建築物理實驗指導書

2022-09-16 06:45:02 字數 4929 閱讀 8000

實驗一、熱氣候引數及導熱係數的測定

(一)、測量溫度

1、 實驗裝置

銅一康銅熱電偶(0.2—0.5mm),可攜式電位差計(或數字電壓表

儀等),切換開關,寬口保溫瓶(或冰點箱)。

2、實驗原理

如圖—1所示,當兩種金屬(如銅和康銅)導線組成閉合迴路時,只要兩個接點的量度不同,在迴路中就有熱電勢產生。熱電勢的大小與兩端點的溫差有關。若固定某一端的溫度t。

為o℃,則熱電勢的大小就取決於另一端點的溫度t。只要在迴路中接入一電壓計,測得熱電勢值,就可換算成該端點的溫度。

圖1 熱電偶原理

3實驗內容和方法:

(1)按測點位置和被測點的溫度狀況,將所有測點歸類編號。

(2)將熱電偶感溫部埋設、貼上或懸掛在被測點上。測表面溫度時,熱電偶感溫部貼上要牢、粘劑應薄,並在導線離感溫部的100mm處在同一被測表面處粘牢一點;若環境熱輻射較大時,熱電偶感溫部應用鋁箔覆蓋或圍罩。

(3)把熱電偶的冷端置於蒸餾水和碎冰混合的保溫瓶(或冰點箱)中,注意熱電偶感溫部不要與冰塊相碰,並用標準水銀溫度計在同一位置監測,以保持o℃。

(4)按圖—2所示,將熱電偶導線的自動毫伏記錄銅絲端對號接入切換開關,康銅絲端與冷端的康銅絲端連線,並接人電位差計以組成測量迴路。

(5)按測試專案的內容和要求確定的時間間隔,定時地撥動切換開關,在電位差計上讀出相應各測點的熱電動勢值(毫伏mv),再按事先標定的熱電勢與溫度間的對應關係,換算成溫度。

(二) 測量室內相對濕度

1、 實驗裝置:

通風幹溼球溫度計、指標式濕度計。

2、 實驗原理

通風幹溼球溫度計是由乾球溫度計、溼球溫度計及通風裝置組成的。當把該儀器安裝在空氣中時,潤濕溼球溫度計的水分就蒸發,並冷卻溫度計的感受部分。空氣的相對濕度愈小,經過溼球溫度計感受部分的空氣流速愈大,則溼球溫度計被冷卻的程度愈大,反映的溫度就愈低。

當通過溼球溫度計的空氣流速維持恆定時,則幹、溼球溫度計的數值就反映空氣相對濕度的大小。

3、實驗內容及方法:

(1)在測定前10min左右,把溼球溫度計感應端的紗布用潔淨水潤濕。

(2)若為手動通風幹溼球溫度計,用鑰匙上緊上部的發條,並把它懸掛於測點。待3—4min,當溫度計數值穩定後,即可分別讀取幹、溼球溫度計的指示值。讀數時,視平線應與溫度計水銀柱面平齊,先讀小數,後讀整數。

(3)根據幹、溼球溫度計讀數值查表,即可得到被測點空氣的相對濕度。

(三)測量室內的風向、風速

1、 實驗裝置

qdf型熱球式電風速儀或手持式風速儀。

2、 實驗原理

qdf型熱球式電風速計的頭部有一直徑約0.8mm的玻璃球,球內繞有鎳鉻絲線圈和兩個串聯的熱電偶。熱電偶的冷端連線在支柱上並直接暴露於氣流中。當一定大小的電流通過鎳鉻絲線圈時,玻璃球的溫度公升高,其公升高的程度和氣流速度有關。

當流速大時,玻璃球溫度公升高的程度小;反之,則公升高程度大。溫度公升高的程度反映在熱電偶產生的熱電勢,經校正後用氣流速度在電表上表示出來,就可用它直接來測量氣流速度。

3、實驗內容及方法:

(1)把儀器測桿放直,測點朝上、滑套向下壓緊,保證測頭在零風速下校準儀器。

(2)把校正開關置於「滿度」位置,慢慢調整「滿度調節」旋鈕,使電表指標在滿刻度的位

置。再把校正開關置於「零位」的位置,用「粗調」、「細調」兩個旋鈕,使電表指標在零點的位置。

(3)輕輕拉動滑套,使測頭露出適當長度,讓測頭上的紅點對準迎風面,待指標較穩定

時,即可從電表上讀出風速的大小。若指標搖擺不定,可讀取中間示值。

(4)風向可採用放煙或懸掛絲線的方法測定。

圖3、轉杯式葉輪風速風向儀

1- 風杯;2-回零壓杆;3-啟動壓桿

(四)、太陽輻射照度(包括水平面上的總輻射照度、散射輻射照度和直射輻射照度)

1、 實驗裝置:

天空輻射表、輻射電流錶。

2、 實驗原理

儀器的工作原理基於熱電效應。在錳銅一康銅組成的熱電堆上塗以炭黑及氧化鎂,利用它們對太陽輻射熱吸收係數的不同而造成熱電堆冷、熱端點的溫差,形成熱電勢:用輻射電流錶測出其熱電流強度,這個電流強度的大小與太陽輻射照度成正比。

3、實驗內容及方法:

(1)在太陽直射輻射不被遮擋的開闊處,安裝好天空輻射表,調節底板上的3個螺釘,使儀器感應麵成水平位置。輻射電流錶安裝在天空輻射表的北面,其距離應使觀測者讀數時不遮擋天空輻射表。

(2)將天空輻射表的2根導線與輻射電流錶的(十)、(—)端連線好,待儀器穩定後即可開始測量。

(3)測量總輻射照度時,把天空輻射表頭部的金屬罩取下,經40s後即可從電流錶上讀取數值;測散射輻射照度時,需用專用遮光板遮住太陽直射輻射,然後從電流錶上讀數;直射輻射照度可從同步測得的總輻射照度中減去散射輻射照度來求得。

(4)把上述輻射電流錶上的數值按儀器使用說明書中的公式換算成輻射照度:

(五)、導熱係數的測定

1、實驗裝置:導熱係數測定儀、烘箱、天平、公尺尺幾千分卡尺。

2、實驗原理:

本測量裝置是根據通過平壁穩定導熱原理設計的。用冷、熱板在試件兩表面產生溫差,並用控溫裝置控制溫度的穩定,在實踐的周邊用保護熱搬來避免熱量散失,造成通過試件的單向的穩定導熱過程。

2、 實驗內容及方法:

(1) 按照平面尺寸與導熱係數測定儀熱板尺寸(直徑或邊長為200-300mm)基本相同,厚度為熱板寬度的1/4來製備試件。

(2) 對試件表面要磨平,不平行度不得大於試件厚度的1%;對於粉狀應選用導熱係數接近或小於被測材料導熱係數的材料做圍框,把粉末材料裝在圍框內。

(3) 試件應在烘箱內烘乾至含溼量<2%.

(4) 稱試件的重量和尺寸,計算試件的密度。

(5) 把試件裝入儀器中並壓緊,對壓縮易變形的試件,在四周必須用導熱係數接近或小於被測材料導熱係數的材料做支撐塊。

(6) 按實際使用情況和要求,選擇試件平均溫度及兩表面的溫差。

(7) 在冷、熱板上固定熱電偶以測量表面溫度或溫差。

(8) 對裝置通電加熱,待試件達到熱穩定狀態後,每隔10min測量試件的表面溫度和熱流強度。當連續四次測量結果偏差在1%以內,且不是單向變化,測量可以結束。

(9) 按照下式計算出導熱係數:

實驗二、檢驗側窗採光房間的實際的採光效果:

1、 實驗儀器與裝置:

照度計(附顏色和余弦校正器);光接收器支架。

2、 實驗原理:

照度計(見圖4)是測量照度的儀器,它由光電池和微安檢流計組成。現代數字式顯示的照度計使用的是矽光電池,當光線照射到光電池表面時,在光電池上產生電動勢,其大小與光電池所受的照度有一定比例關係,由於光電池與微安檢流計連成迴路,所以有電流通過檢流計,光電流的大小決定於入射光的照度和迴路中的電阻,因此通過照度計所顯示的數字直接讀出入射光的照度值。

圖4 照度計

3、實驗內容及方法:

(1) 場所和布點選一側窗採光房間,在窗、窗間牆中間,垂直於窗面布置二條測量線,離地高度與工作面同,間隔l一2m布置一測點(圖—5)。

圖5 採光實測的測點布置

(2)測量:

1) 天氣條件最好選擇明天。如無陰天,選朝北房間進行測定。時間最好在9時至16時,因這時室外照度變化較小。

2) 使光接收器處於工作面高度,並能方便地移動到各測點。

3) 室外照度應選擇周圍無遮擋的空地或在建築物屋頂上進行測量。光接收器與周圍建築物或其它遮擋物的距離應大於遮擋物高度(自光接收器所處水平算起)的6倍以上。讀數時間應與室內照度讀數時間一致。

4) 室內照度光接收器放在與實際工作面等高,或距地面0.8m高的支架水平面上。測量時應熄滅人工照明燈。測量者應避開光的入射方向,以防止對光接收器的遮擋。

為了提高測量精度,每一測點可反覆進行2—3次讀數,然後取讀數的均值。根據測得資料即可整理成典型剖面的採光係數曲線圖。

實驗三、檢驗房間照明實際效果

1、實驗儀器裝置:

照度計 (附顏色和余弦校正器)

2、實驗原理:

照度計(見圖4)是測量照度的儀器,它由光電池和微安檢流計組成。現代數字式顯示的照度計使用的是矽光電池,當光線照射到光電池表面時,在光電池上產生電動勢,其大小與光電池所受的照度有一定比例關係,由於光電池與微安檢流計連成迴路,所以有電流通過檢流計,光電流的大小決定於入射光的照度和迴路中的電阻,因此通過照度計所顯示的數字直接讀出入射光的照度值。

3、實驗內容及方法

(1)測點應當是每個工作點,並將測點位置標註在平面圖上。在平面圖中還應當標明,燈具掛高和所處位置。如為空房間,則宜採用均勻布點方式,這時測點數與室形指數有關。具體見表1。

表1 測點數與室形指數的關係

(2)測量宜在晚間進行。測量前,應開亮全部燈,待其穩定後(15min以上)才能開始測量。測量時工作人員不應遮擋光接收器。

(3)在標有燈具與測點位置的平面圖上,在測點旁註出各點的照度實測值,或繪出等照度曲線。

實驗四、檢驗室內亮度分布:

1、 實驗儀器裝置

亮度計。

2、 實驗原理

亮度計是模仿人眼來測量視覺明暗感覺的儀器,它由光接收器和微安檢流計組成。現在使用的是數字式顯示的亮度計,當光線照射到光接收器表面時,在光電池上產生電動勢,其大小與光接收器所受的照度有一定比例關係,由於光接收器與微安檢流計連成迴路,所以有電流通過檢流計,光電流的大小決定於入射光的亮度和迴路中的電阻,經過修正就可以通過亮度計所顯示的數字直接讀出入射光的亮度值。

3、實驗內容及方法

(1)在觀測點可以看到的各種表面,都應選擇測量點;同面積大小、亮度變化程度而定。

(2)測量時間選擇在工作期間的正常條件和最不利條件(例如有直射陽光進入室內,陽光直射窗外淺色建築物時等)。

(3) 觀測者位置:室內採用照明時,亮度計放在房間長度方向的中軸線上,離牆0.5m,離地高1.2m(坐姿)或1.5m(立姿)處,亮度計朝向另一端牆。室內為天然採光時,亮度計朝窗放在通過有窗牆的中軸線上,離內牆0.5m,離地1.2m(坐姿)或1.5m(立姿)處。

根據測得的各點亮度值填入事先製成的**中。也可將測量資料標在與亮度計處於同一位置、同一角度拍攝的室內**上,或以此為視點的透檢視上(圖光—2)。

圖6 亮度測量資料圖

實驗五、照度計測量材料表面反射比和透射比

一、用照度計測量表面的光反射比

1、 實驗儀器裝置照度計

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