建筑熱工學(xué)應(yīng)用試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列材料中，導(dǎo)熱系數(shù)最小的是（）A.鋼筋混凝土B.加氣混凝土C.紅磚D.花崗巖答案：B。解析：加氣混凝土內(nèi)部有大量微小氣孔，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)小，使得加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)其他幾種材料較小。鋼筋混凝土、紅磚和花崗巖的結(jié)構(gòu)相對(duì)致密，導(dǎo)熱系數(shù)較大。2.當(dāng)室內(nèi)溫度為20℃，室外溫度為0℃時(shí)，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K的單位是（）A.W/(m2·K)B.J/(m2·K)C.W/(m·K)D.J/(m·K)答案：A。解析：傳熱系數(shù)K表示在穩(wěn)態(tài)條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1K時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的傳熱量，單位是W/(m2·K)。J是能量單位，C選項(xiàng)W/(m·K)是導(dǎo)熱系數(shù)的單位。3.材料的蓄熱系數(shù)S與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（）A.材料的導(dǎo)熱系數(shù)B.材料的比熱容C.材料的密度D.材料的尺寸答案：D。解析：材料的蓄熱系數(shù)S與材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ、比熱容c、密度ρ有關(guān)，計(jì)算公式為\(S=\sqrt{\frac{2\pi\lambdac\rho}{T}}\)（T為熱作用周期），與材料的尺寸無(wú)關(guān)。4.下列哪種情況會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面結(jié)露（）A.內(nèi)表面溫度高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度B.內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度C.內(nèi)表面溫度等于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度D.與內(nèi)表面溫度和室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度無(wú)關(guān)答案：B。解析：當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)在冷的內(nèi)表面上凝結(jié)成液態(tài)水，即出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。5.為了提高外墻的保溫能力，下列措施中不正確的是（）A.增加外墻厚度B.選用孔隙率高、密度小的材料做外墻C.采用夾心墻D.選用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料做外墻答案：D。解析：選用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料做外墻會(huì)使外墻的保溫性能變差，不利于提高外墻的保溫能力。增加外墻厚度、選用孔隙率高、密度小的材料以及采用夾心墻都可以有效降低外墻的傳熱系數(shù)，提高保溫能力。6.熱橋部位內(nèi)表面溫度比主體部位內(nèi)表面溫度（）A.高B.低C.相同D.不確定答案：B。解析：熱橋部位由于傳熱路徑短、傳熱面積大等原因，熱量傳遞較快，導(dǎo)致熱橋部位內(nèi)表面溫度比主體部位內(nèi)表面溫度低。7.下列關(guān)于太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)的說(shuō)法，正確的是（）A.白色材料的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)大B.黑色材料的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)大C.太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)與材料顏色無(wú)關(guān)D.太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)只與材料的材質(zhì)有關(guān)答案：B。解析：黑色材料對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收能力強(qiáng)，其太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)大；白色材料對(duì)太陽(yáng)輻射的反射能力強(qiáng)，吸收系數(shù)小。太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)不僅與材料的材質(zhì)有關(guān)，還與材料的顏色等因素有關(guān)。8.對(duì)于間歇使用的建筑，其外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D值應(yīng)（）A.大一些B.小一些C.適中D.與D值無(wú)關(guān)答案：B。解析：對(duì)于間歇使用的建筑，要求在使用時(shí)能較快地升溫，停止使用時(shí)能較快地降溫，因此外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D值應(yīng)小一些，這樣熱響應(yīng)快。9.下列哪種構(gòu)造層次對(duì)減小墻體內(nèi)的溫度波動(dòng)效果最明顯（）A.內(nèi)抹灰層B.保溫層C.外抹灰層D.結(jié)構(gòu)層答案：B。解析：保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)小，熱阻大，能夠有效阻止熱量的傳遞，減小墻體內(nèi)的溫度波動(dòng)。內(nèi)抹灰層、外抹灰層和結(jié)構(gòu)層的保溫性能相對(duì)較弱，對(duì)減小溫度波動(dòng)的效果不如保溫層明顯。10.當(dāng)室內(nèi)外溫差一定時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)平壁的導(dǎo)熱量與（）成正比。A.平壁的面積和厚度B.平壁的面積和材料的導(dǎo)熱系數(shù)C.平壁的厚度和材料的導(dǎo)熱系數(shù)D.平壁的面積、厚度和材料的導(dǎo)熱系數(shù)答案：B。解析：根據(jù)傅里葉定律\(Q=\frac{\lambdaA\Deltat}pl1hzfl\)（Q為導(dǎo)熱量，λ為導(dǎo)熱系數(shù)，A為平壁面積，Δt為溫差，d為平壁厚度），當(dāng)室內(nèi)外溫差一定時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)平壁的導(dǎo)熱量與平壁的面積和材料的導(dǎo)熱系數(shù)成正比，與平壁的厚度成反比。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有（）A.材料的種類B.材料的密度C.材料的濕度D.材料的溫度E.材料的尺寸答案：ABCD。解析：材料的種類不同，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成不同，導(dǎo)熱系數(shù)不同；材料的密度越小，孔隙率越大，導(dǎo)熱系數(shù)越??；材料濕度增加，水分的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣大，會(huì)使材料的導(dǎo)熱系數(shù)增大；材料的溫度變化會(huì)影響分子的熱運(yùn)動(dòng)，從而影響導(dǎo)熱系數(shù)。材料的尺寸對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)沒(méi)有影響。2.下列屬于保溫材料的有（）A.膨脹珍珠巖B.巖棉C.泡沫塑料D.玻璃棉E.普通黏土磚答案：ABCD。解析：膨脹珍珠巖、巖棉、泡沫塑料和玻璃棉都具有孔隙率高、密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小的特點(diǎn)，屬于保溫材料。普通黏土磚的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較大，保溫性能較差，不屬于保溫材料。3.防止和控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的措施有（）A.合理布置隔汽層B.設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道C.提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能D.選用吸濕性大的材料E.減小室內(nèi)外溫差答案：ABC。解析：合理布置隔汽層可以阻止水蒸氣進(jìn)入圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部；設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道可以及時(shí)排出圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水蒸氣；提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能可以使內(nèi)表面溫度升高，減少結(jié)露的可能性。選用吸濕性大的材料會(huì)使材料吸收更多的水分，不利于防止冷凝；減小室內(nèi)外溫差在實(shí)際中較難實(shí)現(xiàn)，且不是主要的防止冷凝措施。4.建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)包括（）A.嚴(yán)寒地區(qū)B.寒冷地區(qū)C.夏熱冬冷地區(qū)D.夏熱冬暖地區(qū)E.溫和地區(qū)答案：ABCDE。解析：我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)，不同的分區(qū)有不同的熱工設(shè)計(jì)要求。5.下列關(guān)于熱阻的說(shuō)法，正確的有（）A.熱阻與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比B.熱阻與材料的厚度成正比C.熱阻越大，保溫性能越好D.熱阻的單位是m2·K/WE.熱阻只與材料的性質(zhì)有關(guān)答案：ABCD。解析：熱阻\(R=\frachr3hbrx{\lambda}\)（d為材料厚度，λ為導(dǎo)熱系數(shù)），所以熱阻與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比，與材料的厚度成正比；熱阻越大，熱量傳遞越困難，保溫性能越好；熱阻的單位是m2·K/W；熱阻不僅與材料的性質(zhì)有關(guān)，還與材料的厚度有關(guān)。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述建筑熱工學(xué)的研究?jī)?nèi)容和目的。答：建筑熱工學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：研究建筑熱環(huán)境，即建筑物內(nèi)部和周圍環(huán)境的熱狀況，包括室內(nèi)外空氣溫度、濕度、太陽(yáng)輻射、熱流等參數(shù)的變化規(guī)律。研究圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱性能，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、熱惰性指標(biāo)、蓄熱系數(shù)等，以及如何通過(guò)合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)和材料選擇來(lái)提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱性能。研究建筑的保溫、隔熱、防潮等技術(shù)措施，以改善建筑的熱環(huán)境，提高室內(nèi)的熱舒適性。研究建筑熱過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，考慮室外氣象條件隨時(shí)間的變化對(duì)建筑熱環(huán)境的影響。建筑熱工學(xué)的目的是通過(guò)對(duì)建筑熱環(huán)境和圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱性能的研究，采取有效的技術(shù)措施，使建筑物在冬季能保持室內(nèi)有適宜的溫度，減少熱量損失，節(jié)約能源；在夏季能防止室外熱量過(guò)多地傳入室內(nèi)，保持室內(nèi)涼爽，提高室內(nèi)的熱舒適性，同時(shí)降低建筑的能耗，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。2.什么是材料的導(dǎo)熱系數(shù)？影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素有哪些？答：材料的導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)態(tài)條件下，當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫差為1K時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的導(dǎo)熱量，用λ表示，單位是W/(m·K)。影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素有：材料的種類：不同種類的材料，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成不同，導(dǎo)熱系數(shù)差異很大。一般來(lái)說(shuō)，金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，無(wú)機(jī)非金屬材料次之，有機(jī)材料的導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的密度：材料的密度越小，孔隙率越大，孔隙中充滿了導(dǎo)熱系數(shù)很小的空氣，從而使材料的導(dǎo)熱系數(shù)降低。材料的濕度：材料受潮后，水分會(huì)填充部分孔隙，由于水的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣大得多，會(huì)使材料的導(dǎo)熱系數(shù)增大。當(dāng)材料凍結(jié)時(shí)，冰的導(dǎo)熱系數(shù)更大，會(huì)進(jìn)一步增大材料的導(dǎo)熱系數(shù)。材料的溫度：材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，因?yàn)闇囟壬邥?huì)使分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，熱傳遞能力增強(qiáng)。3.簡(jiǎn)述防止和控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的措施。答：防止和控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的措施主要有以下幾個(gè)方面：合理布置隔汽層：將隔汽層布置在蒸汽流入的一側(cè)，阻止水蒸氣進(jìn)入圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部。例如，在北方地區(qū)的采暖建筑中，隔汽層應(yīng)布置在保溫層的內(nèi)側(cè)。隔汽層通常采用氣密性好的材料，如瀝青、塑料薄膜等。設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道：在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道，可以及時(shí)排出進(jìn)入圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水蒸氣，降低內(nèi)部的濕度。通風(fēng)間層可以利用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方式，使空氣在間層中流動(dòng)，帶走水蒸氣。泄汽溝道則是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置一些通道，讓水蒸氣能夠排出。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能：提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能可以使內(nèi)表面溫度升高，減少結(jié)露的可能性。同時(shí)，也可以降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度梯度，減少水蒸氣在內(nèi)部的凝結(jié)?？梢酝ㄟ^(guò)增加保溫層的厚度、選用導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料等方式來(lái)提高保溫性能。選用吸濕性小的材料：選用吸濕性小的材料可以減少材料吸收的水分，降低內(nèi)部的濕度。避免使用吸濕性大的材料，如木材等，尤其是在容易出現(xiàn)冷凝的部位。四、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.已知某外墻由三層材料組成，第一層為水泥砂漿，厚度\(d_1=20mm\)，導(dǎo)熱系數(shù)\(\lambda_1=0.93W/(m·K)\)；第二層為加氣混凝土，厚度\(d_2=200mm\)，導(dǎo)熱系數(shù)\(\lambda_2=0.22W/(m·K)\)；第三層為面磚，厚度\(d_3=10mm\)，導(dǎo)熱系數(shù)\(\lambda_3=1.1W/(m·K)\)。試計(jì)算該外墻的傳熱阻\(R_0\)和傳熱系數(shù)\(K\)。（內(nèi)表面換熱阻\(R_{i}=0.11m2·K/W\)，外表面換熱阻\(R_{e}=0.04m2·K/W\)）解：首先計(jì)算各層材料的熱阻：根據(jù)熱阻公式\(R=\fracbfz1d1v{\lambda}\)第一層水泥砂漿的熱阻\(R_1=\frac{d_1}{\lambda_1}=\frac{0.02}{0.93}\approx0.0215m2·K/W\)第二層加氣混凝土的熱阻\(R_2=\frac{d_2}{\lambda_2}=\frac{0.2}{0.22}\approx0.9091m2·K/W\)第三層面磚的熱阻\(R_3=\frac{d_3}{\lambda_3}=\frac{0.01}{1.1}\approx0.0091m2·K/W\)然后計(jì)算外墻的傳熱阻\(R_0\)：\(R_0=R_{i}+R_1+R_2+R_3+R_{e}\)\(R_0=0.11+0.0215+0.9091+0.0091+0.04\)\(R_0=1.0897m2·K/W\)最后計(jì)算傳熱系數(shù)\(K\)：根據(jù)\(K=\frac{1}{R_0}\)\(K=\frac{1}{1.0897}\approx0.92W/(m2·K)\)答：該外墻的傳熱阻\(R_0\)為\(\(\(\(1.089m2··K/W\)，傳熱系數(shù)\(K\)為\(0.92W/(m2·K)\)。2.已知某房間室內(nèi)溫度\(t_{i}=20^{\circ}C\)，相對(duì)濕度\(\varphi_{i}=60\%\)，室外溫度\(t_{e}=10^{\circ}C\)，外墻的傳熱系數(shù)\(K=1.0W/(m2·K)\)，外墻面積\(A=20m2\)。求通過(guò)外墻的傳熱量\(Q\)。解：首先根據(jù)室內(nèi)溫度\(t_{i}=20^{\circ}C\)和相對(duì)濕度\(\varphi_{i}=60\%\)，查焓濕圖可得室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度\(t_pph777d\)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)\(t_{i}=20^{\circ}C\)，\