采光实验报告

建筑物理实验报告

班 级： 姓 名： 学 号：

实验题目：公共C509教室的采光实测

实验日期：2016.04.06 小组成员： 学生成绩：

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。 实验内容： 1.采光系数测定 2.检验室内亮度分布状况 3.测量表面光反射比 4.测量窗玻璃的光透射比 实验步骤： （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：最好选择如全阴天,时间最好在10：00~14：00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：光接收器应水平放在实际工作面上（参考平面工业建筑取距地1m，民用建筑取距地0.75m，公共场所取地面）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。 （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 / Ei 3.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。 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。 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 5（1）测量范围：0.1~1.999×10lx （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： 52（1）亮度测量范围：0.1~1.999×10cd/m （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。 3.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。 实验测试表格及简单说明： （一）采光系数测定 教室情况说明 基本信息 教室名称 教学楼C509 净高度 3.3m 教室卫生程度 洁净 教室面积 109.2平方米（进深8.4m,开间13m) 南 教室结构形式 框架剪力墙结构 15m 朝向 室外建筑距离 遮挡情况 有部分遮挡 各表面材质 教室的顶棚材质 黑板材质 白色塑料板，有污渍 玻璃黑板 墙面材质 乳白色涂料 门材质 红棕色木材 地面材质 白色瓷砖，有灰 窗材质 双层透明玻璃，不洁净，有灰 窗帘材质 蓝色涤纶 书桌材质 复合板浅黄色 采光实测记录表 测量仪器型号： ST-85型自动量程照度计 测点 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D1 D2 实测时间： 2016.04.06 13：24 室内En 实测值 20 74.4 429 435 1920 924 514 481 2940 67 622 424 2380 198 天空情况： 全阴天 室外Ew 实测值 15700 16200 17430 170 17860 18470 180 19630 20200 20450 19200 19740 20500 20700 C值 16.8% 0.5% 2.5% 2.5% 10.8% 5.0% 2.7% 2.5% 14.6% 0.3% 3.2% 2.1% 11.6% 1.0% D3 D4 E1 E2 E3 E4 723 1 3380 88 2 421 20800 20160 19700 19800 19900 20320 3.5% 2.7% 17.2% 0.4% 3.2% 2.1% A-A剖面 采光系数平均值C（﹪）=（16.8+0.5+2.5+2.5）/4=5.575 采光均匀度Uc=0.5/5.575=0.09 B-B剖面 采光系数平均值C(﹪)=(10.8+5.0+2.7+2.5)/4=5.25 采光均匀度Uc=2.5/5.25=0.48 C-C剖面 采光系数平均值C(﹪)=(14.6+0.3+3.2+2.1)/4=5.05 采光均匀度Uc=0.3/5.05=0.06 D-D剖面 采光系数平均值C（%）=（11.6+1.0+3.5+2.7）/4=4.7 采光均匀度Uc=1.0/4.7=0.21 E-E剖面 采光系数平均值C(%)=(17.2+0.4+3.2+2.1)/4=5.725 采光均匀度Uc=1.0/5.725=0.17 采光系数曲线图 A-A剖 B-B剖 C-C剖 D-D剖 E-E剖 实验结果分析及结论： 1.建筑的外观形态及环境对采光的影响 窗户右侧有部分遮挡，对该教室的前半部分影响较大。室外墙面砖为赭石和灰褐色，表面粗糙，不会对阳光进行较强的反射。透光玻璃有污渍和灰尘，对光的透入会有轻微影响。包括窗户周边的床帘完全拉开后没有绳子可以系起来，对光的进入仍有一定的影响。 2.分析采光系数曲线 教室部分长春地区的采光设计标准：Cav=3%*1.1=3.3% 通过计算可以每一个剖面的采光系数平均值均不低于采光设计标准。 所以，可以得出该教室的采光达到了要求。 3.改进方案 作为教室类对采光要求较高的建筑，除了应该尽力避免建筑物方面的遮挡，室内方面的采光遮挡也应该尽力避免，例如窗帘应配有可以聚拢系起来的绳子，玻璃要保持一定的清洁度，在教室需要良好自然采光的时候应该尽量减少室内方面的遮挡和影响。 （二）检验室内亮度分布状况 室内亮度分布状况（最不利条件下） 测点标识图 亮度分布数值记录表 测点 实测值 65.4 70.3 67.9 66.5 17.7 11.9 15.4 37.7 测点 实测值 c1 c2 c3 棚顶各点的 c4 亮度值 （cd/m²） c5 c6 c7 c8 59.9 59.8 47.9 48.6 48.6 53.5 67 68.3 测点 实测值 e1 e2 两侧墙面 e3 及窗面各 e4 点的亮度值 （cd/m e5 ²） e6 e7 e8 81.7 77 73.6 55.5 23.4 22.2 81.2 47.8 a1 工作面上各点的亮 a2 度值 a3 （cd/m²） a4 b1 黑板各点及讲台的 b2 亮度值 b3 （cd/m²） b4 室内亮度分布状况（正常条件下） 测点标识图 亮度分布数值记录表 测点 a1 a2 a3 a4 工作面上 各点的亮a5 度值 a6 （ cd/m²） a7 a8 a9 a10 实测值 103 362 204 582 114 1026 591 215 1621 200 测点 b1 b2 b3 实测值 3450 3230 198 205 4010 3550 141 181 1470 1187 b4 墙面及窗面各点的b5 亮度值 b6 （ cd/m²) b7 b8 b9 b10 实验结果分析及结论 1.通过数值可以看出对于对光线要求较高的工作面亮度数值较其他表面高，黑板是最低的，按照光所需度来说是合理的。 2.通过比对两种不同条件下的数值可以看出良好的自然采光可以是很重要的。 3.在自然采光不好的情况下，光源数量和位置的布置都尤为重要。 （三）测量表面光反射比 （四）测量窗玻璃的光透射比 反射比与透射比测定记录表 测 点 项 目 墙面光 反射比 测定 地面光反射比测定 黑板光反射比测定 窗玻璃 光透射比测定 光敏面朝外 光敏面朝向墙面 墙面光反射比 光敏面朝上 光敏面朝下 地面光反射比 光敏面朝外 光敏面朝向黑板 黑板光反射比 光敏面在窗外朝外 光敏面在窗内朝外 窗玻璃光透射比 128 19.4 0.15 138 76.9 0.56 436 66.7 0.15 6690 4500 0.67 1 269 78.5 0.29 86.4 45.6 0.53 315 49.9 0.16 6520 4580 0.70 2 325 24.2 0.07 85.5 7.1 0.08 222 33.9 0.15 6740 4710 0.70 3 平均值 240 40.7 0.17 103.3 43.2 0.39 324 50.2 0.15 6650 4596.7 0.69 实验结果分析及结论： 根据教室室内各表面反射比为：墙面0.07——0.29、地面0.08——0.56、 黑板面0.15——0.16，窗玻璃0.67——0.70 由上述表格得知室内各表面反射比符合要求。 实验对你的启发： 此次实验，对我在物理的学习上和日常的生活中都有很大的帮助。 在这次实验中，我不仅充分了解了对于实验仪器的使用方法，同时对于实验的方法和测量量的要求也有了一个明确的定位。通过对实验报告的完善，我也可以良好的运用亮度、采光系数和反射比方面的公式，也学会了对于实验结果的表达和处理与比较。 在实验过程中，关于室内采光方面，建筑物的遮挡、窗地比、建筑外表面的粗糙程度和颜色都有很大的影响，进深的程度对于窗户的高度是有影响的，同时对于教室这一类对采光要求较高、工作面较广的房间，房间的采光均匀度很重要，室内各个平面的反射程度对于各个平面的亮度分布也有一定影响。 所以在设计一个建筑物的时候，考虑采光方面的问题时不光要考虑室外遮挡，还要考虑各个面材料的选择，以及进深与窗地比的关系。 同时我也意识到光线对于工作学习时候的重要性，以及不同类型的建筑对于光线的不同要求。还有设计一个建筑的时候，前期的测试和考察也是十分重要的。