(2025年)山東建筑大學(xué)建筑環(huán)境學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.熱島效應(yīng)：城市區(qū)域因建筑物密集、下墊面硬化、人為熱排放等因素，導(dǎo)致其氣溫顯著高于周邊郊區(qū)的現(xiàn)象，表現(xiàn)為城市中心溫度高于外圍，形成類似“島嶼”的高溫區(qū)域。2.有效溫度（ET）：通過綜合空氣溫度、相對濕度和氣流速度三個參數(shù)，反映人體在不同熱環(huán)境中主觀感受的等效溫度指標(biāo)，單位為℃，用于評價熱舒適程度。3.自然采光系數(shù)：室內(nèi)某點的天然光照度與同一時間、同一地點室外無遮擋水平面上的天然光照度的比值（以百分比表示），是衡量建筑天然采光效果的核心指標(biāo)。4.混響時間：當(dāng)室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，聲源停止發(fā)聲，聲能密度衰減到初始值的百萬分之一（即衰減60dB）所需的時間，單位為秒（s），是評價室內(nèi)聲環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。5.室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）：室內(nèi)空氣中污染物（如顆粒物、VOCs、CO?等）濃度、溫濕度、氣流速度等因素綜合作用下，對人體健康、舒適感和工作效率的影響程度，通常通過客觀檢測和主觀評價共同判定。二、簡答題（每題6分，共36分）1.簡述影響人體熱舒適的主要因素及各因素的作用機制。答：影響人體熱舒適的主要因素包括：①人體自身因素（代謝率、服裝熱阻）：代謝率決定人體產(chǎn)熱量，服裝熱阻影響人體與環(huán)境的熱量交換；②環(huán)境因素（空氣溫度、相對濕度、氣流速度、平均輻射溫度）：空氣溫度直接影響對流換熱，相對濕度通過影響汗液蒸發(fā)調(diào)節(jié)體感溫度，氣流速度加快對流和蒸發(fā)散熱，平均輻射溫度決定人體與周圍表面的輻射換熱；③心理因素（熱期望、環(huán)境適應(yīng)）：個體對環(huán)境的預(yù)期和長期適應(yīng)會改變熱舒適的主觀感受。2.天然采光設(shè)計中，如何通過窗的設(shè)計提高采光均勻性？答：提高采光均勻性的窗設(shè)計策略包括：①窗位置：采用高側(cè)窗或頂部采光（如天窗），使光線深入室內(nèi)，減少近窗區(qū)域與遠(yuǎn)窗區(qū)域的照度差；②窗形式：選擇橫向連續(xù)窗或豎條窗，避免單個小窗導(dǎo)致的局部強光；③窗玻璃：使用擴散玻璃（如壓花玻璃、磨砂玻璃）或設(shè)置遮陽百葉，分散入射光線，降低光斑強度；④窗面積與房間進(jìn)深比：控制窗地比（通常1:5~1:8），結(jié)合房間進(jìn)深調(diào)整窗高，使光線覆蓋更均勻；⑤反射面設(shè)計：在窗上方設(shè)置白色反光板，將光線反射至天花板，利用二次反射增加室內(nèi)深處照度。3.建筑隔聲設(shè)計中，“質(zhì)量定律”的主要內(nèi)容是什么？如何通過構(gòu)造設(shè)計突破質(zhì)量定律的限制？答：質(zhì)量定律指單層勻質(zhì)墻的隔聲量（R）與墻體面密度（m）和入射聲波頻率（f）的乘積呈對數(shù)關(guān)系，公式為R=20lg(mf)-48（dB）。其核心是“面密度越大、頻率越高，隔聲量越大”。突破質(zhì)量定律限制的構(gòu)造方法包括：①雙層墻：兩層墻之間設(shè)空氣層（或填充吸聲材料），利用空氣層的彈性作用減少聲橋傳遞，提高中低頻隔聲量；②非勻質(zhì)墻：采用不同密度材料復(fù)合（如石膏板+巖棉+混凝土），通過材料阻抗不匹配增加聲能反射；③浮筑樓板：在樓板與結(jié)構(gòu)層之間設(shè)置彈性墊層（如橡膠墊、泡沫塑料），阻斷固體傳聲路徑；④門窗密封：采用多道密封膠條、隔音玻璃（如夾膠玻璃），減少縫隙漏聲。4.列舉三種室內(nèi)空氣污染物及其主要來源，并說明控制其濃度的技術(shù)措施。答：①甲醛（HCHO）：來源為裝修材料（膠合板、密度板）、家具黏合劑；控制措施：選用E0級環(huán)保板材，裝修后通風(fēng)3~6個月，安裝空氣凈化器（含活性炭或光觸媒濾網(wǎng)）。②PM2.5：來源為室外大氣滲透、室內(nèi)吸煙、烹飪油煙；控制措施：安裝新風(fēng)系統(tǒng)（帶高效濾網(wǎng)，過濾效率≥90%），廚房設(shè)置強排油煙機，禁止室內(nèi)吸煙。③CO?：來源為人的呼吸代謝；控制措施：增加新風(fēng)量（人均≥30m3/h），使用CO?傳感器聯(lián)動通風(fēng)系統(tǒng)，優(yōu)化室內(nèi)人員密度（≤2人/m2）。5.簡述建筑外遮陽的類型及其適用場景。答：外遮陽按形式分為：①水平遮陽：遮陽板水平設(shè)置，適用于南向或接近南向的窗口，遮擋夏季正午高度角較大的太陽輻射；②垂直遮陽：遮陽板垂直設(shè)置，適用于東、西向窗口，遮擋夏季低高度角的斜射陽光；③綜合遮陽（水平+垂直）：適用于東南、西南向窗口，兼顧不同角度的太陽輻射；④擋板遮陽：遮陽板與窗口平行，適用于北回歸線以北的北向窗口（冬季無遮陽需求）或高緯度地區(qū)，遮擋低高度角的直射光；⑤活動遮陽（百葉、卷簾）：可調(diào)節(jié)角度或開合，適用于對采光和遮陽動態(tài)需求高的建筑（如辦公室、教室）。6.對比分析自然通風(fēng)與機械通風(fēng)的優(yōu)缺點。答：自然通風(fēng)優(yōu)點：無需能耗，利用風(fēng)壓/熱壓驅(qū)動空氣流動，改善室內(nèi)空氣品質(zhì)；增強室內(nèi)與自然環(huán)境的聯(lián)系，提升熱舒適感；維護(hù)成本低。缺點：受室外氣象條件（風(fēng)速、風(fēng)向、溫度）影響大，通風(fēng)量不穩(wěn)定；寒冷/炎熱季節(jié)可能引入過冷/過熱空氣，增加空調(diào)負(fù)荷；高層或密集建筑中，風(fēng)壓作用減弱，通風(fēng)效果差。機械通風(fēng)優(yōu)點：通風(fēng)量可精確控制，不受室外條件限制；可結(jié)合過濾、加熱/冷卻功能，實現(xiàn)空氣處理；適用于封閉或無外窗的空間（如地下車庫）。缺點：需消耗電能，運行成本高；設(shè)備維護(hù)復(fù)雜（如濾網(wǎng)更換、風(fēng)機檢修）；長期使用可能導(dǎo)致“空調(diào)病”（空氣干燥、微生物滋生）。三、計算題（每題8分，共24分）1.某居住建筑南向外墻為240mm厚黏土磚墻（導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.81W/(m·K)），內(nèi)表面抹灰層厚20mm（λ=0.87W/(m·K)），外表面貼50mm厚EPS保溫板（λ=0.041W/(m·K)）。已知冬季室內(nèi)空氣溫度t_i=20℃，室外空氣溫度t_e=-5℃，內(nèi)表面換熱系數(shù)α_i=8.7W/(m2·K)，外表面換熱系數(shù)α_e=23W/(m2·K)。計算該墻體的傳熱系數(shù)K及單位面積傳熱量q。解：（1）各層熱阻計算：抹灰層R1=δ1/λ1=0.02/0.87≈0.023m2·K/W磚墻R2=δ2/λ2=0.24/0.81≈0.296m2·K/W保溫板R3=δ3/λ3=0.05/0.041≈1.220m2·K/W（2）總熱阻R0=1/α_i+R1+R2+R3+1/α_e=1/8.7+0.023+0.296+1.220+1/23≈0.115+0.023+0.296+1.220+0.043≈1.697m2·K/W（3）傳熱系數(shù)K=1/R0≈1/1.697≈0.589W/(m2·K)（4）單位面積傳熱量q=K·(t_i-t_e)=0.589×(20-(-5))=0.589×25≈14.73W/m22.某教室長12m、寬8m、高3.6m，地面為混凝土（吸聲系數(shù)α1=0.02），墻面為抹灰（α2=0.03），天花板為礦棉板（α3=0.65）。若在天花板增設(shè)20mm厚玻璃棉（α4=0.85），計算改造前后的混響時間（取空氣吸聲系數(shù)忽略不計）。解：改造前總吸聲量A1=S1α1+S2α2+S3α3地面面積S1=12×8=96m2，墻面面積S2=2×(12×3.6+8×3.6)=2×(43.2+28.8)=144m2，天花板面積S3=96m2A1=96×0.02+144×0.03+96×0.65=1.92+4.32+62.4=68.64m2混響時間T1=0.161V/A1=0.161×(12×8×3.6)/68.64=0.161×345.6/68.64≈0.161×5.04≈0.81s改造后天花板吸聲系數(shù)α4=0.85，總吸聲量A2=96×0.02+144×0.03+96×0.85=1.92+4.32+81.6=87.84m2混響時間T2=0.161×345.6/87.84≈0.161×3.93≈0.63s3.某辦公室窗洞口尺寸為1.5m×2.0m（寬×高），窗地比為1:6，室外全云天水平照度E_out=5000lx。已知窗的采光系數(shù)C_window=2.5%，室內(nèi)反射光增量系數(shù)C_reflect=1.2，計算室內(nèi)工作面（距地0.8m）的天然光照度E_in。解：（1）房間地面面積S_floor=窗面積×6=(1.5×2.0)×6=18m2（2）窗的采光系數(shù)C=C_window×C_reflect=2.5%×1.2=3%（3）室內(nèi)照度E_in=E_out×C=5000lx×3%=150lx四、論述題（每題12分，共24分）1.結(jié)合《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（GB50176），論述夏熱冬冷地區(qū)居住建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工設(shè)計策略。答：夏熱冬冷地區(qū)（如上海、武漢）氣候特征為夏季高溫高濕、冬季陰冷潮濕，需兼顧夏季隔熱與冬季保溫。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計應(yīng)遵循以下策略：（1）墻體設(shè)計：采用復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，如“外保溫+承重層+內(nèi)抹灰”。外保溫材料優(yōu)先選用EPS板（λ≤0.041W/(m·K)）或聚氨酯（λ≤0.024W/(m·K)），厚度需滿足傳熱系數(shù)K≤1.0W/(m2·K)（根據(jù)規(guī)范表4.3.2）；內(nèi)側(cè)可采用多孔磚（如燒結(jié)多孔磚，λ=0.45~0.58W/(m·K)），利用其蓄熱性能平衡晝夜溫差。（2）屋頂設(shè)計：推薦“倒置式保溫屋面”（保溫層在防水層之上），保溫材料選用擠塑板（XPS，λ=0.028W/(m·K)），厚度≥60mm，確保傳熱系數(shù)K≤0.55W/(m2·K)；同時設(shè)置通風(fēng)隔熱層（如架空磚層），夏季通過空氣流動帶走熱量，降低屋頂內(nèi)表面溫度。（3）外窗設(shè)計：優(yōu)先選用斷橋鋁合金框+Low-E中空玻璃（6mm+12A+6mm），傳熱系數(shù)K≤2.5W/(m2·K)，遮陽系數(shù)SC≤0.5（夏季）；東、西向窗口設(shè)置活動外遮陽（如鋁合金百葉），遮陽率≥70%，減少西曬；北向窗可適當(dāng)減小遮陽，兼顧冬季太陽得熱。（4）熱橋處理：對圈梁、構(gòu)造柱等熱橋部位，采用“保溫包裹”措施（如在混凝土柱外側(cè)粘貼50mm厚保溫板），避免局部結(jié)露；女兒墻、出屋面管道根部增設(shè)保溫層，消除冷橋效應(yīng)。（5）氣密性設(shè)計：外門窗采用多道密封膠條（三元乙丙橡膠），縫隙寬度≤1mm；墻體與門窗框之間用聚氨酯發(fā)泡劑填充，外側(cè)用密封膏封閉，確保外圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性等級≥6級（換氣次數(shù)≤0.5次/h，50Pa壓力差下）。2.從“健康建筑”視角，分析室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)（IAQ）與建筑節(jié)能的協(xié)同優(yōu)化路徑。答：健康建筑強調(diào)“人-建筑-環(huán)境”的和諧共生，室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)與建筑節(jié)能的協(xié)同優(yōu)化需從以下路徑實現(xiàn)：（1）源頭控制與節(jié)能設(shè)計結(jié)合：選用低VOCs（揮發(fā)性有機物）的環(huán)保建材（如水性涂料、無醛膠板材），減少裝修污染；同時通過優(yōu)化建筑朝向（如南偏東15°）、外遮陽設(shè)計（如水平遮陽板）降低空調(diào)負(fù)荷，實現(xiàn)“低污染+低能耗”的雙重目標(biāo)。（2）通風(fēng)系統(tǒng)的智能調(diào)控：采用“按需通風(fēng)”策略，通過CO?傳感器、PM2.5傳感器實時監(jiān)測室內(nèi)空氣品質(zhì)，聯(lián)動新風(fēng)系統(tǒng)變頻運行（如CO?濃度＞1000ppm時，新風(fēng)量提升30%）；同時回收排風(fēng)余熱（如設(shè)置全熱交換器，效率≥70%），減少通風(fēng)帶來的能耗損失。（3）自然通風(fēng)與機械通風(fēng)互補：過渡季節(jié)（春、秋）利用自然通風(fēng)（通過可開啟外窗、中庭熱壓通風(fēng)）置換室內(nèi)空氣，降低機械通風(fēng)能耗；冬季/夏季極端天氣時，啟用機械通風(fēng)并配合空氣過濾（如HEPA濾網(wǎng)），在保證IAQ的同時減少室外冷熱空氣直接引入。（4）熱濕環(huán)境的精準(zhǔn)控制：采