建筑物理实验指导书

建筑物理实验指导书

实验一、热气候参数及导热系数的测定

（一）、测量温度 1、 实验设备

铜一康铜热电偶(0.2—0.5mm)，便携式电位差计(或数字电压表 仪等)，切换开关，宽口保温瓶(或冰点箱)。 2、实验原理

如图—1所示，当两种金属(如铜和康铜)导线组成闭合回路时，只要两个接点的量度不同，在回路中就有热电势产生。热电势的大小与两端点的温差有关。若固定某一端的温度t。为O℃，则热电势的大小就取决于另一端点的温度t。只要在回路中接入一电压计，测得热电势值，就可换算成该端点的温度。

图1 热电偶原理

3实验内容和方法：

(1)按测点位置和被测点的温度状况，将所有测点归类编号。

(2)将热电偶感温部埋设、粘贴或悬挂在被测点上。测表面温度时，热电偶感温部粘贴要牢、粘剂应薄，并在导线离感温部的100mm处在同一被测表面处粘牢一点；若环境热辐射较大时，热电偶感温部应用铝箔覆盖或围罩。

(3)把热电偶的冷端置于蒸馏水和碎冰混合的保温瓶(或冰点箱)中，注意热电偶感温部不要与冰块相碰，并用标准水银温度计在同一位置监测，以保持O℃。

(4)按图—2所示，将热电偶导线的自动毫伏记录铜丝端对号接入切换开关，康铜丝端与冷端的康铜丝端连接，并接人电位差计以组成测量回路。

(5)按测试项目的内容和要求确定的时间间隔，定时地拨动切换开关，在电位差计上读出相应各测点的热电动势值(毫伏mv)，再按事先标定的热电势与温度间的对应关系，换算成温度。 （二） 测量室内相对湿度

1、 实验设备：

通风干湿球温度计、指针式湿度计。

2、 实验原理

通风干湿球温度计是由干球温度计、湿球温度计及通风装置组成的。当把该仪器安装在空气中时，润湿湿球温度计的水分就蒸发，并冷却温度计的感受部分。空气的相对湿度愈小，经过湿球温度计感受部分的空气流速愈大，则湿球温度计被冷却的程度愈大，反映的温度就愈低。当通过湿球温度计的空气流速维持恒定时，则干、湿球温度计的数值就反映空气相对湿度的大小。 3、实验内容及方法：

(1)在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。

(2)若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待3—4min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银柱面平齐，先读小数，后读整数。

(3)根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。 （三）测量室内的风向、风速 1、 实验设备

QDF型热球式电风速仪或手持式风速仪。 2、 实验原理

QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0．8mm的玻璃球，球内绕有镍铬丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍铬丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。 3、实验内容及方法：

(1)把仪器测杆放直，测点朝上、滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 (2)把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位

置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。

(3)轻轻拉动滑套，使测头露出适当长度，让测头上的红点对准迎风面，待指针较稳定 时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。

(4)风向可采用放烟或悬挂丝线的方法测定。

图3、转杯式叶轮风速风向仪

1- 风杯；2-回零压杆；3-启动压杆

（四）、太阳辐射照度(包括水平面上的总辐射照度、散射辐射照度和直射辐射照度) 1、 实验设备： 天空辐射表、辐射电流表。 2、 实验原理

仪器的工作原理基于热电效应。在锰铜一康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用它们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势：用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。 3、实验内容及方法：

(1)在太阳直射辐射不被遮挡的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的3个螺钉，使仪器感应面成水平位置。辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。

(2)将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的(十)、(—)端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。

(3)测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。

(4)把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度： （五）、导热系数的测定

1、实验设备：导热系数测定仪、烘箱、天平、米尺几千分卡尺。 2、实验原理：

本测量装置是根据通过平壁稳定导热原理设计的。用冷、热板在试件两表面产生温差，并用控温设备控制温度的稳定，在实践的周边用保护热搬来避免热量散失，造成通过试件的单向的稳定导热过程。

2、 实验内容及方法：

（1） 按照平面尺寸与导热系数测定仪热板尺寸（直径或边长为200-300mm）基本相同，厚度为热板宽度的1/4来制备试件。

（2） 对试件表面要磨平，不平行度不得大于试件厚度的1%；对于粉状应选用导热系数接近或小于被测材料导热系数的材料做围框，把粉末材料装在围框内。 （3） 试件应在烘箱内烘干至含湿量<2%. （4） 称试件的重量和尺寸，计算试件的密度。

（5） 把试件装入仪器中并压紧，对压缩易变形的试件，在四周必须用导热系数接近或小于被测材料导热系数的材料做支撑块。

（6） 按实际使用情况和要求，选择试件平均温度及两表面的温差。 （7） 在冷、热板上固定热电偶以测量表面温度或温差。

（8） 对设备通电加热，待试件达到热稳定状态后，每隔10min测量试件的表面温度和热流强度。当连续四次测量结果偏差在1%以内，且不是单向变化，测量可以结束。 （9） 按照下式计算出导热系数：