開放性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及報(bào)告形式

實(shí)驗(yàn)一人工天穹采光實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)帶不同形式天窗的房間進(jìn)行采光測(cè)試并對(duì)比分析，以求得到更合理的開窗形式；同時(shí)利用數(shù)碼技術(shù)，以便更直觀觀察模型內(nèi)部采光效果。二、實(shí)驗(yàn)儀器JT-1型人工天穹（北京世紀(jì)建通科技發(fā)展有限公司制造），該設(shè)備采用環(huán)氧聚酯（玻璃鋼）做罩面，鋼材做底座，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有不易變形，耐老化，尤其是拆移搬遷不破壞結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。造價(jià)也較低。其缺點(diǎn)是不能將內(nèi)徑做得更大，燈具全安裝在底部，需要更大功率，調(diào)試亮度分布較困難，而且由于光源在內(nèi)部，處理不好易對(duì)穹內(nèi)光環(huán)境造成直接干擾。照度計(jì)二臺(tái)，房間模型（尺度約為人工天穹半徑的1/5）三、實(shí)驗(yàn)原理該實(shí)驗(yàn)理論根據(jù)是立體角投影定律E=∫LαdΩcosθ室內(nèi)工作面上一點(diǎn)P的照度E，是由透過窗口“看到”的天空表面與觀測(cè)點(diǎn)P所形成立體角在被照面上的投影與發(fā)光天空亮度的乘積所決定。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用人工天穹和建筑采光的模型，測(cè)試分析和預(yù)測(cè)其天然采光設(shè)計(jì)的效果。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1）打開電源，點(diǎn)亮天穹半球照明用的反射燈，檢查每盞反射燈的點(diǎn)亮情況，使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后開始進(jìn)行測(cè)試。（白熾燈5秒，熒光燈15秒以上）（2）對(duì)天穹亮度分布進(jìn)行調(diào)試，使其符合CIE全陰天（自然天空有晴天、半云天、全陰天等不同情況，其中半云天及晴天亮度分布是非均勻的，情況較復(fù)雜，在采光設(shè)計(jì)中，我們通?？紤]一個(gè)特殊情況作為研究對(duì)象，即天空全部為云所遮蓋的天氣，國際采光協(xié)會(huì)命名這樣的天空為全陰天空。這時(shí)無直射日光，只有天空擴(kuò)散光。在該標(biāo)準(zhǔn)天空中，CIE規(guī)定天頂亮度與不同仰角處亮度有一個(gè)關(guān)于仰角正弦值的函數(shù)關(guān)系）特征。亮度計(jì)安裝在帶刻度盤的三角架上，放置在和工作臺(tái)等高的中心位置；按15度的仰角，依次從零開始，逐點(diǎn)測(cè)試天穹內(nèi)部的各點(diǎn)亮度；通過調(diào)試燈具的功率，使其達(dá)到CIE全陰天的亮度分布要求，一次調(diào)好后不用重復(fù)調(diào)試。然后將照度計(jì)探頭放置在平臺(tái)上，測(cè)試照度值，記錄；將室外照度計(jì)放在模型頂上，以測(cè)定天空照度。室外照度計(jì)依次放在模型內(nèi)各測(cè)點(diǎn)上測(cè)量讀值。（3）在模型內(nèi)部選擇具有代表性的照度測(cè)點(diǎn)。利用照度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。（4）放置帶半透明開口天窗的屋頂，測(cè)試各點(diǎn)照度，同時(shí)從側(cè)開口實(shí)拍照片；計(jì)算采光系數(shù)，繪制圖表。依次更換透明和小格兩個(gè)天窗，重復(fù)上述步驟。將測(cè)得數(shù)據(jù)填入下表。六、數(shù)據(jù)記錄及處理2、計(jì)算采光系數(shù)并繪制采光曲線，曲線的橫坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)位置，縱坐標(biāo)為采光系數(shù)。七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、嚴(yán)禁用水等液體擦洗人工天穹；2、嚴(yán)禁帶電擦拭燈具；3、實(shí)驗(yàn)完畢馬上關(guān)閉電源，調(diào)光器不能在滿負(fù)荷條件長期下工作。八、思考題1、窗口設(shè)置、室內(nèi)表面的光特性對(duì)室內(nèi)采光是如何影響的？實(shí)驗(yàn)二材料吸聲系數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)駐波管法測(cè)量吸聲系數(shù)原理2、測(cè)量吸聲材料的吸聲系數(shù)3、繪制頻率特性曲線二、實(shí)驗(yàn)儀器駐波管（圖4-1）；雙通道聲學(xué)分析儀；功率放大器；計(jì)算機(jī)；測(cè)量軟件。圖4-1駐波管測(cè)試系統(tǒng)連接示意圖1、計(jì)算機(jī)；2、雙通道聲學(xué)分析儀；3、功率放大器；4、盛樣器；5、駐波管；6；聲探管；7、聲源箱；8、傳聲器（小車）；9、小車軌道三、實(shí)驗(yàn)原理駐波管為一優(yōu)質(zhì)金屬直管，長150cm，內(nèi)徑為10cm，它的一端可以用夾具安裝試件，另一端接好揚(yáng)聲器，聲頻訊號(hào)由聲頻發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)放大器進(jìn)行放大，由揚(yáng)聲器發(fā)出單頻聲波，聲波在駐波管內(nèi)傳播，由于管徑較低小，對(duì)于音頻聲波的波長相比，可近似將聲波面看作為平面入射波，沿管內(nèi)直線傳播；當(dāng)入射到試件后，進(jìn)行反射，由于反射波與入射波傳遞的方向和相位相反，聲壓產(chǎn)生疊加，干涉而形成駐波，并在管內(nèi)某個(gè)位置上形成聲壓極大值Pmax（N／m2），和聲壓極小值Pmin，其間距為1／4波長。式中：α———吸聲系數(shù)E0———入射聲能（W）γ———反射系數(shù)Er———反射聲能（W）令稱為駐波比………………(1)故有：……(2)一般頻譜分析儀或聲級(jí)計(jì)，測(cè)試的標(biāo)稱值是聲壓級(jí)，而不是聲壓P值，根據(jù)聲壓和聲壓級(jí)的關(guān)系，吸聲系數(shù)可如下計(jì)算?！?3)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)試倍頻程（或1／3倍頻程）頻率下吸聲系數(shù)，繪制材料吸聲系數(shù)頻率特性曲線。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、檢查電路接線正確后，信號(hào)發(fā)生器等電子儀器電源接通，并預(yù)熱5分鐘，（關(guān)于各電子聲學(xué)儀器的使用，由指導(dǎo)教師對(duì)照儀器講述操作程序）；2、測(cè)量測(cè)試材料的大小尺寸。3、將試件按照要求裝在試件筒內(nèi)，并用凡士林將試件與筒壁接觸處的縫隙填塞，使之嚴(yán)密，然后再用夾具將試件筒固定在駐波管上；4、調(diào)節(jié)聲頻發(fā)生器的頻率，依次發(fā)出125、250、500、1000、2000、4000Hz不同的聲頻；在設(shè)置儀器輸出信號(hào)的頻率時(shí)，測(cè)量到的聲壓級(jí)波峰值不超過136分貝，聲壓級(jí)波谷值不低于50分貝。5、移動(dòng)測(cè)試小車，在靠近試件的一端找出第一個(gè)聲壓級(jí)的極大值和極小值，并記下讀數(shù)；6、計(jì)算不同頻率條件下的吸聲系數(shù)，繪制頻率特性曲線。六、數(shù)據(jù)記錄及處理通過計(jì)算機(jī)計(jì)算不同頻率條件下的吸聲系數(shù)，并繪制頻率特性曲