建筑物理热工学计算题

热环境计算题

【例1】：求室内温度18.5℃、相对湿度70％时的空气露点温度。 【解】：

查附录2（刘加平主编）得18.5℃时的饱和水蒸气的分压力为2129.2pa，相对湿度φ（％）=70％

由公式φ（％）=p/ ps可得：P=φ（％）×ps=2129.2 ×0.7=1490.44pa 再查附录2得出1490.44pa成为饱和水蒸气份压力时所对应的温度为12.1℃. 即该环境下的空气露点温度为12.1℃。

【例2】：试检验图1所示的外墙结构是否会产生内部冷凝。已知ti=16℃，φi＝60％，采暖期室外平均气温te＝－4.0℃，平均相对湿度φe＝50％。 【解】：

（1）计算各分层的热阻和水蒸汽渗透阻

序号 1 2 3 材料层 石灰砂浆 泡沫混凝土 振动砖板 d 0.02 0.05 0.14 λ 0.81 0.19 0.81 0.025 0.263 0.173 μ 0.00012 0.000199 0.0000667 166.67 251.51 2098.95 ∑R＝0.461 ∑H＝2517.13

由此得RO＝0.11＋0.461＋0.04＝0.611m2﹒K/W H O＝2517.13 m2﹒h﹒Pa/g （2）计算室内外空气的水蒸汽分压力 ti=16℃时，Ps＝1817.2Pa ∴ Pi＝1817.2×0.60＝1090.3 Pa te=－4℃时，Ps＝437.3Pa ∴ Pe＝437.3×0.50＝218.6 Pa

（3）计算围护结构内部各层的温度和水蒸汽分压力

θi＝16－（16＋4）＝12.4℃

Ps,i＝1438.5Pa

θ2＝16－Ps,2＝1365.2Pa

（16＋4）＝11.6℃

θ3＝16－Ps,3＝757.3Pa

（16＋4）＝3℃

θe＝16－Ps,e＝488.0Pa Pi＝1090.3Pa

（16＋4）＝－2.7℃

P2＝1090.3－ ＝1032.6Pa

P3＝1090.3－945.5Pa Pe＝218.7Pa

＝

作出Ps和P分布线（图2），两线相交，说明有内部冷凝。 （4）计算冷凝强度

在本例中，冷凝界面位于第2和第3层交界处，故Ps，C＝Ps，3＝757. 3Pa， Ho，i＝166.67＋251.51＝418.18 m2﹒h﹒Pa/g，Ho，e＝2098.95 m2﹒h﹒Pa/g，按式：

得

【例3】：求北纬35°地区在立夏午后3时的太阳高度角和方位角。 【解】：

已知φ＝＋35°，δ＝＋15°，t＝15×3＝45° 有公式：sinh＝sinφ·sinδ＋cosφ·cosδ·cost cosA＝（sinh·sinφ－sinδ）/（cosh·cosφ） 得

sinh＝sin35°×sin15°＋cos35°×cos15°×cos45° ＝0.149＋0.559＝0.708 h＝45°06′

A＝75°15′

【例4】：求广州地区（φ＝23°8′）和北京地区（φ＝40°），夏至日正午的太阳高度角。 【解】：

广州地区：φ＝23°8′，δ＝23°27′ 由于δ＞φ

h＝90°－（δ－φ）＝90°－（23°27′－23°8′） ＝89°41′（太阳位置在观察点北面） 北京地区：φ＝40°，δ＝23°27′ 由于φ＞δ

h＝90°－（φ－δ）＝90°－（40°－23°27′）

＝73°33′（太阳位置在观察点南面）

【例5】：求广州地区地方平均太阳时12点相当于北京标准时间几点几分？ 【解】：

已知北京标准时间子午圈所处的经度为东经120°，广州所处的经度为东经113°19′，按式：

T 0＝T m＋4（L 0－L m） 得

T 0＝12＋4（120°－113°19′） ＝12h27min

所以，广州地区地方平均太阳时12h，相当于北京标准时间12h27min，两地时差27min。

精选习题：

16、已知一砖墙（240mm）的传热系数为传热热组提高到

，欲增设导热系数

，为使该墙体单位面积的

的保温层，这种保

温层至少应为多厚？这种保温层至少应为20mm。 17、某住宅建筑的外表面积为18000数为多少？建筑物体型系数S=0.3 18、一室的室内气温为18℃，绝对湿度为实际汽压

，饱和蒸汽气压

，

，建筑体积60000

，建筑物体型系

，室内的相对湿度是多少？室内的相对湿度是60%。

19、某建筑物顶外表面为油毡防水层，黑色沥青表面，对太阳辐射的吸收系数是0.92，夏天某日中午的室外气温是30℃，照射到屋顶的辐射强度是1003W/求此时该屋面的室外综合温度（外表面换热系数取19W/(m2k)）。此时该屋面的室外综合温度是78.5℃

,

20、某一采暖房间的外墙，传热系数为，其内表面换热系数为

，室内、外空气温度差为25℃，如室内空气温度为18℃，则外墙

内表面温度为多少度？外墙内表面温度为13℃。

21、设在青岛地区（北纬36.06°）某建筑一朝南窗口需要遮挡大暑日（7月21日）午后14时的阳光，求所需的遮阳板挑出长度及其合理形式。已知窗宽1.2m，窗高1.6m，墙厚240mm。所需的水平遮阳板挑出长度（板宽）L=0.37m；两翼挑出长度D=0.87m

22、南京地区（北纬32°）某建筑层高3.6m，采用朝南连续带形落地窗，如图所示，设计师采用双层连续水平遮阳板，水平遮阳板高度距离楼面分别为1.8m和3.6m，要求在秋分日（9月21日）上午11点至下午1点（当地太阳时）玻璃窗有满窗遮阳，不计玻璃厚度，求遮阳板的出挑深度及尽端两翼伸出长度。（已知上午11时太阳高度角为54°，方位角为26.5°）

遮阳板的出挑深度L=1.2m；尽端两翼伸出长度D=6m。