0742建筑和环境

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0742建筑和环境

一、问答题（每题18分，任选4题，共72分）

1.什么是建筑环境学，建筑环境学的主要研究内容是什么，建筑环境学面临的有待解决的问题有哪些？

答：（1）建筑环境学，即Built Environmen，就是反映这个Built Environment 的内在特征与理论的课程，能够帮助我们更清楚地认识这个研究对象，为我们采用各种方法来改造、控制这个研究对象创造条件。它涉及到建筑与外部环境、建筑与室内环境、建筑与人之间的关系，因为建筑是特性最为复杂的微环境外壳。

（2）建筑环境学的主要研究内容：建筑环境、室内空气品质、室内热湿与气流环境、建筑声环境、建筑光环境以及建筑声环境。

（3）建筑环境学面临的有待解决的问题：建筑与环境的可持续发展（能耗问题、舒适性问题、人的健康问题）。

2.解释标准太阳得热量的概念，分析透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷？其他途径进入室内的潜热和显热呢（举二个例）？说明理由。

答：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。

透过玻璃窗的太阳辐射不等于建筑物的瞬时冷负荷，因为透过玻璃窗的太阳辐射得热首先会被室内各种表面吸收和贮存，当这些表面温度高于空气时，就会有热量已对流换热的形式进入到空气中，形成瞬时冷负荷。

一般来说，潜热得热和渗透空气的得热会直接进入室内空气中，形成瞬时冷负荷；通过围护结构导热进入到室内的得热中有一部分里可通过对流换热进入到空气中，另一部分会以长波辐射的形式传给室内其他表面，提高其他表面的温度。室内热源散发显热的形式一般包括对流和辐射，对流会进入到空气中，形成瞬时冷负荷。而辐射会以长波辐射的形式传给室内其他表面，提高其他表面的温度。

3.什么是热应力指数HIS和风冷却指数 WCI？请解释标准有效温度(SET*)和有效温度ET，分析某办公室设计标准是干球温度26℃，相对湿度65％，风速0.25m/s，如果最低只能使温度达到27℃，相对湿度仍然为65％，还可以通过那些方式可以使该空间能达到与设计标准同等的舒适度（举两个及以上的方式）？

答：

（1）热应力指数HIS：把环境变量中的温度、湿度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。

（2）风冷却指数 WCI：在非常寒冷的气候中，影响人体热损失的主要因素是空气流速和空气温度。Siple和 Passel于1945年把这两个因素综合成一个单一的指数，称为风冷却指数WCI，来表示在皮肤温度为33℃时皮肤表面的冷却速率。

（3）标准有效温度：身着标准热阻服装的人，在相对湿度为50%，空气静止不动，空气温度等于平均辐射温度的等温环境下，若与他在实际环境和实际服装热阻条件下的平均皮肤温度和皮肤湿润度相同，则必将具有相同的热损失，则该温度就是上述实际环境的标准有效温度SET*。

（4）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。

（5）可能通过降低辐射温度、提高风速、降低服装热阻、降低活动量等使空间能达到设计标准同等的舒适度。

4.解释什么是全面通风方程，阐述自然通风优缺点？

答：（1）全面通风方程：在容积为V的房间内，污染源单位时间内在容积为散发的污染物量为M，通风系统开动前室内空气中污染物的浓度为C1，如果采用全面通风稀释室内空气中的污染物，那么，根据质量守恒定律，可建立室内污染物进出平衡方程。在任何一个微小的时间间隔dt 内，室内得到的污染物量（即污染源散发的污染物和送风空气带入的污染物）与从室内排出的污染物量之差应等于整个房间内增加（或减少）的污染物量,假设条件为：室内污染物分布均匀，即

（2）自然通风优点：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。

自然通风缺点：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

5.试说明什么是插入损失，阐述板和薄膜共振吸声结构的原理和作用。

答：（1）插入损失：在声源与测点之间插入消声器前后，在某一固定点所测得的声压级之差。

（2）原理：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。

6.试分析影响地面附近气温的主要因素有哪三个？为什么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：（1）影响地面附近气温的主要因素：入射到地面上的太阳辐射热量；地面的覆盖物等地兴队气温的影响；大气的对流作用以最强的方式影响气温。

（2）因为低反射材料蓄热能力强，相当于发热体多。

（3）会改善，因下垫面的蓄热能力减弱。

二、设计分析题（第1小题8分/小题，第2-3小题 10分/小题共28分）

请按照以下提示对教室天然光环境进行初步设计

1.教室采光要求是什么？

答：教室的采光需要柔和,不要刺眼所以学校教室的采光可以又雾面透明板加上比较简洁的窗帘就可以了。

2.教室采光设计条件是什么？

答：教室的采光需要柔和,不要刺眼所以学校教室的采光可以又雾面透明板加上比较简洁的窗帘就可以了

3.教室采光设计的要点有哪些？

（1）学校教室的朝向宜按各地区的地理和气候条件决定，不应采用东西朝向，宜采用南北向的双侧采光。教室采用单侧采光时，光线应自学生座位的左侧射入。南外廊北教室时，应以北向窗为主要采光面。

（2）教室课桌面上的采光系数最低值不应低于1．5％、教室玻地面积比不应低于1：6。多雾地区（如重庆等）教室课桌面上的采光系数最低值不应低于2％。

（3）为防止窗的直接眩光，教室应设窗帘以避免阳光直接射入教室内。为防止黑板的反射眩光，其表面应以耐磨无光泽的材料制成。

（4）为提高教室的采光效果，室内各表面应采用高亮度低彩度的装修，房间各表面的反射系数值应按表1的规定选取。

教室的光环境应该保证学生看得清楚、舒适、不疲劳，要求整个教室保持足够的自然光亮度，且分布均匀，黑板上要有较高的照度。同时，合理安排教室亮度分布，清除眩光、且经济。

教室采光设计的条件：

（1）满足采光标准，保证所需采光系数：

采光系数：指室内某一点的天然光亮与同一时间内的室外无遮挡水平面上的天空扩散光照度的比值。

教室课桌面的采光系统不低于1.5%。为此，应尽量压缩窗间墙至1.0m或更小，抬高窗的高度，尽量采用断面小的窗框材料，使玻璃窗面积与地板面积比不小于1：6。

（2）使照度均匀分布

双侧采光提高室内照度均匀度

（3）对光线和阴影的要求

光线最好从左上方射来，防止手写字时挡住光，产生阴影，所以采光窗主要在左边。

（4）避免眩光

注意从两方面来考虑。朝向选择，窗口产生眩光，油墨窗帘防止直射光射入室内。

教室采光设计的要点：

（1）室内装修

1）室内深处的光主要来自天棚和墙面反射，应选择高反光系数的材料。

2）室内相邻表面的亮度不应差别太大

3）教室表面的装修宜采用扩散性材料，以便在室内形成柔和的光线，且无眩光。

（2）黑板

黑板与书本之间不宜有过大的亮度差，油漆漆成的光滑表面，容易产生镜面反射，降低视度。

例如：毛玻璃与油漆黑板表面的对比

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