实 验 报 告
姓名： 汤弈 班级： 08建筑学 1 日期：2011年 12月 23日 成绩：_______
指导教师： 李伟 同组人： 葛俊，张驰，范顺林，李晨宇，郑恢祥
实验名称： 人工天穹采光模型实验
【实验目的】
在人工天穹半球内通过采光模型了解窗口设置、室内表面的光特性对室内采光的影响。

【实验仪器设备】 1．人工天穹；
2．两台照度计或一台照度计和一套多通道照度测试仪；
3. 房间模型（尺度约为人工天穹直径的1/5）；
【实验原理】
人工天穹是一个假设的天空半球，半球内表面粉刷成白色漫反射面，半球下部装有镜面投光灯照射上半球，使半球内表面的亮度按下式的规律分布：
(12sin )3
Z
L L θθ+=
式中：θ角为计算天空亮度处的高度角（仰角），L θ是仰角为θ方向的天空亮度 （cd/m 2)，Lz 是天顶亮度（cd/ m 2)。

当人工天穹半球内表面上的亮度分布类似于CIE 阴天空的亮度分布后，在半球中心处放置按照相似理论制作的建筑采光模型。

由立体角投影定律可知，室内测点的天空漫射光照度En 是由透过窗口看到的天空所形成的立体角Ω的投影Ω·cosθ与天空的亮度乘积：
cos n E L θθ=Ω
当人工天穹半球的半径改变或建筑采光模型的比例尺寸改变时，并不影响投影Ω·cosθ的大小变化，因此只要保持天空半球的亮度分布规律不变，n 点的照度也不改变。

换句话说，对人工天穹半球的直径和模型的比例尺寸变化不影响试验结果，这为模型试验提供了方便条件。

但在实验时为了操作方便，一般将模型的几何中心对准半球中心位置，工作面放置在半球的底平面上，而房间的其它点不在半球的中心，这样就会产生误差。

测得n 点的照度值后，利用公式100%n
W
E C E =
⨯，就可计算出采光系数。

【实验内容及步骤】
1. 测量分析平天窗采光效果；
（A ）开启人工天穹半球投光灯，并测试半球中心处的照度E w ； （B ）安置带有天窗的建筑采光模型；
（C ）将光接收器放置在模型内，测量3次模型内各工作点的照度； （D ）计算各点的采光系数，并取平均值；
2. 测量分析侧窗设置对室内采光的影响；
（A）开启人工天穹半球投光灯，并测试半球中心处的照度E w；
（B）安置带有侧窗位置、大小可调的建筑采光模型（模型内墙面为浅色）；
（C）将光接收器放置在模型内，测量侧窗位置、大小未调整时沿进深方向各测点的照度，共测量3组数据；
（D）改变侧窗高度，测量沿进深方向各测点的照度，共测量3组数据；
（E）改变侧窗大小，测量沿进深方向各测点的照度，共测量3组数据；
（F）计算各测点的采光系数，分别绘制侧窗位置和大小未调整、改变侧窗高度、改变侧窗大小三种情况下房间典型剖面的采光系数曲线图。

数据记录：
1.测量分析平天窗采光效果
（平天窗采光系数平均值应为各点采光系数之和除以总测点数）
2.测量分析侧窗设置对室内采光的影响
（1）侧窗下沿距地面高度：11 cm）
（2，侧窗下沿距地面高度：9 cm）
（3）
绘制房间典型剖面的采光系数曲线图：。