建筑热环境实验指南

实验指南

实验一建筑热环境参数的测定

一、实验目的及要求

1、了解室内热环境参数测定的基本内容，初步了解、掌握相关仪器仪表的性能和使用方法。

2、学会利用热舒适指标评价当天室内外热环境质量。

二、实验仪器

3M便携式热环境测定仪、WBGT测试仪、GDF—3型热球式电风速计、红外测温仪；

学生自带：3米以上卷尺（每组一个）、500ml纯净水（全班共自带一瓶）、丝线若干、指南针（可用装有指南针软件的手机替代）。

三、实验准备

1、制定测试方案：每组可分别选择房间内部、走廊、屋顶平台、建筑周边环境等作为测试地点，并根据测试地点制定热环境参数的测定方案。

2、检查实验仪器：检查本次实验所需的仪器设备是否完好，其配件是否齐全，电量是否充足。

3、绘制被测环境：简单绘制被测房间的平面图、剖面图，标明基本尺寸（如房间大小、门窗尺寸等）及测点位置。

4、制作数据表格：根据实验内容编制实验数据统计表，以便实验过程中的数据记录。

四、实验内容与步骤

1、空气温度和空气相对湿度的测量

实验仪器：3M便携式热环境测定仪、WBGT测试仪

在所选测点处利用3M便携式热环境测定仪或WBGT测试仪（干湿黑球温度计）测量当时的空气温度和空气相对湿度。测量点应距地面1.5米高，稳定10分钟后再开始测量。每隔3分钟测一次，总共测量5次，通过计算求出其测量平均值，并与当天天气情况进行对比。

注意事项：所选测试点周围应尽可能开敞，少受遮挡，并且测定仪切勿轻易移动和改变位置，以免影响测试的稳定性。

WBGT指数亦称为湿球黑球温度，是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量，单位为℃。WBGT是由黑球、自然湿球、干球三个部分温度构成的，它综合考虑空气温度、风速、空气湿度和辐射热四个因素。此法可方便地应用在工业环境中，以评价环境的热强度。它是用来评价在整个工作周期中人体所受的热强度，而不适宜于评价短时间内或热舒适区附近的热强度。

室内作业（无太阳辐射环境下）：

WBGT=0.7tnw+0.3tg

室外作业（有太阳辐射环境下）：

WBGT=0.7tnw+0.2tg+0.1ta

单位：℃

仪器操作指南：

1、湿球纱布应保持清洁，使用时将水杯中加满纯净水，纱布下端应垂于水杯中，纱布在空气中的自由长度为20-30mm；

2、按“I/O Enter”启动仪器，在测点处稳定10min以上后，按上下方向键进行检测数据的切换和读取；

3、长按“I/O Enter”三秒以上关闭仪器。

2、风向、风速的测量

实验仪器：GDF—3型热球式电风速计

实验步骤：

1、选取测点位置（通常为进风口和出风口，如遇开阔地区则选择四周及中心位置），可根据所测区域状况选择3至6个点进行测量，用风速计探测该批测点的气流大小，每隔5分钟测量一次，共测量3次；

2、风向可采用放烟或悬挂丝线的方向测定；

3、统计测量数据，在测量区域平面示意图中标出空气气流方向，结合当天天气进行结果分析。

单位：米/秒

仪器操作指南：

1、使用前观察电表的指针是否指于零点，如有移偏可轻调整电表上的调零螺丝，使指针回零点。

2、将四节一号电池置于电池盒中，将检测探头杆连接到主机上，测杆垂直向上放置。将电源开关打向“通”位置。

3、将测杆插在插座上，测杆垂直向上放置，螺塞压紧，使探头密闭。将调节旋钮置于“满度”位置，调节“满度粗调”和“满度细调”，使表头指针指向满度；将调节旋钮置于“低速”位置，调节“零位粗调”和“零位细调”，使表头指针指向零。

4、将拉杆探头拉出，测量时探头上的红点面对风向，即可读出表头数值，低风速（0.05~5米/秒）读取表头上缘数值；测高风速（5~30米/秒）时将调节旋钮置于“高速”位置，读取表头下缘数值。

5、用后将调节旋钮置于“断”位置，关闭仪器电源。将探头退回套管，从主机上取下检测探头杆，装箱。

6、注意事项：拉出探头时，小心不可碰到热球，并且切忌对探头吹气，以免探头受到湿气影响；在风速测量中，使探头上的红点一边必须面对风向；开机时，把仪器测杆放直，测点朝上、螺塞向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。

3、不同物体或建筑表面温度的测量

实验仪器：红外线测温仪

实验步骤：

1、选取测试对象，应注意所选对象的代表性及可比性：不同材质的对比、不同颜色的对比、不同朝向的对比、阴影区及非阴影区的对比（有无遮阳），等等；

2、设计统计表格，考虑如何便于数据记录统计并进行对比；

3、通过测温仪测试被测物体表面温度，每个测点应测至少3次取其平均值，每次测量至少间隔10秒以上；

4、记录所测数据，并结合所测区域热环境进行分析。

仪器操作注意事项：

1、要测量物体表面温度，请将测温仪对准物体并扣动扳机。

2、务必考虑距离与测量点的比例和视场。激光仅用于瞄准：

测量时必须注意距离系数K（测量距离和被测物体表面积直径的比值），本次实验仪器的K 值分别为K=D:S=8:1或12:1，通俗理解为测量范围为8m或12m远时，被测物体面积至少为直径1m的圆，一定要确保被测目标要大过本机的测量区域；

3、被测区域的最小直径需在1.5cm以上，最小测试距离应为18cm；

4、不能用于光亮或抛光金属表面（不锈钢、铝等）的测量；不能透过玻璃类透明表面进行测定，它测定的将是玻璃的表面温度；蒸汽、灰尘、烟雾等会影响测量的准确性。

五、分析与讨论

综合多位同学的测量数据，结合当天气候状况，对所测区域进行热环境质量的分析与评价。

并思考解决方案，为建筑设计、室内设计提供设计方案和依据。

六、实验报告要求

每人至少选取其中一个实验做详细分析并提交报告（要求每小组成员间选取的实验尽量不同）。报告格式模板见下页。

七、参考教材

《建筑物理》（第三版）东南大学柳孝图编著中国建筑工业出版社2014

《建筑物理》（第四版）西安建筑科技大学重庆建筑大学等中国建筑工业出版社2009 《建筑物理实验》西安建筑科技大学刘加平戴天兴编著中国建筑工业出版社2006