08建筑学侧窗天窗采光实验报告

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：