建筑物理光学实验报告最终版.docx
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建筑物理光学实验报告最终版
建筑物理实验报告
建筑光学实验：
采光系数测量
报告人：
马晓清2008301530014
小组成员：
马晓清2008301530014
符小东2008301530042
张雯华2008301530004
苏禹蒙2008302450004
徐航2008301530003
王海玉2008301530038
指导教师：
李鹍
武汉大学城市设计学院
2012-6-10
一实验目的
室内光环境对于室内生产，生活，工作有着直接的影响。
良好的光环境能够提高工作学习效率，保障人身安全和视力。
天然采光效果的好坏及合理与否，可以通过天然采光实测作出评价。
采光系数是评价室内自然光环境，室内开口合理与否的一个重要指标。
通过实验了解室内自然光环境测量方法及数据的整理与分析，并对该实测房间的光环境作出评价。
二实验原理及仪器
1.原理：
（1）室内采光测量最主要的工作是同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度和室外水平面的照度值。
室外照度是经常变化的，必然引起室内照度的相应变化，不会是固定值。
因此对采光系数量的指标，采用相对值，这一相对值称为采光系数（C）,即室内某一点的天然光照度（En）,和同一时间的室外全云天的天然光照度（Ew）的比值。
（2）侧窗位置对室内照度分布的影响。
图的下面的图是通过窗中心的剖面图。
虚线表示不同工作面上不同的采光系数。
上面三个图示平面采光系数分布图，同一条曲线的采光系数相同。
图a、b表明当窗面积相同，位置高低不同时，室内采光系数分布的差异。
低窗时，近窗处照度很高；窗的位置提高后，虽然靠近窗口处照度下降，但离窗口远的地方照度却提高不少，均匀性得到很大改善。
2.仪器：
照度计2台/组卷尺
两台照度计为同型号，分别用于室内和室外的照度测量。
三实验时间及，地点及天气状况
时间：
2012年6月10日星期日
地点：
城市设计学院专用教室
天气:
阵雨转小雨，微风，22℃-29℃
四实验要求
1测量数据记录（不少于5个测点）
次数
测量点
1
2
3
1
En（lx）
Ew（lx）
C（%）
平均C（%）
2
En（lx）
Ew（lx）
C（%）
平均C（%）
3
En（lx）
Ew（lx）
C（%）
平均C（%）
4
En（lx）
Ew（lx）
C（%）
平均C（%）
5
En（lx）
Ew（lx）
C（%）
平均C（%）
2.采光系数曲线图
建筑物典型剖面图上表示的工作面各测点的采光系数变化曲线。
以剖面图上工作面高度为横坐标轴，并在上面标出测点的相应位置；以纵坐标表示该点的采光系数值，取5%为刻度单位。
各点的采光系数标出后，连接成光滑的曲线，即为采光曲线图。
每个剖面作一个采光系数图。
3.等采光系数图
等采光系数图是在建筑平面上将工作面上采光系数相同的各点用光滑的曲线连接绘成的曲线图。
类似于等高线图，形象地反映室内平面上各处采光曲线的变化。
4.附加测量项目：
1．采光系数最低值Cmin
采光系数最低值取典型剖面和假定工作面交线上各测点中采光系数值中最低的一个，作为该房间的评价值。
2.采光系数平均值Cav
采光系数平均值取典型剖面与假定工作面交线上各测点的采光系数算术平均值。
当室内有两条或以上典型剖面时，各条典型剖面上的采光系数应分别计算。
取其中最低的一个平均值作为房间的采光系数平均值。
3．采光均匀度Uc
采光系数最低值与平均值之比，即Uc=Cmin/Cav
国家规范规定，对于侧窗和顶部采光要求为I-IV级的房间，其工作面上的采光均匀度不应低于0.7。
采光均匀度应按各个不同剖面计算，取其中均匀度最低的一个值作为该房间的评价值。
五实验方法
1.测点布置
室内采光测点的布置反映各工作面上照度值的变化和光的分布情况，因此采光实测时要在待测建筑物内选取若干个有代表性的能反映室内采光质量的典型剖面,然后在剖面与工作面交线布置一组测点。
侧面采光的房间有两个代表性的横剖面，一个通过侧窗中心线，一个通过侧墙中心线；剖面图上布置测点的间距2m；测点距墙或柱的距离为0.5~1m，中间测点等距布置。
2.测量条件
我国采光设计标准采用国际照明委员会推荐的CIE标准天空，即全云天作为天空亮度分布规律的标准。
因此采光系数测量的天空应该选取全云天（云量8~10级），天空中看不到太阳的位置。
不应在晴天和多云天测量，也不宜在雨雪天测量。
测量时间应选择一天中照度相对稳定的时间段，一般多在10:
00AM-14:
00PM为宜，不宜在早晨傍晚测量。
3．测量位置
测室外照度的光电池应平放在周围无遮挡的空旷地段或屋顶上，且无日照影响，离开遮挡物的距离L至少在光电池平面以上是遮挡物高度的6倍远，如图所示。
测量人员离开测点一段距离，蹲下读数。
室外照度测点位置选择示意
六实验过程
测量人员将光接收器水平放置在测点处，在测量前与室内外测量人员约定好，何时开始读数，每隔5秒或10秒读一次数。
读数前，应将接收器曝光2分钟以上；室内每个测点测量3次，然后换一个测量，测点轮换次序与室外测量数据一一对应。
教室测点分布图
七实验数据记录与整理
剖面1
次数测点
1
2
3
1点
En（lx）
402
317
346
Ew（lx）
1836
1873
1823
C（%）
21.9
16.9
19.0
平均C（%）
19.3
2点
En（lx）
125
119
127
Ew（lx）
1767
1693
1753
C（%）
7.1
7.0
7.2
平均C（%）
7.1
3点
En（lx）
76
78
73
Ew（lx）
1653
1638
1656
C（%）
4.6
4.8
4.4
平均C（%）
4.6
4点
En（lx）
45
44
42
Ew（lx）
1876
1785
1799
C（%）
2.3
2.4
2.3
平均C（%）
2.3
5点
En（lx）
23
23
21
Ew（lx）
2032
2114
2280
C（%）
1.1
1.1
1.0
平均C（%）
1.1
6点
En（lx）
11
11
12
Ew（lx）
1645
1785
1678
C（%）
0.6
0.6
0.7
平均C（%）
0.6
剖1采光系数平均值C（%）=（19.3+7.1+4.6+2.3+1.1+0.6）/6=5.8
采光均匀度Uc=0.6/5.8=0.1
剖面2
次数测点
1
2
3
1点
En（lx）
75
77
74
Ew（lx）
1342
1365
1358
C（%）
5.6
5.6
5.4
平均C（%）
5.5
2点
En（lx）
42
45
41
Ew（lx）
1367
1353
1307
C（%）
3.1
3.3
3.1
平均C（%）
3.2
3点
En（lx）
31
27
30
Ew（lx）
1353
1409
1298
C（%）
2.2
1.9
2.3
平均C（%）
2.1
4点
En（lx）
29
28
29
Ew（lx）
1355
1391
1394
C（%）
2.1
2.0
2.1
平均C（%）
2.1
5点
En（lx）
23
23
21
Ew（lx）
1364
1388
1376
C（%）
1.6
1.7
1.5
平均C（%）
1.6
6点
En（lx）
11
13
12
Ew（lx）
1347
1378
1357
C（%）
0.8
0.9
0.8
平均C（%）
0.8
剖2采光系数平均值C（%）=（5.5+3.2+2.1+2.1+1.6+0.8）/6=2.6
采光均匀度Uc=0.8/2.6=0.3
剖面3
次数测点
1
2
3
1点
En（lx）
139
142
144
Ew（lx）
1463
1474
1415
C（%）
9.5
9.6
10.2
平均C（%）
9.8
2点
En（lx）
67
61
64
Ew（lx）
1362
1308
1396
C（%）
4.9
4.6
4.6
平均C（%）
4.7
3点
En（lx）
36
35
38
Ew（lx）
1384
1348
1387
C（%）
2.6
2.6
2.7
平均C（%）
2.6
4点
En（lx）
28
25
27
Ew（lx）
1403
1384
1301
C（%）
2.0
1.8
2.1
平均C（%）
2.0
5点
En（lx）
42
46
47
Ew（lx）
1365
1325
1362
C（%）
5.8
5.8
5.9
平均C（%）
5.8
6点
En（lx）
83
79
82
Ew（lx）
1645
1785
1678
C（%）
5.1
4.4
4.9
平均C（%）
4.8
剖3采光系数平均值C（%）=（9.8+4.7+2.6+2.0+5.8+4.8）/6=5.1
采光均匀度Uc=2.0/5.1=0.4
剖面4
次数测点
1
2
3
1点
En（lx）
47
43
42
Ew（lx）
1363
1398
1357
C（%）
3.4
3.1
3.0
平均C（%）
3.2
2点
En（lx）
31
37
35
Ew（lx）
1362
1327
1360
C（%）
2.3
2.8
2.6
平均C（%）
2.6
3点
En（lx）
25
25
24
Ew（lx）
1328
1404
1379
C（%）
2.0
1.8
2.0
平均C（%）
1.9
4点
En（lx）
26
24
28
Ew（lx）
1351
1427
1385
C（%）
1.9
1.7
2.2
平均C（%）
1.9
5点
En（lx）
43
38
42
Ew（lx）
1420
1380
1393
C（%）
3.0
2.8
3.0
平均C（%）
2.9
6点
En（lx）
68
59
62
Ew（lx）
1329
1402
1427
C（%）
5.1
4.5
4.3
平均C（%）
4.6
剖4采光系数平均值C（%）=（3.2+2.6+1.9+1.9+2.9+4.6）/6=2.9
采光均匀度Uc=1.9/2.9=0.7
剖面5
次数测点
1
2
3
1点
En（lx）
142
164
168
Ew（lx）
1283
1260
1327
C（%）
11.1
13.0
12.7
平均C（%）
12.3
2点
En（lx）
83
87
89
Ew（lx）
1290
1365
1237
C（%）
6.4
6.4
7.2
平均C（%）
6.7
3点
En（lx）
57
42
47
Ew（lx）
1463
1379
1427
C（%）
3.9
3.0
3.3
平均C（%）
3.4
4点
En（lx）
35
42
39
Ew（lx）
1416
1362
1397
C（%）
2.5
3.1
2.8
平均C（%）
2.8
5点
En（lx）
23
23
21
Ew（lx）
1427
1428
1395
C（%）
1.6
1.6
1.5
平均C（%）
1.6
6点
En（lx）
11
11
12
Ew（lx）
1473
1365
1368
C（%）
0.7
0.8
0.9
平均C（%）
0.8
剖4采光系数平均值C（%）=（12.3+6.7+3.4+2.8+1.6+0.8）/6=4.6
采光均匀度Uc=0.8/4.6=0.2
八实验分析
剖面1
剖面2
剖面3
剖面4
剖面5
采光系数曲线图分析：
剖1：
通过侧窗的中心线，离窗口距离越远，采光系数越低。
靠近测点6的窗户属于高窗，只减缓了中间部分采光系数降低的幅度。
剖2：
通过窗间墙的中心线，采光系数还是受两边窗户的影响，基本上采光系数随着与窗户距离的增大而逐渐降低。
剖3：
通过侧窗的中心线，离窗口距离越远，采光系数越低。
但由于另一侧高窗的影响，测点5比测点4高。
剖4：
通过窗间墙的中心线，采光系数还是受两边窗户的影响，基本上采光系数随着与窗户距离的增大而逐渐降低。
但由于另一侧高窗的影响，测点5比测点4高，测点6比测点5高。
由于变化幅度过大，也不排除仪器故障引起的变化。
剖5：
通过侧窗的中心线，离窗口距离越远，采光系数越低。
同样的，靠近测点6的窗户属于高窗，只减缓了中间部分采光系数降低的幅度。
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