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1、建筑光学实验报告一、实验背景：1、实验时间：2010年9月28日下去四时左右2、实验地点：*三号教学楼208室3、天气状况：多云二、实验目的：通过“照度计的使用及侧窗采光系数测量”的实验，掌握照度计的使用方法及采光系数的测定方法，了解侧窗采光照度分布特点。三、实验仪器： TES1334数字式照度计、钢卷尺等。（加照片）四、实验原理：根据采光系数定义,由采光系数公式：C=测出室内某一点的天然光照度值和同一时刻全云天室外水平面照度值，就可以按照上式计算出这一点的采光系数。五 、实验方法步骤：本次实验采用采光实测的方法来测定侧窗的采光系数。（一）天然采光： 首先，根据实际测量场地来确定测点的位置。经
2、测量得出所在教室的面宽和进深之后，我们沿教室进深方向选取各窗间墙和窗下做为测点位置。最终共确定沿教室面宽方向排列的七条测量线，每条线上均匀地分布有八个测量点，测点间距取1米。其次，进行实地测量。测量时测点高度大约保持在桌面（0.9米）处。两人合作进行，一人读数、一人记录。在每个点处均读数三次，最后取其平均值进行计算。在测量室内照度的同时，测量室外无遮挡时候的水平面照度值。最后，根据室内、室外各自照度值计算出室内各点的采光系数。（二）人工照明：在测量过天然采光情况下室内各点的照度值之后，打开室内所有的照明灯光，对测量场地所有天然采光的测点进行测量。测量步骤与天然采光测量步骤相同。（三）数据整理：
3、 测出室内天然采光和人工照明情况下的照度值之后，经整理共形成七组数据。再根据采光系数计算公式计算出每组数据各个点的采光系数，并画出采光系数曲线，最后结合测量时出现的不同情况分析曲线走势的原因。六、实验结果分析（一）采光系数曲线 1、由采光系数曲线可以较直观的看出，七条曲线的走势基本符合侧窗采光的房间同一剖面的工作面上照度的分布情况，即照度沿房间进深下降的很快，分布很不均匀，离采光口较远的房间内部区域照度很低；2、其中曲线达到了整个房间采光系数的最高值，曲线下降的过程中也基本上保持了高于其他曲线的走势，直至第六个点之后才稍稍被曲线和超越；3、曲线达到了整个房间采光系数的最低值；4、曲线是所有七条
4、曲线中起伏变化最大的一条,采光系数经历了先降低再上升又降低的过程,且在其第一个由高到低的过程中,采光系数始终低于其他六条曲线;5、曲线在变化过程中有不同程度上的起伏波动出现，只是除曲线之外其他两条线的波动十分微小且都出现在远离采光口的位置；（二）采光系数曲线的成因、对比分析：1、曲线所代表的剖面最靠近教室的后墙。该剖面上，从教室内的布置来看基本没有什么水平遮挡物，侧墙对该光线的反射在整条测量线上均存在，因此基本上对采光系数曲线的起伏没有太大的影响。理论上说，这条曲线也是最符合侧窗采光房间采光系数变化特征的。2、曲线出现了整个房间采光系数的最大值49.4%，在采光系数随着与采光口距离的增加而下降
5、的过程中，采光系数值也一直保持着比其他曲线大的走势，直至靠近内墙一侧的第二个点时才出现了稍稍低于某些曲线的现象。究其原因，该测量线选在通过教室内靠东边一个侧窗中心的剖切线上，理论上的采光量应最大，并且在越靠近采光口的地方这种差值就越大；而靠近内墙的地方这种差距则不甚明显。3、曲线与曲线所在的剖面线关于曲线所在的剖面呈对称分布，因此曲线的采光系数走势与曲线相近，区别在于整条曲线均处于的之上，原因与窗外的环境有关。被窗外相邻的建筑物遮挡，因此进入室内的光照较少，另外，窗外的自然景观（如树木等）的影响也会造成两条曲线呈现如此之走势。4、曲线是所有七条曲线中变化最大的一条。最直接的原因就是该曲线所代表
6、的剖面线为窗间墙的位置。首先，随着逐渐向内墙靠近，采光系数经历了先降后升再降的过程，并且在曲线的第一个下降阶段，其采光系数值均较其他六条曲线低。这是由于受窗间墙的遮挡，各点的照度值较通过侧窗的剖面上点的照度值低；其次，曲线在从采光口算起的第三个点和第四个点附近分别出现了峰值和低谷，这种变化应当与两方面的因素有关，一方面是两个采光口对该测线上点照度的叠加；另一方面则是该测线周边的环境影响，如教室中桌椅的布置，桌椅之间的空地、桌椅对光的反射、桌椅及侧墙上面的粘贴物对光的反射等均可以导致采光系数曲线峰值的出现；而桌椅以及桌面上物品对光的遮挡此类因素则可导致采光系数曲线出现低谷。这一变化是综合了邻近两
7、个采光口对其照度影响的叠加以及该测线周边环境存在的诸如光的反射、折射此类复杂的光学现象。5、曲线从整体上看呈一直下降趋势，只是下降的速度时快时慢，并且在靠近内墙附近出现了一个很小的波动。波动的出现与内墙面上粘贴的反射材料有关，下降速度的变化是受到教室内各种环境的综合影响而致，如桌椅摆放较随意，会产生不同程度的漫反射、人对光线的遮挡和反射等等。6、曲线与曲线处于相应的位置，均在通过一采光口中心的剖面上。因此曲线的走势及变化情况也近似于曲线，继曲线之后出现了整个房间采光系数第二大的数值。差别在于曲线上各点的采光系数普遍低于曲线。可能的原因有二：一是房间外围建筑物或建筑片墙等对光的遮挡，致使曲线上所
8、有点的光照度均低于曲线；二是测量时间先后的影响，由于我们小组的测量顺序是从靠近教室后墙的位置往前进行，因此，对曲线的测量在曲线之前，这样随太阳高度角的减小，室内的天然光照度也相应会有所降低，导致采光系数的下降。7、曲线与曲线的走势相似。只是曲线在快靠近内墙的位置出现了一段较长的平缓区段，即从第五个点之后曲线的变化则微乎其微，形成该现象的原因应当在于教室前面墙体上黑板对光的较强反射作用，反射光对照度的加强作用降低了靠近内墙处的点采光系数下降的速度。此外，曲线末尾部分出现的小小波动，也是由内墙面、教室前门及黑板的反射作用形成的。、综合分析：综合七条采光系数曲线分析，每一条曲线均在第一个测点处即出现
9、了峰值，然后逐渐下降，最终变得平缓。只有曲线变化比较复杂，先后出现了一次低谷和一次峰值，这主要是由它所处的特殊位置窗间墙所致。这与我们在实验前理论预测的结果稍有偏差，即曲线没有经历由低到高经过峰值再回落的过程。经分析研究后，我们总结了其中的原因，一种可能情况是每条测线上面的第一个测点并非紧贴墙壁，而是从柱子边缘所在的直线上取的；另一个原因则是测点的高度在测量过程中没有保持好，可能在某些测点处超过了窗台高度（90cm）。总之，这次实验过程受到了诸多不确定因素的影响，包括实验环境因素、人为因素等等，当然，这些因素也是实际操作过程中很难或者无法避免的，实验数据的真实性还有待提高。（三）人工照明情况在
10、结束对天然采光情况下室内各点照度值的测量之后，我们将所有的灯打开，依照同样的步骤，对室内人工照明条件下各点的照度值进行了测量。得到室内人工照明条件下各测点的照度值范围为143 lx1453 lx。与天然采光条件下的照度范围（92 lx2400 lx）相比可以发现，室内照度的最低值提高了约50 lx，最高值与最低值之间的差值有所增大。这种现象说明教室内的人工采光符合教室的照明标准，即教室课桌上的平均照度值不低于150 lx，但同时某些地方的照度值则相对偏低，这是由教室内桌椅或桌面上物品的遮挡以及测量时人的遮挡造成的。七、实验总结“照度计的使用及侧窗采光系数测量”这一实验，无论对我们建筑光学知识的
11、学习还是对我们的日常生活都具有较大的现实意义。通过该实验，我们了解更深层次的理解了采光系数这一重要的光学物理量，并且学会了照度计的使用方法，会利用照度计进行最基本的各点照度值的测量，然后利用采光系数的计算公式计算其采光系数，进而用绘制采光系数曲线的方式把我们的测量结果表达出来。再通过对采光系数曲线的分析得出侧窗采光的房间内照度分布的特点，即：通过侧窗射入室内的天然光具有明确的方向性，有利于形成物体的阴影；但是，在沿房间进深的方向上，侧窗采光的均匀性不够好，其主要受窗高度的影响。对于一般的窗台高度（1m左右）而言，室内照度值随与采光口距离的增加下降很快，分布很不均匀，虽然可以通过提高窗位置的方法得到一定程度的改善，但是这种办法受到建筑物层高的限制，故侧窗只能保证有限进深的采光要求，一般不超过窗高的1.53倍。离采光口更深的地方则需要采用人工照明进行补充。这些通过实验获得的经验，可以为我们后续的学习打下一定的基础。我们可以以此为出发点进行深入的研究，从而为我们今后的建筑设计提供参考依据；同时也让我们认识到一个良好的光环境对生活、学习而言是多么的重要！