建筑物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)1：室內(nèi)熱環(huán)境測定 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.學(xué)習(xí)測量熱環(huán)境各參數(shù)（溫度、濕度、風(fēng)速、輻射）的儀器原理2使用儀器測量熱環(huán)境各參數(shù)3計(jì)算比較不同室內(nèi)環(huán)境的熱舒適度PMV二、實(shí)驗(yàn)原理 1.溫度的測量 : 采用精密熱敏電阻作為測量溫度的敏感元件，2.相對(duì)濕度的測量:采用集成化濕敏電容式相對(duì)濕度傳感器， 3.室內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)向的測量 風(fēng)速計(jì)的頭部玻璃球，球內(nèi)繞有鎳鉻絲線圈和兩個(gè)串聯(lián)的熱電偶。熱電偶的冷端連接在支柱上并直接暴露于氣流中。當(dāng)一定大小的電流通過鎳鉻絲線圈時(shí)，玻璃球的溫度升高，溫度升高的程度反映在熱電偶產(chǎn)生的熱電勢，經(jīng)校正后用氣流速度在電表上表示出來，就可用它直接來測量氣流速度。 4平均輻射溫度測量

2、平均輻射溫度即室內(nèi)對(duì)人體輻射熱交換有影響的各表面溫度的平均值。用黑球溫度計(jì)測定來自周圍物體平均輻射溫度， 5熱舒適度PMV PMV(Predicted Mean Vote)預(yù)期平均熱舒適度,它是以人體熱平衡方程式為基礎(chǔ),考慮心理、生理學(xué),綜合影響人體熱感覺的主要因素。使用環(huán)境參數(shù)綜合測量儀6401可以測量空氣參數(shù)并計(jì)算PMV。1 / 16M: 人體能量代謝率，靜坐時(shí)取1.2met。（69w/m2）,W: 人體所做的機(jī)械功，靜坐時(shí)取0 w/m2,：相對(duì)濕度,ta: 空氣溫度，,tci: 衣服外表面溫度，,tr: 平均輻射溫度，,Va: 風(fēng)速，m/s 三、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器 1、ZRQF-D10J風(fēng)

3、速儀 (1)把儀器測桿放直，測點(diǎn)朝上、滑套向下壓緊，保證測頭在零風(fēng)速下校準(zhǔn)儀器。 （2）按下“開”鍵開機(jī)，儀表進(jìn)入預(yù)熱狀態(tài)并自動(dòng)進(jìn)行風(fēng)速的零位補(bǔ)償。 （3）儀表完成溫度、濕度的測量，在顯示屏中顯示結(jié)果。 （4）輕輕拉動(dòng)螺塞，使測桿探頭露出（長短可根據(jù)需要選擇），并使探頭上的紅點(diǎn)面對(duì)著風(fēng)向，測量風(fēng)速。 注意事項(xiàng)（1） 拉出探頭時(shí)，小心不可碰到熱球，（2） 在風(fēng)速測量中，使探頭窗口對(duì)準(zhǔn)來鳳方向（3） 開機(jī)時(shí)，把儀器測桿放直，測點(diǎn)朝上、滑套向下壓緊，保證測頭在零風(fēng)速下校準(zhǔn)儀器。 2黑體溫度計(jì)（TR102） （1） 溫度計(jì)由銅球上部開口處通過橡皮塞插入，并使溫度計(jì)球部位于銅球中心，鎖緊螺母，固定溫度計(jì)

4、。3 / 16（2） “ON/OFF/ESC”鍵,打開或關(guān)斷電源,（3） “SELECT”鍵，選擇測量單位，“OK”鍵確認(rèn)，（4） 黑球放在空氣中的測量時(shí)間為12分鐘。（5） 黑球放在距地面以上1.1m的位置，相對(duì)球體來自任何方向的熱源和風(fēng)力都不應(yīng)受到阻擋。注意事項(xiàng)：（1）要避免球體摔落，保持外表面清潔 （2）溫度計(jì)放入銅球后，應(yīng)鎖緊螺母，防止銅球滑落，避免溫度計(jì)探桿彎曲。 （3）不可將黑球溫度計(jì)放置在900環(huán)境中超過2小時(shí)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 （1）在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)扇關(guān)閉、打開情況下，分別測量空氣溫度、濕度、風(fēng)速，測量點(diǎn)選擇房間中央?yún)^(qū)域5個(gè)點(diǎn)、墻角4個(gè)點(diǎn)、墻壁4個(gè)點(diǎn)，門窗各一個(gè)點(diǎn)， （2）風(fēng)向測量

5、用細(xì)紙條測定。（3）輻射溫度測量，測量點(diǎn)選擇房間中央?yún)^(qū)域5個(gè)點(diǎn)。（4）計(jì)算房間的平均溫度、濕度、風(fēng)速、輻射溫度。（5）使用空氣環(huán)境參數(shù)綜合測量儀6401測量（風(fēng)扇關(guān)閉、打開情況），設(shè)定代謝率1.0met(靜坐)，1.2met(輕作業(yè))，衣服熱阻0.7col（夏季），記錄環(huán)境熱舒適度。（6）畫出房間溫度、風(fēng)速分布圖。（7）計(jì)算熱舒適度（開、閉風(fēng)扇情況），分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)2 建筑日照實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)太陽高度角和方位角測量方法2 棒影圖繪制3 觀測建筑模型的陰影變化二、 實(shí)驗(yàn)原理日照儀是根據(jù)地球繞太陽運(yùn)行的規(guī)律設(shè)計(jì)的。赤緯、地理緯度和時(shí)間組成了日照計(jì)算的三大因素，由于本日照儀具備了這

6、三參數(shù)的條件，故又稱“三參數(shù)日照儀”。地平坐標(biāo)系：是以地平圈為基圈，用太陽高度角和方位角來確定太陽在天球中的位置，太陽高度角(hs)：是指太陽直射光線與地平面間的夾角。太陽方位角(As)：是指太陽直射光線在地平面上的投影與地平面正南方向所夾的角。正南點(diǎn)3 / 16As=0°，向西為正，向東為負(fù)。在任何一天里，上、下午太陽的位置對(duì)稱于中午，例如下午1點(diǎn)對(duì)稱于上午11點(diǎn)，二者太陽的高度角和方位角的數(shù)值相同，只是方位角的符號(hào)相反。三、 儀器介紹1.JT-型日照儀 在自然陽光的照射中，由于地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)和地球的自轉(zhuǎn)，太陽的高度角和方位角也在持續(xù)變化著，其值取決于測量時(shí)間、測量地點(diǎn)的緯度和赤緯

7、度這三個(gè)主要參數(shù)。日照儀就是依據(jù)以上原理設(shè)計(jì)而成(又稱三參數(shù)日照儀)。（1） 棒影圖繪制板（圖1中序號(hào)1），可在上面鋪紙繪制棒影圖。（2） 緯度盤（圖中序號(hào)2），選擇觀測點(diǎn)的緯度。（3） 季節(jié)表（圖1中序號(hào)3），選擇季節(jié)（既選擇赤緯角）（4） 時(shí)間表（圖1中序號(hào)4），選擇時(shí)間。（5） 鎖緊旋鈕（圖1中序號(hào)5），松開后可調(diào)節(jié)季節(jié)等。（6） 安裝要求：要求房間高3米，理論上越高越理想。安裝示意圖如下：光源風(fēng)扇一側(cè)對(duì)著墻面，支架用M8膨脹螺栓固定于墻面，中心距離墻面320-300mm。平面鏡700X700mm。與墻面夾角67.5度，高度越高越好。 四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1棒影圖繪制：（1）準(zhǔn)備一模擬太

8、陽的平行光源。將光源按與地面約45°的夾角、光線射向地面的位置布置。盡可能抬高光源距地面的高度（3m左右）。要避免實(shí)驗(yàn)室其它光源的干擾。（2）將日照儀放于平穩(wěn)的臺(tái)面上，使緯度盤（圖1序號(hào)2）刻度置于零，時(shí)間表（圖1中序號(hào)4）置為12時(shí)，季節(jié)表（圖1中序號(hào)3）位于3月份（即春分和秋分的日期位置），同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩端旋鈕鎖緊以固定該位置。挪動(dòng)日照儀或燈源位置，使棒影處于無影狀態(tài)。 （3）松開鎖緊旋鈕，調(diào)節(jié)緯度盤、季節(jié)表，調(diào)到想要測的地理位置和要測的日期，再鎖緊旋鈕。松開時(shí)間表的旋鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)支架，可測出不同時(shí)間的日照情況。直接在地平面（上圖中序號(hào)1）上鋪紙(A4紙)繪制棒影圖。4 / 16 （4）

9、測量江門地區(qū)（緯度22o ）夏至、春分和冬至的棒影圖。每隔1小時(shí)測一次，在紙上畫棒影，棒高為10.0cm。（5）畫不同季節(jié)棒影圖。（6）計(jì)算不同季節(jié)10點(diǎn)、12點(diǎn)、14點(diǎn)太陽高度角和方位角。2觀測建筑物的陰影變化 （1）按繪制棒影圖的步驟調(diào)零各刻度和正確放置日照儀位置。 （2）放置模型。 （3）按繪制棒影圖的步驟調(diào)節(jié)時(shí)間盤測試陰影情況。 （4）繪制模型陰影圖。五、注意事項(xiàng)：1本儀器為精密儀器，嚴(yán)禁用力過大和不當(dāng)操作。2模型重量應(yīng)1.5Kg。3光源要求用燈功率大（500K），平行性好的燈具。因?yàn)楣獾膹?qiáng)度和平行4性直接影響日照儀的測量精度。5不使用時(shí)松開所有的鎖緊旋鈕，使設(shè)備處于自然狀態(tài)。5 /

10、16實(shí)驗(yàn)3 檢驗(yàn)側(cè)窗采光房間的實(shí)際采光效果【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握照度計(jì)的使用方法。2. 對(duì)側(cè)窗采光室內(nèi)光效果有所認(rèn)識(shí)?！緦?shí)驗(yàn)原理】側(cè)窗位置對(duì)室內(nèi)照度分布的影響。圖的下面的圖是通過窗中心的剖面圖。虛線表示不同工作面上不同的采光系數(shù)。上面三個(gè)圖示平面采光系數(shù)分布圖，同一條曲線的采光系數(shù)相同。圖a、b表明當(dāng)窗面積相同，位置高低不同時(shí)，室內(nèi)采光系數(shù)分布的差異。低窗時(shí)，近窗處照度很高；窗的位置提高后，雖然靠近窗口處照度下降，但離窗口遠(yuǎn)的地方照度卻提高不少，均勻性得到很大改善。6 / 16【儀器介紹】TES-1330A型數(shù)字式照度計(jì)圖 16 照度計(jì)量程為20、200、2000、20000Lux，4檔，Ra

11、nge鍵切換。讀數(shù)時(shí)，若只顯示“1”于左側(cè)最高位時(shí)，表明過載，應(yīng)選擇較高檔位測量。設(shè)定20000Lux檔位時(shí)，讀數(shù)×10倍才是測量值。Hold鍵可以鎖定讀數(shù)?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求】1. 場所和布點(diǎn) 選一側(cè)窗采光房間，在窗、窗間墻中間，垂直于窗面,布置二條測量線，離地高度與工作面同，間隔l2m布置一測點(diǎn)(見圖17)。 2. 測量 天氣條件：最好選擇陰天。如無陰天，選朝北房間進(jìn)行測定。時(shí)間最好在9時(shí)至16時(shí)，因這時(shí)室外照度變化較小。7 / 16圖 17 采光實(shí)測測點(diǎn)布置室外照度：應(yīng)選擇周圍無遮擋的空地或在建筑物屋頂上進(jìn)行測量。光接收器與周圍建筑物或其它遮擋物的距離應(yīng)大于遮擋物高度(自光接收器

12、所處水平算起)的6倍以上。室內(nèi)照度：光接收器放在與實(shí)際工作面等高，或距地面0.8m高的支架水平面上。測量時(shí)應(yīng)熄滅人工照明燈。測量者應(yīng)避開光的入射方向，以防止對(duì)光接收器的遮擋。為了提高測量精度，每一測點(diǎn)可反復(fù)進(jìn)行23次讀數(shù)，然后取讀數(shù)的均值。根據(jù)測得數(shù)據(jù)即可整理成典型平面和剖面的采光系數(shù)曲線圖。實(shí)驗(yàn)4 檢驗(yàn)室內(nèi)亮度分布狀況【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握亮度計(jì)的使用方法。2. 學(xué)習(xí)室內(nèi)環(huán)境照明測試方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】亮度計(jì)是測量物體表面亮度的儀器。根據(jù)建筑光學(xué)理論，均勻擴(kuò)散反射表面的亮度可從該表面照度和其反射系數(shù)換算標(biāo)出來(L=E/)。反過來，我們了解物體表面亮度及其反射系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出表面照度值。亮度計(jì)測

13、量是根據(jù)立體角投影定律，當(dāng)立體角固定，就可以從表面亮度對(duì)某點(diǎn)形成的照度，反算出該表面的亮度，整個(gè)過程在亮度計(jì)中完成。常用的為遮筒式亮度計(jì)，這種適用于測量面積較大，亮度較高的表面。8 / 16圖1 全數(shù)字亮度計(jì)示意圖【儀器介紹】圖1所示為XYL-III型全數(shù)字亮度計(jì)。動(dòng)態(tài)范圍為0.1-100,000cd/m2 ，精度優(yōu)于±5%，分辨率0.1cd/m2，重復(fù)性0.1cd/m2，光學(xué)系統(tǒng)測量視場為7度；測量距離0.3m以上；工作溫度:0-50，具有保持(Hold)功能?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求】選擇一間房間進(jìn)行下列測試：（1） 在觀測點(diǎn)可以看到的各種表面，都應(yīng)選擇測量點(diǎn)；同一表面的測點(diǎn)數(shù)，則視該表

14、面面積大小、亮度變化程度而定。 （2） 測量時(shí)間選擇在工作期間的正常條件和最不利條件(例如有直射陽光進(jìn)入室內(nèi)，陽光直射窗外淺色建筑物時(shí)等)。 （3） 觀測者位置：室內(nèi)采用照明時(shí)，亮度計(jì)放在房間長度方向的中軸線上，離墻0.5m，離地高1.2m(坐姿)或1.5m(立姿)處，亮度計(jì)朝向另一端墻。（4） 室內(nèi)為天然采光時(shí)，亮度計(jì)朝窗放在通過有窗墻的中軸線上，離內(nèi)墻0.5m，離地1.2m(坐姿)或1.5m(立姿)處。（5） 打開人工光源，重復(fù)（4）的測量，比較亮度分布變化。（6） 根據(jù)測得的各點(diǎn)亮度值填入事先制成的表格中。也可將測量數(shù)據(jù)標(biāo)在與亮度計(jì)處于同一位置、同一角度拍攝的室內(nèi)照片上，或以此為視點(diǎn)的透

15、視圖上（圖2）（7） 給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。圖2 亮度測量數(shù)據(jù)圖9 / 16實(shí)驗(yàn)5 駐波管法測定吸聲材料的吸聲系數(shù)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)駐波管法測量吸聲系數(shù)原理2. 測量吸聲材料的吸聲系數(shù)3. 繪制頻率特性曲線 二、實(shí)驗(yàn)原理入射波沿管內(nèi)直線傳播；當(dāng)入射到試件后，進(jìn)行反射，由于反射波與入射波傳遞的方向相反，聲壓產(chǎn)生疊加而形成駐波，并在管內(nèi)某個(gè)位置上形成聲壓極大值Pmax(N/m2)（對(duì)應(yīng)最大聲壓級(jí)Lmax，單位dB）, 和聲壓極較小值Pmin（對(duì)應(yīng)最小聲壓級(jí)Lmin），其間距為1/4波長。=1-=1-Er/E0式中：-吸聲系數(shù)-反射系數(shù)E0-入射聲能(W)Er-反射聲能(W)一般頻譜分析儀或聲級(jí)計(jì)，測

16、試的標(biāo)稱值是聲壓級(jí)，而不是聲壓值，其駐波比n的公式推算如下，設(shè)Lmax、LMin為最大、最小聲壓級(jí)，L為聲壓級(jí)差（單位dB）。10 / 16L=Lmax-Lmin=20lgPmax/0-20lgPmin/0=20lgn三、儀器介紹1JTZB吸聲系數(shù)測試系統(tǒng) 測試車 ,導(dǎo)軌,測試車移動(dòng)軌道,聲源箱,測試管,信號(hào)發(fā)生器,功率放大器,頻譜分析儀2JTZB吸聲系數(shù)測試系統(tǒng)專用頻譜分析儀是一種臺(tái)式智能化噪聲測量儀器，專用于JTZB吸聲系統(tǒng)，也可適用于各種工業(yè)環(huán)境噪聲測量尤其適用于對(duì)噪聲進(jìn)行頻譜分析。3JTZB型合成信號(hào)發(fā)生器 “POWER”鍵電源開關(guān)“output”BNC接口，正弦波輸出端?！癋REQ”

17、設(shè)置輸出頻率，按該鍵，LCD顯示當(dāng)前頻率?！癆MPD”設(shè)置輸出幅度，按該鍵，LCD顯示當(dāng)前幅度“KHz/V Hz/mV”設(shè)置使用的單位?！皵?shù)字鍵盤”09及小數(shù)點(diǎn)為數(shù)字鍵入?yún)^(qū)域。“CLR”按下該鍵則取消鍵入值。11 / 16晶顯示屏顯示輸出頻率和電壓幅度四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求測試1/3倍頻程頻率下吸聲系數(shù)，繪制材料吸聲系數(shù)頻率特性曲線。方法步驟：(1)檢查電路接線正確后，信號(hào)發(fā)生器等電子儀器電源接通，并預(yù)熱5分鐘，(2)將試件按照要求裝在試件筒內(nèi)，并用凡士林將試件與筒壁接觸處的縫隙填塞，使之嚴(yán)密，然后再用夾具將試件筒固定在駐波管上。（3）調(diào)節(jié)聲頻發(fā)生器的頻率，依次發(fā)出200、250、315、400、

18、500、630、800、1000、1250、1600、2000Hz不同的聲頻。(4)移動(dòng)測試小車，在靠近試件的一端找出第一個(gè)聲壓級(jí)的極大值和極小值，并記下讀數(shù)。(5)每一頻率反復(fù)測試三次(當(dāng)測試2000，4000HZ的頻率時(shí)，要應(yīng)用小聲管測試)(6)計(jì)算不同頻率條件下的吸聲系數(shù)，輸入計(jì)算軟件，繪制頻率特性曲線。如右圖。五注意事項(xiàng)：1嚴(yán)禁長時(shí)間超載測試，功率放大器輸出嚴(yán)格按從小到大順序調(diào)節(jié)，使專用頻譜分析儀最大聲壓不要超過110dB，建議平時(shí)測量控制在100dB左右。尤其是在低頻時(shí)，功率放大器旋鈕只需旋動(dòng)一個(gè)刻度左右即可。所以，嚴(yán)禁將功率放的很大。2測試臺(tái)要有減震墊，信號(hào)源等儀器不要和駐波管接觸

19、。盡可能遠(yuǎn)離測試小車的位置。3安裝試件時(shí)，要嚴(yán)格密封活塞與管壁及試件管端面與主管。要求試件安裝后其端面與管的端面平齊。并且試件后端面與活塞端面不要有空隙，要緊密貼合。實(shí)驗(yàn)6 環(huán)境噪聲測量12 / 16一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)聲級(jí)計(jì)的使用2. 實(shí)地測量環(huán)境噪聲，分析噪聲來源3. 計(jì)算統(tǒng)計(jì)聲級(jí)L10、L50、L90 , 標(biāo)準(zhǔn)差二、實(shí)驗(yàn)原理 城市人口的增長，工廠的擴(kuò)增，交通的發(fā)展相應(yīng)的帶來了干擾人們生活，影響生產(chǎn)的噪聲污染，甚至形成了公害。我國為適應(yīng)四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，在降低城市環(huán)境噪聲中做了不少研究工作，近年來后制訂了<城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)>GB3096-82，<城市環(huán)境噪聲測量方法> GBH1.2-82，<工業(yè)企業(yè)噪聲檢查規(guī)范>，<城市交通噪聲測試規(guī)范>等。對(duì)于從事城市建設(shè)和規(guī)劃的工作者來說，控制和降低城市環(huán)境噪聲是一項(xiàng)十分重要的工作。使用噪聲測量儀測量噪聲統(tǒng)計(jì)分布，分析噪聲來源、分布。部分室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)。房間類型 A聲級(jí)dB(A) 臥室、書房、病房 £ 4050 一般教室 £ 50 門診室 £ 5560 會(huì)議室 35 學(xué)術(shù)報(bào)告廳、閱覽室 30 室內(nèi)樂、演唱廳 25 辦公室35 40 三、儀器介紹聲級(jí)計(jì)，測量前應(yīng)先進(jìn)行校準(zhǔn)。具有詳盡的1/1和1/3倍頻