建筑环境学简答题计算题.

1.人工照明与天然采光在舒适性和建筑能耗方面有何差别？ 舒适性方面：

1、天然采光－视觉效果好，不易导致视觉疲劳；健康，连续的单峰值光谱满足人的心理和生理需要；

2、人工照明－不如自然光舒适性好，但易于控制，容易创造照度均匀的环境。 建筑能耗方面：

1、天然采光－有效降低日间建筑照明能耗

2、人工照明－需要消耗大量电能；增加夏天空调负荷 2.室内空气污染途径 ?

室外空气 建筑装修装饰材料 空调系统 家具和办公用品 家用电器 厨房燃烧产物 室内人员 其他及消毒剂

室内空气污染控制方法：一、源头治理 1、消除室内污染源2、减小室内污染源发散强度3、污染源附近局部排风。二、通新风稀释和合理的气流组织（通新风是改善室内空气品质的一种行之有效的方法，其本质是提供人所必需的氧气并用室外的污染物浓度低的空气来稀释室内污染物浓度高的空气）。三、空气净化 1、过滤器过滤2、吸附净化法3、紫外灯杀菌4、臭氧净化法。 3.建筑环境学的任务? 1、了解人类生活和生产过程需要什么样的室内 2.了解各种内外部因素是如何影响人工微环境 3.掌握改变或控制人工微环境的基本方法和原理 建筑的功能：在自然环境不能保证令人满意的条件下，创造一个微环境来满足居住者的安全与健康以及生活生产的需要，人们希望建筑物能满足的要求包括：1、安全性2、功能性3、舒适性4、美观性 4.热舒适性和中性之间的关系?

在体温低时,浴盆中较热的水会使受试者感到舒适或愉快,但其热感觉评价却应该是”暖” 而不是”中性”,相反当受试者体温高时,用较凉的水洗澡却会感到舒适,但其热感觉的评价应该是”凉”而不是”中性”.

有效温度ET定义：“这是一个将干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感或冷感的影响综合成一个单一数值的任意指标。它在数值上等于产生相同感觉的静止饱和空气的温度。 标准有效温度SET*:

特点：综合考虑了不同的活动水平和衣服热阻

定义：某个空气温度等于平均辐射温度的等温环境中的温度，其相对湿度为50%，空气静止不动，在该环境中身着标准热阻服装的人若与他在实际环境和实际服装热阻条件下的平均皮肤温度和皮肤湿润度相同时，则必将具有相同的热损失，这个温度就是上述实际环境的SET*。

1

第一章

1至今人们希望建筑物能满足的要求包括：

安全性：能够抵御飓风、暴雨、地震等各种自然灾害所引起的危害或人为的侵害。 功能性：满足建筑的居住、办公、营业、生产等功能 舒适性：居住者在建筑内的健康，舒适性 美观性：有亲和感，社会文化的体现

2、 学习建筑环境学的任务：1了解人类生活和生产过程需要什么样的室内、外环境2了解

各种内外部因素是如何影响人工微环境的3掌握改变或控制人工微环境的基本方法和原理。 第二章

3、 （简答）风形成的原因：风是指由于大气压差所引起的大气水平方向的运动。地表增温

不同是引起大气压力差的主要原因，也是风形成的主要原因。风可分为大气环流与地方风两大类。由于照射在地球上的太阳辐射不均匀，造成赤道和两极间的温差，由此引发大气从赤道到两极和从两极到赤道的经常性活动，叫做大气环流。它是造成各地气候差异的主要原因之一。

4、 简答）地表面、大气的传热过程，解释山谷风

山谷风多发生在较大的山谷地区或者山与平原相连的地带。由于山坡在谷地造成阴影，使得日间山坡获得的太阳辐射量多于谷地，而夜间对天空的长波辐射量也多于谷地，导致日间山坡表面比谷地表面温度高，而夜间山坡表面比谷地表面温度低。因此，在温差造成的山坡吹向谷地。这样就形成了日夜交替风向的山谷风。 5、 （简答）影响地面附近气温的主要因素：

（1） 入射到地表面上的太阳辐射量，它起着决定性的作用；例如气温又四季的变

化、日变化以及随着地理纬度的变化，都是由于太阳辐射热量的变化而引起的

（2） 地面的覆盖率，例如草原、森林、沙漠和河流等以及地形对气温的影响；不

同的地形及地面覆盖对太阳辐射的吸收和反射的性质均不同，所以地面的增温也不同

（3） 大气的对流作用以最强的方式影响气温；无论是水平方向或垂直方向的空气

流动，都会使两地的空气进行混合，减少两地的气温差异。

6、 建筑群内风场的形成取决于建筑的布局，不当的规划设计产生的风场问题：

（1） 冬季住区内高速风场增加建筑物的冷风渗透，导致采暖负荷增加。 （2） 由于建筑的遮挡作用，造成夏季建筑的自然通风不良 （3） 室外局部的高风速影响行人的活动，并影响热舒适。

（4） 建筑群内的风俗太低，导致建筑群内散发的气体污染物无法有效排除而在小区

内聚集

（5） 建筑群内出现旋风区域，容易积聚落叶，废纸，塑料袋等废气物。

7、 城市气候特点?

1）城市风场与远郊不同 ,除风向改变以外,平均风速低于远郊的来流风速。 2）气温较高，形成热岛效应

3）城市中的云量，特别是低云量比郊区多，大气透明度低，太阳总辐射照度也比郊区弱。

8、 城市热岛效应及形成原因？

由于地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造

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成市中心的温度高于郊区温度，且市内各区的温度分布也不一样。如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布现象叫做热岛现象。

（ 热岛现象产生原因：1自然条件 市内风速、对天空长波辐射：建筑布局影响对天空角系数和风场 云量：市区内云量大于郊区 太阳辐射：市内大气透明度低 。）

由于城市下垫面特殊的热物理性质、城市内的低风速、城市内较大的人为热等原因，造成城市的空气温度要高于郊区的温度，是城市热岛产生的原因。 9、我国的气候分区法：

（1）严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和地区 （2）七个区

1、 为什么我国北方住宅严格遵守座北朝南的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？

（1）鉴于日照对人居的重要作用，住宅应获得尽量多的日照，而对于独立建筑，影响日照的因素为太阳高度和日照强度。北方地区位于北回归线以北，一年四季太阳都处于南部天空，夏天太阳高度角高，冬季太阳高度角低，坐北朝南的住宅在冬季可以获得最大日照，降低建筑物的采暖负荷；夏季可以利用房檐遮阳，保持室内较凉爽的环境。南方（华南地区）位于北回归线以南，全年太阳高度角变化并不明显，各面墙得到的太阳辐射差别不大，且由于冬季并不寒冷，因而房子的朝向不是特别重要。

（2）南方多山地、丘陵、河流，建筑物严格的朝向要求不能合理的利用有限的地面。 2、是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？ （1）地面温度导致空气温度改变。

（2）大气中的气体分子在吸收太阳辐射时具有选择性，对短波辐射几乎是透明体。空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式进行热交换而被加热或冷却。

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？

1/4（1）Tsky[0.9Tg(0.320.026Pa)(0.300.70S)Ta]

44其中： Tg  地表温度，K；取23℃

Ta  地面1.5-2.0m高处的气温，K；取25℃

Pa  地面附近空气的水蒸气分压力，mbar 取相对湿度75％，23℃，20mbar S  日照百分率，即全天实际日照时数与可能日照时数之比，是一个与云量密

切相关的量。天气晴朗，取1

Tsky[0.9*(23273)4(0.320.02620)(0.300.70*1)(25273)4]1/4Tsky＝270K＝-3℃

结果会因假设的气象参数值不同而不同，注意地表温度的值会略低于空气温度

（2）如果没有大气层，由于有效天空温度Tsky的定义为：Qsky ＝σTsky4 ，Qsky为大气层向地面的辐射，此时Qsky＝0，所以Tsky也为0K

4、 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？

1）晴朗的夜间，天空中云量、尘粒、水汽较少，大气透明度高，吸收地面长波辐射的能力差，所以大气逆辐射Qsky小，天空背景温度很低。

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2）树叶表面与大气层之间的辐射换热量QR，就是树叶表面向大气层的辐射能量Ql与大气层向树叶表面的逆辐射Qsky之差额，即： QR＝Ql－Qsky ＝σ (εTl4 － Tsky4 )

3）此时树叶表面与天空的辐射换热损失很大，表面温度下降的比较低，而周围的空气温度相对较高，含湿量较大，当树叶表面温度下降到空气露点温度附近时，表面就开始结露，下降到0℃以下，就开始结霜了。

4）有同学认为结露结霜现象是由于气温低引起的，若气温低于空气的露点温度（如夏季空调送冷风到湿热的环境中，造成局部区域空气温度很低），则水蒸汽直接凝结成水滴，实际上会起雾。结露是由于气温高于露点温度，而物体表面温度低于露点温度，水蒸汽才会在物体表面凝结，因此本题关键是分析树叶表面温度降低的原因。

5、为保证日照时间满足规范要求，南方地区和北方地区要求的最小住宅楼间距是否相同？为什么？

1． 不同。纬度越高，需要的楼间距越大。

2． 由于南北地区纬度的差别，在同一季节太阳高度角不同，南方较高，北方较低。太阳高

度角偏低则建筑物的日影区就越大，为避免建筑物相互遮挡，所需要的楼间距就越大。 3． 建筑物所需要的日照间距D0可按下式计算：

D0H0*ctg(h)*cos(Aa)

其中：H0－前栋建筑计算高度（前栋建筑总高减后栋建筑第一层窗台高） h －太阳高度角 A －太阳方位角

a －后栋建筑法线与正南方向所夹的角

由公式可知，当其他条件一样时，北方地区纬度高，太阳高度角h小，则cos(h)大，最小住宅楼间距也大。

6、采用高反射率的地面对住区微气候是改善了还是恶化了？为什么？

应该具体情况具体分析。 1）人工地面：

高反射率的地面如大理石、水泥地面，在阳光下会反射大量太阳辐射，人在这样的环境中，将接受大量反射辐射。但由于地面吸收的热量少，地面温度较低长波辐射量小，附近空气温度较低。同时由于地面发射率低，在太阳下山后，地面长波辐射量小，夜间空气温度较低。另外，在建筑物密集的区域，高发射率地面会恶化周围建筑环境，因为把热量反射到建筑表面了。如果是开阔地面就没有问题。

低反射率的地面如沥青地面，在阳光下会吸收大量太阳辐射，表面温度相当高，同时发射长波辐射，使地面附近空气温度升高。同时地面对人的长波辐射也会使人体表面温度增加，增加人的热感。在太阳下山后，地面将继续发射长波辐射，致使夜间空气温度较高。 2）植被地面：

植被地面的反射率低，但是由于植物的光合作用和蒸腾作用，一部分太阳能转化为化学能，另一部分转化为水的潜热被带走，所以植物表面温度并不高，长波辐射量不大，且反射到人身上的太阳辐射也少。使用植被可以改善附近的微气候环境。

3）寒冷地区可以使用较低反射率的人工地面，最大限度吸收太阳辐射，提高地面附近气温。炎热地区应尽量采用植被地面，在不能采用植被地面的地方使用较高反射率的地面。

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7、 水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是什么？ 1．水体和植被对热岛现象起削弱作用。

2．水的热容量大，且水体蒸发可以吸收热量。

3．植被除蒸发（蒸腾作用）吸热外，还对太阳辐射有一定的反射作用，尤其是在夏季太阳辐射强度高时，可以有效降低周围空气温度。

第三章

1． 室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？

答：不是，还与围护结构外表面的性质有关。

室外空气综合温度是为了计算方便推出的一个当量的室外温度，表达式为：

tztairaIoutQLout

tair－由气象参数决定

但围护结构外表面的对流换热系数out，围护结构外表面对太阳辐射的吸收率a，围护结构外表面与环境的长波辐射换热量QL与围护结构外表面的性质（材料、粗糙度、形状等）有关。

所以室外空气综合温度应该是气象参数与围护结构表面特性共同作用的结果。 2． 什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略？

答：计算晴天白天太阳直射下的辐射换热时，由于太阳辐射远远大于长波辐射，可以忽略长波辐射。

3． 透过玻璃窗的太阳辐射中是否只有可见光，没有红外线和紫外线？

答：否。

由普通玻璃的光谱透过率（书中图3－3）图中可知，可见光和短波红外线的通过率比较高，而长波红外线和紫外线的透过率很低，因此透过玻璃窗的太阳辐射主要为可见光和短波红外线，但也包含少量的长波红外线和紫外线。

4． 透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷？

答：不是。

太阳辐射进入室内后，首先被室内各种表面吸收和贮存，提高这些表面的温度，然后通过对流换热方式逐步释放到空气中，形成瞬时冷负荷，在时间上有所延迟，并不等于该时刻的瞬时冷负荷。

同时，计算建筑物的瞬时冷负荷还应考虑围护结构导热、室内热源散热等因素。 5． 室内照明和设备散热是否直接转变为瞬时冷负荷？

答：不是。

室内照明和设备散热一般包括对流换热和辐射换热两种形式。其中，对流换热部分立刻就进入到室内空气中成为瞬时冷负荷，而辐射得热部分首先会传递到室内各表面，提高这些表面的温度。当这些表面的空气温度高于室内空气温度时，就会有热量以对流换热的形式进入到空气中，成为瞬时冷负荷。

所以室内照明和设备散热只有部分直接转变为瞬时冷负荷。

6． 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？

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答：稳态计算法即不考虑建筑物以前时刻传热过程的影响，只采用室内外瞬时或平均温差与围护结构的传热系数、传热面积的积来求取负荷值，即Q = KFT。

如果室内外温差的平均值远远大于室内外温差的波动值时，采用平均温差的稳态计算带来的误差也比较小，在工程设计中是可以接受的。例如在我国北方的冬季，室外温度的波动幅度远小于室内外的温差（见图），因此目前在做采暖负荷计算时，采用的是日平均温差的稳态计算法，即：Qhl = Kw Fw (to - tin)

其中to采用是冬季室外设计温度，对于空调系统为每年不保证1天、对于采暖系统为每年不保证5天的最低日平均温度；tin是冬季室内设计温度。

35302520夏季t冬季室内气温18℃冬季t冬季室外气温冬季室外平均气温－9℃夏季室内气温26℃夏季室外平均气温28.6℃夏季室外气温温度(℃)151050510150246时间81012141618202224

图 冬夏室内外温差比较举例

但计算夏季冷负荷是不能采用日平均温差的稳态算法的，否则可能导致完全错误的结果。因为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，因此与冬季相比，室内外平均温差并不大，但波动的幅度却相对比较大，见图。如果采用日平均温差的稳态算法，则导致冷负荷计算结果偏小。另一方面，如果采用逐时室内外温差，忽略围护结构的衰减延迟作用，则会导致冷负荷计算结果偏大。 7． 围护结构的内表面上的长波辐射对负荷有何影响？

答：长波辐射将转化为负荷，但存在着延迟和衰减。 以夏季围护结构表面的长波辐射为例，此时围护结构内表面温度高于其他表面，热量会以长波辐射的形式传给室内其他表面，提高其他表面的温度。当这些表面的空气温度高于室内空气温度时，就会有热量以对流换热的形式进入到空气中，成为瞬时冷负荷。

高温表面长波辐射其他表面对流换热空气成为瞬时负荷冷负荷

因此，对于建筑物冷负荷而言，长波辐射所传递的热量将转化为建筑物负荷，但长波辐射不是马上转化为建筑物的瞬时负荷，两者之间存在着相位差和幅度差，冷负荷对得热的响应一般都有延迟，幅度也有所衰减。

同理可分析围护结构内表面温度低于其他表面时的情况。 8． 夜间建筑物可通过玻璃窗长波辐射把热量散出去吗？

答：可以

室内空气和表面可以通过对流换热和长波辐射加热玻璃窗的内表面，而玻璃窗被加热后

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则会以长波辐射的方式把热量散发出去。

室内空气、表面对流换热、长波辐射玻璃窗内表面被加热长波辐射外界环境

冬季夜间通过玻璃窗表面的长波散热很厉害，这就是为什么可关闭的外遮阳在冬季夜间保温效果很明显的原因。

9． 如果一个由6面实体墙（包括楼板）围合的房间室内温度恒定，把几面实体墙的得热叠

加，再加上室内热源得热与渗透风得热，就等于房间的冷负荷？

1.几面实体墙的得热量HGwall是在假定“除所考察的围护结构内表面外，其他各室内表面的温度均与室内空气温度一致，室内没有其他短波辐射热量落在所考察围护结构内表面上”时，计算得到的。实际上，室内其他表面的温度常常与室内空气温度不一致，室内也存在着辐射源，它们之间的辐射换热会影响所考察的围护结构向室内的传热量。举例来说，如果室内辐射热源正好全打在外墙内表面上，此时向室内传的热量会被顶出去一部分，得热跟实际传到室内空气的热量差得就更大了。

2.室内热源得热量可以分成对流散热部分和辐射散热部分，其中对流散热部分可以直接转化为瞬时冷负荷，但是辐射散热部分会通过长波辐射方式传递到室内围护结构和家具各表面，再通过对流方式逐步进入到室内空气中，形成冷负荷。因此也不能直接将室内热源得热简单的叠加到冷负荷中。

3.当然，如果室内各内表面温度都跟空气温度一样，室内热源基本上只有对流散热，题中的得热之和基本就等于冷负荷。

10．如果有两套户型设计一模一样的公寓，但一个主要窗户朝东，另一个朝西。两套公寓夏季的热环境条件有何区别？ 朝西的公寓热环境较差。 上午时候室外温度较低，下午时候室外温度较高；在上午时进入朝东公寓的太阳辐射得热量较多，在下午时进入朝西公寓的太阳辐射量较多。对于朝东公寓，传热的峰值在下午，太阳辐射得热的峰值在上午，峰值错开使得负荷峰值较小，对于不空调的房间一天中的室内温度有可能都不超出人体的舒适区；对于朝西公寓，传热和太阳辐射的峰值均在下午，峰值叠加后使得总负荷偏大，对于不空调的房间下午的温度会特别高造成人体的不适。 第四章

1、人体的体温调节系统

人体与非生物体的热变化过程的区别在于人体的温度和散热量并不完全由环境因素决定，因为人体的体温调节系统在一定环境参数范围内具有主动调节这些参数的能力。体温调节的主要功能是将人体的核心温度维持在一个适合于生存的较窄的范围内。 2、动态热环境与稳态热环境对人的热感觉影响有何差别，原理是什么？

在动态热环境中，皮肤温度与热感觉存在分离现象，热感觉和热舒适也存在分离现象，热感觉不能由此时人体的热状态单独决定，与上一时刻人体的热状态也有关系。而在稳态热环境下，人体与外界环境达到热平衡，人的热感觉就取决于此时人体的热状态。 在动态热环境中，由于环境参数的改变，导致了人体皮肤温度的改变，由皮肤温度的变化率产生附加的热感觉，与人体此时的皮肤温度及核心温度产生的热感觉综合整合后，决定了此时整体的热感觉。因此与稳态热环境下人体热感觉有所不同。 3、空气湿度和出汗量的关系

4、热舒适方程的前提条件 （1）人体必须处于热平衡状态

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（2）皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平 （3）为了舒适，人体应具有最适当的排汗量 M-W-C-R-E=0 第五章

1、 气污染途径：室外空气 建筑装修装饰材料 空调系统 家具和办公用品、

家用电器 厨房燃烧产物 室内人员 其他及消毒剂等

2、染物源头治理：1消除室内污染物 2减小室内污染源散发强度 3污染源附近局部排风

3、室内空气品质的评价方法

（1）客观评价，依据室内空气成分和浓度 （2）主观评价，依据人的感觉

第八章 7分

8、人工照明与天然采光在舒适性和建筑能耗方面有何差别？ 舒适性方面：

天然采光－视觉效果好，不易导致视觉疲劳；健康，连续的单峰值光谱满足人的心理和生理需要；

人工照明－不如自然光舒适性好，但易于控制，容易创造照度均匀的环境。 建筑能耗方面：

天然采光－有效降低日间建筑照明能耗

人工照明－需要消耗大量电能；增加夏天空调负荷

1． 某工厂内装有10台同样的风机。当只有一台风机开启时，室内平均噪声级是55dB。当有2台、4台及10台同时开启时，室内平均噪声级各为多少？ 答：总的声压级为Lz10lg(100.1Lp1100.1Lp2...)

故在2台、4台、10台同时开启时，噪声级各为：

Lz210lg(100.1552)＝58 dB，Lz410lg(100.1554)＝61 dB Lz1010lg(100.15510)＝65 dB

2． 靠近某工厂住宅区测得该厂10台同样机器运转时的噪声声压级为54dB，如果夜间容许最大噪声声压级为50dB，问夜间只能有几台机器同时运转（已知居民区的昼夜背景噪声分别为：50、40dB）？

答：测试时背景噪声为白天50dB，由合成噪声、噪声源本身噪声、机器本身噪声的关系：

100.1Lpc1010100.1Lpc0.1LpA100.1LpB

则 LpA10lg10100.1LpB100.154100.150＝41.8 dB， lg100.1LpA夜间测试得的声压级为：40dB，同样由100.1LpC10

100.1LpB得：可开启机器

的台数为n，即：100.150100.1(41.810lgn)10

0.1408

得n5.9，夜间只能有5台机器同时运转。

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