建筑物理实验指导书内容

前言实验教学是教学的重要组成部分。通过实验，可以加深学生对所学课程的理解，又可以提高学生的动手能力。由于各高校“建筑学”“城市规划”专业的教学具体内容及实验条件均有所差异，目前国家尚无统一的《建筑物理实验指导书》。本实验指导书是为配合《建筑物理》课程的教学和基于以下观点而编写的，作为补充教材。主要内容分建筑热环境、建筑光环境、建筑声环境三部分，共十二个实验，十五个测试内容。（一）结合国家建筑节能政策，适应建筑业发展的需要，重点强调了建筑节能测试的基本原理及方法，使学生对建筑物理实验有更全面地了解。（二）根据建筑学专业指导委员会的要求，结合国家现行的有关建筑物理测试规范及标准，根据教学大纲安排的实验内容及项目，使学生更加规范的掌握和了解有关实验的原理、方法和要求。（三）结合教学及实践特点，增加了“自然气候测试”、“挥发性有机气体测试”及“石材放射性测试”等实验内容，使建筑学学生对建筑室内微气候有更深的体会。（四）为培养学生创造能力和实践能力，在建筑物理实验中安排了综合型实验和设计型实验。本书在编写过程中，得到了新疆大学王万江教授的热情鼓励和大力支持，并对本书进行了校审，在此向他表示诚挚的谢意。同时也要感谢帮助支持过我们的所有人。由于编者学识有限，缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正，以便今后修改时参考。编者2006年2月实验报告填写要求实验××××××××（实验名称）一、实验时间、人员、地点二、实验目的要求三、实验原理四、实验装置及仪器五、实验步骤六、测得数据及条件记录七、数据处理及图表八、结论分析、心得体会及改进意见以上条款可以灵活变动，既可增加内容或减少内容。几点说明：1、实验原理应用自己的语言简练地表述实验的指导性理论，不要完全照抄讲义。2、测得数据及条件记录，包括天气条件、气温、同组人员，实验地点的环境条件（尤其是声学实验、光学实验，环境条件可能会对测量结果有影响）。记录数据应特别注意有效数字问题，数据的有效位数反映了仪器的精度。3、报告中的一切表格都必须用直尺绘制，严禁徒手画。实验中的记录数据和数据处理结果尽量用表格及图表表示。4、实验分析应注意对实验过程、记录数据的特殊点、数据结论进行分析，并时刻注意结合建筑物理环境进行分析。5、正确处理测试数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。例：设测试物理量为L，测得n组数据为：L1,L2,L3,L1,…Li…Ln;则：算术平均值为：nLiL___标准误差为：niLLin12___11最后结果表达为：___LL（单位）要求用一个表格反映所有数据。以上介绍的是做实验及实验报告写法的一些基本要求。若想进一步掌握实验技术和数据处理方法，可以参考有关专著，这里不再赘述。目录第一部分建筑热环境部分实验一室内外环境测试及评价（综合性）---------------------------6Ⅰ、室内外环境测试------------------------------------------------6Ⅱ、围护结构热像图测试----------------------------24Ⅲ、太阳辐射照度测试------------------------------26Ⅳ、自然气候测试----------------------------------28实验二材料导热系数测试(验证性)------------------------32实验三建筑围护结构传热测试（设计性）------------------37实验四建筑日照测试（验证性）---------------------------------------41第二部分建筑光环境部分实验五采光测试仪器使用（综合性）---------------------------------43实验六采光测量(验证性)--------------------------------45实验七材料反射比测试（设计性）------------------------46实验八照明测试(验证性)--------------------------------47第三部分建筑声环境部分实验九声级计的使用及噪声测试（综合性）------------------------52实验十混响时间测试(验证性)----------------------------56实验十一隔声测试(验证性)--------------------------------58实验十二驻波管法测试材料的吸声系数(验证性)--------------61附录附录[1]常用建筑材料的热工指标--------------------------------------69附录[2]常用建筑材料的吸声系数-------------------------------------73附录[3]常用建筑材料辐射率表-------------------------------------73附录[4]常用物理量的单位----------------------------------------------75附录[5]国际制单位的基本单位----------------------------------------76附录[6]国际制单位的辅助单位-----------------------------------------76附录[7]常用单位换算表------------------------------------------------76参考书目及资料--------------------------------------------------------------80第一部分建筑热环境部分实验一室内外环境测试及评价（综合性）Ⅰ室内外环境测试及评价一、实验目的：通过本实验使学生了解室内外热环境参数测定的基本内容，掌握常用仪器设备的性能和测试原理及操作使用方法，经过测试对热环境进行评价。二、实验内容：1、室内外环境温度测试；2、室内外环境空气相对湿度测试；3、室内外环境气流速度测试；4、室内环境平均辐射温度测试；5、室内环境挥发性有机气体测试；6、室内环境石材放射性元素测试；三、参数测定：一、室内风速和温度参数的测定（一）实验目的：通过本实验学会使用风速／温度表测量室内外环境中的风速、温度及仪器的操作方法。（二）实验设备1、测温设备测量空气温度的方法、仪器很多，常见的几种测温仪表有：（1）液体膨胀式温度计，如水银温度计、酒精温度计等，（2）固定膨胀式自记温度计，如双金属自记温度计，（3）半导体温度计，（4）热电偶温度电偶温度计，（5）热敏电阻式温度计,(6)红外测温仪等。1-1风速/温度表本实验要求使用热敏电阻式温度计即风速／温度表中的测温档测量空气温度。如图（1-1）2、风速测量设备风速测量的仪器有很多，如三杯风速仪、微风测试仪等，本实验使用风速／温度表中的热球式风速探头测量风速。如图（1-1）图1--2风感探头（三）实验步骤：1、取四节５号电池放在仪表内，打开电源开关，在屏幕上将显示仪器内部设定的风速和温度值。2、测风速时，取出风感探头，将导线接口插入仪表下部的插孔中，将风感探头抽出（图1-2），置于风向位置，不要触摸探头部位，以免损伤，此时，屏幕将显示所测环境的风速。3、当测温度时，将温度探头插入插孔中，按模式键，屏幕会切换到温度显示屏，可读取环境温度参数。（四）实验数据记录和整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。二．室内热流和温度参数的测定（一）实验目的：图1--3热流／温度表通过本实验学会使用热流／温度表测量室内热环境的热流、温度及仪器的操作方法。（二）实验设备：热流／温度表（图1-3）（三）实验原理：热流传感器是根据温度梯度的原理制成的，当一定的热流垂直通过热流传感器时，在传感器的基板两侧有一定的温差，会产生一定的电动势，该电动势与热流密度成正比，测量出该电动势即可得到相应温度值。（四）实验步骤：1、测头表面应与热流方向垂直，保持测头表面是等温面。板式硬测头一般用于测量物体表面为平面的热流。使用时将板式硬测头的一面涂抹凡士林后贴于被测物表面，使之紧密接触。可挠式测头一般用于测量高温区面的热流。2、插上热流插头，按下电源键即可进行测量，当模式键处于弹起状态时，测量的是热流。当按下模式键时，测量的是热流测头温度。3、测量热流时，当测头键处于弹起状态时，对应的是板式硬测头。当按下此键时，对应的是可挠式测头。4、插上单独的温度测头可测量气体、液体以及固体的温度。测头有中温和高温两种可供选择。当测头键处于弹起状态时，对应的是中温测头。当按下此键时，对应的是高温测头。（五）实验数据记录、整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。三．室内温度和湿度参数的测定（一）实验目的：通过本实验学会使用温度／湿度表测量室内热环境的温度、湿度及仪器的操作方法。（二）实验设备：温度／湿度表（图1-4）（三）实验原理：湿度传感器为湿敏电容。其容值与空气的相对湿度呈线性关系。该湿度传感器上带有微型变送器，能将电容值变换成电压值直接输出。测量出的电压值后即可换算出空气的相对湿度，并在显示屏中显示出被测环境的相对湿度。温度传感器为热敏电阻元件，其阻值与温度有确定的对应关系。测量出的热敏电阻的阻值后即可换算出空气的温度值。并在显图1--4温度／湿度表示屏中显示出被测环境的温度。（四）实验步骤：1、插上温度测头的插头，将测头从接杆中拉出，（如图所示）按下电源键即可进行相对湿度测试。当模式键处于弹起状态时，测量的是湿度值；当按下模式键时，测量的是湿度测头处的温度。2、由于本表在测量湿度时有温度修正功能，所以在测量温度之前，先按下模式键测量温度，以便进行温度修正。3、测量湿度时按下电源键１分钟后再读数。由于湿度测头发热，所以湿度测头处的温度值偏高。所以在测量温度时，请使用单独的温度测头测量温度。（五）实验数据记录和整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。四、其他温湿度仪器的使用（一）温湿度自记仪1、目的：通过本实验学会使用温湿度自记仪测量热环境的温、湿度及仪器的操作方法和软件的使用。2、仪器设备：（1）简介：THLOG型湿度自记仪（图1-5）是一种由电池供电的智能化微型测温、湿仪器，它能定时自动记录被测环境的温湿度，并将测量结果保存在其内部的存储器中，存储的结果通过微机及专用的软件进行读取。本温湿度自记仪使用了高精度电容式温、湿度测头，测量部分由单片机和高精度、低温漂的芯片组成。具有测量精度高、稳定性好等优点。图1--5温湿度自记仪（2）特点：具有自动记录湿度数据，非易失性存储器（掉电后数据不丢失），温度补偿等功能。可在高温和低温环境下正常工作。能节省大量的人工监测时间，而且还可以用到以前人工无法监测的危险场合以及空间有限的场合。（3）适用：广泛地应用于气象、空调系统调试、干燥/加湿效果检验、温室/冷库等各种需要测量温湿度变化过程的场合。3、使用方法：（1）软件安装：图1--6连接示意图将软件程序光盘中的SETUP.EXE文件安装到计算机中（图1-6）（2）通讯连接：将RS232连接线的一端插入计算机RS232串口上，另一端插入自记仪的接口上。（3）软件运行：①运行安装完的软件会出现主菜单（图1-7），其中有七个按钮：用于设置自记仪的启动参数用于从自记仪读取所记录的数据图1-7软件主菜单用于读取已存到硬盘上的数据用于将从自记仪读取的数据存盘用于显示曲线用于检查自记仪工作是否正常，用于关闭此软件并退出刚进入此软件时，由于没有数据，第四、第五两项为虚的。从