建筑物理實驗指導書

1、實驗1：室內熱環(huán)境測定 一、實驗目的 1.學習測量熱環(huán)境各參數(shù)（溫度、濕度、風速、輻射）的儀器原理2使用儀器測量熱環(huán)境各參數(shù)3計算比較不同室內環(huán)境的熱舒適度PMV二、實驗原理 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.相對濕度的測量:采用集成化濕敏電容式相對濕度傳感器， 3.室內風速、風向的測量 風速計的頭部玻璃球，球內繞有鎳鉻絲線圈和兩個串聯(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。當一定大小的電流通過鎳鉻絲線圈時，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對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)預期平均熱舒適度,它是以人體熱平衡方程式為基礎,考慮心理、生理學,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)并計算PMV。1 / 16M: 人體能量代謝率，靜坐時取1.2met。（69w/m2）,W: 人體所做的機械功，靜坐時取0 w/m2,：相對濕度,ta: 空氣溫度，,tci: 衣服外表面溫度，,tr: 平均輻射溫度，,Va: 風速，m/s 三、主要實驗設備儀器 1、ZRQF-D10J風

3、速儀 (1)把儀器測桿放直，測點朝上、滑套向下壓緊，保證測頭在零風速下校準儀器。 （2）按下“開”鍵開機，儀表進入預熱狀態(tài)并自動進行風速的零位補償。 （3）儀表完成溫度、濕度的測量，在顯示屏中顯示結果。 （4）輕輕拉動螺塞，使測桿探頭露出（長短可根據(jù)需要選擇），并使探頭上的紅點面對著風向，測量風速。 注意事項（1） 拉出探頭時，小心不可碰到熱球，（2） 在風速測量中，使探頭窗口對準來鳳方向（3） 開機時，把儀器測桿放直，測點朝上、滑套向下壓緊，保證測頭在零風速下校準儀器。 2黑體溫度計（TR102） （1） 溫度計由銅球上部開口處通過橡皮塞插入，并使溫度計球部位于銅球中心，鎖緊螺母，固定溫度計

4、。3 / 16（2） “ON/OFF/ESC”鍵,打開或關斷電源,（3） “SELECT”鍵，選擇測量單位，“OK”鍵確認，（4） 黑球放在空氣中的測量時間為12分鐘。（5） 黑球放在距地面以上1.1m的位置，相對球體來自任何方向的熱源和風力都不應受到阻擋。注意事項：（1）要避免球體摔落，保持外表面清潔 （2）溫度計放入銅球后，應鎖緊螺母，防止銅球滑落，避免溫度計探桿彎曲。 （3）不可將黑球溫度計放置在900環(huán)境中超過2小時。四、實驗內容與要求 （1）在實驗室風扇關閉、打開情況下，分別測量空氣溫度、濕度、風速，測量點選擇房間中央?yún)^(qū)域5個點、墻角4個點、墻壁4個點，門窗各一個點， （2）風向測量

5、用細紙條測定。（3）輻射溫度測量，測量點選擇房間中央?yún)^(qū)域5個點。（4）計算房間的平均溫度、濕度、風速、輻射溫度。（5）使用空氣環(huán)境參數(shù)綜合測量儀6401測量（風扇關閉、打開情況），設定代謝率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、風速分布圖。（7）計算熱舒適度（開、閉風扇情況），分析討論實驗結果。實驗2 建筑日照實驗一、 實驗目的1 學習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、 實驗原理日照儀是根據(jù)地球繞太陽運行的規(guī)律設計的。赤緯、地理緯度和時間組成了日照計算的三大因素，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3 / 16As=0°，向西為正，向東為負。在任何一天里，上、下午太陽的位置對稱于中午，例如下午1點對稱于上午11點，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，由于地球繞太陽轉動和地球的自轉，太陽的高度角和方位角也在持續(xù)變化著，其值取決于測量時間、測量地點的緯度和赤緯

7、度這三個主要參數(shù)。日照儀就是依據(jù)以上原理設計而成(又稱三參數(shù)日照儀)。（1） 棒影圖繪制板（圖1中序號1），可在上面鋪紙繪制棒影圖。（2） 緯度盤（圖中序號2），選擇觀測點的緯度。（3） 季節(jié)表（圖1中序號3），選擇季節(jié)（既選擇赤緯角）（4） 時間表（圖1中序號4），選擇時間。（5） 鎖緊旋鈕（圖1中序號5），松開后可調節(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：光源風扇一側對著墻面，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、 實驗內容與要求1棒影圖繪制：（1）準備一模擬太

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）。要避免實驗室其它光源的干擾。（2）將日照儀放于平穩(wěn)的臺面上，使緯度盤（圖1序號2）刻度置于零，時間表（圖1中序號4）置為12時，季節(jié)表（圖1中序號3）位于3月份（即春分和秋分的日期位置），同時轉動兩端旋鈕鎖緊以固定該位置。挪動日照儀或燈源位置，使棒影處于無影狀態(tài)。 （3）松開鎖緊旋鈕，調節(jié)緯度盤、季節(jié)表，調到想要測的地理位置和要測的日期，再鎖緊旋鈕。松開時間表的旋鈕，轉動支架，可測出不同時間的日照情況。直接在地平面（上圖中序號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）計算不同季節(jié)10點、12點、14點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節(jié)時間盤測試陰影情況。 （4）繪制模型陰影圖。五、注意事項：1本儀器為精密儀器，嚴禁用力過大和不當操作。2模型重量應1.5Kg。3光源要求用燈功率大（500K），平行性好的燈具。因為光的強度和平行4性直接影響日照儀的測量精度。5不使用時松開所有的鎖緊旋鈕，使設備處于自然狀態(tài)。5 /

10、16實驗3 檢驗側窗采光房間的實際采光效果【實驗目的】1. 掌握照度計的使用方法。2. 對側窗采光室內光效果有所認識?！緦嶒炘怼總却拔恢脤κ覂日斩确植嫉挠绊?。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表明當窗面積相同，位置高低不同時，室內采光系數(shù)分布的差異。低窗時，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)字式照度計圖 16 照度計量程為20、200、2000、20000Lux，4檔，Ra

11、nge鍵切換。讀數(shù)時，若只顯示“1”于左側最高位時，表明過載，應選擇較高檔位測量。設定20000Lux檔位時，讀數(shù)×10倍才是測量值。Hold鍵可以鎖定讀數(shù)?！緦嶒瀮热菖c要求】1. 場所和布點 選一側窗采光房間，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(見圖17)。 2. 測量 天氣條件：最好選擇陰天。如無陰天，選朝北房間進行測定。時間最好在9時至16時，因這時室外照度變化較小。7 / 16圖 17 采光實測測點布置室外照度：應選擇周圍無遮擋的空地或在建筑物屋頂上進行測量。光接收器與周圍建筑物或其它遮擋物的距離應大于遮擋物高度(自光接收器

12、所處水平算起)的6倍以上。室內照度：光接收器放在與實際工作面等高，或距地面0.8m高的支架水平面上。測量時應熄滅人工照明燈。測量者應避開光的入射方向，以防止對光接收器的遮擋。為了提高測量精度，每一測點可反復進行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。實驗4 檢驗室內亮度分布狀況【實驗目的】1. 掌握亮度計的使用方法。2. 學習室內環(huán)境照明測試方法?！緦嶒炘怼苛炼扔嬍菧y量物體表面亮度的儀器。根據(jù)建筑光學理論，均勻擴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)，進而計算出表面照度值。亮度計測

13、量是根據(jù)立體角投影定律，當立體角固定，就可以從表面亮度對某點形成的照度，反算出該表面的亮度，整個過程在亮度計中完成。常用的為遮筒式亮度計，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)字亮度計示意圖【儀器介紹】圖1所示為XYL-III型全數(shù)字亮度計。動態(tài)范圍為0.1-100,000cd/m2 ，精度優(yōu)于±5%，分辨率0.1cd/m2，重復性0.1cd/m2，光學系統(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?！緦嶒瀮热菖c要求】選擇一間房間進行下列測試：（1） 在觀測點可以看到的各種表面，都應選擇測量點；同一表面的測點數(shù)，則視該表

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

15、視圖上（圖2）（7） 給出實驗結論。圖2 亮度測量數(shù)據(jù)圖9 / 16實驗5 駐波管法測定吸聲材料的吸聲系數(shù)一、 實驗目的1. 學習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、實驗原理入射波沿管內直線傳播；當入射到試件后，進行反射，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，并在管內某個位置上形成聲壓極大值Pmax(N/m2)（對應最大聲壓級Lmax，單位dB）, 和聲壓極較小值Pmin（對應最小聲壓級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計，測

16、試的標稱值是聲壓級，而不是聲壓值，其駐波比n的公式推算如下，設Lmax、LMin為最大、最小聲壓級，L為聲壓級差（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 ,導軌,測試車移動軌道,聲源箱,測試管,信號發(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噪聲進行頻譜分析。3JTZB型合成信號發(fā)生器 “POWER”鍵電源開關“output”BNC接口，正弦波輸出端?！癋REQ”

17、設置輸出頻率，按該鍵，LCD顯示當前頻率?！癆MPD”設置輸出幅度，按該鍵，LCD顯示當前幅度“KHz/V Hz/mV”設置使用的單位?！皵?shù)字鍵盤”09及小數(shù)點為數(shù)字鍵入?yún)^(qū)域?！癈LR”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、實驗內容與要求測試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，信號發(fā)生器等電子儀器電源接通，并預熱5分鐘，(2)將試件按照要求裝在試件筒內，并用凡士林將試件與筒壁接觸處的縫隙填塞，使之嚴密，然后再用夾具將試件筒固定在駐波管上。（3）調節(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)移動測試小車，在靠近試件的一端找出第一個聲壓級的極大值和極小值，并記下讀數(shù)。(5)每一頻率反復測試三次(當測試2000，4000HZ的頻率時，要應用小聲管測試)(6)計算不同頻率條件下的吸聲系數(shù)，輸入計算軟件，繪制頻率特性曲線。如右圖。五注意事項：1嚴禁長時間超載測試，功率放大器輸出嚴格按從小到大順序調節(jié)，使專用頻譜分析儀最大聲壓不要超過110dB，建議平時測量控制在100dB左右。尤其是在低頻時，功率放大器旋鈕只需旋動一個刻度左右即可。所以，嚴禁將功率放的很大。2測試臺要有減震墊，信號源等儀器不要和駐波管接觸

19、。盡可能遠離測試小車的位置。3安裝試件時，要嚴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。實驗6 環(huán)境噪聲測量12 / 16一、實驗目的1. 學習聲級計的使用2. 實地測量環(huán)境噪聲，分析噪聲來源3. 計算統(tǒng)計聲級L10、L50、L90 , 標準差二、實驗原理 城市人口的增長，工廠的擴增，交通的發(fā)展相應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。我國為適應四個現(xiàn)代化建設的需要，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)境噪聲標準>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。對于從事城市建設和規(guī)劃的工作者來說，控制和降低城市環(huán)境噪聲是一項十分重要的工作。使用噪聲測量儀測量噪聲統(tǒng)計分布，分析噪聲來源、分布。部分室內噪聲標準。房間類型 A聲級dB(A) 臥室、書房、病房 £ 4050 一般教室 £ 50 門診室 £ 5560 會議室 35 學術報告廳、閱覽室 30 室內樂、演唱廳 25 辦公室35 40 三、儀器介紹聲級計，測量前應先進行校準。具有詳盡的1/1和1/3倍頻