建筑物理实验指导书.doc

建筑物理实验指导书实验一、热气候参数及导热系数的测定（一）、测量温度1、 实验设备铜一康铜热电偶(0.20.5mm)，便携式电位差计(或数字电压表仪等)，切换开关，宽口保温瓶(或冰点箱)。2、实验原理如图1所示，当两种金属(如铜和康铜)导线组成闭合回路时，只要两个接点的量度不同，在回路中就有热电势产生。热电势的大小与两端点的温差有关。若固定某一端的温度t。为O，则热电势的大小就取决于另一端点的温度t。只要在回路中接入一电压计，测得热电势值，就可换算成该端点的温度。图1 热电偶原理3实验内容和方法： (1)按测点位置和被测点的温度状况，将所有测点归类编号。 (2)将热电偶感温部埋设、粘贴或悬挂在被测点上。测表面温度时，热电偶感温部粘贴要牢、粘剂应薄，并在导线离感温部的100mm处在同一被测表面处粘牢一点；若环境热辐射较大时，热电偶感温部应用铝箔覆盖或围罩。 (3)把热电偶的冷端置于蒸馏水和碎冰混合的保温瓶(或冰点箱)中，注意热电偶感温部不要与冰块相碰，并用标准水银温度计在同一位置监测，以保持O。 (4)按图2所示，将热电偶导线的自动毫伏记录铜丝端对号接入切换开关，康铜丝端与冷端的康铜丝端连接，并接人电位差计以组成测量回路。 (5)按测试项目的内容和要求确定的时间间隔，定时地拨动切换开关，在电位差计上读出相应各测点的热电动势值(毫伏mv)，再按事先标定的热电势与温度间的对应关系，换算成温度。（二） 测量室内相对湿度1、 实验设备：通风干湿球温度计、指针式湿度计。2、 实验原理通风干湿球温度计是由干球温度计、湿球温度计及通风装置组成的。当把该仪器安装在空气中时，润湿湿球温度计的水分就蒸发，并冷却温度计的感受部分。空气的相对湿度愈小，经过湿球温度计感受部分的空气流速愈大，则湿球温度计被冷却的程度愈大，反映的温度就愈低。当通过湿球温度计的空气流速维持恒定时，则干、湿球温度计的数值就反映空气相对湿度的大小。3、实验内容及方法： (1)在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 (2)若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待34min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银柱面平齐，先读小数，后读整数。 (3)根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。（三）测量室内的风向、风速1、 实验设备QDF型热球式电风速仪或手持式风速仪。2、 实验原理QDF型热球式电风速计的头部有一直径约08mm的玻璃球，球内绕有镍铬丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍铬丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。3、实验内容及方法： (1)把仪器测杆放直，测点朝上、滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 (2)把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。 (3)轻轻拉动滑套，使测头露出适当长度，让测头上的红点对准迎风面，待指针较稳定时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。 (4)风向可采用放烟或悬挂丝线的方法测定。图3、转杯式叶轮风速风向仪1- 风杯；2-回零压杆；3-启动压杆（四）、太阳辐射照度(包括水平面上的总辐射照度、散射辐射照度和直射辐射照度)1、 实验设备：天空辐射表、辐射电流表。2、 实验原理仪器的工作原理基于热电效应。在锰铜一康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用它们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势：用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。3、实验内容及方法： (1)在太阳直射辐射不被遮挡的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的3个螺钉，使仪器感应面成水平位置。辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。 (2)将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的(十)、()端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。(3)测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。(4)把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度：（五）、导热系数的测定1、实验设备：导热系数测定仪、烘箱、天平、米尺几千分卡尺。2、实验原理：本测量装置是根据通过平壁稳定导热原理设计的。用冷、热板在试件两表面产生温差，并用控温设备控制温度的稳定，在实践的周边用保护热搬来避免热量散失，造成通过试件的单向的稳定导热过程。2、 实验内容及方法：（1） 按照平面尺寸与导热系数测定仪热板尺寸（直径或边长为200-300mm）基本相同，厚度为热板宽度的1/4来制备试件。（2） 对试件表面要磨平，不平行度不得大于试件厚度的1%；对于粉状应选用导热系数接近或小于被测材料导热系数的材料做围框，把粉末材料装在围框内。（3） 试件应在烘箱内烘干至含湿量2%.（4） 称试件的重量和尺寸，计算试件的密度。（5） 把试件装入仪器中并压紧，对压缩易变形的试件，在四周必须用导热系数接近或小于被测材料导热系数的材料做支撑块。（6） 按实际使用情况和要求，选择试件平均温度及两表面的温差。（7） 在冷、热板上固定热电偶以测量表面温度或温差。（8） 对设备通电加热，待试件达到热稳定状态后，每隔10min测量试件的表面温度和热流强度。当连续四次测量结果偏差在1%以内，且不是单向变化，测量可以结束。（9） 按照下式计算出导热系数：实验二、检验侧窗采光房间的实际的采光效果：1、 实验仪器与设备：照度计（附颜色和余弦校正器）；光接收器支架。2、 实验原理：照度计（见图4）是测量照度的仪器，它由光电池和微安检流计组成。现代数字式显示的照度计使用的是硅光电池，当光线照射到光电池表面时，在光电池上产生电动势，其大小与光电池所受的照度有一定比例关系，由于光电池与微安检流计连成回路，所以有电流通过检流计，光电流的大小决定于入射光的照度和回路中的电阻，因此通过照度计所显示的数字直接读出入射光的照度值。图4 照度计3、实验内容及方法：(1) 场所和布点 选一侧窗采光房间，在窗、窗间墙中间，垂直于窗面布置二条测量线，离地高度与工作面同，间隔l一2m布置一测点(图5)。图5 采光实测的测点布置 (2)测量：1) 天气条件 最好选择明天。如无阴天，选朝北房间进行测定。时间最好在9时至16时，因这时室外照度变化较小。2) 使光接收器处于工作面高度，并能方便地移动到各测点。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它遮挡物的距离应大于遮挡物高度(自光接收器所处水平算起)的6倍以上。读数时间应与室内照度读数时间一致。4) 室内照度 光接收器放在与实际工作面等高，或距地面08m高的支架水平面上。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23次读数，然后取读数的均值。根据测得数据即可整理成典型剖面的采光系数曲线图。实验三、检验房间照明实际效果1、实验仪器设备：照度计 (附颜色和余弦校正器)2、实验原理：照度计（见图4）是测量照度的仪器，它由光电池和微安检流计组成。现代数字式显示的照度计使用的是硅光电池，当光线照射到光电池表面时，在光电池上产生电动势，其大小与光电池所受的照度有一定比例关系，由于光电池与微安检流计连成回路，所以有电流通过检流计，光电流的大小决定于入射光的照度和回路中的电阻，因此通过照度计所显示的数字直接读出入射光的照度值。3、实验内容及方法 (1)测点应当是每个工作点，并将测点位置标注在平面图上。在平面图中还应当标明，灯具挂高和所处位置。如为空房间，则宜采用均匀布点方式，这时测点数与室形指数有关。具体见表1。表1 测点数与室形指数的关系(2)测量宜在晚间进行。测量前，应开亮全部灯，待其稳定后(15min以上)才能开始测量。测量时工作人员不应遮挡光接收器。(3)在标有灯具与测点位置的平面图上，在测点旁注出各点的照度实测值，或绘出等照度曲线。实验四、检验室内亮度分布：1、 实验仪器设备亮度计。2、 实验原理亮度计是模仿人眼来测量视觉明暗感觉的仪器，它由光接收器和微安检流计组成。现在使用的是数字式显示的亮度计，当光线照射到光接收器表面时，在光电池上产生电动势，其大小与光接收器所受的照度有一定比例关系，由于光接收器与微安检流计连成回路，所以有电流通过检流计，光电流的大小决定于入射光的亮度和回路中的电阻，经过修正就可以通过亮度计所显示的数字直接读出入射光的亮度值。3、实验内容及方法(1)在观测点可以看到的各种表面，都应选择测量点；同面积大小、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等)。(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05m，离地高12m(坐姿)或15m(立姿)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墙的中轴线上，离内墙05m，离地12m(坐姿)或15m(立姿)处。根据测得的各点亮度值填入事先制成的表格中。也可将测量数据标在与亮度计处于同一位置、同一角度拍摄的室内照片上，或以此为视点的透视图上(图光2)。图6 亮度测量数据图实验五、照度计测量材料表面反射比和透射比一、用照度计测量表面的光反射比1、 实验仪器设备照度计2、 实验原理照度计（见图4）是测量照度的仪器，它由光电池和微安检流计组成。现代数字式显示的照度计使用的是硅光电池，当光线照射到光电池表面时，在光电池上产生电动势，其大小与光电池所受的照度有一定比例关系，由于光电池与微安检流计连成回路，所以有电流通过检流计，光电流的大小决定于入射光的照度和回路中的电阻，因此通过照度计所显示的数字直接读出入射光的照度值。3、 实验内容及方法选择不受直接光影响的被测面，将照度计光接受器紧贴被测表面，测得入射照度Ei。然后将接受器的感光面对准被测面，逐渐平行移动离开，照度计读数将随之而变，待照度读数稳定后，即反射光照度 。(见图-6)。由下式求出光反射比值： （1）图6 用照度计测量光反射比 也可用照度计和亮度计分别测出被测表面的照度量(lx)和亮度L(cdm2)，通过下式求出均匀扩散反射表面的光反射比值：用照度计测定表面的光反射比 （2）每个被测面一般应选取35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。二、用照度计测量窗玻璃的光透射比1、实验仪器设备照度计2、实验原理照度计（见图4）是测量照度的仪器，它由光电池和微安检流计组成。现代数字式显示的照度计使用的是硅光电池，当光线照射到光电池表面时，在光电池上产生电动势，其大小与光电池所受的照度有一定比例关系，由于光电池与微安检流计连成回路，所以有电流通过检流计，光电流的大小决定于入射光的照度和回路中的电阻，因此通过照度计所显示的数字直接读出入射光的照度值。3、实验内容及方法在天空扩散光条件下，将照度计的光接受器分别贴在窗玻璃的内、外两侧，两侧的测点应处于同一轴线上。分别读出内、外两侧的 和 ，如图所示。按下式求出透射比： （3）图7 用照度计测量材料的光透射比实验六、声级计测量声压级和A声级1、 实验仪器设备有线性标度(或“C”)和A计权的声级计；校准器；三脚架。2、 实验原理：声级计主要是模拟等响线设计的反映人耳对声音大小感觉的测量仪器，在声级计中有A、B、C三个计权网络，各模拟40phone、70phone和85phone以上的纯音所引起的人耳的响应，通常对不太强的声音，使用A计权网络进行测量，并记作dB(A)。声级计一般由传声放大器、放大器和输出装置三部分组成（见图8）。图8 数字式声级计用dB表示一个声音的声压级，其表示为： （4）是基准声压级，其值为： 。A声级是用A计权网络测得的声压级。图9是A计权曲线。图9 A声级修正曲线3、实验内容及方法（1） 把声级计装于三脚架上，旋钮开关置于“电池检查”。如果电池充足，则将旋钮转换到“线性（Lin）或C的位置。（2） 调整衰减器指示到“校准”位置，再细心地将校准器（或活塞发声器）装在传声器上，并打开校准器的开关。在声级计上读出校准器的声级（即衰减器的指示+表关读数校准器声级），取下校准器，将装置在三脚架上的声级计移到需要测量稳态噪声的地点。（3） 调整衰减器的位置，使表头读数处在“O”与“10”之间。衰减器的指示加表头读数就是所测的声压级LP逐一记下测量的数值。如果使用数字式声级计，可以直接读出声压级LP。（4）把声级计的响应转换到A计权，即可读出A声级。（5）对几种不同的声源(例如电钻、稳态的内燃机引擎或摩托车等)