建筑物理实验报告书.docx
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建筑物理实验报告书
目录
实验一室内热舒适测量与计算
实验二房间照度测量
实验三声级计的使用和环境声测试
实验一
室内热舒适测量与计算
1.实验目的
通过本次实验了解热工测量中常用的测试仪器和设备。
测量影响人体热舒适的主要客观指标,计算预测热感觉指标(PMV)。
2.测试原理
室内热环境标准是建筑热工设计的基本依据之一。
室内热环境的评价方法和标准中最简单的标准是室内空气温度,如住宅冬季18℃,夏季26℃。
缺点:
不全面。
目前通行的主要评价方法有,有效温度(EffectiveTemperature,ET*),热应力指标(HeatStressIndex,HSI),预计热感觉指数(PMV-PPD指标)。
其中PMV的影响因素包括环境变量:
气温、辐射温度、相对湿度和气流速度和人体条件:
人体活动状况、人体衣着。
本试验通过测量四个环境参量、预估人体条件计算预计热感觉指数PMV。
3.测试地点及仪器
学生宿舍或教师办公室;
主要测试仪器:
TES-1360A温度、湿度计,ZRQF-F30J智能热球式电风速计,RAYMMT4U红外测温仪。
4.测试方法及步骤
a)了解主要的测试仪器,测量影响人体热舒适的主要客观参量;
b)计算PMV。
5.数据记录
(1)姚晨阳
地点
温度(℃)
湿度(%)
气流速度(m/s)
热辐射温度
窗
4.8
45.6
0.4
2.8
地面
4.8
55.5
0
3.4
屋顶
5.1
68.8
0
3.8
门
6.5
50.8
0.4
2.8
(2)丁颖
地点
温度(℃)
湿度(%)
气流速度(m/s)
热辐射温度
窗
5.7
53
0.7
2.8
地面
4.4
60
0
3.8
屋顶
5.6
71
0
3.8
门
7.3
47
0.3
3.2
(3)沈飞
地点
温度(℃)
湿度(%)
气流速度(m/s)
热辐射温度
窗
4.2
47
0.3
2.4
地面
4.8
50
0
3.8
屋顶
6.2
66
0
3.4
门
6.4
52
0.2
4.0
(4)胡志东
地点
温度(℃)
湿度(%)
气流速度(m/s)
热辐射温度
窗
5.5
55
0.2
3.8
地面
4.4
61
0.1
3.8
屋顶
5.7
72
0
3.2
门
6.8
67
0.2
3.2
(5)夏振强
地点
温度(℃)
湿度(%)
气流速度(m/s)
热辐射温度
窗
6.1
47
0.4
3.6
地面
5.3
54
0
4.4
屋顶
6.6
44
0
4.6
门
5.4
51
0.3
4.6
测试时间:
2012.12.29地点:
教室
测试人员:
姚晨阳丁颖沈飞夏振强胡志东
编号
温度
湿度
气流速度
热辐射温度
人体新陈代谢率
人体着装热阻
PMV/热感觉
1
5.4℃
55.2%
0.2m/s
3.2
69
0.96
-2
2
5.8℃
57.8%
0.3m/s
3.2
72
0.89
-2
3
5.4℃
53.8%
0.1m/s
3.4
68
1.03
-1
4
5.6℃
63.8%
0.1m/s
3.4
74
0.99
-2
5
4.6℃
49.0%
0.2m/s
4.3
70
1.05
-1
6
6.实验报告及思考题
1)根据测试的结果计算测点的PMV(查手册确定PMV计算公式,注意单位换算)或者填写实验小组人员总体平均热感觉;
2)改变计算参量分析影响人体热舒适各种因素的敏感程度。
答:
随着人们健康舒适意识的加强,人们对室内环境的要求也越来越强烈。
影响人体热舒适感觉的因素有空气温度、空气相对湿度,空气流速、平均辐射温度、人的新陈代谢率和衣服热阻,前4个因素为室内物理因素,后2个因素为个人因素。
前4要素对人体的热平衡产生影响且在各要素间很大程度上是可以互换的,某一要素的变化所造成的影响常常可以为另一要素相应的变化所补偿。
人体产热量是不可控制的,但是人体散热量受到上述6个因素的共同影响,其中最主要的是温度变量,因此热舒适性研究的主要工作是确定热舒适温度变量。
要使人们真正处于舒适的室内环境中,应使人体按正常比例散热,即辐射散热应占总人体散热量的45%~50%,对流散热约占25%~30%,而呼吸和无感觉蒸发散热约占25%~30%[4]。
这就要求在建筑设计过程中充分重视室内空间质量和功能分区问题,注意室内的防热处理,充分利用有利的环境因素而防止不利的环境因素,创造舒适的室内热环境。
还要求空调系统设计时慎重选择空调室内设计温度并进行合理的气流组织。
防热途径有室内外环境绿化、窗户遮阳(内、外遮阳)、自然通风和外围护结构的隔热等防热措施。
由于之前有运动,导致新陈代谢强,加上周边气温很低,再有着装热阻比较高,所以相对来讲,温度、人体新陈代谢、人体着装热阻对自身热舒适影响较大。
实验二
房间照度测量
1.实验目的
通过本次实验掌握房间照度、亮度以及材料光反射比的测量方法。
了解不同材料的光反射比以及一般教室的照明要求。
2.测试原理
一般建筑材料可以认为是扩散反射材料,故材料的亮度与表面照度存在着如下关系:
因此,我们通过测量出材料表面照度和亮度,计算出材料的光反射比。
如果没有亮度计,我们可以通过测量材料表面的照度Ei和材料的反射照度
来计算材料的光反射比(注意选择不受直射光影响表面),即:
3.测试地点及仪器
光学实验室或暂借阶梯教室;
主要测试仪器:
LX-101四位数字式照度计,XYL-III型全数字亮度计,测距仪,直尺等。
4.测试方法及步骤
a)了解测试原理和主要的测试仪器;
b)丈量房间的平、剖面尺寸,确定门窗的尺寸和位置、灯具的大体位置。
绘出教室平剖面,在平面图上标出测点位置(不少于10点)。
c)测试窗帘合上时的各测点的照度,以及黑板、后墙、顶棚、灯管表面、桌面以及地面的亮度。
d)测试黑板和后墙表面的照度,然后将传感器反向贴在材料表面,缓慢移动传感器(移动时保持传感器与墙面平行),观察照度的变化,当照度值达到最高时记下读数(一般离墙40mm左右)。
e)在天空扩散光的条件下,将照度计的光接收器分别贴在窗玻璃的内外侧,两侧的侧点应处于同一轴线上。
分别读出内外侧的照度
和
,求出透射比
(三次平均)
5.数据记录
教室不同地点的入射反射数据记录
1、黑板
(1)第一组
编号
入射
反射
1
78
21
2
74
24
3
108
14
平均
87
20
(2)第二组
编号
入射
反射
1
142
21
2
97
29
3
75
12
平均
105
21
(3)第三组
编号
入射
反射
1
111
16
2
79
11
3
80
16
平均
90
14
2、地面
(1)第一组
编号
入射
反射
1
106
39
2
77
36
3
113
40
平均
99
39
(2)第二组
编号
入射
反射
1
165
46
2
167
52
3
194
55
平均
175
51
(3)第三组
编号
入射
反射
1
214
48
2
143
44
3
175
44
平均
177
45
3、墙
(1)第一组
编号
入射
反射
1
105
68
2
123
80
3
121
94
平均
116
81
(2)第二组
编号
入射
反射
1
62
44
2
99
76
3
117
84
平均
93
68
(3)第三组
编号
入射
反射
1
87
66
2
72
55
3
111
49
平均
90
57
4、窗
(1)第一组
编号
内侧
外侧
1
111
993
2
135
207
3
646
1748
平均
297
983
(2)第二组
编号
内侧
外侧
1
120
950
2
135
200
3
450
1000
平均
235
717
(3)第三组
编号
内侧
外侧
1
150
800
2
135
307
3
500
1500
平均
262
869
测试时间:
2013.01.05地点:
教室
测试人员:
丁颖姚晨阳沈飞夏振强胡志东
测点
照度(lx)
测点
亮度(cd/m2)
1
2
3
门
63
黑板
10.08
28.4
13.02
桌面
151
后墙
128.7
180.1
146.9
窗户
79
桌面
54.2
44.1
91.3
地板
90
地面
77.7
123.4
44.9
窗前墙
118
灯管
4.19
1.55
24.9
后墙
145
窗户
10.28
7.89
12.29
窗间墙面(南)
75.9
83.3
38.4
窗间墙面(北)
97.0
103.3
141.5
顶棚
89.4
82.9
79.0
注意:
1.测试表面亮度时,需选择同表面三个特征点。
2.测试时应尽量避免人体对光线的遮挡
正面
反面
黑板
94
18
后墙
100
69
6.实验报告及思考题
1)计算教室平均照度和照度的不均匀度;
答:
教室平均照度108(lx)
照度均匀度=最小照度/平均照度
由于房间各点照度不完全相同,从而导致房间不同点的照度的均匀度不同。
2)根据教室的照度和亮度的分布状况,检验该教室的光照条件是否达到教室的照明要求,并对不足之处提出改进措施建议;
答:
根据测量数据检测到教室达不到教室照明要求。
改进措施:
增加日光灯数量;改善日光灯,采用功率小且寿命长的日光灯;增加单个日光灯照度;改善教室墙壁反光材质。
3)分别计算两种测试方法地板和墙面的光反射比,并作对比。
答:
地板的光反射比为3.3墙面的光反射比为1.46
4)测量并计算实验室窗玻璃的光透射比(三次平均)。
答:
玻璃的光透射比计算:
(0.30+0.33+0.30)/3=0.31
实验三
声级计的使用和环境声测试
1.实验目的
通过该实验使学生了解声级计的工作原理,掌握普通声级计使用方法,掌握室外环境噪声测量方法。
2.测试原理
(一)声级计的工作原理
声级计中一种测量声音的声压级和声级的仪器,它是声学测量中最常用的基本仪器。
声级计一般由传声器、输入及输出衰减器、输入及输出放大器、滤波器、检波器、指示器和电源组成。
声级计中的滤波器包括A、B、C、D半权网络和倍频程或1/3倍频程滤波器。
A计权声级计应用较广。
声级计还有“线性档”用于测频带声压级。
检波器使交流信号转换成直流信号,以便在指示器上获得适当指标。
指示器响应时间分“慢档”和“快档”,可根据声音信号选择使用.
(二)环境噪声测量
环境噪声是随时间而起伏的无规噪声,具有较大随机性,因此,噪声测量时要采用等时抽样技术,测量时读数要遵守一定规则。
国家规范要求,声级计置于“慢档”,每隔5秒读一个瞬时A声级,每一测点要连续读取100个数据,以此来代表该测点的噪声分布。
读数时要判断主要噪声并记录周围声学环境。
测量结果用累计分布声级Ln和连续等效声级Lep来表示。
(1)累计分布声级Ln
把每一个测点测得100个数据作为样本,按数据的大小排队,从大到小排列,排在第10位的声级值即为L10,L10代表10%的时间超过的噪声级,它代表噪声的平均峰值。
排在第50位的声级值为L50,它相当于噪声的平均值。
排在第90位的声级值为L90,它相当于噪声的本底值。
(2)等效连续声级Lep
Lep计算公式为:
(7-1)
式中:
-------在测点上第i次测量A声级,dB
n-------在测点上的测量次数
-------测点的连续等效声级,dB
通常,为了获得全市或城市中心某个区域胡环境噪声状况,必须将整个区域均匀划分为多个网格,测点布置在网络的中心,每个测点都可得到累计分布声级Lni和等效连续声级
,整个区域的环境噪声状况就用多个测点的累计分布声级Lni和等效连续声级
的算术平均值In和Iep来表示,即:
(7-2)
(7-3)
式中:
-------整个区域的累计分布声级平均值
------整个区域的等效连续声级平均值
n------整个区域的网格数
Lni-------第i个网格累计分布声级
-------第i个网格的等效连续声级
3.测试地点及仪器
建筑施工工地或交通干道两侧;
主要测试仪器及装置:
TES-1350A型声级计。
4.实验内容与要求
a)建筑施工场地及边界线示意图
b)敏感建筑物的方位、距离及相应边界线测点
c)各测点的等效A声级Leq
d)测量结果应及时填入《建筑施工场地噪声测量记录表》
e)试将测试结果进行声环境分析,提出控制噪声的方法。
f)现场实测(推荐)或查资料填写开放空间的声级。
5.数据记录
噪声计仪器一百组数据(降序排列)记录:
76.0
71.4
68.5
66.7
65.8
64.0
62.1
59.9
58.2
56.1
74.0
71.0
68.0
66.6
65.8
63.5
61.6
59.6
58.2
56.1
73.5
70.8
67.8
66.5
65.7
63.1
61.6
59.5
58.1
55.9
72.9
70.7
67.7
66.5
65.6
63.0
61.2
59.4
57.7
55.4
72.9
70.0
67.5
66.4
65.5
62.9
61.1
59.1
57.2
55.4
72.5
69.5
67.4
66.3
65.5
62.9
60.8
59.1
57.0
54.5
72.2
69.1
67.3
66.2
65.3
62.5
60.4
59.1
56.8
54.2
72.2
68.9
67.3
66.2
65.2
62.4
60.3
58.9
56.7
54.1
72.2
68.7
66.8
66.1
65.0
62.2
60.1
58.3
56.3
48.3
72.1
68.6
66.8
65.9
64.1
62.1
59.9
58.3
56.2
45.9
表1测试纪录
测量地点名称
三江学院
地点
专用教室
09时02分至10时34分
测量仪器
噪声计
气象条件
晴天
测量人:
沈飞、丁颖、姚晨阳
测点
圆圈表示测点
6.实验报告及思考题
(1)区域环境噪声测量(测量报告中应包括以下内容:
1、区域示意图;2、被测点(网格法)的示意位置;3、各测点的等效A声级Leq;4、绘制噪声污染图:
环境噪污染图的绘制:
以5db间距绘制等Leq曲线图,并在网点上列出最大值Lmax、及Leq、L10、L90的各算术平均值)。
答:
L10=73.05dBL90=64.70dBL50=68.42dBLeq=384.67dBLmax=76dB
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