建筑物理实验指导书光学实验

1第一篇建筑光学实验实验一采光实测一、实验目的1.掌握照度计的正确使用方法。2.测定室内工作面照度分布。3.检验实际采光效果是否达到预期设计目标。4.了解不同光环境实况，分析比较设计经验。5.确定是否需要对采光进行改造或补充。二、实验原理根据采光系数定义：室内某一点的天然光照度（En）和同一时间的室外无遮挡水平面上的天空扩散光照度（Ew）的比值，即C=(En/Ew)×100％。所以测量采光系数需要两个照度计，一个测室内照度，同时另一个测室外照度。三、实验仪器概述.ST-85型自动量程照度计1.特点：液晶显示、数字读出，自动变换量程；有数字保持功能；测量范围宽、测量精度高。2.主要技术参数（1）测量范围：0.1~1.999×105lx（2）使用环境：温度20±20℃湿度＜85％（3）电源：9V积层电池（6F22型）3.操作方法将测光探头的光敏面置于待测位置，并将其插头插入读数单元的插孔内，将“保持”键置于右侧，打开电源开关，当量程自动选位稳定后即可直接读数。此时液晶显示屏上所显示的数值乘以100即为照度值（单位：勒克斯）如欲将测量数据保持，可将“保持”键拨向左侧位置。读数完毕，将“保持”键拨回右侧。4.注意事项开机前和使用后必须将“保持”键置于右侧，否则仪器不能正常工作。当液晶显示板左上方出现“BATT”字样或“←”符号时，应更换机内电池。L88亮度计1.特点：选用稳定的硅光电探测器、匹配严格的滤光器、精密集成放大器和低功耗液晶显示器。因而整机具有轻便、稳定、准确和使用方便的特点。2.主要技术参数：（1）亮度测量范围：0.1~1.999×105cd/m2（2）测量距离：1m～无穷远（3）仪器使用条件：温度20℃±20℃湿度＜85％仪器存放条件：温度20℃±10℃湿度＜80％（4）电源：9v积层电池。23.使用方法：1）将仪器架在三脚架上，取下镜头盖，瞄准待测目标并调焦清晰。2）按下电源键，稍候显示窗口出现读数，该数乘以100即为测量值。3）仪器设有保持键。当操作者瞄准目标完成测量后，按下保持键，则将测量值保持，记录数据后，再按一下取消该键保持状态，以恢复仪器测量功能。如不需保持测量数据，请不要按下保持键，以免误操作。4）测量完毕请按一下电源键以关闭电源。注意：在测量亮度时，目标应覆盖仪器的检测角，即让瞄准镜观察到的目标覆盖视场中心的黑斑。四、实验内容及步骤（一）采光系数测定测试仪器：照度计两台1.场所和布点：选一侧窗采光房间，在窗、窗间墙中间，垂直于窗面布置两条测量线，离地高度与工作面同，间隔1~2m布置一测点。2.天气条件：最好选择阴天，如全阴天。时间最好在9：00~16：00之间，因这一时段室外照度变化不大。3.室外照度：应选择周围无遮挡的空地或在建筑物屋顶上进行测量。光接收器与周围建筑物或其他遮挡物的距离应大于遮挡物高度（自光接收器所处水平位置算起）的6倍以上。读数时应与室内照度读数时间一致。3.室内照度：光接收器放在与实际工作面等高，或距地面0.8m高的水平面处测量照度。测量时应熄灭人工照明灯。测量者应避开光的入射方向，以防止对光接收器的遮挡。为了提高测量精度，每一测点可反复进行2~3次读数，然后取读数的均值。4.准确填写采光实测记录表（见附表）5.整理数据，绘出典型剖面的采光系数曲线图，并进行分析。采光实测记录表房间名称：测定人：记录人：测量仪器型号：实测日期、时间：天空情况：测点12345678910室内En实测值校正值室外Ew实测值校正值C值（二）检验室内亮度分布状况测试仪器：亮度计一台1.先选定一个工作地点作为测量位置，在此观测点可看到的各种表面，都选作测量点；同一3表面的测点数，则视该表面面积大小、亮度变化程度而定。2.测量时间选择在工作期间的正常条件和最不利条件（例如有直射阳光进入室内，阳光直射窗外浅色建筑物时……）。3.观测者位置：室内采用照明时，亮度计放在房间长度方向的中轴线上，离墙0.5m，离地高1.2m（坐姿）或1.5m（站姿）处，亮度计朝向另一端墙。室内为天然采光时，亮度计朝窗放在通过有窗间墙的中轴线上，离内墙0.5m，离地1.2m(坐姿)或1.5m（站姿）处。4.将得到的数据直接标注在以同一位置同一角度拍摄的室内照片上，或以测量位置为视点的透视图上。（三）测量表面光反射比测试仪器：照度计一台1.选择不受直接光影响的被测面，将照度计的光接收器紧贴被测表面，测得入射照度Ei。2.再将光敏面对准测点，逐渐平移开，照度计读数将随之而变，待读数稳定后，即为反射光照度E。由下式求出光反射比：=E/Ei3.也可用照度计和亮度计分别测出被测表面的照度E(lx)和亮度L(cd/㎡),通过下式求出均匀扩散反射表面的光反射比值：=L/E注意：每个被测面一般应选取3至5个测点，然后求出算术平均值作为该被测面的光反射比。测量过程中，应使被测表面照射状况保持不变，否则会影响测量精度。（四）测量窗玻璃的光透射比测试仪器：照度计一台.在天空扩散光条件下，将照度计的光接收器分别贴在窗玻璃的内外两侧，且两侧的测点应处在同一轴线上。分别读出内、外两侧的照度Ei和Eo,按下式求出透射比：=Ei/Eo反射比与透射比测定记录表测点项目123平均值墙面光反射比测定光敏面朝外光敏面朝向墙面墙面光反射比地面光反射比测定光敏面朝上光敏面朝下地面光反射比黑板光反射比测定光敏面朝外光敏面朝向黑板黑板光反射比窗玻璃光透射比测定光敏面在窗外朝外光敏面在窗内朝外窗玻璃光透射比4实验二照明实测一、实验目的1.检验实际照明效果是否达到预期的设计要求。2.了解不同光环境的实质，分析、比较设计经验。3.确定是否需要对照明进行改装和维修。二、实验原理在测试房间内，应在每个工作地点测量照度，然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间，如单用一般照明，通常选0.8m高的水平面测量照度。将测量区域划分成大小相等的方格，测量每格中心的照度Ei，平均照度可用算术平均值来求。小房间每个方格的边长取1m，；大房间可取2~4m；走廊、楼梯等狭长的交通地段沿长度方向中心线布置测点，间距1~2m，测量面为地平面或地面以上150mm处。测点越多，得到的平均照度值越精确，但耗费的精力也越多。如要求测量误差在±10％以内，则可用室形指数Kr来确定测点最少个数，见下表：测点数与室形指数的关系其中：Kr=L×W/hr(L+W)Kr:室形指数L、W：房间的长、宽Hr:灯具至测量平面的高度三、实验所用仪器：照度计、亮度计各一台，仪器介绍详见采光实测。四、实验步骤和方法1.测量宜在晚间进行。测量前，应打开全部灯具，待其稳定后（稳定时间：白炽灯5分钟；荧光灯15分钟；HID灯30分钟）才能开始测量。测量时测试人员不应遮挡光接收器。2.作现场调查记录，内容包括：（1）灯具的类型、功率和数量和使用龄期。（2）绘制房间的平、剖面图，注明灯具的位置和挂高，以及灯具的损坏与污染情况（3）室内主要表面的颜色和状况。（4）测量仪器的型号和编号。（5）测定日期、起止时间、测定人、记录人。3.按上述原则确定测点位置及数量。并在标有灯具与测点位置的平面图上，标注各点的照度实测值。4.进行亮度测量，方法同采光实测中检验室内亮度分布。观测者位置：室内采用照明时，亮度计放在房间长度方向的中轴线上，离墙0.5m，离地高1.2m（坐姿）或1.5m（站姿）处，亮度计朝向另一端墙。5.整理测量数据，完成实验报告。室形指数Kr最低测点数＜141—292—316≥325