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由于建筑的互遮挡和自遮挡,有的地方在一年中都没有日照的这种现象。
34.建筑热工设计分区:
严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区,温和地区。
(表P37)
第三章建筑热湿环境
37内扰含有室内设备、照明、人员等室内热湿源
38外扰主要包括室外气候参数包括有室外空气温湿度、太阳辐射、风速、风向变化以及邻室的空气温湿度进入室内。
37.无论是通过围护结构的传热传湿还是室内产热产湿,其作用形式基本为对流换热、导热和辐射三种形式。
38.得热:
某时刻在内外扰作用下进入房间的总热量叫做该时刻的得热;
包括显热(对流得热,辐射得热)和潜热两部分。
44计算风压造成的空气渗透时,常用的方法是基于实验和经验基础上的估算方法,既缝隙法和换气次数法。
A.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,包括显热量和潜热量两部分。
A.热负荷:
是维持室内空气热湿参数为某恒定值时,在单位时间内需要向室内加入的热量,包括显热负荷和潜热负荷两部分。
A.负荷与得热的关系:
大多数情况下,冷负荷与得热量有关,但并不等于得热。
如果热源只有对流散热,各围护结构内表面和室内设施表面的温差很小,则冷负荷基本就等于得热量,否则冷负荷与得热是不同的。
如果有显著的辐射得热存在,由于各围护结构内表面和家具的蓄热作用,冷负荷与得热量之间就存在着相位差和幅度差,即时间上有延迟,幅度也有衰减。
A.(简答)透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷?
辐射部分进入到室内后并不直接进入到空气中,而会通过长波辐射的方式传递到各围护结构内表面和家具的表面,提高这些表面的温度后,再通过对流换热方式逐步释放到空气中,形成冷负荷。
55.负荷求解法为:
稳态计算,动态计算,利用各种软件,采用计算机进行数值求解计算。
A.(简答)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计算法计算空调负荷?
计算夏季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,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。
。
73.导致不舒适的最低风速约为0.25m/s。
74.置换通风:
房间人员头脚温差不应大于3℃。
85.室内空气污染按其污染物特性可分为三类:
⑴化学污染:
主要为有机挥发性化合物,最主要的为甲醛和甲苯,无机污染物主要为氨气;
⑵物理污染:
主要指灰尘、重金属和放射性氡、纤维尘和烟尘等的污染;
⑶生物污染:
细菌、真菌和病毒引起的污染。
86可接受的室内空气品质是:
空调空间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产生严重健康威胁的浓度。
87、可感受到的可接受的室内空气品质是:
空调房间中绝大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满。
88.病态建筑综合症(SBS):
是指没有明显的发病原因,只是和某一特定建筑相关的一类症状的总称。
其通常症状包括眼睛、鼻子或者咽喉刺激、头痛、疲劳、精力不足、烦躁、皮肤干燥、鼻充血、呼吸困难、鼻子出血和恶心等,这种病症有个显著的特征就是一旦离开污染的建筑物,病症会明显的减弱或消失。
89室内新风供给量考虑因素;
1满足人们的生存需求,2满足人们舒适需求3满足人们健康需求4满足室内空气安全需求。
90常见室内空气化学污染及特性;
1有害燃烧产物2有机挥发物3甲醛4氨5二氧化碳
91常见物理污染及特性;
1颗粒物2纤维材料3氡气。
96室内空气污染的控制方法包括:
源头治理、通新风稀释合理组织气流、空气净化。
101狭义的气流组织指的是上(下侧中)送上(下侧中)回或置换送风,个性化送风等具体的送回风形式,也称气流组织形式;
而广义的室内气流组织,是指一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布。
94.建筑通风(空调)的方法从实现机理上分为两种:
自然通风和机械通风。
A自然通风:
是指利用自然的手段来促使空气流动而进行的通风换气方式。
自然通风比机械通风经济、如果开口的数量足够、位置合适、空气流量会很大、不需要专门的空调机房、不需要专门的维修人员。
常用的自然通风实现形式有:
穿堂风、单面通风、被动风井通风、中庭通风。
A机械通风;
是指利用机械手段(风机、风扇等)产生压力差来实现空气流动的方式。
机械通风相对于自然通风在于可控制性强通过调节风口大小,风量等因素,可以调节室内的气流分布,达到比较满意的效果。
机械通风从实现方法上可以有,稀释法,置换法,局域保障法(采用局部送排风方式保证局部环境达到要求空气参数的方法。
主要有局部送风和局部排除。
)
97局部排风罩有密闭罩柜式排风罩外部吸气罩接受式排风罩吹吸式排风罩。
98.如果只有一个窗孔也仍然会形成自然通风,这时窗孔的上部排风,下部进风。
99.余压:
室内某一点的压力和室外同标高未受扰动的空气压力的差值。
仅有热压作用时,窗孔内外的压差即为窗孔内的余压。
100.风压:
静压的升高或降低的统称。
Pf=K?
vw2/2?
ρw,K—空气动力系数;
vw—室外空气速度,m/s;
ρw—室外空气密度,kg/m3。
K值为正,说明该点的风压为正值;
K值为负,说明该点的风压为负值。
101.机械通风分为:
混合通风、置换通风和个性化送风。
A.空气龄:
是指空气进入房间的时间。
109.示踪气体释放方法:
⑴脉冲法;
⑵上升法;
⑶下降法。
110.人耳能听到的声波频率范围约在20~20000Hz。
A声强;
单位时间内,通过垂直于传播方向上的单位面积内的平均声能量单位为W/m2
A声压;
有声波传播时,压强随声波频率产生周期性的变化,其变化的部分,即有声波时的压强与静压强之差。
A声音叠加计算公式:
Lp=Lp1+10lgn。
A.两个数值相等的声压级叠加时,声压级会比原来增加3dB。
A.掩蔽效应:
人耳对一个声音的听觉灵敏度因为另一个声音的存在而降低的现象。
掩蔽量;
一个声音被另一个声音所掩蔽的程度。
频率越接近的声音掩蔽效果越好,
122.消声器种类:
根据原理分为阻性消声器和抗性消声器。
123.阻性消声器的原理:
是利用布置在管内壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用,使沿管道传播的噪声迅速随距离衰减,从而达到消声的目的,对中、高频噪声的消声效果较好。
124.抗性消声器的原理:
不使用吸声材料,主要是利用声阻抗的不连续性来产生传输损失,利用声音的共振、反射、叠加、干涉等原理达到消声目的。
125.抗性消声器适用于中、低频噪声的控制。
128.光通量:
光源的辐射通量中可被人眼感觉的可见光能量(波长380~760nm)按照国际约定的人眼视觉特性评价换算为光通量,单位为流明(lumen,lm)。
131.照度:
是受照平面上接受的光通量的面密度,符号E,E=dΦ/dA,单位是勒克斯(lux,lx)。
132.发光强度:
是光源在这一方向上单位立体角元内发射的光通量,符号I,单位是坎德拉(Candela,cd)。
1、建筑环境学主要由建筑外环境、室内空气品质、室内热湿与气流环境、建筑声环境和光环境等若干个部分所组成。
2、建筑环境学包含料建筑、传热、声、光、材料及生理、心理和生物等多门学科的内容。
3、日照设计中所用的时间,均以当地平均太阳时为准,他与日常钟表所指的标准时之间有一差值。
5、地球与太阳的相对位置可以用纬度、太阳赤纬、时角、太阳高度角和方位角等来表示。
8、在太阳辐射的波谱中,能转化为热能的主要是可见光和红外线。
随太阳高度角越高,紫外线及可见光成分越多,红外线则相反。
9、对于住宅室内的日照标准一般是由日照时间和日照质量来衡量。
10、中国地处北半球,居住建筑多为行列式和组团式,北半球的太阳高度角全年中最小值是冬至日,因此,冬至底层住宅内得到的日照时间作为最低的日照标准。
11、对于正方形和长方形如果朝向为东南和西南时不仅场地上无永久阴影区,而且全年无终日阴影区和自身阴影遮蔽情况。
12、在建筑物的配置中,必须考虑日照时间南北方向相邻楼间距和纬度之间的关系,纬度越高需要的楼间距也越大。
16、污染物主要包括固体颗粒、微生物和有害气体。
17、通风系统按照通风动力的不同可分为自然通风和机械通风两类。
空气调节系统一般由空气处理设备、空气输送管道以及空气分配装置组成。
20、建筑室内热湿环境形成的最主要原因是各种内扰和外扰的影响。
23、典型负荷计算方法有近似按稳态计算、变换法求解围护结构的不稳定传热过程、采用计算机数值模拟,开发出各种专用软件。
26、人体的代谢率受多种因素的影响,如肌肉活动的强度、环境温度、性别、神经紧张程度、进食后时间长短。
32、对振动的控制方法可分为隔振和阻尼减振,隔振的主要措施是在设备上安装隔振器和隔振材料。
33、我们常用的消声器可分为阻性消声器和抗性消声器前者适用于消除中高频噪声后者适用于中低频噪声。
34、一个封闭空腔通过一个开口与外部空间相联系的结构称作空腔共振吸声结构。
37、在统计声级中L90=70dBA表示整个测量时间内有90%的测量时间,噪声都超过70dBA
43.人体与外界的热交换形式包括对流、辐射和蒸发。
44.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,室外温度根据需要可能采用空气温度,也可能采用室外空气综合温度。
46.我国20世纪70~80年代开展冷负荷新计算方法研究,1982年,原城乡建设环境保护部评议通过了两种新的冷负荷计算方法;
即谐波反应法和冷负荷系数法。
52.室内某一点的压力值与室外同标高未受扰动的空气压力的差值成为该点的余压。
53由建筑物对室外空气的影响,使建筑物周围气流分布发生变化,静压发生变化,这种静压的升高与降低称为风压
57房间的送风和气流组织有三种典型方式活塞流、完全混合流、非完全混合流
58理论上最短的换气时间
与实际换气时间
之比为换气效率。
60指某时刻进入房间的总热量称为得热量
63通风量与通风房间体积的比值称为换气次数。
三、名词解释
1、微气候
微气候是指离地30~120厘米高度范围内,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。
2、热岛现象
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到岛现象。
3、换气次数
通风量与通风房间体积的比值
4、空气年龄:
表面意义上讲是空气在室内被测点上的停留时间。
实际意义是指旧空气被新空气所代替的速度。
5、换气效率
理论上最短的换气时间与实际换气时间之比定义为唤起效率。
空气通过房间所需最短时间是房间体积与单位时间换气量之比为理论上最短的换气时间;
实际换气时间是指置换室内全部现存空气的时间。
6、室外空气综合温度
室外空气综合温度是由原来的空气温度增加了一个太阳辐射的等效温度值,这是未了计算方便推出的一个当量的室外温度,并非实际的室外空气温度。
7、冷负荷
维持一定室内热湿环境所需要的在单位时间内从室内去出的热量,包括显热量和潜热量两部分。
8、标准太阳的热量
由于玻璃本身种类多,而且厚度不同,所以通过同样大小的太阳得热量也不同,因此,为了简化计算,以某种类型和厚度的玻璃作为标准透光材料,取其在无遮挡条件下的太阳得热量作为太阳得热量。
10、水蒸气凝结和冻结现象
围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宝和水蒸气分压力,再次断面就会有水蒸气凝结,如果该断面温度低于零度,还将出现冻结现象。
11、有效温度ET
“干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感或冷感影响的综合数值,该数值等效于产生相同感觉的静止饱和空气的温度。
15、响度级
将听起来一样响的声音的响度用1000Hz纯音对应的声压级代表,单位为方。
反映了人耳对不同频率声音的敏感度变化
16、掩蔽效应现象
许多情况下,可以利用电子设备产生的背景噪声来掩蔽令人讨厌的噪声,以解决噪声控制问题。
这种人工噪声通常被比喻为“声学香料”或“声学除臭剂”,它可以有效地抑制突然干扰人们宁静气氛的声音。
这种现象叫掩蔽效应现象。
眩光
当视野内出现高亮度或过大的亮度对比时,会引起视觉上的不舒适、烦恼或视觉疲劳,这种高亮度或亮度对比称为眩光。
19、热应力指数HSI(HeatStressIndex)
建立热应力指数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。
具有相同指数值的所有环境条件作用于某个人所产生的热过劳均相同。
四、问答题
A请描述热压作用下的自然通风的作用原理。
如图,在外围护结构的不同高度上设有窗孔a和b,两者的高度差为h。
假设窗孔外的静压力分别设为Pa、Pb,窗孔内的静压力分别为Pa`、Pb`,室内外的空气温度和密度分别为tn、
和tw、
由于tn>
tw,所以
>
我们关闭窗孔b,仅开启窗孔a,不管最初窗孔a两侧的压差如何,由于空气的流动,Pa将会等于Pa`。
当窗孔a的内外压差
=Pa-Pa`=0时,空气停止流动。
根据流体静力学原理,这是窗孔b的内外压力差
=Pb`-Pb=(Pa`-gh
)-(Pa-gh
)=
+gh(
-
),当
〉0时该窗孔排风,
〈0时,该窗孔进风。
可以看出,在
=0的情况下,只要
则
〉0,因此如果窗孔b和窗孔a同时开启,空气将从窗孔b流出。
随着室内空气的乡外流初,市内静压逐渐降低,Pa`-Pa由等于零变为小于零。
这时室外空气就由窗孔a流入室内,一直到窗孔a的进风量等于窗孔b的进风量时,市内静压才保持稳定。
由于窗孔a进风,
,窗孔b排风。
8.试阐述不同吸声材料和建筑吸声结构的性能、作用。
1.多孔吸声材料
原理:
当声波入射到多孔材料表面时,声波能顺着微孔进入材料内部,引起孔隙中的空气振动。
由于摩擦和空气的粘滞阻力,使一部分声能变为热能;
气体绝热压缩时温度升高,反之,绝热膨胀时温度降低,由于热传导作用,孔隙中的空气与孔壁、纤维之间进行热交换,结果也会使声能转化为热能。
应用:
地毯棉被和衣物等。
2.薄板和薄膜共振吸声结构
当声波入射到薄板和薄膜上时,将激起面层振动,使板或膜发生弯曲变形。
由于面层和固定支点的摩擦,以及面层本身的内损耗,一部分声能被转化为热能。
将不透气、有弹性的板状或膜状材料(如胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、皮革、人造革、帆布等)周边固定在框架上,板后留有一定厚度的空气层,就成了薄板和薄膜共振吸声结构。
应用:
木桩修时,在薄板边缘防止一些橡皮条、海绵条、或毛毡等材料达到吸声的效果。
在送风孔洞的风口、干管上加橡皮条也能达到此目的。
3.空腔共振吸声材料
各种穿孔板、狭逢板背后设置空气层形成吸声结构,均属于空腔共振吸声结构。
(如:
可用穿孔的石棉水泥板、石膏板、胶合板等)
该结构优点:
既能满足吸声要求,材料本身又具有一定强度。
9.阻性消声器的原理
利用布置在管内壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用,使管道传播的噪声迅速随距离衰减,从而达到消声的目的。
对中、高频噪声的吸声效果较好。
10.舒适的光环境包括那些方面
适当的照度或亮度水平;
合理的照度分布;
舒适的亮度分布;
宜人的光色;
避免眩光干扰;
注意光的方向性。
11.分析自然通风优缺点
优点:
对于温带气候的很多类型的建筑都适用;
经济性高;
空气流量较大;
不需要专门的机房和特别的维护。
缺点:
通风量难以控制;
在一些大而深的多房间建筑中,通风很难保证平均分配风量;
在环境污染较为严重的区域不能使用该方式;
要求的空间较大;
有时达不到通风要求。
29.在负荷计算方法当中,请说明稳态算法计算采暖负荷的优缺点,并说明其使用范围级理由。
优点,计算简便,可以手工计算,缺点准确性不高,存在较大的误差,因此有些地方不能使用该方法。
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。
30.什么是良好的空气品质(2013环社考过)
空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标,并且处于这种空气中的绝大多数人(≥80%)对此们没有表示不满意是主观与客观的有效结合。
12.①因为人工建筑物高度集中,以水泥、沥青、砖石、陶瓦和金属板等这些坚硬密实,干燥不透水的建筑材料,替代了原有的疏松物和覆盖的土壤;
②错纵复杂的交通及其交通工具剧增;
③产业的快速发展等是导致城市气温上升且高于郊区农村气温的主要原因;
由于城市覆盖物多,发热体多,人口的相对密集,生活与生产的发热量大,在市内各区域的温度分布极不均匀的地方就易产生热岛现象。
第三章建筑环境中的空气环境
7.一般可采取的措施是:
一是“堵源”——有选择性使用建筑施工材料,从源头上控制有害物的释放量;
二是“节流”——切实保证空调或通风系统的正确设计、严格的运行管理和维护,使有害物质减少到最低限度;
三是“稀释”——保证足够的新风量或通风换气量,稀释和排除室内气态污染物。
稳态和非稳态下的通风换气方程分别为:
9.气流组织的分布特性常用以下几个参量给予评价:
①不均匀系数—表示室内气流分布均匀性好坏的参量;
②空气年龄—是描述室内旧空气被新鲜空气替代的快慢程度,年龄越短,旧空气被置换越快空气越新鲜;
③换气效率—表示理论上最短的换气时间In与实际换气时间
之比;
④通风效率—表示排风口处的污染浓度与室内平均浓度之比,其物理意义是指从室内移出污染物的迅速程度;
⑤能量利用系数—指投入能量的利用程度,反映出其经济指标。
3.房间得热量:
是指某时刻进入房间的总热量,冷负荷:
是为了维持一定的室内热湿环境所需要的在单位时间内从室内除去的热量(包括显热量和潜热量)。
热负荷是为了维持一定室内热湿环境所需要的在单位时间内向室内加入的热量。
湿负荷:
是指维持一定的室内湿环境需要的在单位时间内排除的水分。
得热量与冷负荷之间的关系:
得热量的对流部分进入室内立刻成为瞬时冷负荷,而得热量的辐射部分首先会传到室内各表面,提高这些表面的温度,当这些表面的温度高于空气温度时,再以对流方式传给室内空气,成为空气冷负荷,因此在多数情况下,冷负荷并不等于得热量,只有在室内各表面温差很小,热源只有对流散热时,冷负荷=得热量。
冷负荷与得热量之间存在着相位差和幅度差,其差值取决于房间结构,围护结构的热工特性和热源特性。
它们之间的对应关系可用公式(4-58第四章58式)来表示。
4.用谐波反应法计算传递的热量,是建立在不稳定传热基础上,即室外扰量(综合温度tz)大体上呈周期性变化作用于围护结构,使围护结构从外层表面逐层的跟着波动,且这种波动是由外向内逐渐衰减和延迟,这种简谐运动的周期函数可用正弦(或余弦)函数项的级数表达,将其变换为付立叶展开式,即将随时时变化的扰量函数分解为简单的多阶正弦函数的组合,再将其n阶谐波作用下的响应直接叠加,即可求得已知室温和外扰随时间变化条件下的传热量。
冷负荷系数法(反应系数法)求解问题的基本思路是:
将时间连续变化的扰量曲线离散为按时间序列分布的单元扰量,再求解出板壁围护结构热力系统对单位单元扰量的反应(即反应系数),最后,利用求得反应系数通过叠加积分计算出围护结构的逐时传热得热量。
这两种方法从工程简化算法上都是把扰量通过围护结构形成的瞬间冷负荷表述成瞬时冷负荷温差或瞬时冷负荷温度的函数,而不考虑与其他围护结构和热源之间的相互影响。
但在应用条件上,谐波法是在室温条件一定时,外扰随时间变化条件下计算其传热量,当室外气象条件在整个时间过程中具有随机性,特别是当室内温湿度环境也呈随机性变化时,不便采用谐波法,而多采用反应系数法,因此后一种方法能适用于建筑物的全年逐时(8760h)负荷计算和能耗分析,而谐波法适用于一般负荷计算。
5.根据消声原理大致可分为阻性消声器、抗性消声器两大类,阻性消声器利用在管内壁上的吸声材料或吸声结构的吸声作用,使沿管道传播的噪声迅速随距离衰减,从而达到消声的目的,其作用类似于电路中的电阻,对中、高频噪声的消声效果较好;
抗性消声器不使用吸声材料,主要是利用声阻抗的不连续性来产生传输损失。
它又分扩张室消声器和共振消声器,前者借助于管道
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