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06’)和上海(北纬31?
10’)两地,其房屋最小间距各为多少?
7.试求夏季广州中午14时的室外计算温度。
8.试述风向频率图的作法及作用。
9.上海地区夏季空调设计用室外风速为3.1m/s,对于一幢150m的高层,空调设计时室
外风速应取多少?
10.现场实测某一地区PM10、NO2、SO2日均值浓度分别为:
0.21mg/m3、0.08mg/m3、
0.12mg/m3,试计算分析该地区的首要污染物种类,及其该地区的空气污染指数API。
11.我国民用建筑热工设计分区是如何划分的?
它们对设计有何作用?
12.影响建筑环境的地质因素有哪些,如何影响?
第3章习题与思考题
1
2
3
4由于VOC种类繁多,我国有关规范选取了哪些物质作为VOC的应识别组?
感受到的可接受的室内空气品质好是否就是说明可接受的室内空气品质好?
为什么?
我国颁布的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》和《室内空气质量标准》两个规范有何区别?
房间内甲醛散发量为0.3×
10-5g/s,初始浓度为0.9×
10-4g/m3;
苯的散发量为0.2×
10-5g/s,初始浓度为1.1×
10-4g/m3。
若房间体积为500m3,送风空气中污染物的浓度为零,希望在1小时内将室内甲醛的浓度控制在0.06mg/m3以下,苯的浓度控制在0.07mg/m3以下,分别求出两种污染物浓度控制在要求范围内所需的通风量,以及同时能满足这两种污染物浓度要求的房间通风量。
当稳态时要求污染物浓度控制在所要求的允许范围内,计算分别排除这两种污染物的必要通风量,以及这两种污染物共存时房间的必要通风量。
简述自然通风的优点和不足。
5
6
7根据国家有关规范的规定,空调系统新风量确定的依据是什么?
某一可供20人开会的会议室,平均每人每小时抽0.5支烟,试分析有哪几种影响室内
空气品质的污染物,并计算该房间的必要通风量。
如果该房间是空调房间,则满足这一要求的新风量为多少?
(已知维持空调房间正压所需风量为450m3/h,不考虑室内发热、发湿所需风量)
如图所示建筑立面图中,其中和面高度为3m,室内外温度分别为20℃和0℃,试画出室内垂直面、屋顶、地板余压分布图。
8
题8图
9某居室开口缝隙布置及其有效开口面积如图表所示,求该居室当量有效开口面积。
如
果该居室居住3人,仅考虑风压作用,问室外风速低于多少时不能满足室内人员卫生所需新风量?
(建筑迎风面和背风面的风压系数分别为0.8和-0.4,空气密度ρ=1.2kg/m3)。
Kf=+0.8
Kb=-0.410题9图如图所示高差2m,室温22℃,室外温度
-5℃下侧2个开口:
①μF=0.4m2,上侧1个
开口:
②μF=0.6m2。
试确定室外风速1.5m/s、2m/s时室内自然通风的主导流向?
并确定其相应的自然通风量的大小。
(标准状态下?
=1.293kg/m3,题中?
可采用?
T=常数计算)
v
②
K=0.65
K=-0.55
立面图平面图
11某房间面积为100m2,层高为3m,房间送入的室外新鲜空气量为0.4m3/s。
室内平均
空气龄为10分钟,求:
①房间换气次数n(次/h);
②房间理论最短换气时间τn;
③房间实际换气时间τr;
④房间换气效率ε。
题10图
第4章习题与思考题
1如图1红砖和炉渣组成的组合墙体,其内、外表面各有15mm的石灰沙浆和水泥沙浆
的粉刷层,当室内外空气温度为22℃和4℃时,求传热量。
题1图
2为什么冬季可以采用稳态算法计算采暖负荷,而夏天却一定要采用动态算法计算空调
负荷?
3有一建筑物的外墙由红砖砌筑,没有外抹灰,当太阳辐射强度为140W/m2、气温28℃
时,太阳辐射的等效温度是多少?
室外空气综合温度是多少?
又当其外表面贴上白瓷砖后,在同样情况下,室外空气综合温度是多少?
4某建筑屋顶在夏季某一天内所处的环境为:
室外空气综合温度平均值tz,p=33.5℃,最
高值63℃出现在14点,当该屋顶总衰减倍数νo=15.6、延迟时间ξo=5.2h,屋顶内表面平均温度θn,p=30.5℃,不考虑室内温度波动影响,求当天屋顶内表面的最高温度及其出现时间。
tz,?
?
A0?
n?
15如果室外空气综合温度可用式表示,请写出传入室内的
得热量。
如果题4中屋顶材料为均质,厚度为150mm,其热导率λ=0.22W/(m?
K),求传入室内的最大得热量。
(αn、αw取用教材中的推荐值)?
Acos(?
nnmn)
6围护结构与玻璃窗在计算太阳辐射引起的负荷计算时有什么不同?
7?
Iy/?
w的物理意义是什么?
垂直面与水平面的处理为什么不同?
8如果地面考虑保温与防湿,则保温层与隔汽材料的布置顺序一般应如何考虑?
9透过玻璃窗的太阳辐射是否等于建筑物的瞬时冷负荷?
室内照明和设备散热是否直
接转变为瞬时冷负荷?
考虑墙体蓄热与延迟由室外参数计算得到内壁温度,由此计算得到的墙体传热得热是否就是墙体传热冷负荷?
试给出解答上述问题的理由。
10试推导双层玻璃的总透射率和总反射率。
11上机作业:
利用表4-10数据和题10所得相关计算式或表4-9相关计算式,借助EXCEL
运算中空玻璃5-9A-5(玻璃厚度均为5mm,空气间层厚度9mm)在不同入射角时的总透射率和总吸收率,其结果以表格形式表示,同时在同一坐标系中,分别绘
制5mm厚的普通玻璃与5-9A-5双层玻璃的总透射率和总吸收率随入射角变化的曲线,分析比较它们的不同点。
12*上机作业:
就北纬40°
北京地区中庭建筑水平玻璃屋顶,分别计算玻璃厚度为5mm
单层玻璃和5-9A-5双层玻璃(即双玻)在夏至日时,单位面积日射作用和温差作用下的室内得热量。
并分别将两种玻璃的日射得热、温差得热、总得热绘制在一张得热-时间坐标系中。
(大气透明度P=0.65,室内温度为26℃,室外温度为33.2℃,
22室内外表面放热系数分别为8.7W/m.K、18.6W/(m?
K),单玻、双玻传热系数分别
为5.5W/(m2?
K)和2.5W/(m2?
K)。
(提示:
太阳高度角与太阳射线在平面玻璃上的入射角之和为90°
)。
13某房间有一面积为7.5m2的单层玻璃窗(K=5.6W/(m2?
K)),现计划改成双层玻璃(K=3.0
2W/(m?
K)),在33个星期长的供热季节内,通过窗户的平均温度差为7℃。
试计算
①两种玻璃窗在供热期的总传热损失;
②试作市场调查,根据当前电价与这两种窗户的市场价,估算采用双层玻璃窗户所省电费花了多少时间抵消了双层玻璃窗的投资。
14为什么夏季空调负荷中一般不考虑渗透负荷,而冬季一般必须考虑渗透负荷?
15为什么在寒冷地区冬季采暖的建筑,需防止围护结构产生表面和内部凝结?
16*上机作业:
如图所示为手表装配车间工作人员考勤状况,利用表4-23数据列表计算
①中型结构车间内人员在室2h、4h、6h、8h的冷负荷系数;
②8:
00~18:
00逐时人体冷负荷与湿负荷。
室温取26℃。
10名男性
30名男性
50名女性
8:
0010:
0012:
0014:
0018:
00
题16图
17计算上海地区空气调节室外设计参数(干球温度34℃,湿球温度28.2℃,风速3.2m/s)
和民用建筑室内设计参数(干球温度26℃,相对湿度60%,风速0.3m/s)的ET、ET*、WBGT。
利用这些参数分析和描述上海地区夏季室内外热环境(假定辐射温度接近空气温度)。
18一座有空调的电影院,夏天空气温度维持在22℃,观众穿短衫、短裤和凉鞋感到很舒
适;
而冬天维持在23.8℃,原来的观众却要穿长袖衫厚衣裤才感到舒适,为什么?
19某工作人员打扫房间(能量代谢率2.0met),衣着0.5clo,室内风速0.2m/s,相对湿度
50%,室内温度与平均辐射温度相同均为22℃。
问这种状态下人是否舒适?
为达到舒适可调整哪些参数?
请给出调整后的取值。
20讨论PMV-PPD在室内热环境设计与校验中的应用。
21影响人体皮肤热感觉的因素有哪些?
22空调房间中,人的舒适感主要受哪些环境客观因素的影响?
请叙述ASHRAE是如何
采用不满意率控制这些因素影响的?
第5章习题与思考题
2在声音的物理计量中采用“级”,有什么实用意义?
声强和声压有什么关系?
声强级和声压级是否相等?
4
5
7
9
10
11
12距离点(线)声源分别为r和2r时,请计算这两处的声压级差。
要求距离广场上的扬声器40m远处的直达声声级不小于80dB,如把扬声器看作点声源,它的声功率至少是多少?
声功率级又是多少?
飞机发动机声功率级可达165dB,为保护人耳不受损伤,应使人耳处声压级小于120dB,问飞机(设为点声源)起飞时人应至少离跑道多少米?
某工厂内装有10台同样的风机。
当只有1台风机开启时,室内平均噪声级是55dB。
当有2台、4台及10台同时开启时,室内平均噪声级各为多少?
靠近某工厂住宅区测得该厂10台同样机器运转时的噪声声压级为54dB,如果夜间容许最大噪声声压级为50dB,问夜间只能有几台机器同时运转(已知居民区的昼夜背景噪声分别为:
50、40dB)?
-5已知一种墙体的透射系数(?
=10),求其隔声量。
建筑室内噪声有哪些?
根据自己的生活感受,举例说明噪声和振动的干扰。
试述降低建筑室内环境噪声影响的措施。
对某车间的背景噪声测量结果如下表。
求①该噪声的总声压级和A声级;
②该噪声的
噪声评价数。
13
14
15
16
17
18
19
20有一住宅,楼前50m处为交通干道,人行道边的噪声级为Leq=70dBA,试问在居室内距街墙1m处噪声是否超过标准?
如果超标应如何解决?
某空压机房噪声声压级为90dBA,工人每班要进入机房内巡视2h,其余6h在操作间停留。
试问工人在一班8h内接触到的等效连续A声级是多少?
试述阻性消声器的消声原理及应用。
有一15m×
6m×
4.5m大教室,室内总吸声量为10m2,墙面可铺吸声材料的面积为100m2。
试问①如顶棚上全铺以吸声系数为0.5的材料,室内总噪声级能降低多少dB?
②如墙面也铺上同样材料,又可降低多少dB?
选用同一种吸声材料衬贴消声管道,管道断面积为201Xcm2,试问选用圆形、正方形和1:
5及2:
3两种矩形断面,哪一种产生的衰减量最大,哪一种最小,二者差多少?
有一堵面积8m2隔声量为20dB的轻质墙,其上有扇面积为2m2、隔声量为10dB的木门,求这堵组合墙的实际隔声量。
选择一栋已建成的房屋(例如住宅、学校、办公楼、厂房或实验楼),通过访问、观察和分析所存在的噪声控制问题,写一份包括以下内容的报告:
1)以总平面及平、剖面简图和构造大样图说明该建筑物所处的外部声环境及内部空间的组合情况。
2)介绍所存在的噪声问题,并且对该建筑物已采取的或尚在考虑中的降噪措施作简要评述。
3)你本人对于如何合理、有效地解决噪声问题的建议。
4)使用者对目前所处声环境的评价和对于减少噪声干扰的建议。
测得乱流洁净室空态噪声倍频程声压级如下表所示,试求:
①室内噪声总声压级(分
别采用精确计算方法和附加值方法);
②室内噪声A声级;
③房间噪声数NR(分别用近似法和作图法);
④假定室内噪声由净化空调系统风机引起,为使室内符合噪声允许标准,确定系统所需降噪量(忽略系统与房间的噪声自然衰减等因素);
⑤根据所学知识分析系统,为其确定一个噪声控制方案,并说明这一方案的设计思想。
21混响声与回声有何区别?
篇二:
门窗传热系数标定试验研究
热流系数标定的研究分析
上海建筑门窗检测站武智峰
1引言
门窗传热系数是保证门窗保温性能的指标。
表示在稳定传热条件下,外门窗两侧空气温差为1K,单位时间内,通过单位面积的传热量。
实验室检测热流系数一般采用标定热箱法。
按照GB/T8484-201X《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》,在检测传热系数的试验装置中,有一个热流系数的概念。
热流系数的定义是:
在稳定传热状态下,标定热箱中箱体或试件框两表面温差为1K时的传热量。
热流系数是传热系数检测的前提和基础,影响到传热系数K检测的准确性。
按照标准的规定,热流系数每年定期标定一次。
如果试验箱体构造、尺寸发生变化,必须重新标定。
现有研究对热流系数的关注并不多,本文根据多年的标定经验,讨论热流系数对最终K值的影响,以及不同标定方法对标定结果的影响。
2检测装置
检测装置主要由热箱、冷箱、试件框、控湿系统和环境空间五部分组成。
热箱内净尺寸2100mm×
2400mm,进深201Xmm。
热箱外壁结构由均质材料组成,热阻不小于3.5w/(m2.K)。
热箱内表面半球发射率ε应大于0.85。
冷箱尺寸与试件框外边缘尺寸相同,里面容纳了制冷与加热设备及气流组织构件。
冷箱外壁采用不吸湿的保温材料,热
2阻不小于3.5w/(m.K),内表面采用不吸湿,耐腐蚀的材料。
试件框也采用不吸
湿、均质的保温材料,热阻值7.0m2.K/W。
关于环境空间的要求,检测装置放在装有空调的实验室内,保证热箱外壁内、外表面面积加权平均温度小于1.0K。
实验室空气波动不大于0.5K。
实验室维护结构应有良好的保温性能和热稳定性,避免太阳光进入。
实验室墙体及顶棚应经行绝热处理。
3检测程序
启动检测装置,设定冷热箱和环境空气温度。
当冷、热箱和环境空气达到设定值后,监控各控制点温度,使冷、热箱和环境空气温度维持稳定。
达到稳定状态后,如果逐时测量得到热箱和冷箱的空气平均温度th和tc每小时的绝对值分
别不大于0.1℃和0.3℃;
温差△θ1和△θ2每小时变化的绝对值不大于0.1K和0.3K,且上述温度和温差的变化不是单向变化,则表示传热过程已达到稳定过程。
在传热过程稳定之后,每隔30min测量一次参数th、tc、△θ1、△θ2、
△θ3、Q,共测六次。
六次取平均值,传热系数K由下式计算:
K?
Q?
M1?
1?
M2?
2?
S?
3
(1)A?
(th?
tc)
其中,Q—加热器加热功率,(W);
M1-热箱外壁热流系数,(W/K);
M2-热试件框热流系数,(W/K);
△θ1-热箱外壁内、外表面加权平均温度之差,(K);
△θ2-试件框热侧冷侧表面加权平均温度之差,(K);
S-填充板面积,(m2);
△θ
3-填充板热侧表面与冷侧表面的平均温差,(K);
A-试件面积(m2);
th--热箱空气平局温度,(℃);
tc—冷箱空气平局温度,(℃);
Λ—填充板热导率,W/(m.K)。
3标定
3.1标定原理
按照GB/T8484-201X标准方法标定,单层窗的标定方法是:
用与试件洞口面积相同的标准试件安装在洞口上,安装方法同试件的安装。
标定试验在与保温性能试验相同的冷、热箱空气温度、风速等条件下,改变环境温度,进行两种不同工况的试验。
当传热过程达到稳定之后,每隔30min测量一次有关参数,共测六次,取各测量参数的平均值,按照下式1、2联解求得热流系数M1和M2。
Sb?
b?
3
(2)
Q'
'
3(3)
Q,Q’—分别为两次标定试验的热箱加热器加热功率,W;
△θ1,△θ1—
‘两次标定试验的热箱外壁内外表面加权平均温差,K;
△θ2,△θ2-两次标定
试验的试件框热侧与冷侧表面面积加权平均温差,K;
△θ3,△θ3’-两次标定试验的标准试件两表面之间平均温差,K;
Λb—标准试件的热导率,W/(m2.K)。
特别的,GB/T8484-201X中规定,两次标定应在标准版两侧空气温差相同或相近的条件下进行,△θ1,△θ1‘绝对值不应小于4.5K,(△θ1-△θ1‘)的绝对值应大于9.0K,△θ2,△θ2‘尽可能相同或相近。
如果严格按照规范执行,热箱温度设置为20℃的话,那么第一次的环境温度就要设置在15℃以下。
这样才能保证△θ1的绝对值不小于4.5K。
因为实际上热箱外壁内表面温度要比热箱空气温度低一点,而热箱外壁外表面温度又要比环境温度高一点。
同时,为了满足(△θ1-△θ1‘)的绝对值应大于9.0K,第二次试验的环境温度设置就要更低,大约设置为10℃。
需要强调的是,标定热箱法计量的热量全部来自加热器并且只能来自加热器。
如果环境温度高于热箱温度的话,那么环境中的热量就会逆行进入热箱,而这些由环境传递到热箱的热量是无法计量的。
所以,任何将环境温度设置高于热箱温度的标定试验都是错误的。
基于以上原因,两次标定试验的环境温度设置为15℃,10℃是最低的要求。
环境温度是指冷热箱所在房间的温度,这个房间的大小因不同实验室各不相同。
基本的要求是热箱外壁与周边壁面之间至少留有500mm的空间。
并且房间必须装有空调。
以上海地区为例,冬季最冷时候气温可以达到0℃左右,夏季最热的时候气温高达40℃。
如果要实现标定时的环境空间温度,只能将标定的时间选在冬季寒冷的季节,通过空调并辅以智能控温的电加热器,将环境空间温度稳定在较低的水平。
在炎热的夏季,普通的舒适性空调能制冷的极限是16℃,不能满足标定试验的要求。
‘
3.2标定记录
以下是笔者所在实验室保温性能试验仪器多年的标定记录:
201X年以前环境温度设置为15℃;
201X年以后,第一种工况环境温度设置为15℃,第二种环境工况设置为6℃。
201X、201X、201X、201X、201X年,第一种工况热箱外壁内、外表面加权平均温差△θ1分别是3.25℃、4.6℃、4.53℃、5.15℃5.51℃;
第一种工况试件框热侧、冷侧表面加权平均温差△θ2分别为29.37℃、29.35℃、38.86℃、38.82℃、40.25℃;
第一种工况标准试件两表面之间平均温差△θ3分别为27.73℃、25.59℃、35.32℃、35.29℃、36.58℃;
第二种工况热箱外壁内、外表面加权平均温差△θ1分别为2.87℃、1.87℃、13.77℃、14.93℃、14.53℃;
第二种工况试件框热侧、冷侧表面加权平均温差△θ2分别为37.14℃、37.22℃、38.91℃、38.85℃、40.22℃;
第二种工况标准试件两表面之间平均温差△θ3分别为34.43℃、32.61℃、35.55℃、35.42℃、36.71℃;
第一种工况热功率Q分别为95.56W、107.88W、135.29W、151.17W、157.78W;
第二种工况热功率Q分别为115.69W、114.81W、188.71W、228.25W、229.91W;
标定得到的结果分别是M1=3.517、5.631、5.727、7.853、7.791;
M2=0.941、1.004、1.047、1.085、1.013。
上述记录中包含了201X,201X年的标定记录,当时执行的标准是GB/T8484-201X,按照此标准,上海属于夏热冬冷地区,在进行保温性能试验时,冷箱空气温度可以设定为-9~-11℃。
而在进行标定实验时,冷箱空气温度分别设置为-10℃±
1K和-20℃±
1K,在其他检测条件与保温性能试验相近的两种不同工况下,各进行一次,数据采集与处理同GB/T8484-201X。
从历年标定的结果来看,M1和M2的值都随着试验仪器使用的期限而变化。
见下表:
201X201X201X201X201X201X201X
可以看出,第一:
MI和M2随着时间推移基本上都在逐渐变大。
这是因为热箱外壁和试件框虽然都采用不吸湿的保温材料,但随着时间推移,材料老化和潮气入侵,外壁和试件框的保温性能不可避免的出现下降,传热量也相应的增多。
第二:
M2的变化幅度要小于M1,甚至在201X年,M2的值出现下降。
可以看出的是,M2的值逐渐变大是一个趋势,201X年标定值偏小应该是因为标定误差的关系。
热箱外壁包含5个面,面积远大于试件框;
而且试件框材料的热阻也要大于热箱外壁材料的热阻,如果使用同一种保温材料的话,这种区别就反映在厚度上,以笔者所在实验室为例,热箱外壁厚度只有15cm,试件框厚度则有50cm。
试件框的保温性能比热箱外壁的保温性能更加稳定。
4标定结果对传热系数K值的影响分析
在M1和M2标定完成后,可以按照公式
(1)计算传热系数。
分别取尺寸
2222
可见,试件面积越大,标定结果对试件测试的结果影响就越小。
试件越小,对试验中的不稳定因数就越敏感。
当试件面积一定的时候,影响最终K值的主要有以下几个个因素。
第一,加热器加热功率Q;
第二,通过热箱外壁的热量M1*△θ1;
第三,通过试件框的热量M2*△θ2;
第四,通过标准填充板的热量S*△θ3*Λ。
通过大量的试验资料得出,△θ1的值一般介于0K-1K之间,△θ2的值一般在38K,△θ3的值一般在35K。
加热功率Q是一个决定性的因素,M1所占权重要比M2小很多,因为M1所乘的温差△θ1要比M2所乘的温差△θ2小很多。
从上表的数据可以看出,M1从201X年的3.517到201X年的7.971,变化很大,但对最终K值的影响却不大,因为在此期间M2的变化很小。
5新创方法标定
用与试件洞口面积相同的标准试件安装在洞口上,安装方法同标定方法1。
改变标定的温度设置。
首先,设置热箱温度为保温性能试验时的热箱温度,冷箱温度等于热箱温度,环境温度低于热箱温度。
开启设备,当传热过程稳定后,每隔30min测量一次有关参数,共测六次,取各测量参数的平均值。
因为热箱温度等于冷箱温度,冷热箱之间的热量传递值为零,故试件框热侧表面与冷侧表面的温差为零。
所以上式
(1)中的△θ2=0,△θ3=0,
(1)式可以化简如下:
0(3)
上式中各个参数只有M1是未知的,其余参数都可以通过一次实验就得到,通过方程求解得到M1。
第二步,同样设置热箱温度为保温性能试验时的温度,设置环境温度等于热箱温度,设置冷箱温度为保温性能试验时的温度。
开启设备,当传热过程稳定
后,每隔30min测量一次有关参数,共测六次,取各测量参数的平均值。
因为热箱温度等于环境温度,所以热箱内壁表面温度等于热箱外壁表面温度,上式
(1)中的△θ1=0,
(1)式可以化简如下:
3(4)同样的
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