建筑物理实验的指导书

PAGE前言实验教学是教学的重要组成部分。通过实验，可以加深学生对所学课程的理解，又可以提高学生的动手能力。由于各高校“建筑学”“城市规划”专业的教学具体内容及实验条件均有所差异，目前国家尚无统一的《建筑物理实验指导书》。本实验指导书是为配合《建筑物理》课程的教学和基于以下观点而编写的，作为补充教材。主要内容分建筑热环境、建筑光环境、建筑声环境三部分，共十二个实验，十五个测试内容。（一）结合国家建筑节能政策，适应建筑业发展的需要，重点强调了建筑节能测试的基本原理及方法，使学生对建筑物理实验有更全面地了解。（二）根据建筑学专业指导委员会的要求，结合国家现行的有关建筑物理测试规范及标准，根据教学大纲安排的实验内容及项目，使学生更加规范的掌握和了解有关实验的原理、方法和要求。（三）结合教学及实践特点，增加了“自然气候测试”、“挥发性有机气体测试”及“石材放射性测试”等实验内容，使建筑学学生对建筑室内微气候有更深的体会。（四）为培养学生创造能力和实践能力，在建筑物理实验中安排了综合型实验和设计型实验。本书在编写过程中，得到了新疆大学王万江教授的热情鼓励和大力支持，并对本书进行了校审，在此向他表示诚挚的谢意。同时也要感谢帮助支持过我们的所有人。由于编者学识有限，缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正，以便今后修改时参考。实验报告填写要求实验××××××××（实验名称）实验时间、人员、地点实验目的要求实验原理实验装置及仪器实验步骤测得数据及条件记录数据处理及图表结论分析、心得体会及改进意见以上条款可以灵活变动，既可增加内容或减少内容。几点说明：1、实验原理应用自己的语言简练地表述实验的指导性理论，不要完全照抄讲义。2、测得数据及条件记录，包括天气条件、气温、同组人员，实验地点的环境条件（尤其是声学实验、光学实验，环境条件可能会对测量结果有影响）。记录数据应特别注意有效数字问题，数据的有效位数反映了仪器的精度。3、报告中的一切表格都必须用直尺绘制，严禁徒手画。实验中的记录数据和数据处理结果尽量用表格及图表表示。4、实验分析应注意对实验过程、记录数据的特殊点、数据结论进行分析，并时刻注意结合建筑物理环境进行分析。5、正确处理测试数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。例：设测试物理量为L，测得n组数据为：L1,L2,L3,L1,…Li…Ln;则：算术平均值为：标准误差为：最后结果表达为：（单位）要求用一个表格反映所有数据。以上介绍的是做实验及实验报告写法的一些基本要求。若想进一步掌握实验技术和数据处理方法，可以参考有关专著，这里不再赘述。目录第一部分建筑热环境部分实验一室内外环境测试及评价（综合性）6Ⅰ、室内外环境测试6Ⅱ、围护结构热像图测试24Ⅲ、太阳辐射照度测试26Ⅳ、自然气候测试28实验二材料导热系数测试(验证性)32实验三建筑围护结构传热测试（设计性）37实验四建筑日照测试（验证性）41第二部分建筑光环境部分实验五采光测试仪器使用（综合性）43实验六采光测量(验证性)45实验七材料反射比测试（设计性）46实验八照明测试(验证性)47第三部分建筑声环境部分实验九声级计的使用及噪声测试（综合性）52实验十混响时间测试(验证性)56实验十一隔声测试(验证性)58实验十二驻波管法测试材料的吸声系数(验证性)61附录附录[1]常用建筑材料的热工指标69附录[2]常用建筑材料的吸声系数73附录[3]常用建筑材料辐射率表73附录[4]常用物理量的单位75附录[5]国际制单位的基本单位76附录[6]国际制单位的辅助单位76附录[7]常用单位换算表76参考书目及资料80第一部分建筑热环境部分实验一室内外环境测试及评价（综合性）Ⅰ室内外环境测试及评价一、实验目的：通过本实验使学生了解室内外热环境参数测定的基本内容，掌握常用仪器设备的性能和测试原理及操作使用方法，经过测试对热环境进行评价。二、实验内容：1、室内外环境温度测试；2、室内外环境空气相对湿度测试；3、室内外环境气流速度测试；4、室内环境平均辐射温度测试；5、室内环境挥发性有机气体测试；6、室内环境石材放射性元素测试；三、参数测定：一、室内风速和温度参数的测定（一）实验目的：通过本实验学会使用风速／温度表测量室内外环境中的风速、温度及仪器的操作方法。（二）实验设备1、测温设备测量空气温度的方法、仪器很多，常见的几种测温仪表有：（1）液体膨胀式温度计，如水银温度计、酒精温度计等，（2）固定膨胀式自记温度计，如双金属自记温度计，（3）半导体温度计，（4）热电偶温度电偶温度计，（5）热敏电阻式温度计,(6)红外测温仪等。1-1风速/温度表本实验要求使用热敏电阻式温度计即风速／温度表中的测温档测量空气温度。如图（1-1）2、风速测量设备风速测量的仪器有很多，如三杯风速仪、微风测试仪等，本实验使用风速／温度表中的热球式风速探头测量风速。如图（1-1）图1--2风感探头（三）实验步骤：1、取四节５号电池放在仪表内，打开电源开关，在屏幕上将显示仪器内部设定的风速和温度值。2、测风速时，取出风感探头，将导线接口插入仪表下部的插孔中，将风感探头抽出（图1-2），置于风向位置，不要触摸探头部位，以免损伤，此时，屏幕将显示所测环境的风速。3、当测温度时，将温度探头插入插孔中，按模式键，屏幕会切换到温度显示屏，可读取环境温度参数。（四）实验数据记录和整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。二．室内热流和温度参数的测定（一）实验目的：图1--3热流／温度表通过本实验学会使用热流／温度表测量室内热环境的热流、温度及仪器的操作方法。（二）实验设备：热流／温度表（图1-3）（三）实验原理：热流传感器是根据温度梯度的原理制成的，当一定的热流垂直通过热流传感器时，在传感器的基板两侧有一定的温差，会产生一定的电动势，该电动势与热流密度成正比，测量出该电动势即可得到相应温度值。（四）实验步骤：1、测头表面应与热流方向垂直，保持测头表面是等温面。板式硬测头一般用于测量物体表面为平面的热流。使用时将板式硬测头的一面涂抹凡士林后贴于被测物表面，使之紧密接触。可挠式测头一般用于测量高温区面的热流。2、插上热流插头，按下电源键即可进行测量，当模式键处于弹起状态时，测量的是热流。当按下模式键时，测量的是热流测头温度。3、测量热流时，当测头键处于弹起状态时，对应的是板式硬测头。当按下此键时，对应的是可挠式测头。4、插上单独的温度测头可测量气体、液体以及固体的温度。测头有中温和高温两种可供选择。当测头键处于弹起状态时，对应的是中温测头。当按下此键时，对应的是高温测头。（五）实验数据记录、整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。三．室内温度和湿度参数的测定（一）实验目的：通过本实验学会使用温度／湿度表测量室内热环境的温度、湿度及仪器的操作方法。（二）实验设备：温度／湿度表（图1-4）（三）实验原理：湿度传感器为湿敏电容。其容值与空气的相对湿度呈线性关系。该湿度传感器上带有微型变送器，能将电容值变换成电压值直接输出。测量出的电压值后即可换算出空气的相对湿度，并在显示屏中显示出被测环境的相对湿度。温度传感器为热敏电阻元件，其阻值与温度有确定的对应关系。测量出的热敏电阻的阻值后即可换算出空气的温度值。并在显图1--4温度／湿度表示屏中显示出被测环境的温度。（四）实验步骤：1、插上温度测头的插头，将测头从接杆中拉出，（如图所示）按下电源键即可进行相对湿度测试。当模式键处于弹起状态时，测量的是湿度值；当按下模式键时，测量的是湿度测头处的温度。2、由于本表在测量湿度时有温度修正功能，所以在测量温度之前，先按下模式键测量温度，以便进行温度修正。3、测量湿度时按下电源键１分钟后再读数。由于湿度测头发热，所以湿度测头处的温度值偏高。所以在测量温度时，请使用单独的温度测头测量温度。（五）实验数据记录和整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。四、其他温湿度仪器的使用（一）温湿度自记仪1、目的：通过本实验学会使用温湿度自记仪测量热环境的温、湿度及仪器的操作方法和软件的使用。2、仪器设备：（1）简介：THLOG型湿度自记仪（图1-5）是一种由电池供电的智能化微型测温、湿仪器，它能定时自动记录被测环境的温湿度，并将测量结果保存在其内部的存储器中，存储的结果通过微机及专用的软件进行读取。本温湿度自记仪使用了高精度电容式温、湿度测头，测量部分由单片机和高精度、低温漂的芯片组成。具有测量精度高、稳定性好等优点。图1--5温湿度自记仪（2）特点：具有自动记录湿度数据，非易失性存储器（掉电后数据不丢失），温度补偿等功能。可在高温和低温环境下正常工作。能节省大量的人工监测时间，而且还可以用到以前人工无法监测的危险场合以及空间有限的场合。（3）适用：广泛地应用于气象、空调系统调试、干燥/加湿效果检验、温室/冷库等各种需要测量温湿度变化过程的场合。3、使用方法：（1）软件安装：图1--6连接示意图将软件程序光盘中的SETUP.EXE文件安装到计算机中（图1-6）（2）通讯连接：将RS232连接线的一端插入计算机RS232串口上，另一端插入自记仪的接口上。（3）软件运行：①运行安装完的软件会出现主菜单（图1-7），其中有七个按钮：用于设置自记仪的启动参数用于从自记仪读取所记录的数据图1-7软件主菜单用于读取已存到硬盘上的数据用于将从自记仪读取的数据存盘用于显示曲线用于检查自记仪工作是否正常，用于关闭此软件并退出刚进入此软件时，由于没有数据，第四、第五两项为虚的。从自记仪读完数据后，这两项将变成实的。②点击，进入到参数设置对话框（图1-8），其中单选框“选择通讯端口”要求选取通讯线所在的端口，必须选取正确的通讯口才能写入设置。注意：读数据时不选择通讯口也可以读数据。要想保持数据，可按保持键，当前所测数据会停留在屏幕。复选框“循环记录”用于确定自记仪记满数据后是否覆盖以前的数据而继续记录还是记满数据后停下来。此复选框的默认值为否，即记满数据后停下来，这样可以节省电池。除非有特殊需要，否则不要选此复选框。“自记仪编号”编辑框允许用户输入4个可打印的ASCII字符，作为自记仪的标识。在一起使用多个自记图1-8参数设置对话框仪的情况下特别有用，能分辨出每个自记仪；在读取数据时，该编号作为默认的文件名。右上方的文本框显示的是当前时刻，它是一个实时时钟，与计算机的时钟一致。右下的组合框“选择启动时刻”用于输入自记仪开始进行测量的时刻和测量的时间间隔，允许延时起动，延时时间最长可为180天；时间间隔为1秒～9小时。选取完以上各项后单击按钮，计算机将把以上设置的参数发送到自记仪中。如果自记仪返回正确的应答信息，将显示“启动参数设置成功！”(图1-9)；如果自记仪返回故障信息，将显示故障信息(图1-10)；图1-9启动参数设置成功信息图1-10参数设置时发现芯片出错以上的故障信息说明自记仪内部的存储芯片出现故障，这种情况一般很少发生。一旦发生这种情况则需要进行维修。如果自记仪没有返回信息，将提示用户检查通讯线及电池等。注意：出现上述信息说明电脑未能在规定的时间内收到自记仪的应答信息。自记仪也可能收到正确的信息，这种情况需要看自记仪指示灯的变图1-11设置时电脑未收到应答化。自记仪收到正确的信息后会指示闪烁二次，用来表示启动参数设置成功；此后指示灯每5秒钟闪烁一次，表示自记仪在正常运行。如果不想写入设置参数，点击按钮，返回到主对话框。设置成功后，将自记仪从通讯线上取下，放到被测的环境中。请用直径为1.5毫米左右的金属丝或其它硬质杆插入到自记仪前面的孔中向里压，待指示灯闪烁三次后取出，这样能使自记仪停止运行，可以节省电池。点击主对话框中的按钮，进入到下面的对话框。自记仪每1秒钟送出1组数据，送完6组数据为止。此项功能用于检查自记仪是否正常。图中的T代表温度，后面的01-06分别代表检查的次数。如果自记仪没有返回信息，将提示用户检查通讯线及电池(图1-13)等。注意：出现上述信息说明电脑未能在规定的时间内收到自记仪的应答信息。自记仪也可能收到正确的信息，这种情况需要看自记仪上的信息显示。自记仪收到正确信息后会使指示灯每1秒钟闪烁一次，闪烁6次后结束。③点击主对话框中的按钮，可将记录仪中存储的数据读出来。在读数据的过程中，对话框上侧的状态框显示所接收到的字节数，左侧的状态条指示读数的进程(图1-14)。在数据读取过程中按钮将变成，点击此按钮停止读取，返回到主对话框。注意：点击此按钮仅停止软件的操作，自记仪仍然向外发送数据，直到发完为止。如果没有等到自记仪发完图1-14数据读取过程中的对话框数据而再次操作软件时自记仪不响应。会出现图1-15提示。读完数据后，将自动转到曲线显示窗口，如图1-16所示，其显示域为所有数据。选取“始于”编辑框以及“止于”编辑框中的时刻值或滑动代表起始时刻及终止时刻的两个滑动杆，可以调节曲线的显示域，如图1-17所示。调节显示域后，显示域中的最大值及最小值等参数会随之发生变化。将鼠标放到曲线的一个点上，则会显示该点图1-15前次未读完数据而再次操作自记仪时图1-16读完数据后的曲线显示窗图1-17调节显示域后的曲图1-18用鼠标查看某一点的温度值及时刻1-18所示。右下框中有两组数据，分别代表两路温度的最大值及最小值。④点击按钮则将曲线保存成Excel数据格式并且存放到Excel中，在这里可以对数据进行更详细的分析。⑤点击按钮可将显示域中的曲线在打印机上打印出来。⑥点击按钮则返回到主对话框。⑦点击主对话框中的按钮，可将保存到硬盘上的数据读取出来。⑧点击主对话框中的按钮，可将所有的数据保存到硬盘上。⑨点击主对话框中的按钮，可进入到曲线显示对话框。（4）信息显示：自记仪的红色指示灯能够表示一些信息：①更换电池或按复位键：指示灯闪烁3次，自记仪停止运行而进入微功耗模式。②启动参数设置成功后，自记仪先闪烁2次表示设置成功；然后每5分钟闪烁1次，表示自记仪在正常运行。③读数时开始向外发送数据时闪烁1次，发送结束后再闪烁1次。④通讯检查每1秒钟闪烁1次，共闪烁3次。⑤收到的信息不正确时，自记仪仅闪烁1次。注意：仪器使用时应避免太阳直射仪器表面，最好用铝箔等加以遮盖。（二）黑球温度传感器1、目的：通过本实验学会使用黑球温度传感器测量环境黑球温度的操作方法和软件的使用。图1-19黑球温度传感器2、仪器设备：（1）简介：RH-USB型黑球温度传感器（图1-19）是一种利用USB接口与计算机相连的能够通过计算机软件程序实时显示环境黑球温度的智能化装置。（2）特点：本软件可以以图形和文字两种方式显示即时的温度值，同时，通过设置，可以以曲线的方式局网内数个用户温度值的历史记录，软件中与用户有关的参数均可设置，系统可根据曲线数据自动计算温度坐标的最大值和最小值及根据当前时间显示一个小时之内的温度曲线。（3）适用：主要适用于办公场所工作人员的环境状况测试。3、使用方法：（1）软件安装：将软件程序光盘中的SETUP.EXE文件安装到计算机中（图1-20）。图1--20连接示意图（2）通讯连接：将黑球温度传感器上的USB连接线插入计算机USB串口上。图1--21桌面示意图图1—22主界面示意图（3）软件运行：①打开计算机，桌面显示如图1-21，点击该图标，进入主界面屏幕显示（图1-22）。隐藏主对话框用一个小窗口显示即时的温度值。显示温度曲线。设置程序运行的参数。显示帮助信息。退出程序。②点击按钮隐藏主对话框，屏幕将显示图1-23。小窗口显示当前的温度，双击小窗口恢复显示对话框。图1-23显示当前的温度③点击显示“TempCurve”对话框（图1-24），此对话框显示温度曲线，其各个参数可以通过按钮设置，用于更新曲线，关闭对话框。图1-24显示温度曲线图1-25参数设置对话框④点击按钮显示图1-25对话框。此对话框用于设置软件运行中的各个参数。默认情况，软件本身已经为各个参数做了配置，用户可以根据自己的意愿修改。⑤点击显示图1-26对话框，此对话框用于编辑温度曲线上显示的用户。显示现有的用户名称。添加用户，点击此按钮可以添加统一局域网上的其它PC机用户，将此用户的温度数据显示在图1-26Uscr对话框曲线上。这一步需要选择用户软件的安装路径，用户的名称和用户曲线的颜色。删除用户，点击此按钮可以删除用户列表中的当前用户，但本机用户不能被删除。点击此按钮为列表中的当前用户改名。点击此按钮为列表中的当前用户更改曲线颜色。点击此按钮为列表中的当前用户更改路径，更改路径后可能导致曲线不能正常显示。关闭对话框。所有的用户设置在软件退出时被储存，下次开机时和上次的设置完全一致。⑥点击回到图1-22主界面。⑦点击退出本软件运行，这样就不能对用户的温度数据进行记录和存储。（三）电子温湿度仪1、目的：通过本实验学会使用电子温湿度仪测量环境温湿度的操作方法。2、仪器设备：（1）简介：DWS508D型温湿度仪（图1-27）是一种利用采用高分子湿敏电容测湿仪器，精度高，可靠性高。（2）特点：本仪器具有特大液晶显示屏，所测温度湿度值同时显示，使用便利。（3）适用：广泛适用于科研实验室、办公室、厂矿车间、医院、仓库、家庭以及大气环境监测等需要温湿度测量的场所。3、使用方法：把一节1.5V的7#电池安装图1-27电子温湿度仪在电子温湿度仪电池盒内，将测温探头置于被测环境，温湿度仪液晶显示屏即显示所测环境温度湿度值。（四）实验数据记录和整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。五、平均辐射温度MRT测试（一）实验目的：室内空气温度、湿度、气流速度和环境辐射温度是室内热境的四个构成要素。通过以上对空气温度、黑球温度、气流速度的测试，计算出环境平均辐射温度值，从而得知室内热环境是否舒适。（二）实验数据整理与计算：观测的黑球温度和测点处的空气温度及气流速度，按贝尔丁公式计算出室内热环境的平均辐射温度：MRT=tg+2.37(tg–ti)式中：tg——黑球温度（℃）；ti——空气温度（℃）；v——黑体附近的气流速度(m/s)。六、挥发性有机气体测试（一）实验目的：通过实验测试使学生对建筑室内环境挥发性有机气体污染有进一步的认识；并了解测试仪器的性能原理和使用方法。（二）实验设备：手持式VOC气体检测仪（图1-28）。（三）实验原理：MiniRAE2000使用了最新开发的无电板放电式紫外（UV）灯，被用作PID传感器的高能光源。当有机气体通过灯时，被光离子化，释放出的电子被检测为电流。这种PID传感器可检测广泛的有机气体。高能的灯可检测各种化合物，但低能量的灯对以离子化的化合物（如芳香族化合物）的选择性MiniRAE2000的PID传感器置于紫外灯的前端。仪器中还配了一个微型薄膜泵，它可以将空气体吸入传感器中，然后由侧面的气体出口流出。图1-28手持式VOC气体检测仪仪器中还使用了一个单片微机来控制报警蜂鸣声、LED灯、泵以及光传感器。同时，它还检测传感器的读数，通过预先相对已知标准气体的校正，计算出气体浓度，所有的测量数据都储存在仪器的储存器中，波能够可以通过一个标准的R-232接入计算机中。仪器以单行，每行84字符的LCD显示读数。（四）实验步骤：（一）开启电源按[MODE]键开启仪器，鸣音一次，显示“ON”“Vern,nn”仪器序列号、型号、操作模式、显示日期和时间、仪器的内部温度、气体选择、高/低、STEL、TWA/AVG警报限值、电池电压、仪器关闭电压。（二）仪器开启后提供两种不同的操作模式：调零（survey.su）模式和卫检（Hygiene.HY）模式。调零[SU[模式调零[SU]模式可手动开启/终止仪器的监控/检测操作并显示特定的暴露值。在仪器开启后，显示“Ready…”。此时，有两种选择，通过操作菜单进行测试。操作菜单显示包括：“Ready…”（准备就绪）平均读数峰值读数操作时间当前电源电压和关闭电压日期、时间和温度数据采集开启/关闭与计算机通讯卫检、检测点号码及气体名称显示的内容是循环排列的。若选择特定的内容，可按[MODE]键数次，直至出现相应的内容即可。①开始测量按[Y/+]键开始测试循环。将显示检测点号码及测试的气体选择。泵将开启屏显示检测读数。②显示检测结果与数据采集以ppm为单位的实时气体浓度每秒更新一次。当数据采集进行时，将闪现“L”。只有在一个完整的数据采集周期完成后采集的数据信息才会被保存。注解：ppm是体积浓度表示法，即一百万体积的空气中所含污染物的体积数,通常所说的ppm大部分气体检测仪器测得气体浓度都是体积浓度(ppm)。③停止检测按[MODE]键显示“停止”，按[N/—]键继续测试。按[Y/+]建终止测试及数据采集，同时泵也自动停止。④检测点号码的自动增加在[SU]模式下，进行每次检测时，检测点号码会自动增加1。卫检[HY]模式在卫检[HY]模式下，一旦打开电源后，仪器将连续进行测试。在初始阶段显示当前仪器设置，然后每显示实时检测。卫检[HY]模式显示包括：显示测试浓度（ppm）当前TWA/AVC.STEL及峰值操作时间当前的电源电压及关闭电压日期、时间及温度开机/关闭数据采集气体名称与计算机通讯卫检[HY]模式显示内容是循环排列的，若是选择特定的内容，可按[MODE]键数次，直至出现相应的内容即可。其他步骤与(1)调零[SU]模式相同。（五）实验数据记录、整理和分析1、认真记录测量数据，每个物理量要求至少测5组数据，最后求出算术平均值和误差。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。（六）石材放射性检测（一）实验目的：自然界的某些石材，具有放射性特点，一般用于建筑装修材料的天然石材都含有放射性核素镭-226，钍-232，钾-40，它们的放射性辐射对人体的危害非常大，根据放射性元素含量的高低，决定石材在建筑装修中的用途。ZDD3901石材放射性检测仪就是采用NaI晶体，80C31微机芯片、CMOS集成电路及汉字液晶显示，根据《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2001）对石材（建材）的放射水平大小进行分类，由此可以确定不同的场合选用不同的建筑装饰材料。通过实验测试使学生对建筑材料的天然放射性核素镭、钍、钾放射性比活度的限量有一定的认识。并了解仪器操作及实验方法。（二）实验设备：石材放射性检测仪（图1-29）。仪器分为主机和探头两部分1、主机部分；机箱、面板、提手、侧盖。内部有一块铁板折叠形M的骨架及电盒。2、探头部分：有屏蔽铅套、铅管、探头灯盖及固定套主机用探头之间用4芯屏蔽电缆连接。（三）实验原理：高压、低压电源探测器前置放大主放大甄别脉冲整形电池监测声响报警液晶显示中心控制按键程序储存器（四）实验步骤：主要有：板材测试和居室现场测试。1、板材测试：（1）选择测点：要求距离地面高度大于等于40cm，距离周围障碍物或墙体1m以上，最好距石材堆或其他可能产生较高辐射的物体5m以上。（2）仪器开机预热10分钟以上。（3）测量环境辐射本底，设置测量时间10分钟，选择“场地放射背景”测量项，按测量键开始测量本底，环境辐射本底主要包括地面物质、周围障碍物中放射性元素产生的放射线及宇宙射线。注意：测量本底时不可将待测板材放在仪器的探头附近。不然会影响整个测量结果。（4）测量本底结束后，将测量板材散置在测量本底时探头的位置，将探头置于板材的几何中心，根据测量精度按设置进行选择测量时间（t>5min），根据板材的规格尺寸选择相应的测量对象，按测量键开始测量。（5）测量时间到时，蜂鸣器响，仪器自动显示测量结构（6）对一样品应测量3次，记下每次测量结果。2、居室现场测试：（1）仪器开机预热10分钟以上；（2）测量环境辐射本底。选择合适的测量位置，因一般石材是装置在水泥地板上，因此需要测量水泥地板上的环境辐射本底。测量时探头距离墙面1m以上，设置测量时间10分钟，选择“场地背景”，按测量经开始测量本底。3）测量本底结束后，测量地面板材，将仪器探头置于要测板材位置进行测量，一般测量点距离墙面1m以上，测量时间选用5分钟。4）测量时间到时，蜂鸣器响，仪器自动显示测量结果。5）居室现场测量应至少测量4个点以上，选择颜色差别较大点测量，并记录每次测量结果。注意事项：a、电缆插头上的缺口槽对准主机（或探头）电缆插头的突起部位b、仪器处于开机状态，一定不要拆卸探头电缆，因为仪器中光电倍增管适用800伏左右的高压，带点拆装有可能破坏仪器。c、测量本底时不可将待测板材放在仪器的探头附近。不然会影响整个测量结果。d、对于在室内卫生间的测量，由于卫生间空间太小，四壁距离仪器探头较近，因此尽管卫生间使用板材基本为1cm左右，选择测量规格时，也应选择“现场测量2cm”测量档。e、对一样品应测量3次，记下每次测量结果。对于1cm左右厚度的板材,可将两块叠放在一起测量。（五）数据记录与计算分析：测样品时仪器上的计数率用X1表示，场地放射背景的计数率用X2表示。两者之差用ΔX表示。标准(GB6566-2001)规定了Iγ、与ΔX的换算关系：石材或地砖样品规格为30×30×2cm:Iγ=0.001049×ΔX+0.4529IRa≤0.8×(0.001049×ΔX+0.4529)地砖样品规格为50×50×2cm:Iγ=0.001102×ΔX+0.5404IRa≤0.8×(0.001102×ΔX+0.5404)式中Iγ外照射指数:建筑材料中天然放射性核素镭-226，钍-232，和钾-40的放射性比活度分别除以其各自单独存在时《建筑材料放射性核素限量》规定的限量而得的商之和。IRa内照射指数：建筑材料中天然放射性核素镭-226的放射性比活度，除以《建筑材料放射性核素限量》规定的限量而得的商。将算出的Iγ、IRa对照(GB6566-2001)中放射性水平大小分类表，进行分类具体内容如下所示：类别IγIRaA类装修材料Iγ≤1.3IRa≤1.0B类装修材料1.3＜Iγ≤1.91.0＜IRa≤1.3C类装修材料1.9＜Iγ≤2.8D类装修材料Iγ＞2.8（六）实验数据记录和整理和分析1、对测试结果进行评价。2、要求用一个表格反映所有数据。3、分析影响测量精度的原因，即产生误差的原因。（七）撰写实验报告（环境评价）Ⅱ、围护结构热像图测试实验目的红外热像仪采用非制冷焦平面红外探测器，将物体的红外热谱图以高清晰度、高灵敏度的伪彩图像方式展现出来，并可将图像和语言存储在PC卡上，备存档及计算分析之用，可满足各行业对物体表面温度场的分析及非接触测温等要求。通过实验使学生了解红外热像仪的操作及使用。实验设备DL-700A红外热像仪（图4-1）三、实验原理：红外热像仪是通过非制冷焦平面红外探测器接受被测目标物体的表面红外辐射，把目标表面热辐射分布的不可见热图像进行实时成像。成像过程是将被测目标的红外辐射通过单晶锗镜头聚焦到焦平面探测器的靶面，产生与目标温度成正比的对应电荷，经过探测器的扫描电路产生反映目标表面热状态的热电信号，经过经过高增益低噪声的放大器视频模数转换电路将信号转换成图4-1红外热像仪电路将信号转换成数字信号，然后对数字视频信号进行实时信号处理，最后进入视频编码成标准PAL字电视视频信号显示在监视器上，同时可以选择目标图像的存储。（图4-2）图4-2原理示意图四、步骤：1、安装电池：翻开左侧彩色液晶显示屏一边观察热像。按压设备前端POWER键启动设备，电源指示灯亮，显示启动画面，根据启动进程指示，约等待25秒，设备进入工作状态。2、打开镜头盖，对准物体目标调节镜头光圈及焦距，直到热图像清晰为止。3、针对热图像进行分析判断，图像中较亮部分为温度较高之处或根据当时色标来判断目标温度范围，将“+”测温点对准目标，屏幕右下角状态栏中TEMP=XX。XXX显示的数值，即为目标物体表面的摄氏温度值。4、图像冻结：按压设备右顶部的冻结/存储键，可冻结图像，再压一下冻结/存储键可取消冻结。5、图像分析：对冻结图像可进行一下处理：多点测温、区域测温、图像放大、图像反相、色标调整、自动色标等功能，并可对图像进行存储。6、图像存储：如果你需要将当前图像进行存储，可按两种方式进行操作：按冻结/存储键超过3秒，设备自动将当前图像存储到PC卡中首先将图像进行冻结，在通过菜单操作将图像存储到PC卡中以上存储时，如PC卡槽内无PC卡，设备将提示“NoDisk”7、按压ESC键，取消功能操作。Ⅲ、太阳辐射照度测试一、实验目的：太阳辐射对于人类生活乃至建筑的影响是多方面的，如建筑日照、天然采光、植物生长、太阳能利用以及建筑物内外的热环境舒适都直接依赖于太阳辐射能的利用，因此太阳辐射照度的测定是建筑热气候常用的一个重要测试项目。通过实验了解太阳辐射测试的内容及操作方法。二、实验设备：PC-2太阳辐射记录仪（图5-1），总辐射表、散射表、直辐射表、反射表、净辐射表、电脑。图5-1PC-2太阳辐射记录仪三、实验原理：太阳辐射照度的测量是由太阳辐射记录仪与通用的PC电脑配合使用，外接各种辐射传感器。主要用于观测记录太阳的总辐射、散射、直辐射、反射、净辐射等各种辐射量（图5-2）。系统组成（图5-2）。图5-2系统组成四、实验步骤：1、按压电源，开启电脑。2、点击“PC-2太阳辐射记录仪”，进入记录仪主程序，输入密码，回车即进入主菜单（图5-3）。3、点击主菜单中“数据录入”项，将记录仪内所有的数据自动录入电脑中。注意：记录仪开机后自动进行测量，在测量过程中不允许随便关机。在连续测量数天（不能超过7天），记录仪在每天24点(第二天零点），自动开始新一天的测量，并将开机时间自动计为0点。4、点击主菜单“报表输出”项，在此项中可选择“月报表”和“时报表”，选定后可打印。5、数据处理：点击主菜单中的图5-3主菜单“数据处理”。在运行报表输出打印后，如发现报表有误，可进行修改。修改后正确的报表可打印。Ⅳ、自然气候测试实验目的：本仪器可以显示出天气信息值和最新气象规则系统基础上的预测。可以收集、储存、观察、分析、输出和打印气象数据。通过实验了解无限气象助手的功能和操作方法。实验设备：无线气象助手。实验原理：该仪器是通过数据电子自动记录器和软件把电脑和气象站联系起来的测试系统。实验步骤：状态设置自动选择传送器传送器被设置在控制面板内，地址栏会显示“Receivingfrom…..”的信息，然后传送器地址会闪亮。另外，一个“X”会间断的在屏幕右下角闪动，显示屏其他地方会变黑。这个显示不需要输入，它只显示控制板可以接受的传送器，按DONE键后方开即可。选择性传送器每个无线控制板可以接受到来自8种不同传送器的信号，然而仅有一些组合或传送器可以。若控制板得到ISS的传送，仪器受到的资料夹会有一个“X”的标记在屏幕右下角。按DONE后放开及可。重新传送要开关重新传送功能，使用+或-箭头键，选择“RetransmitOn”或“RetransmitOff”，使用STATION选择和设置传送器地址至控制板。按DONE键后方开即可。时间和日期按2ND键然后放开。使用+或-键改变第一区，继续按右键移动至下一区，然后按+或-将改变那一区的数字显示，按左键返回前一区。完成后按DONE键，然后放开即可。纬度使用左右箭头键在区域键移动，使用+或-将改变数字。按2ND键，再按UNITS键进入特定的北或南半球（赤道南北）状态，按DONE键，然后放开即可。经度如上所述进入经度设置，按2ND键，进入特定的东或西半球（子午线）状态，按DONE键，然后放开即可。时区控制板每个程序有世界各大城市名称代表的时区，使用+或-键进行选择，若没有你的时间显示，按2ND键进入UTC补丁区。按DONE键后放开即可。日光存储设置使用+或-键选择自动和手动。如果在第7步中已进入正确的时区，控制板被设计有特有的开启和停止数据为上述提到的地区的日光存储时间。如果使用者没有进入正确的时区时，应按“MANUAL”。按DONE键放开即可。日光存储状态若选择了“MANUAL”，用+或-箭头键开启和关闭日光存储时间在一年中合适的一天。若选择（自动）“AUTO”，控制板会显示合适的设置并取决于当时的时间和日期。按DONE键后方开即可。10、海拔高度使用左右箭头键在区域键移动，使用+或-键选择数字，使用UNITS键选择英尺或米。按DONE键后方开即可。11、风杯大小使用+或-箭头键转换其大小，按DONE键后方开即可。12、雨量收集器简单地按一下DONE进入下一步，按2ND键可以改变雨量显示部分，从英寸至毫米，然后按UNITS键。13、雨期使用+或-箭头键选择合适的月份。14、退出设置状态按住DONE键退出设置状态，屏幕会返回到实时环境显示，在任何时候重新进入设置状态，可按住DONE键然后按-键即可。实时天气状态实时天气显示是显示内容的核心，有十种变量同时显示在液晶显示屏上。显示任何一个天气信息是简单的，按任何一个功能键即可显示天气参数的精确值，选择一个参数可以启动参数图标。也可以用+或-和左右箭头键盘选择任何一个正确的参数吸纳后市在显示在液晶屏幕上，按这些键在被选方向上移动曲线图标至下一个数据区。1、风速和风向1）风速：按WIND键选择风速区域，风速可用米/小时（mph）、公里/小时（kph）、米/秒（m/s）表示，按2ND和UNITS改变表示方式。2）风向：罗盘上固定箭头显示实时的风向，箭头顶端显示最后6个10分钟主要风向，控制板测量的主要风向每隔10分钟一次，清除在目录顶端的最早一次测量结果，然后进入新的测量状态，若主要风向在超过60分钟内没有改变，只会有一个箭头尖显示。要用数字形式显示风向，再按一次WIND键风向就以此方式显示。2、温度1）室外温度：按TEMP键选择室外温度区域，注意曲线图标出现在下一数据区内，温度数据可用华氏（℉）或摄氏（℃）表示。2）室内温度：再按TEMP键显示室内温度。再按一次，曲线图标移动至下一数据区。3）室外湿度：按HUM键选择室外湿度区，再按HUM启动室内湿度区，适度可用相对百分比湿度表示。3、风冻1）实时风冻：按2ND键后放开，然后按CHILL键选择风冻区。注意控制板计算风冻是在10分钟平均风速基础上进行的，风冻可用华氏（℉）或摄氏（℃）表示。2）实时露点：按2ND键，然后按DEWPT键选择露点区。露点可用华氏（℉）或摄氏（℃）表示。4、气压计压力1）实时气压计压力：按BAR键选择气压计压力。其显示可用英寸（in）、毫米（mm）、毫巴（mb）、或百帕斯卡（hpa）表示。2）压力趋势箭头：压力趋势箭头描述的是实时气压趋势，可测量最近3小时以上的趋势。趋势箭头无论是否被选择会一直显示（除了少于3小时以外的压力数据都是有效的）。5、紫外线辐射（UV）按UV键显示实时UV指标，再按一次可看到MEDS。6、热指标1）热指标：按2ND键后放开，然后按HEAT键显示热指标。可用华氏（℉）或摄氏（℃）表示。2）THSW表示：若以安装了人选的太阳辐射传感器，多次重复结果显示THSW（温度—湿度—太阳—风指标）。7、年雨量、月雨量和降雨量1）降雨率：按RAINYR键显示实时降雨率。可用英寸/小时（in/hr）或毫米/小时（mm/hr）表示。2)月至日沉降物：再RAINYR键选择月—日沉降物的记录，月雨量显示至日历开始时的沉降物积累量，月—日沉降物可用英寸（in）或毫米（mm）表示。8、日降雨和存雨量1）日降雨：按2ND键后放开，然后按RAINYR键，日降雨量可显示自子夜12时开始的雨积累量，任何一个最新24小时内的雨量会在地址栏中显示。2）存雨量：存雨量显示最近一个降雨过程的雨量总量。在一次风暴开始和24小时无雨到一次风暴结束会有两次雨量的滴答声。按2ND键后放开，然后按RAINYR键，存雨量只在0.02英寸（0.508mm）雨量之后增加。所有雨量可用毫米（mm）或英寸（in）表示。9、太阳辐射按2ND键后放开，然后按SUN键显示实时太阳辐射读数，可用瓦/平方米（W/m2）表示。10、蒸散量（ET）1）实时ET：按2ND键后放开，然后按ET键显示实时蒸散量读数。2）月蒸散量：按2ND键后放开，然后按ET键显示月蒸散量。3）年蒸散量：按2ND键后放开，然后按ET键显示自当年第一个月1月份的蒸散量。五、数据记录和整理及分析实验二材料导热系数测试(验证性)一热流计法（演示）（一）实验目的要求：鉴于节能环境迫切要求，对保温材料的研究已不在是停留在单纯的理论研究和一般的科研基础上，而是进入了实际应用的全新阶段。目前保温材料的品种繁多，而评价保温材料的优劣，一个重要的指标就是导热系数。因此，准确测定导热系数是十分必要的，对于合理选材具有重要意义。本实验要求了解试验（热流计法）原理，用JW—Ⅲ型热流计式导热仪测定材料的导热系数。熟悉常见材料的导热性能。（二）实验设备：JW—Ⅲ型热流计式导热仪(图3-1a、b)。图3-1a热流计式导热仪图3-1b智能化仪表面示意（三）实验原理：本仪器采用单试样双热流计对称布置（图3-2）。被测试样放置在两个相互平行且具有恒定温度的平板中，在稳定状态下，热流计和试样中心测量部分，具有维恒定热流。此时测量热、图3-2单试样双热流计对称布置冷板热流计输出的热电势mv1、mv2（乘以热流计系数即热流）和表面温度T3、T4、T5、T6值，就可以计算任一平均温度下的热阻R。若知道试样厚度，就可以算出试样的导热系数λ值。（四）实验步骤：1、试样要求：制作300×300mm试样一块，厚度≤50mm，对于硬质材料试样表面不平整度应小于厚度的±2%。2、操作步骤：（1）测量试样厚度，取平均值。（2）安装试样：从主机上取下有机玻璃罩和保温套，移动冷却单元，将试样紧靠热板，移动冷却单元，使试样与热、冷板接触。然后拧紧压力装置，使试样与热、冷板紧密结合。装上保温套及有机玻璃罩。（3）开启总电源开关：打开智能化仪表（图3-3）开关，当仪表巡检一周后，按动功能选择键“S”,选“10”和“11”，输入被检材料的厚度d及热板的控制温度值。图3-3智能化测量仪面板1——功能方式及计数2——温度、热流值及功能3——打印机走纸槽4——打印机走纸链（3）设定冷板温度：开启工作台前面板（图3-4）开关，温度显示器显示冷板水槽内的温度，将拨动开关指向“预置”，调节“预置”旋钮，使之与热板的温度差在10~40K之间，此时显示器显示冷板控温点温度，然后，将开关置于控温。图3-4工作台面板功能示意图1——冷板温度显示器2——冷板控温设定开关3——指示灯4——热板加热自动和手动却换开关5——热板控温开关6——压缩机启动开关7——加热电压表8——电压调节旋钮9——加热开关（4）打开加热开关：“自动”，“手动”开关置于“自动”，调节电压旋钮，初始加热时，通常可选用较高的电压，使热板温升较快。当热板温度接近设定温度时，将控制开关拨向“手动”予用人工调节最佳电压值，使热板控制温度在正负0.2摄氏度内变化。（5）检测热流计输出热电势的变化，其变化值小于正负1.5%时，仪表进入稳定状态，此时，每隔15min打印一次，连续四周读数给出的热阻值差别不超过正负1%，并且不是单调的朝一个方向改变时，实验结束。（6）本仪器具有数字保存功能及内部时钟，关机后输入数据不会清除，继续走时，若再开机实验时，如输入数据与上次相同，可不再输入数据而直接开启运行。二热线法（演示）（一）实验目的要求：本实验要求了解试验（热线法或探头法）原理，用快速导热系数测定仪测定材料的导热系数。熟悉常见材料的导热性能。（二）实验设备：主机，PD-11探头和盒子，电源线，冷却板，标准板（图3-5）。图3-5快速导热系数测定仪（三）实验原理：当一根连续加热的电线沿着无限长的同种材质的圆柱体的中心传播（图3-6），电线的温度升高值将是一条与加热时间或函数关系的曲线。如果对时间轴取对数的话，图3-7的曲线将会变成图3-8的直线。如果试样导热系数较低，温度升高将很缓慢，直线的角度将很大。反之，直线的角度将很小。这样，样品的导热系数可以通过温度线和时间线的对数线的角度获得。这样的测量方法叫热线法或探头法，导热系数可通过以下公式计算：图3-6热线法式中：λ：试样的导热系数[W/m•K]；q：单位时间、长度的加热量[W]；t1、t2：时间[s]；T1、T2：在t1、t2时间的温度[K]；图3-7时间——温度曲线图3-8时间对数——温度的角度曲线（四）实验步骤：1、试样要求：（1）块状试样：表面要平整，厚度均匀，尺寸要大于110（L）×50（W）。（2）粉体颗粒状试样：用试样过滤器过滤试样得到需要的粉体颗粒的尺寸，然后装入粉体容器内，称量试样重量计算出试样密度。2、操作步骤：（1）将探头接口插入主机下部的插孔中，插上电源线，打开电源开关，稳定30分钟。（2）设定测量参数，即测量单位，温度，时间，温度补偿系数，温度稳定性及重复状态（仪器已设定）。（3）设定电流值，可选用手动和自动两种形式。（4）将准备好的试样（块状或粉状）放置试验台上，然后把测试探头平放在试样上。（5）按开始键，在温度平衡后，开始测量材料的导热系数。（6）快速导热系数测定仪显示屏中会自动显示导热系数。实验三建筑围护结构传热测试（设计性）实验目的：主要通过试验检测围护结构传热性能的仪器设备，掌握测试原理及方法，测试维护结构（门、窗、墙）的传热系数k值，根据k值按照GB/T8484-2002判定其保温性等级。本试验的检测结果对建筑设计，建筑保温性能，建筑门窗墙产品以及建筑节能有着重要意义。二、实验内容：门、窗、墙。测试对象自行选择。三、实验设备：1、实验装置（图2-1）1）实验箱体、冷箱、热箱等；2）配电系统；3）温度控制系统。2、调压器（电压）图2-1实物示意图3、空调器4、数据采集仪5、计算机6、检测程序软件四、试验要求：1．设计出测试方案。2．明确每个物理量的测试方法。3．要求至少6组数据，用表格形式反映所有数据。4．撰写实验报告（数据记录、数据处理、结构分析、结论判定）。五、实验原理：本试验基于稳定传热原理，采用标定热箱法检测建筑外门、窗、墙的保温性能。试件一侧为热箱，模拟采暖建筑冬季室内气候条件，另一侧为冷箱，模拟冬季室外气候条件。在对试件缝隙进行密封处理，试件两侧各保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下，测量热箱中电暖器的图2-2检测装置示意图发热量，减去通过热箱外壁和验确定),除以试件面积与两侧空气件面积与两侧空气温度差乘积，即可计可计算出试件试件框的热损失（两者均由实1--热箱2--冷箱3--试件框4--电暖器5--试件的传热系数k值。6--隔风板7--风机8——蒸发器9--加热器10--环境空间11--空调器12--冷冻机四、实验步骤：（一）试件的安装：1、将被检测的试件安装在箱体内试件框内2、将试件与试件洞口周边之间的空隙用聚苯乙烯泡沫料板填充，其余缝隙，用聚苯乙烯泡沫料条填塞，并用胶布粘贴密封。3、试件开启缝应用型料胶带双面密封（二）布温度点：1、在填充的聚苯乙烯型料板的冷热两侧表面对称粘贴适用的铜-康铜热电偶，测量两表面的平均温度差，计算通过填充板的热损失。2、在试件热测表面适当（有代表性）布置一些热电偶。（三）测试过程：1、室内环境1）开启空调电源2)设置空调温度19oC±1oC2、温度控制系统1）接通控制箱电源2）合上全自动交流稳压电源3、配电箱系统1）配电箱内部分①开启总电源（推上空气开关）②开启风机空调、制冷机总电源（推上空气开关）③开启控制系统总电源（推上空气开关）④开启冷箱加热电源（推上空气开关）⑤开启热箱加热电源（推上空气开关）⑥开启冷箱加热器3kw、2kw、1kw、电源（推上空气开关）2）配电箱外表面部分①按下绿色风机按钮（灯亮)②按下绿色压缩机按钮（灯亮)③按下绿色冷箱加热按钮（灯亮)④按下绿色空调按钮（灯亮)⑤按下绿色冷箱可控硅按钮（灯亮）⑥将热箱加热转换开关旋置在可控硅处4、打开电脑中温度控制程序1）对环境、热箱、冷箱的温度自动调节，达到控制检测条件：环境温度为：18～29oC±0.1oC热箱空气温度为：18～20oC±0.1oC热箱空气湿度为：30%RH左右冷箱空气温度为：-19～-20oC±0.3oC冷箱平均风速为：3.0m/s2）环境、热箱、冷箱的温度达到监测温度条件，并稳定后，将配电箱外表面的热箱热加转换开关设置在调压处，进行手动控制。5、打开电脑中打开电脑中检测程序1）输入基本信息2)输入基本参数3）设定数据采集次数及间隔时间4）打点数据采集仪，并连接电脑5）进行数据采集在数据采集过程中，检测各控点温度，使冷、热箱和环境温度达到监测温度条件并维持稳定4h后，每隔30分钟采集一次数据。量结束后，记录试件热侧表面及玻璃夹层结露、结露状况。五、数据处理：1、取各参数六次测量的平均值2、计算传热系数k值（w/m2·k）(精确至0.1)式中：Q电暖气加热功率，W;M1由标定试验确定的热箱外壁热流系数，W/K（见附录A）;M2由标定试验确定的试件框外壁热流系数，W/K（见附录A）;Δθ1热箱外壁内、外表面面积加权平均温度之差，K;Δθ2试件框热侧冷侧表面面积加权平均温度之差，K;S填充板的面积，m2;∧填充板的热导率，（w/m2·k）;Δθ3填充板两表面的平均温度，K;A试件面积，M2；按试件外缘尺寸计算，如试件为采光罩，其面积按采光罩水平投影面积计算；Δt热箱空气平均温度th与冷箱空气平均温度tc之差，K。六、相关标准：相关事宜参见《建筑外窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-1987。实验四建筑日照测试（验证性）一、实验目的进一步理解建筑日照的基本原理，初步学建筑日照模拟试验方法。二、日照模型实验设备日照模型实验设备由光源和日照仪两部分组成。光源：为直射平行电光源，其光柱截面应大于日照仪面积，光源中心线高度等于日照仪地平面板在纬度0度时的中心线高度。光源里日照仪距离约34米，整个实验在黑暗室进行。日照仪：日照仪由支架、地平面、纬度盘、时间表、季节表组成（图7-1）。三、实验原理图7-1日照仪1、地球绕日运行时，地轴永远保持不变，且和地球绕日与运行的轨道面（黄道面）保持66o33’的倾角。即地球的赤道面与黄道面成23o27’的夹角不变。2、地球绕日公转运行一周为一年，地球绕轴自转一周为一日24小时。在整个公转周期中，由于太阳光直射点落在地球的不同纬度上，并始终在纬度角±23o27’范围内周而复始变化；所以形成了逐日昼夜长短不同和春夏秋冬四季的变化。3、地球的地面是一球面，地球上不同纬度上的地面与赤道形成不同的倾角，因此在不同的地点看到的太阳位置有不同的变化。四、实验内容和方法1)棒影图绘制：（1）、将光源按与地面约45度的夹角、光线射向地面的位置布置。尽可能抬高光源的高度（3米左右）。要避免实验室其他光源的干扰。（2）、将日照仪放于平稳的台面上，使纬度盘（图7-1序号2）刻度置于零，时间表（图7-2序号4）置于12时，季节表位于3月份，同时转动两端旋钮锁紧以固定改位置。挪动日照仪或灯源位置，使棒影处于无影状态。（3）、松开紧锁旋钮，调节纬度盘、季节表，调到想要测得位置和要测的日期再锁紧旋钮。松开时间表的旋钮，转动支架，可测出不同时间的日照情况。直接在地平面上铺纸绘制棒影图。2)模型测试：（1）、按绘制棒影图的步骤调零各刻度和正确放置日照仪位置。（2）、将地平面上的影棒取下，放置模型。（3）、按绘制棒影图的步骤调节时间盘测试光照情况。五、测试内容（1）、绘制乌鲁木齐地区冬至日和夏至日的棒影图（2）、观察模型的阴影变化情况，绘制乌鲁木齐冬至日的阴影图。六、分析观察和分析乌鲁木齐地区冬至日的日照情况，分析建筑设计和规划影响日照因素。七、注意事项（1）、本仪器为精密仪器，严禁用力过大和不当操作。（2）、模型重量应小于等于1.5千克。（3）、光源要求用灯功率大（大于500K），平行好的灯具。因为光的强度和平行性直接影响日照仪的测量精度。（4）、不使用时松开所有的锁紧旋钮，使设备处于自然状态。第二部分建筑光环境实验五采光测试仪器的使用（综合性）一、实验目的与要求通过此实验使学生了解和初步掌握照度计使用的基本方法、性能和原理，训练正确的使用方法，明确各项测试应达到的精度和保证进度的方法，以使在今后的实际工作中能独立地进行建筑光照环境实测调查研究。并通过照度计的使用培养学生对光照单位的感性认识。二、实验设备1、光强标准灯；2、稳压电源；3、光度台；4、照度计（图1-1）。三、实验原理距离平方反比定律：图1-1照度计E（lx）=I(cd)/d2(m2)四、照度计标定的原理与方法1、光电池受光照射会产生电流，由于光电池本身是非线性原件加上外电路的影响使光电流和光照度并不成线形关系，硒光电池本身也不稳定，因而照度计要标定后才能使用。几个量程分别标定。2、把照度计安装在光度台的支架上，反复调整使照度计的中心与支架的中心位于一条垂线上，照度计的平面与光线方向垂直，调好照度计和标准灯各自的标尺，装好档屏。3、打开电源，把稳压电源调整到规定的电压和电流。4、光电池经长期遮暗后，再受光的初期灵敏度较高，过一段时间灵敏度下降并于趋稳定。因此在标定思想是照度计斋月1000lx照度下曝光3—5分钟使其稳定。光强标准灯也要点燃3—5分钟使其稳定。5、移动照度计师电流表指示满度，读出标尺读数，再移动照度表为之师电流表指示在预定读数上，读出标尺位置，如此反复进行，几个量程分别进行。6、测定完毕，按标尺读数与光强标准灯位置的差值算得距离，每一点分别由E=1/d2算出照度值，再在坐标纸上以横轴为表读数，纵轴为照度值，画出曲线以查用。五、使用注意事项1、使用照度计测量时，接受器的感光面应与被照工作面完全一致。取点应是建筑平剖面中有代表性的点。2、注意测试人员的身体不要对光线起遮挡或反光作用。3、防止照度计受到强光曝射，不能直接测试直射阳光。4、测量时要使接受器感光3—5分钟，稳定后再进行测试。5、用毕遮盖、妥善保管，切勿受潮，搬运时要避免剧烈震动。实验六采光测量（验证性）一、实验目的和要求我们了解亮度是希望通过它进一步得到所需限度状况。另一方面，利用对亮度变化的研究说明或者求得改善视觉舒适度的状况。一般来讲，环境的光污染，即眩光情况依赖亮度的大小及分布。本实验测量亮度值，是通过对室内亮度分布的实测，了解亮度分布及变化，同时学会使用亮度计了解其原理。二、实验设备亮度计（图2-1）。三、实验原理亮度计是测量物体表面亮度的仪器。根据建筑光学理论，均匀扩散反射表面图2-1亮度计的亮度可从该表面照度和其反射系数换算标出来（L=ΦE/л）。反过来。我们了解物体表面亮度及其反射系数，进而计算出表面照度值。亮度计测量是根据立体角投影定律，当立体角固定，就可以从表面亮度对某点形成的照度，反算出该表面的亮度，整个过程在亮度计中完成。常用的为遮筒式亮度计，这种适用于测量面积较大，亮度较高的表面。四、实验内容及方法选择一间房间进行下列测试1、在观测点可以看到的各种表面，都应选择为测量点；同一表面的测量点数，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等）。3、观测人位置：照明时，亮度计放在房间长度方向，离墙0.5m处，培中间，高1.2（坐姿）或1.5m处立姿，采光时，面对窗口的内培中间，离墙0.5m，离地1.2m或1.5m处。实验七材料反射比透射比测量（设计性）实验目的和要求通过本实验是学生掌握利用照度计，亮度计如何测量材料的反射比，利用照度及如何测量透射比原理，同时，了解常用建筑材料的反射比和透射比。二．实验设备1．设计出实验原理及方案；2．测量反射比、透视比。三．实验设备照度计（图3-1）；亮度计（图3-2）。图3-1照度计图3-2亮度计三．实验原理和方法（一）．用照度计测量光的反射比：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器对准被测面，逐渐平行移开，照度计读数将随之而变，待照度读数稳定后，即为反射光照度ＥＰ（见图）。由下式求出光反射比值：Ｐ＝ＥＰ／Ｅｉ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／ｍ２）通过下式求出均匀扩散反射表面的光方射比值。测量过程中，应使被测表面的照射状况保持不变，否则会影响测量精度。（二）．用照度计测量窗玻璃光的透射比：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，分别读出内外两侧的照度Ｅｉ和Ｅ0，如图所示。按下式求出透射比τ：τ=Ｅｉ/Ｅ0实验八照明测试一．实验目的和要求对于建成的建筑物，如商店、教室、阅览室、车站、道路、广场、隧道等，为了检验照明的效果，照时设计方案的合理与否，要求我们要进行照明实测工作，主要是照度和亮度的实测，通过实验要求同学掌握实测方法和结果整理方法。对大环境的实测见实验四“光环境测试”。二、实验设备照度计（图4-1）；亮度计（图4-2）。图4-1照度计图4-2亮度计三、实测内容及方法对于不同的建筑物具有不同的照明功能要求，要根据这一性质来决定实测内容。例如对于阅览室主要测量水平面的照度、平均照度、照度均匀度；对于书库还要增加书库的垂直照度；对于商店由于其入口、橱窗、店内正面、侧面、货架的照度要求不同，应分别测量水平或垂直方向的照度；对教室要增加测量黑板的垂直照度；对绘图室、展览室要增加测量倾斜工作面（图板、展出陈列品）的照度；对隧道，由于入口出口明暗不同的视觉条件要分段进行测量；对道路照明，由于它负有交通安全的特殊要求，要增加1．5m高度垂直照度和环境照明情况进行测量；总之要根据被测对象照明的特点，决定测定内容。除此之外应地各反光表面的反光系数，房间、建筑物尺寸，灯具型号、挂高、布置、功率、污染情况、使用时间、光通量等进行测量或了解。下面以教室和道路照明实测举例说明实测内容和方法。（一）、教室照明1、实测内容：室内照度分布，平均照度，照度均匀度，壁面反光系数。2、实测方法：（l）、原始数据记录：绘制教室平、剖面图，灯具布置图，记录灯具型号、功率、污染情况、使用期限、挂高，课桌高度及其布置，黑板尺寸及其放置高度、倾角等。在可能的条件下，为了更好地反映设计意图，最好成批地换成新灯，灯具亦应清扫一次。（2）、将教室的工作面划分区域方框网络，区域方框划分主要根据灯具布置及其工作面光分布的特点决定的。（3）、在网格上布置测点，测点布置原则是根据所测内容决定。①、测室内照度分布：在网格中心布置测点②、测室内平均照度：选择照度分布典型网络，如图中的A、B、C、D网格，在网格的中心和边线上布测点，如图（a）中的“O”所示的，A选两个典型网格，每个网格布置四个测点，共八个，共平均值EA代表所有同A型的网格照度，其面积为FA，对于B、C……K区域同理有EB、FB；EC、FC；……EK、FK那么其平均照度，按面积加权平均有：ECP＝（EA·FA+EB·FB+·…·EK·FK）/（FA+FB+……FK）（1）③、测量工作面最低照度：选择具有代表性的剖面，每隔l～3米均匀布点，并找出照度最低值Emin，按下式计算照度均匀度u．U＝Emin／Ecp（2）④、测特殊工作点照度：测点布置在工人工作时眼睛注视的地方。（4）、测试测点上的照度：同时用两台照度计进行测试，一台固定在房间中部作为检测光源因电压波动所产生的误差，一台对测点逐点检测。必要时可增加测量距灯下沿一米处的照度，了解灯的光强分布。对于第一台照度计在教室中所浊的照度值为E01，E02，……E0n，其n个数据