建筑物理实验报告(二)2015年秋季学期

建筑物理实验报告班级：20131022学号：2013102222姓名：胡金鸿组别：8三峡大学土木与建筑学院建筑物理实验室1目录一、说明二、实验项目实验[一]玻璃透射系数测定实验实验[二]地面反射系数测定实验实验[三]房间模型采光系数的测定实验实验[四]室内照明效果实测实验2说明一、按照《建筑物理实验课教学大纲》的要求，结合《建筑物理》教材内容，安排六项实验：玻璃透射系数测定；地面反射系数测定；房间模型采光系数的测定；室内照明效果实测；教室亮度分布情况测定；混响时间的测定。要求学生以小组形式独立完成以上全部实验项目，以此作为学生考核的依据，成绩以10分制，计入建筑物理理论课成绩，未完成实验项目达三分之一者，不得参加建筑物理理论课考试。二、通过实验，要求学生掌握建筑物理声、光学相关实验的原理、目的、实验方法和数据处理方法，从而加深对相关建筑物理学参数的理解。三、实验课前，要求学生预习教材及作业指导书的相关内容。在教师指导下进行实验，实验完成后完成实验报告。四、在实验室内，学生须遵守相关实验室规则。爱护仪器，使用后须由组长归还到教师处，经教师检查合格后方能离开实验室，若有损坏、丢失应酌情赔偿。3实验一玻璃透射系数测定实验实验日期2015年11月2日1、实验原理当光线从玻璃的一侧入射，经玻璃透射后，入射光线与透射光线的光通量必然有所改变，这个改变值的大小表征了该玻璃的透射能力的大小。我们把透射光线的光通值与入射光线的光通值的比值称为该玻璃的透射系数。在实际测试中，我们通常用入射光线在玻璃一侧形成的照度值与该玻璃的另一侧透射光线形成的照度值的比值作为该玻璃的透射系数。2、实验目的通过本试验，要求学生对透射系数概念有一个明晰的理解并能对其形成理性概念，同时能够明白透射系数和玻璃本身之间的关系，理清照度和光通之间的内在联系；并进一步了解照度计的使用方法和工作原理。3、实验设备照度计1台，直尺4、实验方法及步骤（1）、选择测量点：选择一块被测玻璃，标明待测点的具体位置。每片玻璃测点数量不得少于3个。（2）、测量点编号：将所选的测点进行编号，以便以后处理。（3）、将待测玻璃放置于有直射光线的地方，为了保持测量过程中的入射光线的稳定性，最好选择扩散光线作为光源。亦可以选择在全云天进行，如果以上条件不能满足，也可以在人工照明的环境下进行，要求房间里要有较好的开窗条件，以满足光线的方向性。（4）、将照度计的采光传感器置于所选择的某一测点的入射光线的一侧，待读数稳定后读出入射光线所形成的照度值。（5）、将照度计的观光传感器紧贴该测点的另一侧，如图所示，待读数稳定后读出照度计所显示的读数。4（6）、按如下公式计算出该测点的透射系数值。其中：——该玻璃透射系数；——该玻璃透射侧的照度值；E0——该玻璃入射侧的照度值；（7）、选择下一个待测点，重复以上操作，直到完成本次实验所选测点，最后求出各透射系数的平均值。5、原始数据点数照度123456789E入E透R6、实验结果及误差分析实验结果：误差分析：57、思考题为什么可以用玻璃表面的照度值来代替该玻璃表面得到的光通量？试验中按如下公式计算出该测点的透射系数，所以R=（Φ/S）/(Φ0/S),因为面积S相等，所以可以用玻璃表面的照度值来代替该玻璃表面得到的光通量。对同一个测点而言，为什么在入射侧和在反射侧测量时要求必须在同一位置？因为不同点接受到的光照强度不一样，会增大实验误差，所以要选择同一个点，从而满足控制变量的原则实验二地面反射系数测定实验实验日期2015年11月2日1、实验原理当光线入射到物体表面时，除了透射和吸收两种情况外，还有部分光线被反射回来，某一物体或表面反射光的能力的大小叫做该物体或盖表面的反射性能。我们通常用该物体或该表面的反射系数来表征该能力的大小，反射系数是指在存在反射的条件下，被反射回来的光通量和入射光线的光通量的比值。在实验中，我们通常用入射光线的反射线的照度值与该光线在该物体表面形成的照度的比值来计算该表面的反射系数。2、实验目的通过本试验，要求学生对反射系数概念有一个明晰的理解并能对其形成理性概念，掌握测定地板的反射系数的方法，理清照度和光通之间的内在联系；并进一步了解照度计的使用方法和工作原理。3、实验设备照度计1台，直尺4、实验方法及步骤（1）、选择测量点：选择一块被测地板，标明待测点的具体位置。（2）、测量点编号：将所选的测点进行编号，以便以后处理。（3）、将待测玻璃放置于无直射光线的地方，为了保持测量过程中的入射光线的稳定性，最好选择扩散光线作为光源或者选择在全云天进行，如果以上条件不能满足，也可以在人工照明的环境下进行，在人工照明的情况下，要求光源的光通量稳定，对于日光灯而言，一般要求在开灯15分钟后进行。（4）、将照度计的采光传感器置于所选择的某一测点的入射光线的一侧（即地面），待读数稳定后读出入射光线所形成的照度值。（5）、将照度计的观光传感器反向朝向地面，均匀缓慢的提起，在此过程中保持传感器位于测点的正上方，如图所示，在上升过程中注意照度计的读数的变化，当读数值出现拐点时（即读数的变化从大逐渐减小再到增大时），记下照度计的示值，同时注意测量照度计离地面的高度6（6）、按如下公式计算出该测点的透射系数值。其中：Ef——反射光线形成的照度值；E0——入射光线形成的照度值；（7）、选择下一个待测点，重复以上操作，直到完成本次实验所选测点，最后求出各透射系数的平均值。5、原始数据（或粘贴）点数照度123456789E入E反ρ6、实验结果及误差分析实验结果：7误差分析：7、思考题为什么在此次测量中会有拐点出现？传感器存在阴影，影响照度计的读数变化产生拐点。为什么最好要在全云天进行，不能有直射光线？因为在直射光线的影响下测量过程中会影响入射光线的稳定性，采光传感器在采集数据时的读数误差较大，会影响实验结果的测定。实验三房间模型采光系数测定实验实验日期2015年11月2日1、实验原理在人工天穹内，用完全漫反射光源模拟室外全云天的天空的照度（在此人工天穹模型中，人工照明光源位于人工天穹半球体底部，光源发出的光全部打向人工天穹，此人工天穹的内表面由石膏制成，具有对光线的漫反射作用），光线在经过天穹顶部的漫反射之后，照射在放置于试验台上的建筑模型中，这样，我们就可以通过改变建筑模型的开窗位置和大小，测的室内的照度值。2、实验目的通过本试验，要求学生掌握照度计的使用方法，使学生能够初步建立照度值的理性概念，启发学生掌握在全云天的条件下，建筑物内表面对照度的影响以及建筑的窗地比和开窗位置对建筑照明效果的影响，从而能够达到对实际的建筑设计的优化设计目的。3、实验设备本试验用到的实验设备有：人工天穹半球；照度计2台；房间模型（尺度约为人工天穹直径的1/5）4、实验方法及步骤1、连接人工天穹的照明电源，试验开始前打开。2、打开试验照明光源的电源，此时的照明灯具全打开。83、试验模型布点：在试验模型的底部确定不同的测量点（最好用网格的方式标出），在实验记录划出实验模型的测点分布，上分别标出测点位置的编号。4、放置试验模型：试验台放置在人工天穹的中心线上，试验模型放置于试验台的中央。5、放置照度计：将室外照度计放在模型的顶上，以测定室外天空的照度。室内照度计依次放在模型内事先确定的各测点上。6、待光源开启时间足够长（白炽灯5分钟，荧光灯15分钟以上）后，开始测量测点照度。测量者应避开光的入射方向，以防止对光接受器的遮挡，为了提高测量的精度，每一个测点可反复进行2~3次读数，然后取读书平均值。7、将所得数据填入下表中：5、原始数据（或粘贴）①房间模型简图Ⅰ组Ⅱ组Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组9Ⅶ组Ⅷ组Ⅸ组Ⅹ组②采光模型实验数据表123456789101112131415ⅠE内E外CⅡE内E外10CⅢE内E外CⅣE内E外CⅤE内E外CⅥE内E外CⅦE内E外CⅧE内11E外CⅨE内E外CⅩE内E外C6、实验结果及误差分析采光系数曲线图Ⅰ组Ⅱ组12Ⅲ组Ⅳ组Ⅴ组Ⅵ组13Ⅶ组Ⅷ组Ⅸ组Ⅹ组14误差分析：7、思考题建筑内表面的不同颜色和光洁度对照明效果有什么样的影响？在相同条件下白色的采光系数高于其他颜色的采光系数，这说明同种材质白色的反光系数高于其他颜色的反光系数。光洁度越高，照片效果越好。建筑开窗位置的不同对室内照明效果有什么影响？由靠近外窗处逐渐向内墙移动的过程中其采光系数逐渐降低，采光均匀性逐渐变差。靠近外窗处的水平线上越靠近窗的部分，其采光系数越高，变化越快。中轴处与内墙处的测点越靠近窗的测点，其采光系数相对于同一水平线上的其它点更高。在建筑设计中我们应该如何尽可能的利用自然光形成比较合理优良的照明？合理布置开窗位置，有效控制开窗面积。实验四室内照明效果实测实验实验日期2015年11月2日1、实验原理在人工光源的条件下，工作面上所获得的照度值取决于光源的光通量的大小和工作面离光源的远近，室内表面的反射系数等诸多因数的影响，同时房子的室形指数和灯具的布置位置也直接影响到照明的实际效果。2、实验目的通过本试验，要求学生对照度概念有一个明晰的理解并能对其形成理性概念，同时能够明白照度和光源之间的关系，了解影响室内照度的因素有哪些，熟悉掌握照度计的使用。3、实验设备照度计1台，卷尺4、实验方法及步骤（1）、在房间的选择不同地点测量点，测点位置最好能反映该房间的实际照明效果和变化；同一房间的测点数，则视该表面积的大小、亮度变化而定，即面积越大选择点个数越多，亮度变化越大选择点个数越多。15（2）、测量点编号：将所选择的测量点标在观测点处同一位置同一角度所绘制的透视图上（如下图）。（3）、选择测量时间：测量宜在晚上进行，按照自己的测试方案打开光源，为了节约时间，推荐先打开全部光源，15分钟后开始测试，记录测量值。（4）、用卷尺量出房间的室形指数，方便后面进行的理论计算。（5）、将所测得的示值与理论计算值相比较，找出其中的差异，并分析产生这些差异的原因。5、原始数据灯具型号：功率：挂高：污染情况：课桌高度：灯具与测点布置图16工作面测点照度数据表测点照度测点照度测点照度测点照度126517622752773285378429547953055806315681732578217833588393459841035608511366186123762871338638814396489154065901641669117426792184368931944699420457095214671962247729723487398244974992550751006、实验结果及误差分析实验结果：①工作面等照曲线图（并在等照曲线上标明最大照度和最小照度）18②平均照度误差分析：7、思考题室内照度与房间的体型有什么关系？房间的体型在尺度上影响着室内的照度，根据E=I/r²可知，在光源体积和功率一定的条件下，房间的尺度越大（r），室内的照度就越低。同样的光源条件下，我们怎样才能得到比较大的照度值？在同样的光源条件下，为了获得较大的照度值，可以通过改变房间内光源的布置、提高光源的清洁程度、改变灯罩的透光能力等方法来提高室内照度值。为什么测试时间最好选择在晚上进行？因为在白天室外的光源变化较大，对室内的照度测定有较大的影响，在晚上进行可以利用人工光源，保持光源的稳定性，测得准确的照度值。19