光学实验报告
2.测量条件
我国设计采光标准采用国际照明委员会推荐的CIE标准天空,即全云天作为天空亮度分布规律的标准,因此采光系数测量的天空条件应选全云天(即云量为8-10级的全云天),天空中看不到太阳的位置。不应在晴天和多云天测量,也不宜在雨雪天测量。
测量时间应选择一天内照度相对稳定的那一段时间内,一般多选择在上午10点至下午14点之间为宜,而早晨和傍晚前后照度变化不大,不宜在这段时间里测量。
室外照度测量应选择室外的一块空地,或平屋面上作为测点,测点附近没有房屋和树木等障碍物的遮挡,远处的建筑物或其他遮挡物与测点的距离应大于遮挡物高度的6倍以上。测量操作人员离开测点一定距离(视光电接收器引线长短而定),或将光探头水平放在凳子上,测量人蹲下读数。
3.测量方法
测量人员应将光接收器水平放置在测点处,在测量前应该与室内测量人员约好,什么时间开始读数,每隔5或10秒读一次数,读数前应该将接收器曝光两分钟以上才能读数,室内测量人员每个测点测量三次,然后换一个测量,测点轮换的次序应与室外测量数据一一对应。另外读数时人体应尽量低于测点高度以免影响测量精度。
97.14
12.5
88.5
14.12
3
106.5
109.5
97.26
12.1
87.5
13.82
次数\测量点
3
4
En(lx)
Ew(lx)
C(%)
C¯(%)
En(lx)
Ew(lx)
C(%)
C¯
1
5.28
71.2
7.41
7.55
14.04
105.2
13.34
13.27
2
4.88
69.9
6.98
13.83
104
455
0.91
467
534
0.87
读数\测点
3
Ep
E
P
P¯
玻璃
1
238
289
0.82
0.83
2
237
287
0.83
3
235
284
0.83
3.结论数据:
反射比
地面
黑板
墙面
桌面
0.32
0.46
0.79
0.36
透射比
玻璃
0.85
实验二、采光系数测量
一、实验目的与要求
室内光环境好坏对于人们在生产、工作或学习有直接的影响良好的光环境能提高工作效率或产品质量,有助于保障人生安全和视力。天然采光效果好坏及采光是否合理,可以通过天然采光实测做出评价,从而发现建筑物采光设计的实际情况和存在的问题。以便采取有针对性的解决措施改善光环境质量。通过本次实验,要求学生掌握天然采光的基本原理,采光系数的实测方法和实验数据整理方法,并对该实测房间的光环境做出评价。
Uc=采光系数最低值Cmin/采光系数平均值C
规范规定对于侧窗采光和顶部采光要求分I~IV级采光的房间,其工作面上的采光均匀度不应低于0.7.采光均匀度的计算应按各个不同剖面计算,取其其中均匀度最低的一个值作为该房间的评价指标。
4.采光系数曲线图
采光系数曲线图是建筑物的典型剖面(横剖面或纵剖面)图上表示的工作面各测点的采光系数变化曲线。以剖面图上的工作面高度为横坐标轴,并在上面标出测点的相应位置,以测点的纵坐标大小表示该测点的采光系数值,取0.5%、1%、2%、3%......等作为标尺的刻度。各点的采光系数值标出后将纵标的顶点连成光滑的曲线,即为采光曲线图,它形象的反映了该典型剖面上各测点采光系数的变化趋势。要求每一个剖面做一个采光曲线图。
13.29
3
5.69
68.7
8.28
13.56
102.8
13.19
次数\测量点
5
6
En(lx)
Ew(lx)
C(%)
C¯(%)
En(lx)
Ew(lx)
C(%)
C¯(%)
1
6.44
87.1
7.39
7.32
5.69
67.4
8.44
8.91
2
6.44
88.4
7.28
5.89
66.1
8.91
3
6.28
86.2
③在稳定光源下,将光接收器背面紧贴被测表面,测其入射照度E;然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置,逐渐平移光接收器平行离开测点,照度值逐渐增大并趋于稳定(约300mm左右),读取反射照度值Ep,即可计算出光反射比ρ;
④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔,并尽可能的保持周围光环境的一致性。测量人尽量穿深色衣服。
E
P
P¯
桌面
1
261
720
0.36
0.37
2
278
734
0.38
3
263
739
0.36
注:表中是同一测点三次测量后计算的值的平均值。
2.光透射比测量记录表
读数\测点
1
2
Ep
E
P
P¯
Ep
E
P
P¯
玻璃
1
364
461
0.79
0.86
465
544
0.85
0.86
2
405
453
0.89
457
532
0.86
3
413
7.28
6.1
64.9
9.39
次数\测量点
7
8
En(lx)
Ew(lx)
C(%)
C¯
En(lx)
Ew(lx)
C(%)
C¯(%)
1
59.3
101.5
58.42
57.96511041
6.19
81.8
7.56
7.96
2
55.9
96.5
57.92
6.28
75.9
8.27
3
55.3
96.1
57.54
6.08
75.6
二、实验设备和实验原理
1.实验设备
照度计、皮尺、支架。
现场采光测量至少要配置两台相同型号的照度计,分别用于室内和室外的照度测量,用于室内测量的照度计的量程为0~5000lx用于室外测量的照度计的量程为0~50000lx;测量前两台照度计应同时在天然光下进行校正,并绘制校正曲线。
2.实验原理
室内采光测量最主要的工作室同时测量由天空漫射光所产生的室内工作面上的照度值和室外水平面照度值。室外照度是经常变化的,这必然使室内照度随之而变,不可能是一固定值。因此对采光系数量的指标,我国和其他国家一样,都用相对值。这一相对值。这一相对值称采光系数(C),它是室内某一点的天然光照度(En)和同一时间的室外全云天的天然光照度(Ew)的比值。
3
Ep
E
P
P¯
黑板
1
161
282
0.57
0.49
2
129
288
0.45
3
127
275
0.46
读数\测点
1
2
Ep
E
P
P¯
Ep
E
P
P¯
墙面
1
134.8
160.4
0.84
0.84
150
167.5
0.89
0.89
2
139.2
157.2
0.88
160.6
175.5
0.91
3
132.3
163.2
0.81
162.4
0.34
读数\测点
3
Ep
E
P
P¯
地面
1
123
397
0.31
0.29
2
114
420
0.27
3
120
414
0.29
读数\测点
1
2
Ep
E
P
P¯
Ep
E
P
P¯
黑板
1
104
239
0.43
0.44
140
334
0.42
0.46
2
107
258
0.41
157
318
0.49
3
129
259
0.49
151
326
0.46
读数\测点
C= En/ Ew×100%
三、实验方法
1.测点的布置:
室内采光测点的布置应反映室内各工作面上照度值的变化和光分布情况,因此采光实测时要在待测建筑物内选取若干个有代表性的能反映室内采光质量的典型剖面,然后在典型剖面与工作面的交线布置一组测点。侧面采光的房间里有两个代表性的横剖面,其中一个通过侧窗的中心线,另一个通过窗间墙的中心线,纵剖面根据房间的大小来确定,对于有顶部采光还要增加两个以上的纵剖面其中一个的应该与纵向天窗水平设投影的纵轴线重合;剖面图上布置测点的间距取2-4米,如果房间不大测点间距取0.5~1米,测点距离或柱的距离为0.-1米,中间的各测点的按等距布置。
(二)、光透射比的实验原理、测量内容和测量方法
1.实验原理
根据光透射比的定义:光透射比是透过某一透光材料的光通量与透过该光源的光通量的比值,即:
r =φr/φ
与测量光反射比的道理相同,上述式同样可以变化为:
r =Er/E
用照度计测量透光材料的透射光照度和同一轴线上入射光照度便可计算出盖材料的光透射比r。
通过实验,了解材料的光学性质,对光反射比、透射比有一巨象的数值概念,掌握测量方法和注意事项。
二、实验原理和试验方法
(一)、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法