遼寧省專升本2025年建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程建筑節(jié)能設(shè)計(jì)試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個(gè)是符合題意的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪種墻體構(gòu)造形式最容易形成熱橋？（）A.填充墻砌體B.空心磚砌體C.內(nèi)外葉均為混凝土，中間有空氣間層的復(fù)合墻體D.加氣混凝土砌塊墻體2.在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)中，通常將傳熱系數(shù)（K值）越小表示（）。A.保溫性能越差B.保溫性能越好C.導(dǎo)熱系數(shù)越大D.熱阻越小3.下列哪種節(jié)能措施主要依靠自然力，無(wú)需消耗大量能源？（）A.建筑外墻保溫B.機(jī)械制冷C.自然通風(fēng)D.電力照明4.我國(guó)大部分地區(qū)的居住建筑冬季采暖能耗主要取決于（）。A.建筑的空氣滲透量B.室內(nèi)人員活動(dòng)C.照明設(shè)備使用D.窗戶的透明面積5.下列哪種可再生能源技術(shù)主要利用太陽(yáng)輻射進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換？（）A.地源熱泵B.風(fēng)力發(fā)電C.太陽(yáng)能光伏發(fā)電D.水源熱泵6.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“節(jié)能等級(jí)”，通常反映的是建筑（）。A.裝修豪華程度B.結(jié)構(gòu)安全性能C.絕熱材料價(jià)格D.節(jié)能效果的強(qiáng)制性要求水平7.下列關(guān)于建筑外窗節(jié)能設(shè)計(jì)的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.提高窗墻比通常有利于采光，但不利于節(jié)能B.選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的窗框材料有助于提高窗的綜合熱工性能C.窗戶的遮陽(yáng)系數(shù)（SHGC）越小，夏季空調(diào)負(fù)荷越小D.低輻射（Low-E）玻璃主要目的是提高冬季的保溫效果8.在進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工計(jì)算時(shí)，墻體總熱阻R_0通常是指（）。A.墻體內(nèi)部材料熱阻之和B.墻體內(nèi)外表面換熱阻與墻體材料熱阻之和C.僅墻體材料本身的熱阻D.墻體兩側(cè)空氣層的熱阻9.下列哪種空調(diào)系統(tǒng)通常適用于室內(nèi)負(fù)荷變化較大、需要快速調(diào)節(jié)冷熱量的建筑？（）A.空氣源熱泵系統(tǒng)B.風(fēng)機(jī)盤管（FCU）系統(tǒng)C.冷水機(jī)組+冷卻塔系統(tǒng)D.熱泵鍋爐系統(tǒng)10.建筑節(jié)能檢測(cè)中，測(cè)量建筑空氣滲透耗熱量常用的方法是（）。A.熱流計(jì)法測(cè)量墻體傳熱量B.空氣交換率法C.風(fēng)量法測(cè)量通風(fēng)量D.溫度分布法二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將正確答案填寫在橫線上。）1.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的核心原則是“______”原則和“______”原則。2.建筑物的耗熱量指標(biāo)（QH）是評(píng)價(jià)建筑采暖能耗的重要指標(biāo)，它綜合反映了建筑物的______、______和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。3.建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)建筑物的______、______、______等圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位都規(guī)定了相應(yīng)的熱工性能要求。4.自然通風(fēng)的效果主要取決于建筑所在地的______、建筑迎風(fēng)面的______以及建筑內(nèi)部的______。5.太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要由集熱器、儲(chǔ)水箱、循環(huán)泵和______等主要部件組成。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共18分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題。）1.簡(jiǎn)述影響建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的主要因素。2.簡(jiǎn)述自然通風(fēng)利用的基本原理及其在建筑節(jié)能中的優(yōu)勢(shì)。3.簡(jiǎn)述可再生能源利用在建筑節(jié)能中的意義和主要途徑。四、計(jì)算題（每題10分，共30分。請(qǐng)列出計(jì)算步驟，寫出公式和結(jié)果。）1.某住宅樓外墻構(gòu)造如下：外飾面層（抹灰）厚度20mm，熱阻0.044m2·K/W；混凝土砌塊（密度800kg/m3）厚度250mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.22W/(m·K)；內(nèi)保溫層（膨脹珍珠巖）厚度50mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.045W/(m·K)；內(nèi)表面抹灰層（混合砂漿）厚度15mm，熱阻0.028m2·K/W。求該外墻的總熱阻值（R_0）和傳熱系數(shù)值（K）。（混凝土砌塊密度與表觀密度可近似認(rèn)為相等）2.某辦公室建筑，總建筑面積為2000m2，窗墻比為0.4。冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為18℃，室外計(jì)算溫度為-5℃。通過窗戶的空氣滲透量約為每小時(shí)0.5次。假設(shè)冷空氣的焓值變化不大，可以近似取5kJ/kg，室內(nèi)外空氣密度為1.2kg/m3。求該建筑通過窗戶的空氣滲透耗熱量（Q_air）。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）3.某建筑采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，一天中太陽(yáng)能集熱器提供的有效熱能為1500MJ。如果該建筑的熱水需求量為1200MJ/天，系統(tǒng)的保溫水箱能儲(chǔ)存100MJ的熱量。請(qǐng)問該太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的日得熱率（η）是多少？（結(jié)果以百分比%表示，保留一位小數(shù)）五、論述題（12分。請(qǐng)結(jié)合實(shí)際，論述提高建筑自然通風(fēng)效果的主要措施及其在建筑節(jié)能中的重要性。）試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：內(nèi)外葉均為混凝土的墻體，如果連接處處理不當(dāng)或存在較大厚度樓板/屋頂板連接，會(huì)形成明顯的熱橋。2.B解析：傳熱系數(shù)K值是衡量材料或構(gòu)造層單位面積、單位溫差下傳遞熱量的能力。K值越小，表示材料或構(gòu)造層的絕熱性能越好，抵抗傳熱的能力越強(qiáng)。3.C解析：自然通風(fēng)是利用風(fēng)壓和熱壓等自然力量進(jìn)行建筑通風(fēng)換氣，不消耗電力等外部能源。4.A解析：在冬季采暖季，建筑通過門窗縫隙、墻體、屋頂?shù)葒o(hù)結(jié)構(gòu)的熱量損失以及通過滲透進(jìn)入的冷空氣及其冷負(fù)荷是主要的采暖能耗。其中，空氣滲透耗熱量往往占有相當(dāng)大的比例。5.A解析：太陽(yáng)能集熱器通過吸收太陽(yáng)輻射能，將水或其他工質(zhì)加熱，實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用光伏效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)換為電能。6.D解析：建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的“節(jié)能等級(jí)”是衡量建筑符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的程度，等級(jí)越高（數(shù)值越?。┍硎緩?qiáng)制性節(jié)能措施要求越嚴(yán)格，節(jié)能效果越好。7.D解析：低輻射（Low-E）玻璃的主要作用是減少太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)（夏季）或減少室內(nèi)熱量向室外散失（冬季），對(duì)冬季保溫效果有貢獻(xiàn)，但更主要的是調(diào)節(jié)太陽(yáng)輻射得熱，對(duì)夏季隔熱更為關(guān)鍵。其主要目的是減少熱量傳遞，并非單純提高保溫效果。8.B解析：墻體總熱阻R_0是指從墻體內(nèi)表面到外表面的整個(gè)傳熱路徑上所有熱阻的總和，包括內(nèi)表面換熱阻、各層材料的熱阻以及外表面換熱阻。9.B解析：風(fēng)機(jī)盤管（FCU）系統(tǒng)將冷水或熱水通過風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行循環(huán)吹送，可獨(dú)立控制每個(gè)房間的溫度，調(diào)節(jié)靈活迅速，適用于各房間負(fù)荷變化較大的情況。10.B解析：空氣交換率法是通過測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)通過建筑換氣的次數(shù)，結(jié)合每次換氣帶來的冷/熱量，來計(jì)算空氣滲透耗熱量的一種常用方法。二、填空題1.節(jié)能、節(jié)水解析：建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不僅要考慮減少能源消耗，也要兼顧水資源的節(jié)約利用。2.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能、空氣滲透量、門窗面積解析：耗熱量指標(biāo)QH綜合考慮了建筑本身的保溫隔熱水平（通過熱工參數(shù)反映）、漏風(fēng)量（空氣滲透量）以及窗戶等開啟洞口面積對(duì)熱量的影響。3.墻體、屋面、地面、門窗解析：這些是建筑物的主要組成部分，熱量傳遞的主要途徑也集中在這些部位，因此是節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。4.氣象條件、建筑朝向與形式、室內(nèi)氣流組織解析：風(fēng)壓和熱壓是驅(qū)動(dòng)自然通風(fēng)的主要?jiǎng)恿?，受?dāng)?shù)仫L(fēng)速風(fēng)向、建筑是否利于風(fēng)壓利用以及建筑內(nèi)部空氣流動(dòng)情況影響。5.循環(huán)系統(tǒng)（或水泵及管道）三、簡(jiǎn)答題1.影響建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的主要因素包括：*材料的導(dǎo)熱系數(shù)（λ值）：導(dǎo)熱系數(shù)越小，保溫性能越好。*構(gòu)造層的厚度：在其他條件相同下，厚度越大，熱阻越大，保溫性能越好。*構(gòu)造層的設(shè)計(jì)：是否存在熱橋，連接方式是否合理。熱橋會(huì)降低整體保溫效果。*表面換熱阻：圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外表面與空氣之間的換熱熱阻也會(huì)影響總保溫性能。*材料的密度和含水率：通常密度越大、含水率越低的材料保溫性能越好。2.自然通風(fēng)利用的基本原理是利用風(fēng)壓和熱壓（煙囪效應(yīng)）促使室內(nèi)外空氣流動(dòng)和交換。*風(fēng)壓原理：利用建筑所在地的自然風(fēng)，通過建筑迎風(fēng)面的正壓和背風(fēng)面的負(fù)壓差，推動(dòng)空氣流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。*熱壓原理：利用室內(nèi)外空氣溫度差導(dǎo)致密度差異而產(chǎn)生的壓力差。高溫輕空氣上升排出，低溫重空氣流入，形成空氣循環(huán)。自然通風(fēng)的優(yōu)勢(shì)在于：利用自然資源，無(wú)需消耗能源；如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，能有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，帶走余熱和濕氣。在適宜的氣候條件下，自然通風(fēng)是節(jié)約空調(diào)能耗的有效手段。3.可再生能源利用在建筑節(jié)能中的意義在于：*減少對(duì)化石能源的依賴，降低能源進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)。*減少溫室氣體及其他污染物排放，保護(hù)環(huán)境。*長(zhǎng)期運(yùn)行成本可能更低，提高建筑的經(jīng)濟(jì)性。主要途徑包括：*太陽(yáng)能利用：如太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能光熱建筑一體化（BIPV）等。*地源熱泵技術(shù)：利用地下淺層地?zé)豳Y源進(jìn)行建筑采暖和制冷。*風(fēng)能利用：在條件允許的建筑屋頂或附近設(shè)置小型風(fēng)力發(fā)電裝置。*水源熱泵技術(shù)：利用河流、湖泊、海水等水體資源進(jìn)行熱量交換。*生物質(zhì)能利用：如使用生物質(zhì)燃料進(jìn)行采暖等。四、計(jì)算題1.解：*內(nèi)表面換熱阻R_i=1/(h_i*A)=1/(8.7W/(m2·K)*1m2)=0.115m2·K/W（h_i=2.33W/(m2·K)是內(nèi)表面抹灰的換熱系數(shù)）*混凝土砌塊熱阻R_concrete=λ_concrete/δ_concrete=0.22W/(m·K)/0.25m=0.88m2·K/W*內(nèi)保溫層熱阻R_珍珠巖=λ_珍珠巖/δ_珍珠巖=0.045W/(m·K)/0.05m=0.9m2·K/W*外表面換熱阻R_o=1/(h_o*A)=1/(23.26W/(m2·K)*1m2)=0.043m2·K/W（h_o=42.76W/(m2·K)是外表面抹灰的換熱系數(shù)）*墻體總熱阻R_0=R_i+R_concrete+R_珍珠巖+R_o*R_0=0.115+0.88+0.9+0.043=1.938m2·K/W*墻體傳熱系數(shù)K=1/R_0=1/1.938m2·K/W≈0.516W/(m2·K)2.解：*建筑總窗面積A_window=窗墻比*建筑總面積=0.4*2000m2=800m2*通過窗戶的空氣滲透耗熱量Q_air=n*Q_air_per_cycle*ρ*c_p*A_window*其中：n=0.5次/小時(shí)，Q_air_per_cycle≈5kJ/kg(焓差),ρ=1.2kg/m3(空氣密度),c_p≈1.01kJ/(kg·K)(空氣定壓比熱容,近似取1)，A_window=800m2*Q_air=0.5次/小時(shí)*(5kJ/kg*1.01kJ/(kg·K)*1K)*1.2kg/m3*800m2*Q_air=0.5*5.05*1.2*800=2424kJ/h*將耗熱量單位換算為瓦特（W）：Q_air=2424kJ/h/3600s/h≈0.674kW≈0.7kW3.解：*日得熱率η=(太陽(yáng)能集熱器提供的有效熱量/建筑的熱水需求量)*100%*η=(1500MJ/1200MJ)*100%*η=1.25*100%=125%*考慮水箱儲(chǔ)存：系統(tǒng)實(shí)際能提供的有效熱量=輸入熱量-儲(chǔ)存熱量=1500MJ-100MJ=1400MJ*調(diào)整后的日得熱率η'=(1400MJ/1200MJ)*100%≈116.7%*注意：根據(jù)計(jì)算，1400MJ供1200MJ需求，得率應(yīng)為116.7%。若題目熱水需求為1200MJ，而集熱僅1500MJ，理論上可滿足。但日得熱率通常指集熱量與需求量的比例。按題目原始數(shù)據(jù)計(jì)算為125%。此處按題目原始數(shù)據(jù)計(jì)算。若考慮水箱，則為116.7%。請(qǐng)核對(duì)題目數(shù)據(jù)或要求。五、論述題（以下為論述內(nèi)容示例，需根據(jù)實(shí)際情況和知識(shí)點(diǎn)展開）提高建筑自然通風(fēng)效果的主要措施包括：1.優(yōu)化建筑朝向與形式：選擇利于利用主導(dǎo)風(fēng)向的建筑朝向；采用利于風(fēng)壓驅(qū)動(dòng)的建筑形態(tài)，如迎風(fēng)面開窗、背風(fēng)面或側(cè)風(fēng)面設(shè)置通風(fēng)口；設(shè)計(jì)通風(fēng)天井、中庭等，利用熱壓效應(yīng)促進(jìn)空氣流動(dòng)。2.合理布置門窗洞口：在建筑迎風(fēng)面設(shè)置較大的開啟面積，利用風(fēng)壓吸入空氣；在背風(fēng)面或側(cè)風(fēng)面設(shè)置通風(fēng)口，排出空氣，形成有效的風(fēng)道。合理控制窗墻比，避免因窗面積過大而降