建筑环境学思考题答案

第二章1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？答：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。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？根据书中有效天空温度估算式（2-23）有效天空温度与近地面气温和空气的发射率有关，空气发射率又与露点温度有关，露点温度又与气温和相对湿度（或含湿量）有关，假定在晴朗的夏夜，气温为25℃，相对湿度在30％-70％之间，则tdp＝6℃-19℃，有效天空温度tsky＝7℃-14℃。在某些极端条件下，tsky可以达到0℃以下。如果没有大气层，有效天空温度应该为0K。4.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的开高，从而不利于住区微气候的改善。6.水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是多少？答：①由于城市地面覆盖物多，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，造成市中心的温度高于郊区温度，且室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的现象称为“热岛现象”。而水体和植被具有调节城市局部气候的作用，如净化空气、减少噪声，对城市“热岛现象”有一定的缓解作用。②机理：水体的比热大，温度较高时，气体潜热带走辐射热量，有效地降低温度，植被蒸腾作用较强，能有效带走部分热量，此外，植被的光合作用能吸收CO2，放出O2，杀菌并能吸收粉尘，有效地抑制了温室效应进而降低温度，也就有效地抑制了热岛效应。第三章1.室外空气综合温度是单独由气象参数决定的么？答：室外空气综合温度并不是由气象单独决定的，所谓室外空气综合温度相当于室外气温由原来的空气加一个太阳辐射的等效温度值，它不仅考虑了来自太阳对周围结构短波辐射，而且反映了周围结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射2.什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略？答：与建筑物与环境之间的温差很小时，他们之间的长波辐射可忽略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：不是，虽然红外线和紫外线有很大一部分被玻璃窗反射回去了，可是，还是会有一部分红外线或紫外线透过玻璃窗4.透过玻璃的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷？答：冷负荷是维持室内空气热湿参数为某恒定值时，在单位时间内需要从室内除去的热量。渗透空气的得热直接进入室内成为瞬时冷负荷。对流部分的也会直接传递给室内空气成为冷负荷。而辐射部分进入到室内后，并不直接进入到空气中，而会通过对流换热方式逐步释放到空气中，形成冷负荷。5.室内照明和设备散热是否直接转变的瞬时冷负荷？答：不是，因为这些散热部分要与室内各表面产生热交换，从而产生衰减和延迟。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？答：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比较小，在工程设计中最是可以接受的，冬季室内外温差大，但室外空气温度与室内气温却基本恒定，可以采用稳态计算法莱计算，但计算夏天冷负荷不能采用日平均温差的稳态算法，否则可能导致完全错误的结果，这是因为尽管夏季日间瞬时室外温度可能要比室内气温高许多，但夜间却有可能低于室内气温，室内外平均温差不大，波动幅度却相对较大，这就会导致较大偏差，故计算夏季空调负荷不能用稳态计算法长波辐射到围护结构内表面起到加热的作用，围护结构吸收了长波辐射的能量后内能增加，温度升高，并把热能储存起来，当围护结构内表面温度低于房间的温度时，围护结构继续吸收辐射能，这时房间里损失热量，使冷负荷增加，当围护结构内表面温度高于房间温度后，开始向房间以辐射的方式放出热量，使房间的热负荷增加。8.夜间建筑物可通过玻璃窗以长波辐射形式把热量散出去吗？可以将部分热量以长波辐射的方式散出去。具体数值与玻璃的厚度和有无镀膜有关。对于普通玻璃，其热量散失包括传导和长波辐射部分。普通玻璃对室内长波辐射的透射率很低，但吸收率较高，在加上室内空气与玻璃的温差传热，会造成玻璃本身温度的升高，从而自身发射长波辐射，散失热量。而对于镀膜low-e玻璃，室内长波辐射的透射率极低，吸收率也极低，只能通过温差传热的作用散失热量，而通过长波辐射的造成的热量散失极低。当前暖通空调在创造建筑热湿环境方面存在的问题有哪些?以空气参数为控制目标→应以人为主体（针对舒适性空调）；只考虑空气状态参数→系统启停频繁，室内参数波动；节能，限制新风量→影响室内空气品质。空调建筑可以采用哪些节能措施?适当降低(提高)冬季(夏季)室内设计温度；合理设计建筑平面与体形、朝向、房间布置、外门密封等；窗户隔热（双层、密封等），减小窗墙比，遮阳；改善围护结构热工性能，按最大热阻设计；采用外气空调（过渡季节、阴雨天气）或自然通风；空调系统优化设计、运行管理。第四章1.人的代谢率主要是由什么因素决定的？人的发热量和出汗率是否随环境空气温度的改变而改变？答：人体的代谢率受多种因素的影响，如肌肉活动强度，环境、温度、性别、年龄、神经紧张程度、进食后时间的长短。当活动强度一定时，人体发热量中显热和潜热的比例是随着空气温度的改变而改变的，环境空气温度越高：热体的显热散热就越小，潜热散热量就越多，所以人体的发热量不随空间的温度改变而改变，但出汗率随空气温度的升高而增大。2.“冷”“热”是什么概念？单靠环境温度能否确定人体的热感觉？温度在人体热舒适中起什么作用？答：“冷”“热”是人对于位于自己皮肤表面下的神经末梢的温度的感觉。人对“冷”“热”的主观描述为热感觉，当人体皮肤层的温度感受器受到冷热刺激时就会产生冲动，发出脉冲信号，形成“冷”“热”的感觉单靠环境温度不能确定人体的热感觉，因为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都有关。皮肤温度和人体的核心温度对热感觉也有影响空气温度能改变皮肤的温润度，即增加皮肤的“黏着性”。在皮肤没有完全湿润的情况下，空气湿度的增加就不会减少人体的实际散热量而造成热不平衡，人体的核心温度不会上升，所以在代谢率一定的情况下排汗量不会增加，但由于人体单位表面积的蒸发换热量下降会导致蒸发换热面积增大，从而增加皮肤湿润度，导致热不舒适感3.某办公室设计标准是干球温度26℃，相对温度65%，风速0.25m/s，如果最低只能使温度达到27℃，相对温度仍然为65%，有什么办法可以使该空间能达到与设计标准同等的舒适度？答：可通过适当提高风速，加快室内空气的流动，从而使空间达到与设计标准同等地舒适度5.人体处于非热平衡时的过度状态时是否适用热舒适方程？其热感觉描叙是否使用PMV指标？PMV在描叙偏离热舒适状态时有何局限？答:(1)热舒适指的是人体处于不冷不热的中性状态，即认为中性的热感觉就是热舒适。（2）热舒适方程的前提条件是：①人体必须处于热平衡状态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率。（3）根据PMV取决于人体热负荷TL，而人体热负荷TL又相当于人体热平衡方程中蓄热率S这一事实，可以看到PMV方程是适用于稳态环境中的人体热舒适评价，而不适用于动态热环境（过渡热环境）的热舒适评价的。（4）PMV计算式假定人体保持舒适条件下的人体的平均皮肤温度tsk和出汗造成的潜热散热Brsw。因此，当人体较多偏离热舒适的情况下，PMV的预测值也是有较大的偏差6.为什么要有TSV和TCV两种人体热反应评价投票？热感觉与热舒适两者有联系相关，但并不相同。热感觉更多的是人生理上的感受，而热舒适反映了人体心理和生理两方面的感受。由于热舒适与热感觉有分离的现象存在，因此必须有热感觉和热舒适两种投票评价，两者是不能互相代替的。7.HSI、WCI与PMV、PPD在应用上有什么区别？答：热应力指数HIS的目的在于把环境变量综合成一个单一的指数，用于定量表示热环境对人体的作用应力。风冷却指数WCI是把空气流速和空气温度两个因素合成一个单一的指数。是表示在皮肤温度为33度时的皮肤的冷却速率，用来评价人体的热损失。HSI和WCI是在具有热失调环境下作为生理的应变指标，来对这种环境进行评价。而PMV、PPD是适合用于稳态的热环境中的评价指标，是在热湿环境中用来预测热感觉或主观热舒适度。8.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？答：动态热环境中皮肤温度与热感觉存在分离现象。热感觉会出现滞后或超越现象。人体在温度出现阶跃变化时，皮肤温度和热感觉的变化有一个过渡过程，皮肤温度的变化由于热惯性的存在而滞后。热感觉的变化能马上发生。即皮肤温度的变化率产生了一种附加热感觉，而这种感觉能掩盖皮肤温度本身引起的不舒适感什么是动态热环境？非空调环境在温度不同的空间之间穿行使用摇头电风扇变温变风速的空调方式第五章1.谈谈你对TVOC的看法VOC为有机挥发物，各种有机挥发物测量浓度值进行叠加，即可得到TVOC值。作为室内空气品质的指标，各种VOC的浓度不应超过某一限制，并且各种VOC的浓度经过叠加后也不应超过某一限制标准值。但是，目前多种VOC共同作用的机理还没有完全弄清，即使单个VOC含量都远低于其限制浓度，但多种VOC的混合存在及其相互作用，危害性可能很大，仍然可能严重威胁人体的健康。3..请说明提高室内空气品质的途径和方法答：空气品质反映了人们的满足程度。现阶段主要用可接受室内空气品质和可接受的感知室内空气品质。前者定义为：空调中绝大多数人没有对室内空气表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体健康产生威胁的浓度。后者定义为：空调空间中绝大多数人没有因为气体或刺激性而表示不满，它是得到可接受室内空气品质的必要非充分条件。方法和途径：污染物源头的治理；①消除室内污染源②减少室内污染源的散发强度③污染源附近局部排风。通新风稀释和合理组织气流：①以室内CO2允许浓度为标准的必要换气次数量②以氧气为标准的必要换气量③以消除臭气为标准的必要换气量。净化空气：①过滤器过滤②吸附净化法③紫外灯杀菌④臭氧净化法4.请说明目前传统空调在室内空气品质控制方面的局限和改进方法传统空调普遍存在设计不合理、运行维护不规范的问题。比如送风口、污染源、回风口三者位置不合理；回热混合间气密性差，新风受污染；过滤器长时间不清洗和维护，灰尘大量累积，霉菌滋生等等。其改进应主要从改进设计，规范运行管理，采用新技术等方面着手8.请说明家里铺设的地毯对室内空气品质如何影响，地毯的使用中应注意什么问题？答：纯羊毛地毯的细毛绒是一种致敏源，化纤地毯可释放甲醛、丙烯青和丙烯等VOC，另外地毯的吸附能力很强，能吸附很多有害气体和病原微生物。纯毛地毯还是尘螨虫的理想滋生和隐蔽的场所。地毯使用应注意