光環(huán)境測量實驗報告

1、測量墻體突出外遮陽對室內(nèi)自然采光的影響實驗報告課程名稱:建筑環(huán)境與能源應用工程測試技術學 院：土木工程學院指導老師：班 級：建環(huán)1301 時 間：2015 9.25-10.10小組成員組 長：胡耀文13401171340147黃立平1340131黎志豪1340138王清峰1340102測量墻體突出外遮陽對室內(nèi)自然采光的影響實驗一、實驗目的1、了解照度計的工作原理，學會照度計的使用方法2、掌握不同大小、形狀空間的光環(huán)境測量測點的選擇方法。3、掌握室內(nèi)自然采光的評價方法。4、通過對有不同形式墻體外遮陽教室在不同條件下的照度的測量，對教室內(nèi)自然采光 的現(xiàn)狀及可能存在的不足提出改進意見。二、實驗原理1

2、、天然采光，就是將適當?shù)臅児庖M室內(nèi)照明，天然采光雖然受到日照時間、緯度氣 候、地形等因素限制，卻是最經(jīng)濟的采光方法.因此在建筑工程設計上十分重視采光. 學校教室的設計更重視采光系數(shù)，要求窗的總透光而積要與地板的而積保持適當?shù)?比值，即四分之一至六分之一。2、照度指照射在單位面積上的光通量。，其符號用E表示，若照射到表面上一點面元 的光通量為db該面元的面積為dA，則=14/，照度的單位是勒克斯，符號為 lx。3、采光系數(shù)是指室內(nèi)某一點直接或間接接受自然光所形成的照度（知）與同一時間不受 遮擋在室外水平而上產(chǎn)生的照度（孩）之比，以百分數(shù)表示。=（En/Ew ） 100%4、照度的均勻性是指在工

3、作面上的最低照度與平均照度之比，即Dv = Emin/E .V5、照度的測量:將測量區(qū)域分成大小相等的方格（或接近方形），測量每格中心的照度與。6、室內(nèi)測點布置應滿足下列要求:1）測量室內(nèi)照度時，應取據(jù)地面0.8m高的水平面作 為假定工作面，也可根據(jù)實際情況選擇其它工作面。2）測點位置應根據(jù)采光口的布 置選取，對于側(cè)面采光，測點位于建筑物典型剖面和工作面相交的位置，應選二個 以上的典型橫剖面。三、實驗裝置實驗采用照度計對室內(nèi)自然采光照度進行測量，裝置分為兩部分，一部分為照度傳 感器，一部分為處理顯示裝置，將照度計測量端放置在被測面上，顯示端即可顯示當前該被測面的照度情況。四、實驗內(nèi)容本實驗利用

4、照度計分別測量在不同天氣情況下，同一朝向、同樓層的教室中，有突 出墻體作為遮陽的教室和無突出墻體遮陽教室內(nèi)自然采光的照度分部情況，比較兩者的 相同與不同之處，分析突出式外遮陽對室內(nèi)自然采光照度的影響，為建筑外遮陽設計提 供一定依據(jù)。五、實驗步驟1、實驗前準備，包括準備儀器、確定測量教室、確定測量點的數(shù)目和位置、繪制教室 平面圖、檢查實驗儀器等。2、分別選擇晴天(接近CIE標準全晴天)、陰天(接近CIE標準全陰天)對教室進行照 度測量。3、檢查儀器，在室外開闊地帶，使用照度計進行室外照度的采集。4、測量室內(nèi)照度前，將采光測量基本情況填入表一。(表一附后)5、對教室內(nèi)確定的測點在工作面上的照度進行

5、測量，將測量數(shù)據(jù)填入表二。(表二附 后)6、再次測量室外照度，觀察是否有明顯變化。7、通過測量得到的照度，計算教室采光系數(shù)與照度均勻度。8、對兩種墻體情況的采光結(jié)果進行評價，得出結(jié)論。六、測量前期準備株洲市相關氣象資料：株洲市屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，具有四季分明、氣候溫 和、境內(nèi)歷年平均氣溫17.2r，極端最高氣溫40.6C，極端最低氣溫-11.3C。無霜期 286天以上，年日照時數(shù)1677.1h。小組經(jīng)過討論，選取了公共樓205(G205)、公共樓209(G209)、公共樓401(G401)、冶金樓A棟404 (Y404)進行實驗，并測量了教室大小，繪制了示意圖，如圖1所示， 選取的測點同

6、樣標記在圖1中。各教室墻體突出情況分別為：公共樓205突出1.55m、 公共樓209突出0.9m、公共樓401突出0.9m、冶金樓A棟404無突出。選擇的工作面 高度分別為:公共樓由于是階梯教室，按照桌面選取了距最低平面0.75m、0.86m、0.98m、 1.00m、1.13m的平面作為工作面，冶金樓根據(jù)桌面高度選擇0.8m高的平面作為工作 面。(b)冶金樓教室七、數(shù)據(jù)分析(a)公共棱散室平面圖圖1、教室平面圖及測點相對位置實驗獲得的原始數(shù)據(jù)在附一處，實驗結(jié)束后，我們小組結(jié)合了一些前人的研究文獻 對實驗數(shù)據(jù)進行了分析，由于前期試驗設計分組考慮不到位，測量時間過長，在測量第 一組數(shù)據(jù)過程中室外

7、照度發(fā)生了明顯變化，我們決定再數(shù)據(jù)分析中予以舍去。1、照度的縱深分布(1)、 G205 與 G209將測量的后三個時間段繪制為圖2, G209的照度縱深分布值均高于G205的照度縱 深分布值，最大差值在10001600lx，出現(xiàn)在最靠近窗戶的測點。由下圖可以看出，墻 體外突出主要對靠近窗戶的四個測點產(chǎn)生較大的照度削減作用，對遠離窗戶的測點影響 不大，說明外突出式墻體能夠降低靠近窗戶工作面上的照度，提高教室整體自然采光的 均勻性，出挑越多削減照度越多，但其不能提高窗戶遠端工作面的照度。圖2-G205與G209照度縱深對比11:00 G20511:00 G20913:00 G20513:00 G2

8、0915:00 G20515:00 G209（2） G401 與 Y404由于測點的分布有所不同，測點間的相對位置有差別，不能很好的反映同時間同樣 相對位置的照度分布，我們最終決定不對G401與Y404縱深照度進行分析。2、照度的前后分布（1） G205 與 G209三個時段的前后照度數(shù)據(jù)得圖3, G205與G209從前到后總體都有減小，同時，外 墻突出較短的G209前后照度基本上都大于外墻突出較長的G205的照度，說明外突出 墻體對教室整體采光都存在一定削減作用。圖3-G205與G209照度靠窗處前后分布11:00 G20511:00 G20913:00 G20513:00 G20915:0

9、0 G20515:00 G209（2）教室正中前后照度分布將13:00、15:00教室正中部測點數(shù)據(jù)制成圖4、圖5，由圖4、圖5可得，照度值Y404G401G209G205，可以發(fā)現(xiàn)，同樣是四樓，沒有外突出墻體的Y404照度高于G401，說明沒有外突出墻體的教室整體照度高于有突出墻體的教室。圖413:00教室正中前后照度G205 G401 G209 *Y404圖515:00教室正中前后照度T-G205 T-G401 I-G209 T丫40418007006005004003002001000246810123、教室縱深照度與外遮陽長度關系我們根據(jù)G205與G209的縱深照度繪制了如下圖6、圖7

10、,由圖可以發(fā)現(xiàn)，對于公 共樓205與公共樓209兩教室的橫向照度對比，兩時間段兩教室橫向的照度成明顯的 線性分布，其比值接近1.6,而兩教室外遮陽的長度比也為1.6,我們猜測室內(nèi)自然采光 照度與外突出式墻體的長度在一定范圍內(nèi)可能存在線性關系。圖6-.-三m ；嗑=二黑天三250C20001500100050000200如 060。800100012001400圖7-:疥 匿C20S咔河兮（:洵礦800070006000500030002OOD1000D愚&照度（L）010002000300040005000 COOOG20源度(Lx)八、結(jié)論綜合上述實驗數(shù)據(jù)分析，我們的出了如下結(jié)論：（1）形如

11、公共樓南面的外突出墻體部分背稱為綜合性遮陽構(gòu)件，結(jié)合教室內(nèi)的窗簾為教室 提供遮陽功能，其中，突出式的墻體能阻擋大部分的陽光。降低窗旁工作面的照度， 對遠離窗戶地方的照度影響不大，從而提高了教室的采光均勻度。（2）沒有外突出墻體的教室整體照度高于有突出墻體的教室，墻體外伸距離越大，教室內(nèi) 整體照度越低，且室內(nèi)照度分布和墻體外伸距離在一定范圍內(nèi)可能存在正比例關系?？偟膩碚f，南向突出式墻體的設置利大于弊，合理的外伸距離能保證晴天室內(nèi)無陽 光直射且能夠整體滿足學生學習對照度的要求，減少為遮陽拉緊窗簾而室內(nèi)補充人工照 明的次數(shù)，有效的降低了照明上的能源浪費。同時還可以在外墻加裝一些反光板，將直 射光線反

12、射至遠離窗戶的地方，從而提高教室內(nèi)側(cè)的自然采光，同時也提高了教室整體 的采光均勻度。九、組員心得胡耀文：本次實驗總體進行順利，組員們都放棄了自己的休息時間加入到了實驗方 案的指定，數(shù)據(jù)測量以及后期的數(shù)據(jù)處理中來。實驗中大家都收獲頗多，但實驗中也存 在著一些問題，例如前期測點位置的確定沒有考慮清楚，導致一些數(shù)據(jù)對比缺乏說服力 最終決定舍去。無論如何，這都是一次我們完全自主完成的實驗，過程中的酸甜苦辣經(jīng) 歷了就是最好的。胡晨曦：我們從實驗設計，人員組織，實際操作都進行的很順利。說明我們組對課 本知識掌握很好，大家也很團結(jié)。通過這次實驗我們也總結(jié)，以后在實驗選擇上我們要 先做一下實驗的預演，來決定這

13、個實驗的方案能不能施行，我們以后會注意這些問題， 讓我們的實驗更有意義，更好的體現(xiàn)出實驗的意義和收獲。黎志豪：這次實驗我們這組人員都盡了最大的努力，也取得了一定的收獲，首先， 我們體驗了其中的辛苦，更鍛煉了自己的動手能力，再次關于我們所做的關于有無外墻 體對室內(nèi)采光的影響實驗，和外部天氣有很比較大的影響，但是通過這次實驗，自己也 了解到了室內(nèi)的照度有時候不一定能滿足我們的要求，而且不同位置的照度差異比較明 顯，總的來說，我們要最大程度的利用自然光照，使之朝對我們最有利的方向發(fā)展。黃立平：歷經(jīng)兩個星期的努力，我們的實驗終于完成了。收獲很多，首先，我們這 次實驗中最大的挑戰(zhàn)就是天氣，實驗那天天氣的

14、變化對我們實驗產(chǎn)生了一些影響，但我 們也沒有因此而放棄實驗而是不斷調(diào)整方案，堅持做完了實驗。不僅如此，我還在這次 實驗中學會了團結(jié)，充分了對光環(huán)境的了解，認知了一些測量的基本技巧。王清峰：對于此次實驗總體來說，由于影響因素角度，最終的結(jié)果有些偏離我們之 前的設想，不過重要的是過程，這次測量實驗，忽略次要因素，體現(xiàn)主要影響因素，了 解對于事物的理性分析，使我們追求的關鍵。附一：側(cè)點原始數(shù)據(jù)4019:0020000+窗戶123456718914332119880950531354861460602020138087868355453652260902615552010129181866051951

15、572300801818707514569168568110178057636011108950140111:009000窗戶1231686210053950437101109621511886765906576792189529784108411163540113:3020000+窗戶12345671167040922790820490324209304772029401630990730585600533501020624602470145091069058760472290920825208804329191081010205073047011172055040114:5020000+窗

16、戶12317752146331307439801444996518506144015109387126081360911601010201110102059:3014520窗戶lx12345671425111276024713436352474183174438325618314816857472796496558361246179146160753621385522051219455186104571461091135812320510:008900窗戶lx1231329227332624123029427853106346239268725282839220102911123120513:

17、2020000+窗戶lx123456711205270225106402603189061044940232010206704603002905257075061750169096064045030030071710550818405102909129049010168037020011147039020514： 5520000+窗戶lx1231850216323145943280140779351801618401305755710868140499921096411112020910:459000窗戶123141827093647421306143745622625454843676678

18、6509444105091130020913： 3020000+窗戶123456711353380225826502963195173346780258014417665673933405261080661434194612507444973613337204084082360781343916906531015455772811187053020915： 0020000+窗戶1231951216743163342890162199951710623001518905712668131991246101071111057Y4049戶11700620338217214005643702413371570390265421307154022675214073641028261170605390280776959837926682763757360241Y40411:151100012窗戶1122034