建筑环境学课后习题答案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章第二章 建筑外环境建筑外环境第1页四合院建筑利用太阳高度角特点，仅在北方出现。冬季有效地利用了太阳能采暖和抵抗北风侵袭，屋顶设计防止了夏季室内过热。第2页是空气温度改变造成地面温度改变，还是地面温是空气温度改变造成地面温度改变，还是地面温度改变造成空气温度改变？度改变造成空气温度改变？书本书本 P21第3页没有大气层时，有效天空温度应该是多少？没有大气层时，有效天空温度应该是多少？Q：有效天空温度物：有效天空温度物理意义是什么？理意义是什么？A A：表征大气层对地：表征大气层对地球表面投入辐射球表面投入辐射QskyQsky，假如没有大气层则，假如没有大气层则Qsky=0Qsky=0Q：晴天和阴天室外：晴天和阴天室外温度有什么区分？温度有什么区分？Qsky第4页 为何晴朗天气凌晨树叶表面轻易结露或结霜？为何晴朗天气凌晨树叶表面轻易结露或结霜？Q：为何会结露？：为何会结露？A A：温度到达露点：温度到达露点Q：温度为何到达露点？：温度为何到达露点？A A：晴朗夜间，大气透明度：晴朗夜间，大气透明度高，吸收地面长波辐射能高，吸收地面长波辐射能力差，天空背景温度很低。力差，天空背景温度很低。树叶表面与天空辐射换热，树叶表面与天空辐射换热，表面温度降低表面温度降低 第5页晴朗夏季凌晨，树叶表面轻易结露，为何？晴朗夏季凌晨，树叶表面轻易结露，为何？答：答：在晴朗天气夏季凌晨，因为无云，有效天空温度在晴朗天气夏季凌晨，因为无云，有效天空温度比有云时要低，天气越晴朗，空气中水蒸气含量比有云时要低，天气越晴朗，空气中水蒸气含量越少，则夜间有效天空温度越低。所以，夜间室越少，则夜间有效天空温度越低。所以，夜间室外物体朝向天空表面会向天空辐射散热，当其表外物体朝向天空表面会向天空辐射散热，当其表面温度到达周围空气露点时，就会有结露出现。面温度到达周围空气露点时，就会有结露出现。因为树表面湿度大于无生命物体，且树叶体积小因为树表面湿度大于无生命物体，且树叶体积小儿更易于被冷却，在温度低时候很轻易到达露点儿更易于被冷却，在温度低时候很轻易到达露点而使空气结露，这就是为何凌晨室外一些朝上表而使空气结露，这就是为何凌晨室外一些朝上表面，如树叶表面会结露原因。面，如树叶表面会结露原因。第6页不一样类型地面对住区微气候作用？不一样类型地面对住区微气候作用？第7页人工地面人工地面低反射率地面（沥青）低反射率地面（沥青）吸收大量太阳辐射，表面温度高，发射长波辐射，使地面附近吸收大量太阳辐射，表面温度高，发射长波辐射，使地面附近空气温度升高空气温度升高地面对人长波辐射也会使人体表面温度增加，增加人热感地面对人长波辐射也会使人体表面温度增加，增加人热感在太阳下山后，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。较高。高反射率地面（大理石、水泥）高反射率地面（大理石、水泥）在阳光下会反射大量太阳辐射，但因为地面吸收热量少，附近在阳光下会反射大量太阳辐射，但因为地面吸收热量少，附近空气温度较低。空气温度较低。人在这么环境中，将接收较多反射辐射人在这么环境中，将接收较多反射辐射 在建筑物密集区域，高发射率地面把热量反射到建筑表面，会在建筑物密集区域，高发射率地面把热量反射到建筑表面，会恶化周围建筑环境。恶化周围建筑环境。第8页植被地面植被地面 反射率低反射率低 植物表面温度不高，长波辐射量不大，且反射到人身上太阳辐射植物表面温度不高，长波辐射量不大，且反射到人身上太阳辐射也少也少因为植物光合作用和蒸腾作用，一部分太阳能转化为化学能，另因为植物光合作用和蒸腾作用，一部分太阳能转化为化学能，另一部分转化为水潜热被带走一部分转化为水潜热被带走 使用植被能够改进附近微气候环境。使用植被能够改进附近微气候环境。严寒地域严寒地域低反射率人工地面，最大程度吸收太阳辐射，低反射率人工地面，最大程度吸收太阳辐射，提升地面附近气温。提升地面附近气温。酷热地域酷热地域植被地面，在不能采取植被地面地方使用较高植被地面，在不能采取植被地面地方使用较高反射率地面。反射率地面。第9页第三章第三章 建筑热湿环境建筑热湿环境第10页室外空气综合温度是单独由气象参数决定吗室外空气综合温度是单独由气象参数决定吗？在工程上把太阳辐射、长波辐射、风速、在工程上把太阳辐射、长波辐射、风速、室外温度等对热作用有影响参数采取一个室外温度等对热作用有影响参数采取一个综合参数来反应，这就是室外空气综合温综合参数来反应，这就是室外空气综合温度。而其中室外空气综合温度中长波辐射度。而其中室外空气综合温度中长波辐射反应了维护结构外表面与天空和周围物体反应了维护结构外表面与天空和周围物体之间长波辐射，和周围物体材料性质也相之间长波辐射，和周围物体材料性质也相关系，所以室外空气综合温度不单独由气关系，所以室外空气综合温度不单独由气象参数决定。象参数决定。第11页玻璃系列玻璃系列透过玻璃窗太阳辐射中是否只有可见光，没有红透过玻璃窗太阳辐射中是否只有可见光，没有红外线和紫外线？外线和紫外线？0.8可见光可见光近红外近红外线线长波红外线长波红外线普通玻璃光谱透过率普通玻璃光谱透过率第12页玻璃系列玻璃系列夜间能够经过窗户长波辐射把热量散出去吗夜间能够经过窗户长波辐射把热量散出去吗？挂窗帘有什么影响挂窗帘有什么影响阻挡辐射阻挡辐射减弱玻璃与空气对流减弱玻璃与空气对流第13页负荷系列负荷系列进入房间太阳辐射、灯光照明、设备散热进入房间太阳辐射、灯光照明、设备散热=瞬时瞬时负荷？负荷？辐射部分辐射部分被各表面吸收被各表面吸收对流换热形式进入空对流换热形式进入空气气存在延迟和衰减存在延迟和衰减对流部分对流部分成为瞬时负荷一部分成为瞬时负荷一部分第14页负荷系列负荷系列假如一个由假如一个由6面实体墙（包含楼板）围合房间室内面实体墙（包含楼板）围合房间室内温度恒定，把几面实体墙得热叠加，再加上室内温度恒定，把几面实体墙得热叠加，再加上室内热源得热与渗风得热，就等于房间冷负荷吗？热源得热与渗风得热，就等于房间冷负荷吗？得热：得热：、假定除所考查围护结构内表面外，其它各、假定除所考查围护结构内表面外，其它各、假定除所考查围护结构内表面外，其它各、假定除所考查围护结构内表面外，其它各室内表面温度均与室内空气温度一致室内表面温度均与室内空气温度一致室内表面温度均与室内空气温度一致室内表面温度均与室内空气温度一致、假定室内没有其它短波辐射热量落在所考、假定室内没有其它短波辐射热量落在所考、假定室内没有其它短波辐射热量落在所考、假定室内没有其它短波辐射热量落在所考查围护结构内表面上查围护结构内表面上查围护结构内表面上查围护结构内表面上”时时时时第15页综合综合假如有两套户型设计一模一样公寓，但一个主要假如有两套户型设计一模一样公寓，但一个主要窗户朝东，另一个朝西。两套公寓夏季热环境条窗户朝东，另一个朝西。两套公寓夏季热环境条件有何区分？件有何区分？朝东公寓，传热峰值在下午，太阳辐射得热峰值在早朝东公寓，传热峰值在下午，太阳辐射得热峰值在早晨，峰值错开使得负荷峰值较小晨，峰值错开使得负荷峰值较小 朝西公寓，传热和太阳辐射峰值均在下午，峰值叠加朝西公寓，传热和太阳辐射峰值均在下午，峰值叠加后使得总负荷偏大后使得总负荷偏大 ，不空调话房间温度会尤其高，不空调话房间温度会尤其高第16页其它其它室外空气综合温度是单独由气象参数决定吗？室外空气综合温度是单独由气象参数决定吗？什么情况下建筑物与环境之间长波辐射能够忽略？什么情况下建筑物与环境之间长波辐射能够忽略？为何冬季往往能够采取稳态算法计算采暖负荷而夏天却一定要采取动为何冬季往往能够采取稳态算法计算采暖负荷而夏天却一定要采取动态算法计算空调负荷？态算法计算空调负荷？围护结构内表面上长波辐射对负荷有何影响？围护结构内表面上长波辐射对负荷有何影响？第17页1.分析为什么冬季往往可以采用稳态算法计算分析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采暖负荷，而夏天却一定要采用动态算法计算空调负荷？空调负荷？因为冬季室内外温差平均值远远大于室内外温因为冬季室内外温差平均值远远大于室内外温差波动值，从用平均温差稳态计算方法带来误差波动值，从用平均温差稳态计算方法带来误差比较小，这在工程设计中是可以接收。而在差比较小，这在工程设计中是可以接收。而在夏季，尽管夏季日间瞬时室外温度可能要比室夏季，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，内温度高很多，但夜间却有可能低于室内温度，所以与冬季相比，室内外平均温差并不大，但所以与冬季相比，室内外平均温差并不大，但波动幅度却相对比较大。如果采用日平均温差波动幅度却相对比较大。如果采用日平均温差稳态算法，则导致冷负荷计算结果偏小。其次，稳态算法，则导致冷负荷计算结果偏小。其次，如果采用逐时室内外温差，忽略围护结构衰减如果采用逐时室内外温差，忽略围护结构衰减延迟作用，则会导致冷负荷计算结果偏大。所延迟作用，则会导致冷负荷计算结果偏大。所以要采用动态负荷计算法。以要采用动态负荷计算法。第18页各种得热进入空气路径各种得热进入空气路径 潜热得热、渗透空气得热潜热得热、渗透空气得热 得热立刻成为瞬时冷负荷得热立刻成为瞬时冷负荷 经过围护结构导热、经过玻璃窗日射得热、室经过围护结构导热、经过玻璃窗日射得热、室内显热源散热内显热源散热 对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷 辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进入辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进入空气成为瞬时冷负荷，所以负荷与得热在时间上存在空气成为瞬时冷负荷，所以负荷与得热在时间上存在延迟。延迟。第19页假如一个空调房间，只有一面外墙，室假如一个空调房间，只有一面外墙，室内热源为一个大功率灯，把灯光投射到内热源为一个大功率灯，把灯光投射到外墙内表面上和把灯光投射在内墙表面外墙内表面上和把灯光投射在内墙表面上对房间冷负荷有何影响？上对房间冷负荷有何影响？第20页Qoutt ta,ina,in()室内其它内表面温度怎样影响板壁传热室内其它内表面温度怎样影响板壁传热？尽管内表面对流换尽管内表面对流换尽管内表面对流换尽管内表面对流换热量热量热量热量增加了，但增加了，但增加了，但增加了，但QQQQout out out out 和和和和QQQQwall,condwall,condwall,condwall,cond却是却是却是却是降低。降低。降低。降低。QQwall,condwall,cond|x=x=t t(x,x,)t ta,outa,out()Q Qwall,condwall,cond|x=x=假如室内辐射尤其强烈假如室内辐射尤其强烈假如室内辐射尤其强烈假如室内辐射尤其强烈QQwall,condwall,cond第21页得热量是指经过各种路径进入室内热量，包含显得热量是指经过各种路径进入室内热量，包含显热量和潜热量两部分；冷负荷是指维持一定室内热量和潜热量两部分；冷负荷是指维持一定室内热湿环境所需要在单位时间内从室内除去热量。热湿环境所需要在单位时间内从室内除去热量。得热量与冷负荷概念不一样，数值也不一样。得得热量与冷负荷概念不一样，数值也不一样。得热量中潜热部分会直接进入室内空气，形成瞬时热量中潜热部分会直接进入室内空气，形成瞬时冷负荷，假如考虑围护结构内装修和家俱吸湿作冷负荷，假如考虑围护结构内装修和家俱吸湿作用，潜热得热也会存在延迟。显热量中对流得热用，潜热得热也会存在延迟。显热量中对流得热部分立刻就进入室内空气中成为瞬时冷负荷，而部分立刻就进入室内空气中成为瞬时冷负荷，而辐射得热部分首先会传到室内各表面，提升这些辐射得热部分首先会传到室内各表面，提升这些表面温度。当这些表面空气温度高于室内空气温表面温度。当这些表面空气温度高于室内空气温度时，就会有热量以对流换热形式进入到空气中，度时，就会有热量以对流换热形式进入到空气中，成为瞬时冷负荷。所以，冷负荷对于得热量有着成为瞬时冷负荷。所以，冷负荷对于得热量有着时间延迟和数值衰减。时间延迟和数值衰减。第22页假如把光投射到外墙内表面上，部分光能转换成假如把光投射到外墙内表面上，部分光能转换成热能，使外墙内表面温度升高，热能，使外墙内表面温度升高，从而降低了外墙内表面与外墙外表面温差，会降从而降低了外墙内表面与外墙外表面温差，会降低因为外围护结构导热引发热量，从而降低房间低因为外围护结构导热引发热量，从而降低房间冷负荷，而投射到内墙，也会提升内墙内表面温冷负荷，而投射到内墙，也会提升内墙内表面温度，此时会因为该内表面温度高于邻室温度，而度，此时会因为该内表面温度高于邻室温度，而使得热量传递由该室到邻室，房间冷负荷降低。使得热量传递由该室到邻室，房间冷负荷降低。第23页第四章第四章 人体对热湿环境反应人体对热湿环境反应第24页人代谢率主要是由什么原因决定？人代谢率主要是由什么原因决定？肌肉活动强度肌肉活动强度 环境温度、性别、年纪、神经担心程度、进食后时间环境温度、性别、年纪、神经担心程度、进食后时间长短长短 人体发烧量和出汗率是否随环境空气温度改变而人体发烧量和出汗率是否随环境空气温度改变而改变？改变？当环境温度较高时，人体表面出汗率随环境温度升高当环境温度较高时，人体表面出汗率随环境温度升高而升高而升高而当环境温度较低时，人体一部分水分经过皮肤表层而当环境温度较低时，人体一部分水分经过皮肤表层直接蒸发到空气中去，此时出汗率很低，而且几乎不直接蒸发到空气中去，此时出汗率很低，而且几乎不随空气温度改变而改变随空气温度改变而改变第25页人体处于非热平衡时过渡状态时是否适用热舒适人体处于非热平衡时过渡状态时是否适用热舒适方程？方程？不适用，因为热舒适方程是对人体在稳态条件下能量不适用，因为热舒适方程是对人体在稳态条件下能量平衡描述平衡描述其热感觉描述是否适用其热感觉描述是否适用PMV指标？指标？PMVPMV指标反应了人体在稳态热环境下对热平衡偏离程度，指标反应了人体在稳态热环境下对热平衡偏离程度，指标计算基于热舒适方程，所以也不适合用于非热平指标计算基于热舒适方程，所以也不适合用于非热平衡状态下热感觉描述。衡状态下热感觉描述。PMV在描述偏离热舒适情况时有何局限？在描述偏离热舒适情况时有何局限？PMVPMV热舒适方程假定人体保持舒适条件下人体平均皮肤热舒适方程假定人体保持舒适条件下人体平均皮肤温度温度tsktsk和出汗造成潜热散热和出汗造成潜热散热EswEsw，所以在热或者严寒，所以在热或者严寒状态下，当人体较多偏离热舒适情况时，状态下，当人体较多偏离热舒适情况时，PMVPMV预测值有预测值有较大偏差。较大偏差。第26页某办公室设计标准是干球温度某办公室设计标准是干球温度26，相对湿度，相对湿度65，风速，风速0.25m/s。假如最低只能使温度到达。假如最低只能使温度到达27，相对湿度依然为，相对湿度依然为65，有什么方法能够使，有什么方法能够使该空间能到达与设计标准同等舒适度？该空间能到达与设计标准同等舒适度？降低辐射温度提升风速降低服装热阻降低活动量 第27页其它其它“冷冷”与与“热热”是什么概念？单靠环境温度能是什么概念？单靠环境温度能否确定人体热感觉？否确定人体热感觉？冷、热感觉是人对周围环境是冷是热主官冷、热感觉是人对周围环境是冷是热主官描述，描述，只能感觉到位于自己皮肤表面下神经末梢只能感觉到位于自己皮肤表面下神经末梢温度。温度。热感觉并不但仅是因为冷热刺激存在造成热感觉并不但仅是因为冷热刺激存在造成 而与刺激连续时间以及人体原有热状态都而与刺激连续时间以及人体原有热状态都相关。相关。第28页其它其它在偏热环境中湿度在人体热舒适中起什么作用？在偏热环境中湿度在人体热舒适中起什么作用？在偏热环境中人们需要出汗来维持热平衡，空气在偏热环境中人们需要出汗来维持热平衡，空气湿度增加并不能改变出汗量，但能改变皮肤湿润湿度增加并不能改变出汗量，但能改变皮肤湿润度。因为此时，只要皮肤没有完全润湿，空气湿度。因为此时，只要皮肤没有完全润湿，空气湿度增加就不会降低人体实际散热量而造成热不平度增加就不会降低人体实际散热量而造成热不平衡，人体关键温度不会上升，所以在代谢率一定衡，人体关键温度不会上升，所以在代谢率一定情况下排汗量不会增加。但因为人体表面蒸发换情况下排汗量不会增加。但因为人体表面蒸发换热量下降会造成蒸发换热面积增大，增加人体湿热量下降会造成蒸发换热面积增大，增加人体湿表面积，即增加了皮肤湿润度。皮肤湿润度增加表面积，即增加了皮肤湿润度。皮肤湿润度增加被感受为皮肤粘着性增加而造成了热不舒适感。被感受为皮肤粘着性增加而造成了热不舒适感。第29页