建筑物理考试复习资料·试从隔热的观点来分析:(1)多层实体结构;(2)有封闭空气间层的结构;(3)带有通风间层的结构;它们的传热原理及隔热的处理原则。
答:(1)多层实体结构:多层实体材料的传热方式主要是导热。
处理原则:1)为了提高材料层隔热的能力,最好选用λ和α都比较小的材料;2)采用粘土方砖或外饰面采用浅色,可使隔热效果良好。
(2)有封闭空气间层的结构:在封闭空气间层中的传热方式主要是辐射。
处理原则:1)在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔;2)外饰面的轻质隔热材料和浅色也很重要。
(3)带有通风间层的结构:是当室外空气流经间层时,带走部分从面层传下的热量,从而减少透过基层传入室内的热量。
处理原则:1)增加进气口和排气口处的风压或热压;2)通风间层内表面不宜过分粗糙,进、出口的面积与间层横截面的面积比要大。
·为提高封闭间层的隔热能力应采取什么措施?外围护结构中设置封闭间层其热阻值在冬季和夏季是否一样?试从外墙及屋顶的不同位置加以分析。
答:提高封闭间层的隔热能力采取措施:(1)在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔;(2)把封闭间层放置在冷侧。
外围护结构中设置封闭间层,在冬季和夏季其热阻值情况:(1)空气间层的热阻主要取决于两个方面:(1)间层两个界面上的空气边界层厚度对流换热;(2)是界面之间的辐射换热强度辐射换热。
(2)在有限空间的对流换热强度,与间层的厚度,间层的位置、形状,间层的密闭性等因素有关,所以,对流换热不同,屋顶和外墙的热阻不同。
(3)由于冬、夏空气间层所处的环境温度,其间层中的辐射和对流换热量都随环境温度的不同而有较大变化,其辐射传热不同,在低温环境中辐射换热量比高温环境少,热阻较大。
·试从降温与防止地面泛潮的角度来分析南方地区几种室内地面(木地板、水泥地面、磨石子地面或其它地面)中,在春季和夏季哪一种地面较好?该地面处于底层或楼层时有无区别?答:从降温与防止地面泛潮的角度来看,在春季和夏季用选用:木地板.因为,在南方湿热气候区,在春夏季节,为了要避免“差迟凝结”现象(室外空气温度和湿度骤然增加时,室内物体表面由于热容量的影响而上升缓慢,滞后若干时间而低于室外空气的露点温度,当高温高湿的室外空气流过室内低温表面时必然发生大强度的表面凝结),用热容量小的材料装饰地板表面,提高表面温度,减小夏季结露的可能性,效果较好。
若用木地板,处于底层时,由于地层土地的热惰性大,表面温度较低,结露更为严重,所以,用木地板时要架空地面,用空气层防结露。
·采暖房屋与冷库建筑在蒸汽渗透过程和隔汽处理原则上有何差异?答:采暖房屋:水蒸汽是由室内向室外渗透,隔汽层应设置在室内高温高湿的一侧冷库建筑:水蒸气是由室外向室内渗透,隔汽层应设置在室外高温高湿的一侧·试说明一般轻质材料保温性能都比较好的道理,并解释为什么并非总是越轻越好?答:轻质材料一般空隙率较大,导热系数随空隙率的增加而减小,所以材料的热阻比较大,保温性能比较好。
但是,当材料轻(密度小)到一定的地步,太大的空隙率,会使对流传热显著增加,孔壁温差变大,辐射传热加大,这样会使大量的热量散失掉,保温性能降低。
·试详述外保温构造方法的优缺点。
答:外保温的优点:(1)使墙或屋顶的主要部分受到保护,大大降低温度应力的起伏。
(2)由于承重层材料的热容量一般都远大于保温层,所以,外保温对结构及房间的热稳定性有利。
(3)外保温对防止或减少保温层内部产生水蒸气凝结十分有利(4)外保温法使热桥处的热损失减少并能防止热桥内表面局部结露。
(5)对于旧房的节能改造,外保温处理的效果最好。
外保温的缺点:(a)外保温比较适合住宅,规模较大的建筑如办公大楼,外保温效果不明显。
(b)墙体外保温处理,在构造上比内保温复杂,外饰面比较难处理。
·倒铺屋面有哪些好处?目前在推广应用方面存在什么困难?答:倒铺屋面好处:可消除屋顶内部结露,从而提高保温层的保温效果,又使防水层得到保护,大大提高防水层的耐久性。
推广应用方面存在困难:一是倒铺屋面对保温材料要求高,目前,还没有适合倒铺屋面的理想材料;二是保温层上面的覆盖层,一般用大阶砖、混凝土预制板、卵石、蛭石等,造价比较高。
·为什么空气间层的热阻与其厚度不是成正比关系?怎样提高空气间层的热阻?答:固体材料层内是以导热方式传递热量的。
在空气间层中,导热、对流和辐射三种传热方式都明显的存在着,其传热过程实际上是在一个有限空气层的两个表面之间的热转移过程,包括对流换热和辐射换热,其热阻取决于间层两个界面上的空气边界层厚度和界面之间的辐射换热强度。
所以,空气间层的热阻与厚度之间不存在成比例地增长关系。
1.将空气间层布置在维护结构的冷侧,降低间层的平均温度,减少辐射换热量2.在间层壁面上涂贴辐射系数小的反射材料,目前建筑中采用的主要是铝箔。
·构成室内热环境的四项气候要素是什么?简述各个要素在冬(或夏)季,在居室内,是怎样影响人体热舒适感的。
答:室内热环境的四项气候要素是:室内空气温度,空气湿度,气流速度,环境辐射温度。
各要素均影响人体热舒适感。
室内空气温度:是表征室内热环境的主要参数。
对于一般民用建筑,按房间的使用要求而对房间的温度有相应的规定:冬季室内气温一般应在16~22℃,夏季空调房间的气温多规定为24~28 ℃,并以此作为室内计算温度。
室内实际温度则由房间内得热和失热、围护结构内表面的温度及通风等因素构成的热平衡所决定,设计者的任务就在于使实际温度达到室内计算温度。
空气湿度:最适宜的相对湿度应为50~60%。
在大多数情况下,即气温在16~25℃时、相对湿度在30~70%范围内变化,对人体得热感觉影响不大。
如湿度过低(低于30 %),则人会感到干燥、呼吸器官不适;湿度过高则影响正常排汗,尤其在夏季高温时,如湿度过高(高于70 %)则汗液不易蒸发,最令人不舒适。
气流速度:室内气流状态影响人的对流换热和蒸发换热,也影响室内空气的更新。
在一般情况下,对人体舒适的气流速度应小于0.3;环境辐射温度:环境辐射温度对室内热环境有很大影响。
在炎热地区,夏季室内过热的原因除了夏季气温高外,主要是外围护结构内表面的热辐射,特别是由通过窗口进入的日辐射所造成。
而在寒冷地区,如外围护结构内表面的温度过低,将对人产生“冷辐射”,也严重影响室内热环境。
·表面的颜色、光滑程度,对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面,在辐射传热方面,各有什么影响?答:1、表观颜色对外围护结构外表面的辐射传热有影响:黑色表面,其辐射能力和对外来辐射的吸收能力均较大,浅色表面,对可见光部分辐射吸收很少,在长波部分,其吸收能力和黑色面几乎一样;表观颜色对结构内的空气间层没有影响。
2、光滑程度对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面,均有影响,比较粗糙的表面,无形中加大的外表辐射的面积,增大了辐射传热。
·选择性辐射体的特性,对开发有利于夏季防热的外表面装修材料,有什么启发?答:选择性辐射体也称非灰体,只能发射某一些波长的辐射线,同时也只能吸收某一些波长的辐射线,不像黑体全波段吸收和反射辐射热,所以,夏季作为以非灰体为主要成分的外饰面材料,自然得热少,表面温度低,起到防热的作用。
·根据自己的经验,列举几个外墙内表面或地面产生表面结露现象的实例,并说明结露的原因答:1、淋浴房内表面有水析出:原因在于,在一定的温度下,空气中的水蒸气达到饱和状态,多余的水蒸气被析出变成水附着在墙壁表面。
2、冬天窗玻璃表面的水珠或冰花:原因在于:窗玻璃处的温度过低,低于室内的露点温度,多余的水蒸气变成水或结冰。
1、建筑热环境分为室内热环境和室外热环境。
属于室内和室外的因素分别有哪些?答:建筑物外围护结构将人们的生活与工作空间分为室内和室外两部分,因而,建筑热环境分为室内热环境和室外热环境。
属于室外的因素:太阳辐射、空气的温、湿度、风、雨雪等--室外热湿作用。
属于室内的因素:空气温湿度、生产和生活散发的热量、水分等--室内热湿作用。
2、建筑热环境设计包括哪些?建筑热环境设计目标是什么?答:建筑热环境设计包括:建筑保温设计、防潮设计、隔热设计、建筑节能设计等。
建筑热环境设计目标:舒服,健康,高效。
从生态建筑开始。
3、拱顶和穹顶的优点在于?答:室内高度有所增加,人们头顶富裕的空间,可以保证热空气的上升和聚集在远离人体的位置;屋顶的表面积有所增加,太阳辐射作用在扩大的面积上,平均的辐射强度相对降低,屋顶吸收的平均热量下降,因此对室内的辐射强度有所减少;在一天的多数时间内,一部分屋顶处于阴影区,可以吸收室内和相对较热的屋顶部分的热量,将其辐射到阴影区内温度较低的空气中。
4、结合气候设计的五大要素:答:气候设计的五大要素:太阳辐射,空气温度,气压与风,大气湿度,凝结与降水。
太阳辐射太阳辐射是来自太阳的电磁波辐射。
气压与风大气湿度凝结与降水;空气温度;在地球表面上,太阳光谱的波长范围约在0.28~3.0微米之间。
太阳光谱可大致划分为三个区段:紫外线、可见光、红外线。
太阳常数:在地球大气层外,太阳与地球的平均距离处,与太阳光线相垂直的表面上、单位面积、单位时间里所接收到的太阳辐射能称为太阳常数。
太阳常数值约为13672直射辐射与散射辐射:太阳辐射在透过大气层到地面的过程中又受到大气层中臭氧、水蒸气、二氧化碳等的吸收和反射而减弱。
其中一部分穿过大气层直接辐射到地面的称为直射辐射;被大气层吸收后,再辐射到地面的称为散射辐射.长波辐射与短波辐射:凡是起源于太阳的辐射,包括地球上水面、玻璃和混凝土对太阳辐射的反射以及天空和云层的散射均属短波辐射。
建筑物这一部分和另一部分之间通常传递的辐射能以及最后辐射输出的能都是长波辐射空气温度室外空气温度取决于地球表面温度。
5、什么是“城市热岛”现象?避免或减弱热岛现象的措施?答:在建筑物与人口密集的大城市,由于地面覆盖物吸收的辐射热多,发热体也多,形成市中心的温度高于郊区,即”城市热岛”现象。
.避免或减弱热岛现象的措施:1.在城市中增加水面设置、扩大绿化面积。
2.避免方形、圆形城市面积的设计,多采用带形城市设计。
7、传热方式有几种?分别是什么?答:有三种 : 辐射、对流和导热。
建筑物的传热大多是三种方式综合作用的结果.8、导热系数大,表明材料的导热能力强。
导热系数的物理意义?答:物理意义:在稳定传热状态下当材料厚度为1m两表面的温差为1℃时,在一小时内通过1m2截面积的导热量。
影响导热系数数值的因素:物质的种类(液体、气体、固体)、结构成分、密度、湿度、压力、温度等。
导热系数越小,说明材料越不易导热9、什么是玻璃的温室效应?答:玻璃对太阳辐射中大部分波长的光可以透过,而对一般常温物体所发射的辐射(多为远红外线)则透过率很低。