建筑环境学复习概要

建筑环境学复习概要1第一章绪论（尹喆）1、建筑环境学面临的有待解决的问题是什么？（1）如何协调满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾。任务：研究和制定合理的舒适标准，以便有效合理的利用能源；(2)由于合成材料对于室内空气品质的影响。任务：研究和掌握形成病态建筑的起因，分析各因素之间的互相影响。2、建筑环境学的主要研究内容是什么?室外气候、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、声环境和光环境七个主要部分组成。第二章建筑外环境（焦念鹏）1、什么是平均太阳时？平均太阳时就是以子午线时为为正午12点来计算一天的时间。2、确定太阳位置常用的两个角度是太阳高度角β和太阳方位角A。3、分析到达地面的太阳辐射强度大小取决于什么因素。地球对太阳的相对位置、太阳高度角和路径、大气透明度。4、分析太阳辐射通过大气层的传播机理。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。5．大气对太阳辐射的削弱程度取决于射线在大气中射程的长短和大气质量。6、日照的标准用日照时间和日照质量来衡量；对南北朝向的建筑物，若要求的日照时间相同，则间距随纬度的增加而增大，；若建筑在同一纬度上，要求的日照时间越长，南北间距越大。7、什么是空气温度？影响地面附近气温的因素有哪三个？定义：距地面1.5m高，背阴处的空气温度。影响因素：入射到地面上的太阳辐射热、地面的覆盖面、大气对流作用。8、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？为什么？互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。9、什么是“微气候”、“霜洞”效应和有效天空温度？微气候：指在建筑物周围地面上及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件。霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地面上的空气温度。有效天空温度：用于计算大气层对地球表面的投入辐射。10、夜间辐射包括哪些项？大气长波辐射、地面长波辐射、周围建筑和其他物体外表面的长波辐射。11、不同下垫面空气的温度遵循什么样的变化规律？在不同下垫面上，温度变化是温度的局地倒置现象，其温差达到最大极限值称为―霜洞‖。当阳光透过大气层到达地面途中，其中一部分（大约10%）被大气中的水蒸气和CO2所吸收，同时它们还吸收来自地面的反辐射，使其具有一定温度，此时的大气温度称为有效天空温度Tsky，其数值取决于地表温度Td，距地面1.5-2.0M高处的气体温度T0；水蒸汽分压力Ed与日照百分比率。12、简述地温变化特点。地层表面温度对地面上的建筑围护结构的热过程有明显影响，而底层深部的温度变化有对地下建筑的热过程起决定性作用。建筑环境学复习概要2(1）地层表面温度变化：取决于太阳辐射和对天空的长波辐射，可看做是周期性的温度波动；(2)底层深部的温度变化：由于地层的蓄热作用，温度波在向地层深处传递时，会造成温度波的衰减和时间的延迟，温度变化的幅度随深度增加而减少。深度大于1.5M时，日温度波动可忽略不计。达到一定深度，地层温度达到一近似恒定值。深度小于15m的浅层地层中，不同深度的地层原始温度随时间变化，大于15m的深层地层中，原始温度不随时间变化，且比地面温度的全年平均值高1-3℃13、什么是风？风的两个特征要素是什么？什么是降水？降水性质包括哪些。风是指由于大气压差所引起的大气水平方向的运动。风速和风向。降水：大地蒸发的水分进入大气层，凝结后又回到地面，包括雨、雪、冰雹等。降水量、降水强度、降水时间14、城市微气候的特点是什么？城市微气候：指在建筑物周围地面上及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件。特点：（1）城市风场与远郊不同。除风场改变之外，平均风速低于远郊的来流风速。（2）气温较高，形成热岛现象。（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。15、城市风场分哪两类？分别对什么有影响？城市风场：影响城市的污染状况；建筑群内风场：影响热环境，包括小区内外环境的热舒适性，夏季建筑通风以及由于冬季建筑的渗透风附加的采暖负荷。16、什么是城市热岛？影响城市热岛强度的因素有哪些？城市热岛就是指城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区的现象。人为因素、气象条件、城区气候条件、城市布局形状。17、什么是日照？日照的标准包括什么？设置楼间距的依据是什么？日照是指物体表面被太阳光直接照射的现象。日照时间、日照质量（日照时间的积累+每小时日照面积）。最低限度的日照要求，建筑所在的地理位置，即纬度不同。18、我国气候分区有哪两种?《民用建筑热工设计规范》（GB50176－93）——五个建筑热工设计分区主要指标：累年1月和7月平均温度；辅助指标：累年日平均温度≤5℃和≥25℃的天数《建筑气候区划标准》（GB50178－93）的七个建筑气候区划分区——七个一级区，若干个二级区主要指标：累年1月和7月平均气温，7月平均相对湿度；辅助指标：年降水量，年日平均气温≤5℃和≥25℃的天数。第三章建筑热湿环境（杜中宇）1、简述建筑维护结构对太阳辐射反射、吸收、透过机理。（P46）由于围护结构的材料（透光、半透光、非透光）、表面粗糙度、颜色等的不同，使得对太阳辐射的反射、吸收、透过存在差异。材料的透光性低、表面粗糙、颜色深，反射率就越低，吸收率越高，透过率越小。反之亦然。2、概念：(1)室外空气综合温度(2)得热量（3）冷负荷（4）热负荷。(1)室外空气综合温度：综合表达了室外空气温度、太阳辐射、围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射，这样一个综合热作用。(2)得热量：某时刻在内、外扰作用下进入室内的总热量叫做该时刻的得热(3)冷负荷：维持一定室内热湿环境，需要在单位时间内从室内除去的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。(4)热负荷：维持一定室内热湿环境，需要在单位时间内向室内加入的热量，包括显热负荷和潜热负荷两部分。建筑环境学复习概要33、通过玻璃的得热应包括：通过玻璃板壁的的热量和日照辐射得热量。透过玻璃的实际太阳辐射得热量与哪些因素有关？（P57）与透光围护结构的种类及其热工性能有关系。4、什么是夜间辐射？（P52）夜间辐射：围护结构外表面与环境的长波辐射换热。QLw=大气长波辐射+地面长波辐射+周围建筑和其他物体外表面的长波辐射。5、简单分析夏季外遮阳还是内遮阳效果好？（P60）因为外遮阳只有透过和吸收中的一部分成为得热，而内遮阳是遮阳设施吸收和透过部分全部为得热，所以外遮阳好。6、维护结构内部出现冻结现象的原因是什么？如何防止？维护结构内任一断面上的水蒸气分压力大于该断面温度所对应的饱和蒸汽分压力，且该断面的温度低于零度，就会产生冻结。7、室内热湿源包括：人体散热和散湿、设备和照明设施、室内湿源。8、写出室内空气热平衡关系，并根据右图分析负荷与得热的关系。室内空气热平衡关系：排出的对流热+空气得显热增值=室内热源对流得热+壁面对流得热+渗透得热。关系（P71）：潜热得热、渗透空气得热一般会直接进入室内空气中立刻成为瞬时冷负荷；通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室内显热源散热、对流得热部分也会直接传给室内空气立刻成为瞬时冷负荷；辐射得热部分先传到各围护结构及家具，再以对流形式进入空气成为瞬时冷负荷，与得热存在时间的延迟和量上的衰减。9、分析热量衰减和延迟的原因。（P54）由于围护结构存在热惯性，因此通过围护结构的传热量和温度的波动幅度与外扰波动幅度之间存在衰减和延迟的关系。辐射的存在是延迟和衰减的根源！10、常用的负荷计算方法有哪些？（P82）①稳态算法：在一定条件下，认为室内、外参数不变，且不考虑建筑蓄热（延迟和衰减）—负荷预测值偏大。方法：采用室内、外瞬时温差或平均温差，负荷与以往时刻的传热状况无关：Q＝KFT②动态算法——积分变换法原理得热是不断随时间变化的，负荷也跟着变化；方法：对于常系数的线性偏微分方程，采用积分变换如傅立叶变换或拉普拉斯变换。③计算机模拟软件。11、简述用积分变换方法求解围护结构的不稳定传热过程的步骤。（P83）（1）边界条件的离散或分解；（2）求解单位扰量的响应；（3）把单元扰量的响应进行叠加和叠加积分求和。12、稳态计算法适用条件：（1）计算蓄热性能不强的轻型、简易围护结构的传热过程且缺乏参考数据时，（2）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。13、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？在利用稳态算法计算采暖负荷时，可以用在计算蓄热性能不强的轻型、简易围护结构的传热过程且缺乏参考数据是可以用此法。此外，如果室内外温差的平均值远远大于室内外温差的建筑环境学复习概要4波动值时，采用此法误差小，在工程计算中是可以接受的。在冬季，是室外温度的波动幅度远小于室内外温差，因此冬季可以，而夏季，尽管夏季日渐瞬时室外温度可能要比室内温度高得多，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，如用此法，会导致冷负荷计算结果偏小。14、冷负荷计算常用方法有哪两种，定义是什么？（P84）冷负荷系数法：将外扰分解为脉冲，分别求得脉冲外扰对室内影响结果（响应），再进行叠加。谐波反应法：把外扰分解为余弦波，分别求出每个正(余)弦波外扰的室内响应，并进行叠加。15、室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？为什么？不是。室外空气综合温度反映了室外温度，太阳辐射和长波辐射综合效果，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，还跟所考察物体的表面特征有关，即围护结构或人体表面的吸收特性有关。第四章人体对热湿环境的反应（杨淼）1、热平衡方程中各字母的含义。M-W-C-R-E-S=0式中：M——人体能量代谢率，决定于人体的代谢率大小，W/m2W——人体所做的机械功，W/m2C——人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量，W/m2R——人体外表面向周围环境通过辐射形式散发的热量，W/m2E——汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量，W/m2S——人体蓄热率，W/m22、什么是热感觉？它最初取决于皮肤温度，而后取决于核心温度；影响热感觉的因素有哪些？热感觉：人体对周围环境是“冷”还是“热”的主观描述。影响因素：皮肤温度、人体的核心温度。3、分析同一个人的两只手放在同一温度的水中会有冷和热的感觉。热感觉并不仅仅是由于冷热刺激的存在所造成的，而与刺激的延续时间以及人体原有的热状态有关。人体的冷热感受器均对环境有显著的适应性。4、热舒适的影响因素：皮肤温度、核心温度、空气湿度、垂直温差、吹风感、辐射不均匀性、其他因素。5、分析热平衡方程和热舒适方程的关系。在人体热平衡方程中，当人体蓄热率S=0时，有M-W-C-R-E=0。舒适程度由对热中性的偏移程度确定，与偏移的时间长短没有关系，与人体的热状态变化没有关系。6、名词解释:服装热阻、“中性”状态、平均辐射温度。服装热阻：指的是服装本身的显热热阻。“中性”状态：不冷不热的状态。平均辐射温度：指的是环境四周表面对人体辐射作用的平均温度。7、热舒适指标有哪些？各适用于什么场合？预测平均评价PMV：适用于室内参数稳定且在人体周围均匀分布的热环境（低温条件下适用）。有效温度ET*适用于着装轻薄、活动量小，风速低的环境。标准有效温度SET*：综合考虑了不同的活动水平和衣服热阻。8、什么是有效温度、新有效温度和标准有效温度？建筑环