建筑物理考试要点

一、名词解释

1、露点温度（P8）

    露点温度是在大气压力一定、空气含湿量不变的情况下，未饱和的空气因冷却而达到饱和状态时的温度。用td（℃）表示。

2、材料蓄热系数（P42）

    围护结构一侧受到谐波热作用时，平壁迎波面上接受的热流振幅Aq与该表面的温度振幅A0之比，称为材料的蓄热系数。其值越大，材料的热稳定性越好；用S表示，单位W/(m2•K)。

3、室外综合温度（P49）

    将室外空气和太阳短波辐射的加热作用，和结构外表面的有效长波辐射的自然散热作用对外围护结构的共同作用综合成一个单一的室外气象参数，即室外综合温度，tsa。

4、对流换热（P18）

    既包括空气流动所引起的对流传热，同时也包括空气分子间和空气分子和壁面分子间的导热过程，这种对流与导热的综合作用称为表面的对流换热。

5、热阻（P25）

    热量由平壁内表面传至平整外表面过程中的阻力称为热阻。

     热阻是表征围护结构本身或者其中某层材料阻抗传热能力的物理量。

    （在同样的温差条件下，热阻越大，通过裁量的热量越小，维护结构的保温性能越好）

6、材料层的热惰性指标（P43）

    热惰性指标是表征材料层或围护结构受到波动热作用后，背波面上对温度波衰减快慢程度的指标。热惰性指标D=R•S

S—为材料层的蓄热系数，W/（ m2•K）    R —为材料的热阻，m2•K/W

7、传热系数（P29）

    物理意义：在稳定条件下1m厚的物体两侧表面温差为1℃时，在1h内通过1m²面积所传导的热量。w／﹙m·k﹚

8、采光系数（P212）

    全阴天漫射光照射下，室内平面上的某一点由天空漫射光所产生的照度与室内同一时间同一地点在室外无遮挡水平面上由天空漫射产生的比值。C=En／Ew

9、光通量（P174）

    以标准光度观察者对光的感觉量为基准单位。单位lm (流明)。光通量表示以光源发出的光能量。

10、光曲线（配光曲线）（P264）

    光强分布就是用曲线或表格表示光源或灯具在空间个方向的发光强度值，通常把某一平面上的光强分布曲线称为配光曲线。

11、遮光角（P266）

    灯具遮光角光源最边缘一点和灯具出光口的连线与水平线之间的夹角。Tanγ=2h/（D+d）。

12、照度（P175）

    常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，这就是常用的照度。E=φ／A 单位lx(勒克斯)。

13、立体角投影定律（P179）

    某一亮度为Lα的发光表面在呗照面上形成的照度值大小，等于这一发光表面的亮度与该发光表面在被招点上形成的立体角Ω的投影乘积。

14、距离平方反比定律（P176）

    某表面照度E与光源在方向的发光强度Iα成正比于距光源的距离平方成反比E=Iα／R²

15、声压级（P338）

    给定声压与参考声压之比以10为底数乘以20。单位分贝。Lp=20lg（p/p0）

16、掩蔽效应（P348）

    人耳对一个声音的听觉灵敏度因另一个声音的存在而降低的现象叫掩蔽效应。（特点是频率相近的声音掩蔽较显著，掩蔽声的声压级越大掩蔽效果越强；低频声对高频声的掩蔽作用大，高频声对低频声则难以掩蔽）

17、混响（P354）

    混响是指声源停止发声后，声源停止发声后，在声场中还存在着来自各个界面的迟到的反射声形成的声音残留现象

18、回声（P348）

    声波在传播过程中，碰到大的反射面（如建筑物的墙壁等）在界面将发生反射，而直达声到达后50ms后到达的“强”反射会产生使人感到声音出现了断续，好像出现了另外的声源，这就是“回声”现象。

19、吻合效应（P383）

    如果板在斜入射声波激发下产生的受迫弯曲波的传播速度cf等于板固有的自由弯曲波传播速度cb，则称之为发生了“吻合”。

20、色温（P201）

    通常把某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品完全相同是黑体的温度称为光源的色温。

二、选择题

1、注意计量单位，单位与符号要一一对应

热工学：

 

光学：

 

声学：

2、居住热工分区（P13表1—4）

    了解表1—4，主要是夏热冬冷地区的建筑基本要求。

分区名称	气温主要指标	建筑基本要求
夏热冬冷地区	1月平均气温0～10℃ 7月平均气温25℃～30℃	1、建筑物必须满足夏季防热、遮阳、通风降温要求，冬季应兼顾防寒 2、建筑物应防雨、防潮、防洪、防雷电 3、ⅢA区应防台风，、暴雨袭击及盐雾侵蚀

3、求解热阻（P26）

    R=d/λ（d—材料层厚度   λ—材料层的导热系数）

4、保温与隔热外墙为什么选用浅色材料？（P21）

    材料对热辐射的吸收和发射性能，主要取决于表面的颜色、材性和光滑平整程度。太阳辐射属于短波辐射，短波辐射颜色起主导作用，所以围护结构外表面刷白或用其他浅色在夏季反射太阳辐射热是非常有效的。

5、太阳辐射相关问题，例如长波、短波特点（P9）

    太阳辐射属于短波辐射，大气层对短波几乎是透明的。

    太阳辐射影响因素：太阳高度角、大气透明度、地理纬度、云量和海拔高度等。

    直接辐射（太阳直接射达地面的部分）与散射辐射（经大气散射后到达地面的）之和就是到达地面的太阳辐射总量，称为总辐射量。

6、稳定传热特点（P25）

    ①通过平壁的热流强度q处处相等，即流进与流出的热量相等；

    ②同一材质的平壁内部各点的温度分布呈直线，如果导热系数 λ 不随温度变化，则各点温度梯度相等，温度随距离变化规律为直线。

7、不稳定传热相关概念 总衰减度（P41）

    总衰减度：在建筑热工中，把室外温度振幅Ae与外侧温度谐波热作用引起的平壁内表面温度振幅Aif之比称为温度波的穿透衰减度，简称平壁的总衰减度。ν0=Ae/Aif

表面蓄热系数：在周期热作用下，物体表面温度升高或降低1K时，在1h内1m2表面积贮存或释放的能量，用Y表示，单位W/（m2.K)。

           通用公式：

不稳定传热特点：

①室外温度、平壁表面温度、壁内部任一截面温度都是同一周期的谐波动。

②从室外空间到平壁内部，温度波动振幅逐渐减小。这种现象叫温度波动的衰减。

③从室外空间到平壁内部，温度波动的相位逐渐向后推延。这种现象叫温度波动的相位延迟，出现最高温度的时刻向后推迟。

8、相对湿度的计算（P6）

    相对湿度是一定温度、一定大气压力下,湿空气的绝对温度f，与同温同压下的饱和水蒸汽量fmax的百分比。φ=f/fmax*100%

9、周边地面与非周边地面保温特点（P65）

    周边地面是指距外墙内表面2m以内的地面，其他均为非周边地面。周边地面与非周边地面在建筑节能设计中对地面的热阻作的相应的限制有所不同，周边地面要做局部保温处理。见教材P66页图3-2以及P65所举例子。

10、内部冷凝相关知识（P87）

    冷凝是特指当部分围护结构表面温度低于附近空气露点温度时，表面出现的冷凝水现象。★内部冷凝是当水蒸气通过外围护结构时，遇到结构内部温度达到或低于露的界面点时，水蒸气即形成凝结水。

11、壁面内部冷凝避免措施（P93）

①合理布置材料层的相对位置；     ②设置隔汽层；

③设置通风间层或泄气沟道；       ④冷侧设置密闭空气层

★详细阐述见教材P93—P97，大概了解叙述即可。

 

12、外围隔热设计（通过什么条件来设计）（P51）

①通常情况下，屋顶和西（东）外墙内表面最高温度θi，max应满足下是要求：

θi，max≤te，max（夏季室外计算温度最高值）

②对夏季特别炎热的地区（南京、合肥、芜湖、九江、南昌、武汉、长沙、重庆等），屋顶和西（东）墙内表面最高温度Qi,max应满足下列要求：

③当外墙和屋顶采用轻型结构时（如加气混凝土）屋顶和西（东）墙内表面最高温度Qi,max应满足下列要求：

④当外墙和屋顶内侧采用复合轻质材料时（如复合轻质混凝土、岩棉、泡沫塑料、石膏板等），屋顶和西（东）墙内表面最高温度Qi,max应满足下列要求：

⑤对于夏季属炎热地区，且冬季属寒冷地区的区域，其建筑设计既应考虑防寒又应考虑防热，外墙和屋顶设计应同时满足冬季保温和夏季隔热的要求。

13、自然通风相关知识，例如自然通风的方式、建筑物的布局（P134—137）

    一般建筑的平面布局有行列式、错列式、斜列式、周边式等，从通风角度来讲，错列式、斜列式比行列式、周边式要好。（详见P134—137）

14、色温（P201）

    通常把某一种光源的色品与某一温度下的黑体的色品完全相同是黑体的温度称为光源的色温。

15、光源及其类型和代表以及特点（P253）了解后能举例

①热辐射光源：

白炽灯：体积小，易于控光，可在很宽的环境温度下工作，结构简单，使用方便。但是红光较多，灯丝亮度高，散热量大，寿命短、玻壳温度高，受电压变化和机械振动影响大。

卤钨灯：与白炽灯相比较，体积小、寿命长、光效高、光色好、光输出稳定。

②气体放电光源：

荧光灯：发光效率较高；发光表面亮度低；光色好且品种多；寿命较长；灯管表面温度低。但是投资高，对温度、湿度较敏感，尺寸较大，普通荧光灯还有射频干扰和频闪效应等。

紧凑型荧光灯：体积小、使用方便、寿命长、启动快

荧光高压汞灯：发光效率较高，寿命较长。但是光色差。

金属卤化物灯：添加了金属卤化物，起到了提高光效、改善光色的作用。陶瓷金属卤化物灯化学性能稳定，更耐腐蚀，制作精度高，灯与灯之间的光色一致性更好，发光效率高。

钠灯：光效高、寿命长、透雾能力强（低压钠灯虽然透雾能力强，但显色性极差）

氙灯：功率大、光通大，会放出紫外线

冷阴极荧光灯:灯管细、体积小、耐振动、能耗低、光效高，亮度高、光色好、寿命长，可以频繁启动。

高频无极感应灯:不需要电极，是一种新颖的微波等。

③固体发光光源

    代表有发光二极管（LED），特点是光色纯、彩度大、寿命长、体积小、单一颜色的LED的辐射光谱狭窄

16、声缺陷（P415）

    声缺陷主要有：回声、多重回声、声聚焦和声影。声聚焦是由凹曲面的反射性顶棚或者墙面造成的；由于遮挡使近次反射声不能到达的区域叫做声影区。

三、解答题

1、简单阐述影响材料导热系数的因素（P66-68）

①密度。②温度。③保温材料。（详细阐述见教材P66-68）

2、阐述建筑物防热途径（P104-105）

⑴防热的被动式措施

①减弱室外的热作用；          ②外围护结构的隔热；

③房间的自然通风和电扇调风；  ④窗口遮阳，比如遮阳板；  ⑤利用自然能。

⑵防热的主动式措施

①机械通风降温                ②空调设备降温

详细描述见教材P104-105

3、外保温优点（P70-71）

（1）使外围护结构受到保护，降低温度应力对结构的影响；

（2）房间热稳定性较好。

（3）可减少或防止保温层内部出现冷凝；

（4）使热桥处热损失减少，防止室内表面出现局部结露。

 (5）利于旧房改造。

4、遮阳的形式以及每种形式的特点（P123）

①水平式遮阳。特点：这种形式的遮阳能够有效地遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光。适用于接近南向的窗口，或北回归线以南低纬度地区的北向附近的窗口。

②垂直式遮阳。特点：能够有效地遮挡高度角较大的、从窗侧斜射过来的阳光。适用于东北、北和西北向附近的窗口。

③综合式遮阳。特点：能够有效地遮挡高度角中等的，从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀。主要适用于东南或西南向附近的窗口。

④挡板式遮阳。特点：能够有效地遮挡高度角较小的、正射窗口的阳光。主要用于东、西向附近的窗口。

5、被动式太阳能利用设计（P78）

被动式太阳能利用是指不借助机械设备的复杂控制系统对太阳能进行收集、贮藏和再分配的系统。被动式太阳能系统主要有三种方式：

⑴直接受益式

是利用玻璃对太阳能的透射和保温材料的贮热性能来利用太阳能。朝南的窗能直接获取太阳能。(在冬季其它朝向的窗丧失的热量比获取的多）建筑内部的保温材料能吸收获取的热量防止了白天室温高，而在夜晚则放出存贮的热量。直接获取系统的关键在于保温材料的面积和南向玻璃的面积比。

设计原则：

①有好的保温材料

②有适当的南向玻璃窗的最佳面积（通过对当地太阳辐射资源的研究和计算可以得到）。一般情况下南向开窗不应超过楼面积的20%，如果白天不会引起室内温度过高，可以加大南向开窗面积。

③应采用双层玻璃窗，温和地区除外。

④建筑必须有良好的保温隔热措施

⑤保温材料厚度在120~180mm间较合适，超过这一厚度起的作用很小。另外保温材料要能直接吸收或反射太阳辐射，不然，就是无效的。

如果要保持室内比较稳定的温度，需要布置足够的贮热材料：砖、土坯、混凝土等。贮热体可以和建筑构造结合一体，也可以单独设置。例如：安放若干装满水的容器等。当没太阳时，散发热量，保持室内温度稳定。

⑵集热墙式（ Trombe墙）

是将保温墙放在南向窗的内侧，面对太阳一侧的墙面刷成深色，白天充分吸收热量存贮在墙体内，通常墙厚约300mm，有很长的时间延滞，到晚上才将热量传导到室内墙的表面，如果有足够的保温材料，整个晚上，墙体都起到散热器的作用。只在只需要太阳热而不需要太阳光的情况下才选择Trombe保温墙方式。

图洛姆墙壁的设计要点：

①南向玻璃窗的总面积根据不同地区的设计要求确定；

②每平方南向玻璃应对应1平方保温材料；

    ③保温材料的厚度比直接系统大。砖或混凝土厚度为300mm左右;

    ④保温材料与玻璃相距至少300mm。

⑶附加日光间

太阳室是一种为建筑物主体采暖而设计的房间，是被动式采暖设计中常常采用的方法。

6、美术馆采光系统设计要点（P237）

⑴采光要求

①适宜的照度。                      ②合理的照度分布。     

③避免在观看展品时明亮的窗口处于视看范围。

④避免一、二次反射眩光。            ⑤环境亮度和色彩要合适。

⑥避免阳光直射展品，导致展品变质。    ⑦窗洞口不占或少占供展出用的墙面。

⑵采光形式

①侧窗采光。②高侧窗。③顶部采光。④天窗采光的改善措施。

★每一方面的详细阐述见教材P237。

7、避免眩光的措施（P188-190）

①直接眩光可用下述措施使其减轻或消除：

  (1)限制光源亮度。当光源亮度超过16sb时，不管亮度对比如何，均会产生严重的眩光现象。在这种情况下，应考虑采用半透明材料(如乳白玻璃灯罩)或不透明材科将光源挡住，降低其亮度，减少眩光影响程度。

  (2)增加眩光源的背景亮度，减少背景和光源之间的亮度对比。

  (3)减小形成眩光的光源视看面积，即减小眩光源对观测者眼睛形成的立体角

  (4)尽可能增大眩光源的仰角

②反射眩光可用下述方法使其减少至最小程度：

   ⑴尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射面形成的反射眩光：

   ⑵应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域； 

   ⑶使用发光表面积大、亮度低的光源；

   ⑷使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光影响。

8、天窗的形式以及采光特点（P219-228）

矩形天窗：矩形天窗是由装在屋架上的天窗架和天窗架上的窗扇组成。窗扇一般可以开启，也可起通风作用。 

增加天窗面积可提高照度，增大采光量，但是当面积增加到一定程度，室内照度就不再增加，当窗面积和地板面积的比值(称窗地比)增加到35％时，再增加玻璃面积，室内照度也不再增加。 

为了避免直射阳光透过矩形天窗进入车间，天窗的玻璃面最好朝向南北，这样太阳射入车间的时间最少，面且易于遮挡。如朝向别的方向时，应采取相应的遮阳措施。有时为了增加室内采光量，将矩形天窗的玻璃作成倾斜的，称梯形天窗。

①纵向矩形天窗P219-221

②横向天窗P222

③井式天窗P222

锯齿形天窗：属于单面顶部采光。P223

平天窗：这种天窗是在屋面直接开洞。P224-227

9、室内音质设计主观评价标准和客观指标（P404-405）

⑴主观评价标准

①合适的响度：语言类：60-70方，音乐类：50-85方。

②较高的清晰度和明晰度。在75%以上比较好。（3）足够的丰满度。（4）良好的空间感

③没有声缺陷和噪声干扰。回声，声聚焦，声影，颤动回声等。

⑵客观指标

①声压级及混响时间

    声压级与响度相对应；混响时间跟声音的混响感和丰满度有关，混响长较高的丰满度，低混响温暖，高混响华丽、明亮。

②反射声的时间和空间分布

    试验表明，直达声以后35-50ms以内到达的反射声有加强直达声（提高响度）和提高清晰度的作用。这样的反射声是近次反射声；对于音乐近次反射声的时间范围可以扩大到直达声后80ms。混响声起降低清晰度的作用。

    ★清晰度指标D：直达声及50ms以内的声能与全部声能之比。

    ★明晰度指标C：=0~±3dB

10、混响和混响时间定义，混响时间与厅堂设计评价的关系（P404 13.1.1主观评价标准）

（1）合适的响度：语言类：60-70方，音乐类：50-85方。

（2）较高的清晰度和明晰度。在75%以上比较好。（3）足够的丰满度；（4）良好的空间感；

（5）没有声缺陷和噪声干扰。回声，声聚焦，声影，颤动回声等。

11、吸声材料与吸声构造的分类（P367表12-1）

★★P367表12—1

四、计算题

1、声学：利用混响时间求解公式求解α的平均值（5分）（P355）

 

S1、S2、…Sn——室内界面不同材料的表面积（m2）

α1、α2、…αn——不同材料的吸声系数。

2、光学：求解某一点的水平照度（5分）（P166、P177例题7—3）

    这个题就是距离平方反比定律的运用：某表面照度E与光源在方向的发光强度Iα成正比于距光源的距离平方成反比E=（Iα／R²）*cosi

  

 

 

 

 

 

 

 

3、热工学：两次作业类型的题（15分）

P47   例题2—4      相关习题P56   4题、5题

P91   例题4—1      相关习题P101  3题、4题