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建筑物理 第三版（柳孝圖）課后習(xí)題答案 1.4章 1.建筑防熱的途徑主要有哪些？ 答：建筑防熱的途徑有： (1)減弱室外的熱作用。 (2)窗口遮陽。 (3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱與散熱。 (4)合理地組織自然通風(fēng)。 (5)盡量減少室內(nèi)余熱。 2.何謂室外綜合溫度？其物理意義是什么？它受哪些因素的影響？ 答：（1)室外綜合溫度的定義 室外綜合溫度是指以溫度值表示室外氣溫、太陽輻射和大氣長波輻射對給定外表而的熱作用。 (2)室外綜合溫度的物理意義一般用室外綜合溫度計(jì)算出建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱性能、建筑冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。 (3)室外綜合溫度受影響的因素 主要受到室外空氣溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對太陽輻射的吸收率、太陽輻射照度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與環(huán)境的長 波輻射換熱量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的對流換熱系數(shù)等的影響。 3.由【例1. 4-2】可知，該種構(gòu)造不能滿足《規(guī)范》規(guī)定的隔熱要求。擬采取的改善措施是：（a)在鋼筋 混凝土外側(cè)增加20mm厚的苯板（即聚苯乙烯泡沫塑料，下同）；(b)在鋼筋混凝土內(nèi)側(cè)增加20mm厚的苯板。試 分別計(jì)算這兩種構(gòu)造方案的內(nèi)表面溫度是否能滿足要求？哪種構(gòu)造方案的效果更好？ 己知：苯板的熱工指標(biāo)為：干密度P o=30kg / m3；導(dǎo)熱系數(shù)入=0. 042W / (m -K)；蓄熱系數(shù)S24=0. 36W / (m2 ? K)。 答：略 4.冬季保溫較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否在夏季也具有較好的隔熱性能？試分析保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)和隔熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)的異 同。 答：（1)對于冬季保溫較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不一定在夏季也具有較好的隔熱性能。因?yàn)槎颈氐男Ч饕Q 于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻，而夏季隔熱則與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)、蓄熱性能密切相關(guān)。 (2)保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)和隔熱圍護(hù)結(jié)構(gòu)的異同 ①相同之處在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱對熱阻都有一定的要求；圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱對熱惰性指標(biāo)也應(yīng)該滿足 在諧波熱作用下保證有足夠的熱穩(wěn)定性的要求。 ②不同之處之在于圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫的設(shè)計(jì)指標(biāo)主要是熱阻。而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防熱主要的為了控制內(nèi)表而的最髙輻 射溫度，因此防熱設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)指標(biāo)主要是熱惰性指標(biāo)。 5.屋頂隔熱的措施主要有哪些？這些措施的隔熱機(jī)理是什么？ 答：屋頂隔熱的措施及其隔熱機(jī)理是： (1)采用淺色外飾而，減小當(dāng)量溫度。它的機(jī)理是通過采用太陽輻射熱吸收系數(shù)較小的屋面材料，來降低 室外熱作用，從而達(dá)到隔熱的目的。 (2)提髙屋頂自身的隔熱性能。它的機(jī)理是隔熱層本身熱容量小，抗外界溫度波動(dòng)的能力差，但隔熱層有 著良好的絕熱性能，可以有效減弱傳遞的熱量。 (3)通風(fēng)隔熱屋頂。它的機(jī)理是利用屋頂內(nèi)部通風(fēng)帶走面層傳下的熱量，達(dá)到隔熱的目的。 (4)種植隔熱屋頂。它的機(jī)理是在屋頂上種植植物，利用植物的光合作用，將熱能轉(zhuǎn)化為生物能；利用植 物葉面的蒸騰作用增加蒸發(fā)散熱量，均可大大降低屋頂?shù)氖彝饩C合溫度；同時(shí)利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻和熱 惰性，降低內(nèi)表面平均溫度與溫度振幅。 (5)水隔熱屋頂。它的機(jī)理是水的熱容量大，而且水在蒸發(fā)時(shí)要吸收大量的汽化熱，從而減少了經(jīng)屋頂傳 入室內(nèi)的熱量，降低了屋頂?shù)膬?nèi)表而溫度。 6.墻體隔熱的措施主要有哪些？考慮到建筑空調(diào)能耗的問題，哪些措施能夠兼顧建筑隔熱和建筑節(jié)能？ 答：（1)墻體隔熱的措施 ①材料隔熱 a.黏土磚實(shí)體墻 兩而抹灰的一磚厚墻體，尚能滿足當(dāng)前一般建筑西墻和東墻的隔熱要求。由于其具有一定的防寒性能，不僅 適用于夏熱冬暖地區(qū)，也可用于夏熱冬冷地區(qū)。 b.砌塊 第一，多以中、小型砌塊為主，原材料以普通混凝土及礦渣、粉煤灰、煤渣、火山灰等工業(yè)廢料與地方材料 為多，混凝土空心砌塊應(yīng)用最廣泛。 第二，單排孔混凝土空心砌塊不能滿足南方地區(qū)墻體隔熱的要求，當(dāng)然不能用于東、西向外墻。雙排孔混凝 土空心砌塊加上內(nèi)、外抹灰后，其隔熱性能與兩而抹灰的一磚厚實(shí)心黏土磚墻相當(dāng)，可以用于東、西外墻。 c.鋼筋混凝土大板 第一，多用于住宅建筑，主要板型為鋼筋混凝土空心墻板與多種材料的復(fù)合墻板。 第二，鋼筋混凝土空心板在南方大多數(shù)地區(qū)都不能滿足隔熱性能的要求，其主要特點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，內(nèi)表面 溫度波幅大，因此內(nèi)表面最高溫度值很髙，近年來己很少使用。 d.輕質(zhì)復(fù)合墻體構(gòu)造輕質(zhì)復(fù)合墻體構(gòu)造的隔熱性能取決于板型構(gòu)造與復(fù)合材料的熱工性能。設(shè)計(jì)復(fù)合墻體構(gòu)造時(shí)，應(yīng)盡量將導(dǎo)熱 系數(shù)小的輕質(zhì)材料放在外側(cè)，將熱容量大的材料放在內(nèi)側(cè)。 ②構(gòu)造隔熱 a.在墻體外側(cè)設(shè)置垂直通風(fēng)間層 b.外墻綠化遮陽 c.墻體外表面采用淺色飾面 (2)兼顧建筑隔熱和建筑節(jié)能的措施 ①在墻體外側(cè)設(shè)置垂直通風(fēng)間層，利用熱壓和風(fēng)壓的綜合作用，使間層內(nèi)空氣流通，帶走墻體外表面吸收的 熱量，從而達(dá)到建筑隔熱和制冷節(jié)能的目的。垂直通風(fēng)間層在冬季還可起到保護(hù)外側(cè)保溫材料、使保溫材料保持 干燥等作用。如果條件許可，還可采取措施使其在夏季作為通風(fēng)空氣間層起隔熱作用，在冬季作為封閉空氣間層 增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻，從而兼顧冬夏季不同熱工設(shè)計(jì)要求。 ②外墻綠化遮陽利用樹葉通過蒸騰作用蒸發(fā)水分，保持自身涼爽，能降低表而輻射溫度，降低室外環(huán)境溫度, 減少空調(diào)負(fù)荷。 7.自然通風(fēng)有些什么作用？能否根據(jù)各季節(jié)的氣候特點(diǎn)，確定適時(shí)通風(fēng)的方案？ 答：（1)自然通風(fēng)的作用 自然通風(fēng)可以提供呼吸所需要的空氣，除去過量的濕氣，稀釋室內(nèi)污染物，提供燃燒所需的空氣以及調(diào)節(jié)氣 溫。 (2)根據(jù)各季節(jié)的氣候特點(diǎn)制定不同的通風(fēng)方案 ①舒適性通風(fēng)降溫（即全天候通風(fēng)） a.概念 即通過全天候的通風(fēng)方式來滿足室內(nèi)的熱舒適要求。 b.氣候條件 室外最高溫度一般不超過28?32C,日較差小于10C,比較適合溫和、潮濕氣候區(qū)或相應(yīng)季節(jié)。 c.相應(yīng)措施 笫一，室內(nèi)的氣流速度應(yīng)保證在1.5?2.0m/s左右。 笫二，室內(nèi)的熱量要盡快排出，應(yīng)以輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)為主。 ②夜間通風(fēng)降溫 a.概念 即把夜間涼爽的空氣引入室內(nèi)，把室內(nèi)熱量吹走，使房間在白天獲得的熱量減到最小。 b.氣候條件 白天室外氣溫在30?36C，夜間溫度在20C以下，室外氣溫日較差大于10C,適合于日較差大的干熱地區(qū)。 8.自然通風(fēng)的原理是什么？為組織好自然通風(fēng)，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)注意妥善處理哪些問題？ 答：（1)自然通風(fēng)的原理 自然通風(fēng)的原理在于開口處（門窗過道）存在著空氣壓力差而產(chǎn)生的空氣流動(dòng)，產(chǎn)生壓力差的原因是風(fēng)壓作 用和熱壓作用。 (2)在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 ①建筑朝向，間距及建筑群的布局； ②建筑的平面布置與剖而設(shè)計(jì)； ③門窗的位置和尺； ④門窗開啟方式； ⑤設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板。 9.門窗的位置、尺寸以及開啟方式對室內(nèi)通風(fēng)有什么影響？試就某建筑平面提出加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)的改善方案。 答：（1)門窗的位置、尺寸對室內(nèi)通風(fēng)的影響 ①在建筑空間的平面及剖面設(shè)計(jì)中，開口的相對位置對室內(nèi)通風(fēng)質(zhì)量和數(shù)量有著相當(dāng)大的影響。良好的室內(nèi) 通風(fēng)應(yīng)使空氣流場分布均勻，并使風(fēng)流經(jīng)盡量大的區(qū)域，增加風(fēng)的覆蓋面。同時(shí)通風(fēng)口位置應(yīng)對通風(fēng)風(fēng)速有利， 盡量使通風(fēng)直接、流暢，減少風(fēng)向轉(zhuǎn)折和阻力。 ②在人體活動(dòng)髙度內(nèi)，應(yīng)設(shè)置可開啟的窗戶，使風(fēng)吹經(jīng)人體活動(dòng)區(qū)域以加快人體蒸發(fā)散熱。③夏季需保證門窗具有一定的可開啟而積，使室內(nèi)氣流形成風(fēng)感。測試表明：當(dāng)開口寬度為開間寬度的1/ 3?2/3,幵口面積為地板面積的15%?20%時(shí)，室內(nèi)通風(fēng)效率最佳。 ④風(fēng)流經(jīng)室內(nèi)，其出、入口的大小尺寸會(huì)影響風(fēng)速變化。當(dāng)進(jìn)風(fēng)口大于出風(fēng)口，氣流速度會(huì)下降，反之則加 強(qiáng)。氣流速度對人的舒適感覺影響最大，所以如通風(fēng)口朝向主風(fēng)向，出風(fēng)口面積應(yīng)大于進(jìn)風(fēng)口，加快室內(nèi)風(fēng)速。 (2)門窗的開啟方式對室內(nèi)通風(fēng)的影響 ①分類 a.平開窗 可完全開啟，窗戶開啟的角度變化有一定的導(dǎo)風(fēng)作用，而且關(guān)閉時(shí)的氣密性佳，是較理想的開窗方式。外開 式會(huì)遮擋部分斜向吹入的氣流；內(nèi)開式則能將室外風(fēng)完全引入室內(nèi)，更有利于通風(fēng)。 b.下懸窗 具有一定導(dǎo)風(fēng)作用，內(nèi)開式將風(fēng)導(dǎo)向上部，并加快流入室內(nèi)風(fēng)速。外開式則將風(fēng)導(dǎo)入下方，吹向人體，但存 在遮擋現(xiàn)象，減弱了風(fēng)速。 c.上懸窗 也有導(dǎo)風(fēng)作用，內(nèi)幵式將風(fēng)導(dǎo)向地面，吹向人體，并能加快風(fēng)速。外幵式將風(fēng)導(dǎo)入上方，由于開啟位置處于 人體髙度，風(fēng)尚能掠過人體，但存在遮擋現(xiàn)象，減弱了風(fēng)速。內(nèi)開式更好。 d.中懸窗 導(dǎo)風(fēng)性能明顯，而且開啟度大，不存在遮擋，是比較好的方式。逆反方式將風(fēng)引入下方，正反方式將風(fēng)引入 上方；當(dāng)窗洞口位置較低可選用正反式，窗洞口較髙選擇逆反式，使風(fēng)導(dǎo)向人體。 e.立式轉(zhuǎn)窗 立式轉(zhuǎn)窗導(dǎo)風(fēng)性能佳，可以把來自不同方向的風(fēng)導(dǎo)入室內(nèi)。 f.推拉窗 無任何導(dǎo)風(fēng)性能，可幵啟面積最大只有窗洞的一半，不利于通風(fēng)，而且推拉窗的窗型結(jié)構(gòu)決定了其氣密性較 差。 ②注意方面 a.窗的開啟應(yīng)保證有足夠大的通風(fēng)面積； b.有可調(diào)節(jié)的開啟角度，并能有效引導(dǎo)氣流； c.盡量將風(fēng)引向人體活動(dòng)范圍。