、試計(jì)算武漢地區(qū)(北緯30°)某廠房卷材屋頂?shù)氖彝饩C合溫度的平均值與最高值。

已知：I.=998W/m2(出現(xiàn)在12點(diǎn))；7=326W/m2：t,=37℃(出現(xiàn)于15點(diǎn))；？=32.2。。；。=19w/(m2.K);P=0.88

Twixc.maxee

解:D室外平均綜合溫度，取y=3.5℃

-=F+p7/a-t=32.2+0.88x326/19-3.5=43.80?

saesreIrrc

A=(7-7)p/a=(998-326)x0.88/19=31.12

2)tsmaxSe

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A=t—t=37—32.2=4.8

tee.maxe

A31.12

-=-----=--6.48所以取修正系數(shù)為0.95

A4.8

te

At=(A+A用=(4.8+31.12)x0.95=34.12

satets

t=~+At=43.8+34.12=77.92七

sn.maxsasa

5-2、試計(jì)算武漢地區(qū)某廠房在自然通風(fēng)下屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度狀況。其屋頂結(jié)構(gòu)為：（1）鋼筋混凝土板：厚度

（2）泡沫混凝土隔熱層：厚度

（3）水泥砂漿抹平層：厚度

（4）卷村屋面：厚度（水平面的太陽輻射和室外氣溫資料參照習(xí)題5-1；其他條件可自行假設(shè)）。

5-3、設(shè)北緯30°地區(qū)某住宅朝南窗口需設(shè)遮陽板，求遮擋七月中旬9時(shí)到15時(shí)所需遮陽板挑出長度及合理形式。

已知窗口高1.8米，寬2.4米，窗間墻寬1.6米，厚（）.18米。

5-4、試從隔熱的觀點(diǎn)來分析：（1）多層實(shí)體結(jié)構(gòu)；（2）有封閉空氣間層結(jié)構(gòu)；（3）帶有通風(fēng)間層的結(jié)構(gòu)；它們的傳熱原理及隔熱

的處理原則。

答：1、多層實(shí)體結(jié)構(gòu)它的傳熱主要是實(shí)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱，在進(jìn)行隔熱處理時(shí)可通過增加實(shí)體結(jié)構(gòu)的熱阻，以降低結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)，

從而增加隔熱能力；

2、有封閉空氣間層結(jié)構(gòu)它的傳熱主要是間層中的輻射傳熱，在進(jìn)行隔熱處理時(shí)可在間層壁面貼輻射系數(shù)小的反射材料，以減小

輻射傳熱量，從而增加隔熱能力；

3、帶有通風(fēng)間層的結(jié)構(gòu)它的傳熱主要是對(duì)流傳熱，當(dāng)室外空氣流經(jīng)間層時(shí)，帶走部分從面層傳下的熱量，從而減少透過基層傳

入室內(nèi)的熱量。因此，可通過增加間層的通風(fēng)量，來達(dá)到隔熱的目的。

5-5、為提高封閉間層的隔熱能力應(yīng)采取什么措施？外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置封閉空氣間層其熱阻值在冬季和夏季是否一樣？試從外墻及

屋頂?shù)牟煌恢眉右苑治觥?/p>

答：為提高封閉間層的隔熱能力，可以在間層內(nèi)鋪設(shè)反射系數(shù)大、輻射系數(shù)小的材料（如鋁箔〉以減少輻射傳熱量。

由于季節(jié)不同，太陽的高度角和方位角的不同，所以在冬季屋頂?shù)奶栞椛錈彷^小，而外墻接受的太陽輻射于夏季相比較變化不

大。所以對(duì)于屋頂冬季的熱阻值比夏季小，而外墻則變化不大。

5-6、試從降溫與防止地面泛潮的角度來分析南方地區(qū)兒種室內(nèi)地面（木地板、水泥地、磨石子地或其他地面）中，在春季和夏季

哪一種地面較好？該地面外于底層或樓層時(shí)有無區(qū)別？

答：采用熱惰性小、表面呼吸性較好的地面材料，較為適宜。所以采用木地板為宜。底層的地面對(duì)防潮要求更為嚴(yán)格。

第六章建筑日照

習(xí)題

6-1、用計(jì)算法計(jì)算出北緯40°地區(qū)四月下旬下午3點(diǎn)的太陽高度角和方位角，日出、日沒時(shí)刻和方位角。

解：1）小=40。

8=23.45xsin（115~8°）x360=13.13。

370

Q=15(15-12)=45o

sinh=sin(p-sin8+cos(p?cos8?cosQ

=sin13.13?sin40+cos40-cosl3.13-cos45

=0.146+0.5275=0.6735

h=42.33。

精品文本

sinh-coscp-sin8_sin42.33-cos40-sinl3.13_

2)cosAs....$------------=------------------------=U.4

cosh-coscpcos42.33-cos13.13

A=66.36

sinl3.13八”公

3)h=0cosA=-----------=0.2966

$cos40

A=±72.75。=±72。45.

cosQ=Tg(pKgb=-吆40?火13.13=-0.196

Q=±lO1.3o=±101018

即±6時(shí)45分

日出時(shí)刻一6時(shí)45分+12=6時(shí)15分

日落時(shí)刻+6時(shí)45分+12=18時(shí)45分

6-2、試求學(xué)校所在地區(qū)或任選一地區(qū)的當(dāng)?shù)仄骄枙r(shí)12點(diǎn)，相當(dāng)于北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間多少？?jī)傻貢r(shí)差多少？

解：烏魯木齊的經(jīng)度是87。37'

T=T+4（L-L）=12+4（120。-87。37）=i2時(shí)+129.5分

0m0in

=14時(shí)9分

所以，兩地時(shí)差為2時(shí)9分

6-3、試?yán)L制學(xué)校所在地或任選一緯度地區(qū)（如北緯30。、35°、45°等）春秋分的棒影日照?qǐng)D。

6-4、有正南此朝向的一群房屋，要求冬至日中午能充分利用陽光，試求天津（北緯39°06'）和上海（北緯31°12'）兩地，其

房屋最小間距各為多少？

（提示：先求出兩地冬至中午有太陽高度角，再按棒與影的關(guān)系式求得間距）。

6-5、北緯40°地區(qū)有一雙坡頂房屋，朝向正南、北，東西長8米，南北寬6米，地面至屋檐高4米，檐口屋屋脊高2米，試用

日照棒影圖求該房屋于春（秋）分上午10點(diǎn)投于地面上的日照陰影。

6-6、將［例5-2］用計(jì)算法求遮陽板挑出長度和合理形式，改用棒影圖方法解之，并與第五章用計(jì)算法所得的結(jié)果加以比較。若朝

向改為南偏東10",則遮陽板如何設(shè)計(jì)。

第七章建筑光學(xué)基本知識(shí)

習(xí)題

7-1波長為540nm的單色光源，其輻射功率為5W,試求（1）這單色光源發(fā)出的光通量；（2）如它向四周均勻發(fā)射光通量，求其發(fā)

光強(qiáng)度；（3）離它2米處的照度。

解：1）對(duì)于波長為540mm的查氣光視效率是0.98

則有①=683x5x0.98=3346.71m

1540

①33467

2）發(fā)光強(qiáng)度!=—==266.3cd

Q4K

①=3346.7

）照度=66.6lx

3A471/?2

7-2、一個(gè)直徑為250mm的乳白玻璃球形燈罩，內(nèi)裝一個(gè)光通量為12601m的白熾燈，設(shè)燈罩的透光系數(shù)為0.60,求燈罩外表面亮

度（不考慮燈罩的內(nèi)反射）。

①1250

解:=99.5

4兀

精品文本

Lx0.6=x0.6=304cd/mi

AcosO4K(°^5)2

7-3、一房間平面尺寸為7X15m,凈空高為5nu在天棚中布置一亮度為500nt的均勻擴(kuò)散光源，其尺寸為5X13m,求房間正中

和四角處的地面照度（不考慮室內(nèi)反射光）。

八A5x13,c,

解：1）正中。=—cosa=--—x1=2.6

「252

C_5x135

2)四角地面皿―亍-----15-------=0.359

()2+(、)2+522+52

22

5

COSZ=0.517

2+2+52

E=L-Q-cosr=500x0.359x0.517=92.8lx

a

7-4、有一物件尺寸為0.22mm,視距為750mm,設(shè)它與背景的亮度對(duì)比為0.25。求達(dá)到辨別機(jī)率為95%時(shí)所需的照度。如對(duì)比下

降為0.2,需要增加照度若干才能達(dá)到相同視度？

解：求視角a=3440?=3440xg^=l

由于c=0.25查圖7—22可得

所需照度E=701x

若對(duì)比度下降為0.2則所需照度E=1251x

7-5、有一白紙的反光系數(shù)為0.8,最低照度是多少是我們才能看見它？達(dá)到刺眼時(shí)的照度又是多少？

10-5

解：最低照度E—.=1.25x10-5asb

0.8

E=ll=20sb

達(dá)到刺眼的照度

0.8

7-6、式說明光通量與發(fā)光強(qiáng)度，照度與亮度間的區(qū)別和關(guān)系？

答：光通量是人眼對(duì)光的感覺量為基準(zhǔn)的單位；

發(fā)光強(qiáng)度是光通量的空間密度；

照度是被照面光通量的密度；

亮度是發(fā)光體在視線方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強(qiáng)度。

7-7、看電視時(shí)，房間完全黑暗好，還是有一定亮度好？為什么？

答：房間亮點(diǎn)好。

這是因?yàn)槿搜鄣母泄饧?xì)胞分為：桿體細(xì)胞和椎體細(xì)胞。在亮環(huán)境下是錐體細(xì)胞起作用，暗環(huán)境下是桿體細(xì)胞起作用。當(dāng)房間亮一

些時(shí)，不會(huì)使桿體細(xì)胞和椎體細(xì)胞交替起作用，可以減少視覺疲勞。同時(shí)，房間亮一點(diǎn)可以避免產(chǎn)生直接眩光。

7-8、為什么有的商店大玻璃櫥窗能夠象鏡子似地照出人像，卻看不清里面陳列的展品？

答：這是由于產(chǎn)生二次反射眩光

采取的措施：提高櫥窗里商品的表面亮度；

將櫥窗玻璃做成傾斜或彎曲。

7-9、你們教室的黑板上是否存在反射眩光（窗、燈具），怎么形成的？如何消除它？

答：存在。是由視野中的光澤表面的反射所產(chǎn)生的。

精品文本

減小或消除辦法：

1、盡量使視覺作業(yè)的表面為無光澤表面，以減弱鏡面反射而形成的反射眩光；

2,應(yīng)使視覺作業(yè)避開和遠(yuǎn)離照明光源同人眼形成的鏡面反射區(qū)域：

3、使用發(fā)光表面面積大、亮度低的光源；

4、使引起鏡面反射的光源形成的照度在總照度中所占比例減少，從而減少反射眩光的影響。

第八章天然采光

習(xí)題

8-1、從圖8-5中查出重慶7月份上午8：30時(shí)散射光照度和總照度。

答：從圖上可查出總照度為385001X；

散射光照度為265001x

8-2、根據(jù)圖8-5找出重慶7月份室外散射光照度高于5001x的延續(xù)時(shí)間。

答：早上6點(diǎn)到下午6點(diǎn)，延續(xù)時(shí)間為12小時(shí)。

8-3、按例題7-4所給房間剖面，CIE標(biāo)準(zhǔn)陰天室外水平照度為100001x時(shí)，求水平窗洞在桌面上形成的采光系數(shù)；若窗洞

上裝有T=0.8的透明玻璃時(shí)的采光系數(shù)；若窗上裝有T=0.5的乳白玻璃時(shí)的采光系數(shù)。

解.1）C=-xW0%=_2__X1OO%=25%

解E10000

w

「E義工…小2500x0.8

2）C=—?----x100%=---------------x100%=20%

E10000

w

3）C=￡j2_x100%=2500xX100%=12.5%

E10000

w

8-4、會(huì)議室平面尺寸為5X7m,凈空高3.6m,求出需要的側(cè)窗面積并繪出其平、剖面圖。

解：由表8-5可知，會(huì)議室屬III級(jí)采光等級(jí)。

由表8-6可知，單側(cè)窗要求窗地比為1/40則窗戶的面積為35/4=8.75米,。

雙側(cè)窗要求窗地比為1/3.5。則窗戶的面積為35/3.5=10米2.

8-5、一單跨機(jī)加車間，跨度為30m,長72m,屋架下弦高10m,室內(nèi)表面淺色粉刷，室外物遮擋，估計(jì)需要的單層鋼窗面積，并

驗(yàn)算其采光系數(shù)。

解：1）由表8-5可知，機(jī)械加工車間屬III級(jí)采光等級(jí)。

由表8-6可知，單側(cè)窗要求窗地比為1/4。則窗戶的面積為30X72/4=540米”

雙側(cè)窗要求窗地比為1/3.5。則窗戶的面積為30X72/3.5=617米

2）驗(yàn)算采光系數(shù)

根據(jù)設(shè)計(jì)所選窗戶的形式，確定窗戶的位置、大小。

根據(jù)窗戶的形式，選取相應(yīng)的修正系數(shù)，算出采光系數(shù)的最低值，與采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值相比較，看是否滿足要求。

8-6、設(shè)一機(jī)械加工車間，平、剖面和周圍環(huán)境如圖8-63,試問（1）該車間在北京或重慶，其采光系數(shù)要求多少？（2）該車間

長軸走向?yàn)槟弦槐被驏|一西，在采光口選擇上有何不同？（3）中間兩跨不作天窗行不行？（4）然后根據(jù)其中一項(xiàng)條件進(jìn)行采光設(shè)計(jì)。

解：1）在北京地區(qū)屬III類光氣候區(qū)，取光氣候系數(shù)K=1.0

側(cè)面：°=2%xl.0=2%

頂部：C=3%X1.0=3%

av

在重慶地區(qū)