[建筑物理光学实验报告]建筑物理采光实验

吉林建筑大学

建筑物理实验报告

班 级： 建筑113班 姓 名： 刘凯 学 号： 01111318 实验题目： 绘图室照度实测 指导教师： 郑秋玲

实验日期：14.5.9 小组成员刘凯，王志成，刘醒实，蒋劲锋 学生成绩：

2014年5月9日

实验一 采光实测

实验日期： 2014.5.9

小组成员： 刘凯，王志成，刘醒实，蒋劲锋

实验题目：绘图室采光实测

实验目的：1. 掌握照度计的正确使用方法。

2. 测定绘图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：

（一）采光系数测定

（二）检验绘图室内亮度分布状况 （三）测量不同表面的光反射比 （四）测量窗玻璃的光透射比

实验步骤： （一） 采光系数测定 实验步骤及原理

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。 测试仪器：两台照度计

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，离地高度与工作面相同，间隔1.15m 布置一测点, 第一个与

最后一个测点分别距离外墙与侧墙0.5m 。

2. 天气条件：阴天(并非绝对全阴天) 。时间在13:00-14:00之间，因这一时段室外照度变化不大。 3. 室外照度：选择周围无遮挡的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。读数时与室内照度读数时间一致。

3. 室内照度：光接收器放在与实际工作面等高的水平面处测量照度。测量时熄灭人工照明灯。测量者避开光的入射方向，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。

测点分布图

实验测试表格及简单说明

测量仪器型号： TES 1330A 型数位 式照度计

实测日期时间： 2014年5月9日 天空情况： 阴（并非全阴天）

采光实测记录表

1，绘制表格，计算采光系数平均值 2，根据不同测点的的实测值画出窗轴线及窗间墙中轴线之间剖切线上的采光系数曲线 3，各个采光系数曲线汇总，得出绘图室采光效果的结论

采光实测记录表

A-A 剖面

采光系数平均值C （﹪）=（6.8+2.1+1.5+0.8+0.66+0.22+0.22）/7=1.8 采光均匀度Uc=0.22/1.8=0.12

B-B 剖面

采光系数平均值C(﹪)=(2.64+2.2+1.1+0.66+0.44+0.33+0.22)/7=1.08 采光均匀度Uc=0.22/1.08=0.2

C-C 剖面

采光系数平均值C(﹪)=(3.0+2.09+1.32+0.66+0.33+0.33+0.22)/7=1.13 采光均匀度Uc=0.22/1.13=0.19

D-D 剖面

采光系数平均值C （%）=（2.31+1.76+1.1+0.66+0.33+0.33+0.22）/7=0.96 采光均匀度Uc=0.22/0.96=0.22

E-E 剖面

采光系数平均值C(%)=(5.28+2.31+1.43+0.77+0.55+0.33+0.22)/7=1.55 采光均匀度Uc=0.22/1.55=0.14

F-F 剖面

采光系数平均值C=（0.44+1.1+0.99+0.55+0.33+0.33+0.22）/7=0.56 采光均匀度Uc=0.22/0.56=0.39

数据整理——绘制采光系数曲线图

A-A 剖

C-C 剖

D-D 剖

F-F 剖

实验结果

汇总各个剖切线的采光系数曲线

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

窗户左侧有建筑物遮挡（高度在20米左右）与此建筑成直角。室外墙面面砖为青色瓷砖，

表面较粗糙，不会对阳光进行较强的反射。

2. 分析采光系数曲线

根据视觉作业场所工作面上的采光系数标准值得知：

教室作业精细度属于精细，采光等级为三，采光系数最低值为2%。但是我们所测试的绘图教室其采光系数最低值为0.22%。所以，对于教室内采光系数的测定与标准值相比较，得出，此教室采光没有达到要求。

（二）检验室内亮度分布状况

测试仪器：亮度计一台，三脚架一台

1. 选定一固定位置作为测量位置，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。

室内平面图

室内测点：天花板，工作面（12），梁 四周墙，黑板，窗户，柱

1) 、正常条件

（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 ρ。由下式求出光反射比： ρ = Eρ / 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ρ值：ρ = πL/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τ：τ =Ei/Eo

反射比与透射比测定记录表

实验结果分析

根据教室室内各表面反射比为：墙面0.3—0.8、地面0.1—0.5、作业面0.2—0.6，由上述表格得知室内各表面反射比符合要求。

实验二： 照明实测

实验时间：2014.5.10

小组成员：刘凯，王志成，刘醒实，蒋劲锋 实验题目：照明实测

实验目的：1. 检验实际照明效果是否达到预期的设计要求。 2. 了解不同光环境的实质，分析、比较设计经验。 3. 确定是否需要对照明进行改装和维修。 实验内容：

在测试房间内，在每个工作地点测量照度，然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间，如单用一般照明，通常选0.8m 高的水平面测量照度。将测量区域划分成大小相等的方格，测量每格中心的照度Ei ，平均照度可用算术平均值来求。 小房间每个方格的边长取1m ，；大房间可取2~4m；走廊、楼梯等狭长的交通地段沿长度方向中心线布置测点，间距1~2m，测量面为地平面或地面以上150mm 处。

测点越多，得到的平均照度值越精确，但耗费的精力也越多。如要求测量误差在±10％以内，则可用室形指数Kr 来确定测点最少个数，见下表：

测点数与室形指数的关系

其中：Kr=L×W/hr(L+W)

Kr : 室形指数

L 、W ：房间的长、宽

Hr : 灯具至测量平面的高度

实验步骤及方法：

1. 测量宜在晚间进行。测量前，打开全部灯具，待其稳定后（稳定时间：白炽灯5分钟；荧光灯15分钟；HID 灯30分钟）才能开始测量。测量时测试人员不应遮挡光接收器。 2. 作现场调查记录，内容包括：

（1）灯具的类型、功率和数量和使用龄期。

（2）绘制房间的平、剖面图，注明灯具的位置和挂高，以及灯具的损坏与污染情况 （3）室内主要表面的颜色和状况。 （4）测量仪器的型号和编号。

（5）测定日期、起止时间、测定人、记录人。

3. 按上述原则确定测点位置及数量。并在标有灯具与测点位置的平面图上，标注各点的照度实测值。

4. 进行亮度测量，方法同采光实测中检验室内亮度分布。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。

5. 整理测量数据，完成实验报告。

现场调查记录 1. 灯具情况

在本实验测量

中，测量地点为逸夫楼建筑绘图教室，使用灯具为24w 荧光灯，外部为金属防眩光灯罩，共有9组，每组2个灯管，灯管发光状况良好，表面无明显污渍。平均使用时间为半年。

2. 室内情况

测试地点，逸夫楼建筑绘图教室为建筑与规划学院建筑学专业学生自用教室，地面为，由于无

外人进入，卫生保持良好，地面反光程度良好，无大面积污渍。墙面为大白粉刷，根据学校要求，在局部有一些装饰（贴画，照片等），本组讨论认为，基本上不影响对室内亮度的测量。天花为白色石灰，无污渍。北侧墙有三扇窗，南侧有两扇门。前部讲台为复合板，土黄色表面，表面整洁。房间情况：进深8m ，宽开间12m ，高4.2m 3. 测量仪器

亮度测量使用的设备是北京师范大学光电仪器厂生产的L88型亮度计，编号0228，测量单位为100cd/m2。保存状况良好，使用正常。照度测量使用的设备是TES 1330A型数位式照度计，使用情况良好，电量充足。 4. 测定时间

测量时间为5月10日，下午19：30至20：30。

照明条件下的工作面照度

照明条件下的测点亮度

实验结果分析及结论

根据公共建筑照明标准值规定，学校建筑教室工作面照度为300lx, 但是由以上数据得出此

教室照度值不足300lx, 所以，此教室照明条件不足。

实验对你的启发

这次实验，无论对我们建筑光学知识的学习还是对我们的日常生活以及日后的工作都具有较大的现实意义及实用意义。通过该实验，我们更深层次的理解了采光系数这一重要的光学物理量，并且学会了照度计的使用方法，会利用照度计进行最基本的各点照度值的测量，然后利用采光系数的计算公式计算其采光系数，进而用绘制采光系数曲线的方式把我们的测量结果表达出来。再通过对采光系数曲线的分析得出侧窗采光的房间内照度分布的特点，即：通过侧窗射入室内的天然光具有明确的方向性，有利于形成物体的阴影；但是，在沿房间进深的方向上，侧窗采光的均匀性不够好，其主要受窗高度的影响。对于一般的窗台高度（1m 左右）而言，室内照度值随与采光口距离的增加下降很快，分布很不均匀，虽然可以通过提高窗位置的方法得到一定程度的改善，但是这种办法受到建筑物层高的限制，故侧窗只能保证有限进深的采光要求，一般不超过窗高的1.5~3倍。离采光口更深的地方则需要采用人工照明进行补充。

这些通过实验获得的经验，可以为我们后续的学习打下一定的基础。我们可以以此为出发点进行深入的研究，从而为我们今后的建筑设计提供参考依据；同时也让我们认识到一个良好的光环境对生活、学习而言是多么的重要！