建筑物理实验指导书（正式版）

建筑物理实验指导书

实验一 室内热环境对比实验

一、 实验目的及要求

我们知道影响室内热环境的主要因素是室外气候状况，但对于同一栋楼房中不同的楼层、不同的朝向，同一套间内不同朝向的房间，在相同的室外气候条件下，尤其是在室外恶劣气候条件下，其室内热环境参数由于所处的位置不同而有较大的差异，本实验将这种差异量化，从这些差异值中寻找经济适用的解决办法。

二、 实验仪器

温湿度自记仪、黑球温度计、电子微风仪

三、 实验实施步骤

（一）布置测点

1、选择测试房间

选择同一栋建筑不同楼层和不同朝向的房间。拟选择建筑物理实验室（位于综合实验楼二楼）和该综合实验楼顶层的另一房间、以及建筑物理实验室对面的房间（朝向不同）。 2、布置测点

测点布置在房间正中距地面1.5米高的位置。其他测点若干个，沿房间纵、横轴每2米一个设置若干个测点。并于外墙内表面距窗台下300㎜处布置一附加测点，测量外墙内表面温度。 3、绘示被测房间

画出被测房间的平面图、剖面图，标明基本尺寸及测点位置，并说明墙体材料厚度，门窗材料尺寸。 （二）测量参数

1、测量温度、湿度

测量距地面1.5米高空气的温度、湿度，整点开始测量，时间间隔为0.5小时。 2、测量风速

测量测点距地面1.5米高的风速，时间间隔为0.5小时。

（三）数据整理

1、整理每隔0.5小时的温度、湿度、风速数据 2、绘制温度/时间、湿度/时间曲线图 3、在曲线图上附注各测点的平均风速

四、 结论

根据所测数据，分析造成不同楼层，不同朝向的房间的热环境状况差异的原因，进行对比分析，并思考解决的方案，为建筑设计、室内设计提供方案设计和选型依据。

实验二 围护结构传热系数的测量

一、实验目的和要求

围护结构的传热系数是建筑设计工作者在进行建筑热工设计时所需掌握的重要热工指标之一，对于实际建成的建筑物，其围护结构的传热系数(热阻)不仅与组成的材料导热系数有关，而且与其构造，材料含湿态，砂浆性能和砌筑质量等有关。因此要鉴定一幢建筑物的热工性能时，通常采取实测手段，而对围护结构的传热系数测试是主要的内容之一。

通过这次实验要求同学了解实验原理，热电偶测温方式，热流计原理及使用，并能初步掌握建筑热工实测的基本方法。

二、实验原理及装置 （一）实验原理

1、传热系数的测量方法较多，这里介绍的是稳态传热情况下的双热流计法，在稳定传热情况下，围护结构为平壁时其传热公式为：

q=K(ti-te)---------------------------------------------------- (1) q---热流强度，W/m2

ti,te---平壁内、外表面温度，K K---平壁传热系数，W/(m22K) K=1/R R--- (m22K)/W

从上式可知测试传热系数K，应该先测得壁面的内、外表面温度ti ，te和通过平面的热流强度q，然后用(1)式计算传热系数K值。

2、表面温度测量：常用的普通水银温度计，由于其感温色较大，即使贴紧壁面，测得的结果，也只是壁面附近的空气温度，不能正确地指出壁面表面温度。本实验采用热电偶测温，紧贴于表面，它能够较正确的测量出表面温度。

热电偶原理：

任意两种金属接触时，在接触处会产生接触电势，电势大小与接触处的温度呈直线关系。组成势电偶的材料很多，本次实验所用的铜-康铜(铜镍合金)热电偶。分度表按国标GB/T16839.1-1997。

3、热流强度测量：测量热流强度的仪器称为热流计，其原理与构造

是以玻璃钢板做载体，其上装有数百个热电偶串联而成的热电偶堆。其冷点和热点分别装在玻璃基板的两个表面。当有热电流经玻璃钢基板，其两表面产生温度差，并使电堆产生电势E，此电势和流经玻璃基板的热流大小成正比，有公式：

q=AE （W/m2）????????????????????(2) A称热流计系数，单位W/mV 2m2为了保护热电堆不至损坏，在它的两个表面用环氧树脂各贴一层玻璃钢板保护层。

测量热流时，可将热流计贴在被测围护结构表面上，只要测出热电势E，乘上系数A便可算出流经围护结构表面的热流量。

4、热电势测量：

热电势测量现市场上有多种型号的测量仪、温控仪等，直接给出温度值。早期采用零点补偿法，使用起来很不方便。 （二）实验装置：

国内有几家厂家或科研院所研发和生产该设备，现以用的较多的JW-Ⅰ型建筑墙体及玻璃制品保温性能检测仪为例做详细介绍。检测装置由三部分组成：试件架、冷箱和热箱，如图所示。

试件架用来按放检测材料，冷箱后半部为压缩机组、控温等部件。热箱除箱体外，配精密控温仪一台，12V直流电源一台，供均热风扇用。左端为冷室，右端为热室，冷热室之间为131M的空框，在空框砌筑待测的墙体 (或其它材料)，为避免框周围的传热影响，间隙做密封处理，壁的两面各贴有两块热流计和四个热电偶，以测量热流强度q和两表面温度ti、te冷室中装有制冷机控制冷室温为te，在热室中装有电加热丝，通过精密温控仪控制热室温度为ti。

墙体及玻璃制品保温性能检测装置适用于测定各种墙体及中空玻璃，夹胶玻璃等保温性能，综合了热流计法，保护热箱法及标定热箱法的特点。因此，可根据具体条件，因地制宜地使用，充分发挥其优点。

主要技术性能及指标： 1、热箱

热箱温度控制范围：环境湿度-40℃连续可调。 箱内空气温度波动<±0.5℃。 箱体传热系数<5％。 开口面积<±2％。 功率<500W。 2、冷箱

冷箱温度控制范围：-lO℃～环境温度。(环境温度在25℃以下)箱内空气温度波动≤±1℃。 功率<800W

实验三 保温材料导热系数测量

一、实验目的和要求

对于现在节能环保的迫切要求，对保温材料的研究也进入了一个全新的阶段。各研究机构已不在停留在单纯的理论研究和一般的科研的基础上,实际应用的要求日益显著。市场上的保温材料品种越来越多，常用的如石棉、矿棉、玻璃棉、植物纤维复合板、陶瓷纤维板、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、泡沫塑料等。评价保温材料的优劣，一个重要的指标就是传热系数。近几年来,随着建筑节能法规的出台,我国对建筑节能越来越重视。因此,准确测定传热系数是十分必要的,对于合理选材具有十分重要意义.

二、实验装置及原理。

测定建筑材料导热系数方法可分为二大类,稳态法和非稳态法.两类方法的各种形式都各有特点和适用条件,不同材料根据自身的特性和使用条件,可选用不同的方法测定.根据稳态导热原理建立起来的方法,在国内外已很成熟. 市场上的测试设备原理大同小异，现以常用的JW－III型建筑热流计式导热仪为例加以说明。JW－III型建筑热流计式导热仪是专用于热工检测的仪器。其基本原理是：本仪器采用单试样双热流计对称布置。被测试样放

置在一个相互平行且具有恒定温度的平板中,在稳定状态下,热流计和试样中心测量部分,具有维恒定热流.此时测量热,冷板热流计输出的热电势mv1,mv2（乘以热流计系数即时热流）和表面温度T3,T4,T5,T6值,就可以计算任一平均温度下的热阻R,若知试件厚度,就可算出试样的导热系数入值。该仪器直接计算输出结果，并可现场打印。JW－III型建筑热流计式导热仪符合国际GB10295。该仪器使用美国标准板NBS SRM 1450b玻璃纤维板进行标定,并选用几种热阻大于0.2m2k/w的式样与防护热板法装置对比,其偏差小于±3%.

1、主要技术参数:

测量范围:试样热阻应大于0.1m.k/w 热面温度:室温~60℃ 冷面温度:室温~5℃ 试样尺寸:3003300(mm) 电源电压:~220V±20V AC50HZ 环境条件:温度5~40℃相对湿度<90% 测量误差:≦±5%

2、仪器的构造 仪器由三部分组成 主体部分:

主体由热板,冷板及热流计等部分组成.

热板采用300330036(mm)铜板和加热器紧密接触,内设控温热偶,加热电压由控制器提供,智能化测量仪实行控温.

冷板采用3003300330(mm)铝板,用恒温水冷却,进出水采用螺旋形逆向流动的液体槽板.

为适应不同厚度的试样,冷板在工作台上可移动,冷侧装有压紧装置,以保证冷,热板与试样接触紧密.

用于测量热流密度的热流计,分别放置在冷,热表面上,尺寸为3003300 (mm),测量中心部分为1003100 (mm),在中心区域内埋入两个?0.2mm经过标定的热电偶,测温分辨率为佳0.01℃.在主体外部加装了保温套和有机玻璃罩,减少了环境对测量结果的影响.

冷,热源及控测系统:

冷源由压缩机组,水槽,水泵,搅拌,加热控温电路,水温显示等组成,如图2所示

热源采用电子调压器调节电压,将设定的电压整流转换为直流电压,通过控温系统控制热板温度.

智能化测量仪采用89C52微电脑系统,有16路测量通道,第1路标准铂电阻测温,此温度是热偶端点补偿温度;第2路为热侧控温热偶;第3.4路是热侧热流计表面热偶;第5.6路为冷侧热流计表面热偶;其余6路可用来

测量装置中各处的空气温度.第13~16路是测量热流计输出热电势,二路在测量中使用,另二路备用.显示器巡回显示各点温度,热流计电势及导热系数入值,当仪器达到热平衡状态后,采用人工操作打印测试结果.

三、实验步骤:

1.试样要求： 3003300mm试样一块,厚度≤50mm对于硬质材料试样表面不平度应小于厚度的±2%.

2.安装式样. 3.启动电源开关.

4.设定冷板温度:开启工作台前板开关,温度显示器显示冷板水槽内的温度,将拨动开关指向“予置”,调节“予置”旋钮,使之与热板的温差在10~40K之间,此时显示器显示冷板控温点温度,然后,将开关置于控温.

5.打开加热开关

“自动”, “手动”开关置于“自动”,调节电压旋钮,初始加热时,通常可选用较高的电压,使热板温升较快.当热板温度接近设定温度时,将控制开关拨向“手动”予用人工调节最佳电压值,使热板控温温度在±0.2℃内变化

6.监测热流计输出热电势的变化,其变化值小于±1.5%时,仪器进入稳定状态,此时,每隔15min打印一次,连续四组读数给出的热阻差别不超过±1%,并且不是单调地朝一个方向改变时,实验结束.

实验四 建筑日照实验

一、实验内容

1、利用日照仪测试某地区某季节的日出时间，日没时间以及每隔1小时的太阳高度角和太阳方位角。

2、利用日照仪绘制某地区冬至日1：100的棒影日照图，并结合该地区的建筑设计，分析所设计建筑周围的日照与阴影实况。

3、在日照仪上测量某一居住小区相邻布置的两栋住宅相互遮挡情况及日照时间，自己作居住小区规划模型。 二、实验目的及要求

本实验目的在于通过日照仪直接获得任意地点、任意日期和时刻的太阳高度角和方位角，也可以在日照仪上直接绘制棒影图，或对造型较为复杂的建筑模型单体或群体进行直观的实验，研究日照设计问题。

本实验要求同学了解好实验原理和方法，掌握模型实验的操作方法。为建筑设计和规划设计提供直接的分析依据。

三、实验仪器

大型探照灯作光源，三参数日照仪。

四、实验步骤

（一）调节仪器获得相关参数 1、调节地理纬度

调节地理纬度调节螺旋钮使其指向所要求测试的地理纬度处。 2、调节赤纬角度

旋松赤纬调节螺旋，使赤纬刻度盘读数指向测量日期所对应的赤纬角度，然后将赤纬调节螺旋旋紧。 （二）测量参数

1、测量日出（日没）时间

旋转时间刻度盘，观察投影针投影，当光线与地平面盘平行时，时间盘所示时间即为日出（日没）时间。 2、测量太阳高度角和方位角

转动时间盘，地平面盘上的投影针的投影所指方向即为太阳方位角，

投影端所达到的高度角即为太阳高度角。 （三）绘制棒影日照图

根据棒影图的比例选择投影针的长短，准备一张白纸，用胶水将纸贴在地平面盘上，白纸上标好角度，然后旋转时间盘，在白纸上绘出投影针的轨迹，即为棒影图。 （四）建筑物遮挡与日照时间分析

取下投影针，把预先按一定比例制作的建筑物模型放在地平面盘上，使其朝向、间距与设计保持一致，旋转时间刻度盘，即可直接观察到该地、该日建筑物周围的阴影变化情况，室内日照时间、日照面积、遮阳板的遮蔽情况以及用来观察建筑物朝向与间距的关系。 （五）结合居住小区规划任务，作出规划模型

在日照仪上测量根据居住小区规划设计任务书规定的居住小区内的住宅相互遮挡情况及日照时间，自己作居住小区规划模型，完成小区规划设计。

实验五 材料的反射比、光透射比测量

一、实验目的及要求

室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接地影响室内光环境的好坏，因此，在现场采光实测时，有必要对室内各表面材料的反射比，采光口中透光材料的光透射比进行实测。

本实验要求同学了解材料的光学性质，对光反射比、光透射比有一具象的数值概念，掌握测量方法和注意事项。

二、实验仪器

照度计、亮度计

三、实验原理和实验方法

（一）光反射比的实验原理、测量内容和测量方法 1、实验原理

（1）用照度计测量：

根据光反射比的定义：光反射比ρ是投射到某一材料表面反射出来的光通量υρ与被该光源的光通量υ的比值，即：ρ＝υρ/υ

因为测量时将使用同一照度计，其受光面积相等，对于定向反射的表面，根据υ＝E2A可得：ρ＝Eρ/E

这样只要测出材料表面的入射照度E和材料反射光照度Eρ，便可计算出其光反射比。

对于均匀扩散材料也可以近似按此测得。 （2）用照度计和亮度计测量：

用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度E和亮度L后按下式计算：ρ＝πL/E 2、测量内容

要求测量室内桌面、墙面、墙裙、地面的光反射比，每种材料面随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3、测量方法

（1）将照度计电源开关拨至“ON”，并检查电池。

（2）将光接收器盖取下，将其光敏面（乳白面）放在待测处，直接

读出照度计数值即为测量结果。

（3）在稳定光源下，将光接受器背面紧贴被测表面，测其入射照度E；然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置，逐渐平移光接收器平行离开测点，照度值逐渐增大并趋于稳定（约300mm左右，再远则照度值开始下降），读取反射照度值Eρ，则可计算出光反射比ρ。 （二）光透射比的实验原理、测量内容和测量方法 1、实验原理

根据光透射比的定义：光透射比τ是透过某一透光材料的光通量Φτ

与透过该光源的光通量Φ的比值，即：τ＝υτ/υ，

与测量光反射比的道理相同，上式可变化为：τ＝Eτ/E

用照度计测量透光材料的透射光照度和同一轴线上入射光照度便可计算出该材料的光透射比τ。 2、测量内容

要求测量教室内窗玻璃的光透射比，随机取3个点测量3次，然后取其平均值。 3、测量方法

（1）将照度计电源开关拨至“ON”，并检查电池。

（2）将光接收器盖取下，将其光敏面（乳白面）放在待测处，再将量程开光拨至适当位置。

（3）选择无直射阳光照射窗口，如北向窗口，将照度计的光接收器的感光面对准窗外。紧贴透光材料两侧同一轴线上，分别测出E和Eτ，利用实验原理公式即可算出光透射比τ。

实验六 人工天穹采光模型实验

一、实验目的与要求：

在采光实测时，由于自然天空亮度受季节、时间及测量地点的纬度（太阳的高度角和方位角）的变化，以及受室外气候如天空的云状、云量、刮风、下雨等影响，变化很大。因此，测试结果的可重复性差。在一固定房间内，要改变房间的比例，窗口尺寸、位置，内表面的颜色和反射系数等参数也是困难的、昂贵的。在天然采光研究中，人工天空恰恰能很好地模拟自然天空，用其做光学基础研究，较好的为建筑设计提供理论依据，或用来测试特殊建筑物，以预测、检验采光性质。

二、实验原理及设备

1、人工天穹是天然采光教学和科研的重要实验设备，其理论基础是：穹顶内表面涂以漫反射特殊材料，灯具发出的光线经天穹内表面多次反射，使天空亮度满足国际照明学会标准全云天空亮度分布或均匀亮度分布。亮度值应满足国际照明学会标准全云天的亮度分布。其计算公式为：

1＋2sin?L?＝?LZ3

式中 Lz—天顶亮度(cd/cm2)；

L?—测点切面与地面呈 ? 角处的天空亮度(cd/cm2)；

? —测点切面与地面的夹角。

科技人员利用它能在国际照明学会（CIE）推荐的标准全云天空以及其他天空下用建筑模型进行建筑采光的研究。人工天空亮度稳定，数据可靠，在同样条件下做的实验具有可重复性，在不同国家不同地区做的同一实验的数据具有可比性，便于科学研究和国际交流。

现以JT-1型人工天空为例做介绍。如右图：其特点是球体内表面尺寸精度高（高精度模具加工而成），采用环氧聚脂材料，不变型。拆装方便，多次拆装不破坏主体，只需按要求重新涂刷内表面。

三、实验调试步骤：

模拟全云天的调试步骤：

1、打开调光器电源，使三路调光旋钮处于最小处。

2、打开日光灯电源，使日光灯全亮。开灯3到5分钟后测试。

3、取球体内表面任意一条经线，标出15°间隔的测点，用照度计测出各测点的照度。调节强光灯和射灯的旋钮，使其亮度值应满足国际照明学会标准全云天的亮度分布。其计算公式为：

1＋2sin?L?＝?LZ3

式中 Lz—天顶亮度(cd/cm2)； L?—测点切面与地面呈 ? 角处的天空亮度(cd/cm2)；

? —测点切面与地面的夹角。

由式中看出，?为90°时、即天顶亮度是接近地平线处天空亮度的3倍（相对值）。也可以用同样的方法，将人工天空的亮度调整为均匀天空或其他亮度分布的天空，在调光器上做好标记，供不同类型的实验选用。

测采光系数的步骤：

1 将建筑模型放在人工天穹的工作面上，模型内部的测点上照度计探头。 2 测出工作面上几个点上的水平照度，并记录。

3 将另一台照度计置于模型顶部，测出室外天空的照度，即可计算出采光

系数C值。C=Ep/E03100%

4 依据以上方法可做各种型式采光口的采光研究和视觉评价。

实验七 照明模型实验

一、目的和要求

一个合理的照明设计不单单是照度计算，它涉及色彩、艺术效果、视觉心理、工程技术等多方面综合内容，对一个要求较高的照明设计可以在专门的照明实验室，用1：1的尺寸实体模型模拟设计方案所设条件进行实验比较。当用缩小比例尺寸的照明模型进行实验时，由于灯具、色彩、艺术效果的模拟条件难以实现，因此缩小比例尺寸的照明模型实验一般着重于照明质量、灯具配置（如室型指数、壁面的反射系数、灯的挂高比等）等因素的研究。

通过本实验可以初步了解模型实验的原理和加深对“利用系数”法照度计算理论的理解。 二、实验设备

照明模型：矩形房间，比例1：5，灯泡功率25W，电压12V。下面是可自由组装的模型： 三、实验原理

模型是按原型进行缩小，要应用相似理论根据实验研究的要求决定模型的模拟条件，例如比例尺寸，光源配光特性、光通量、内壁反光系数、光色??等。

本实验模型测试的要求是测房间的平均照度Ecp,有公式： Ecp=HFCu/S (1) 式中：N------灯具数量(个) F------灯的总光通量(lm)

S------房间工作平面面积(m2) Cu------利用系统

设S0为房间原型工作平面面积，S1为缩小比例尺寸房间模型工作平面面积，并设：

S1/ S0=As (2) As称面积相似倍数。

下述都以角标“1”表示模型的各参数量，角标“0”表示原型的各参数量，与上述同理有：

光通相似倍数AF

AF=F1/F0 (3) 照度相似倍数AE

AE=Ecp,1/Ecp,0 (4) 利用系数相似倍数Au

Au=Cu,1/Cu,0 (5) 如果模型中灯配置的数量与原型一致，那么有：

N1/N2=1 (6) 对于房间原型平均照度应为：

Ecp,0=NofoCu,0/S0 (7) 或：

NoFoCu,0/SoEcp,0=1 (8) 以模型的各相似数(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、代入(7)式

N1F1Cu,1/S1Ecp=AFAu/AsAE (9)

如果要使原型和模型的两个系数相似，必然要使：(比较(8)、(9)两式)

AF2Au/As2AE=1 (10) 这就是决定模型与原型相似的条件，式(10)称为相似准则。

要建立式(10)的条件，难于确定的是利用系数相似倍数Au，因为利用系数Cu不是一个单一的物理量，它与灯具类型、效率、光强分布特性，房间室空比、室内各表面的反光系数有关。如果在实验条件中控制Au=1，那么式(10)将消去Au项为：

AF/AS=AE (11)

又由于AS为面积的相似倍数，是长与宽的乘积，如果模型的比例为AL，那么就有AS=AL2，上式可写成：AL为模型比例倍数

AE=AF/AL2 (12) 四、实验内容及方法

1、内表面的反光系统数和灯具挂高，测量房间的平均照度和照度均匀度。 2、将模型装好，其内表面为白色，开灯；

3、将模型的工作面表面分成坐标网格，在格中心处测量照度E1i ; 4、改变灯具挂高，再测量各测点照度；

5、将模型内表面换成黑色，再按2、3程序进行测量各测点照度； 6、计算平均照度 n

Ecp,1=1/n Σ E1 i, (13) i=1

Ecp,0=Ecp,1/AE=AL2.Ecp,1/AF (14) 7、计算照度均匀度u

U=Emin/Ecp (15)

实验八 声音频谱分析实验

一、实验目的和要求

通过本次实验应使学生了解声压级、声级和声音频谱的测量方法，掌握声级计的使用方法。复习声压级、A声级和声音频谱的基本概念，以及验证声压级和声级叠加的运算规律。

二、实验原理

声音一般用声压、声强和声功率来计量，由于声强的上下限可相差一万亿倍，声压相差也达一百万倍，因此，用声强和声压来度量很不方便，且人耳对声音大小的感觉并不与声强或声压值成正比，而是近似地与它们的对数值成正比，因而通常用对数的标度方法—声强级或声压级来表示。

然而采用声压级来描述声音特征不能完全反映人耳的听觉特性，用它来判断声音对人的听觉产生有多响的感觉式不完善的。两个频率不同、声压级相同的声音听起来可能不一样响，而频率和声压级不同的两个声音听起来可能一样响，根据听觉的这个特性，仿照声压级概念定义了声音响度级这个概念，不同频率响度级与声压级之间的关系曲线称为等响曲线。人们为了使声学测量仪器能反映人耳响度的感觉，因而参考等响曲线设计了计权网络A、B、C。这种由声级计上通过计权网络读出的声压级统称为声级。由此可见，声压级与A声级是不同的，前者是不加计权而后者是加了计权（A、B、C中任一种）读出来的。人们模拟等响曲线设计的能反映声音主观感觉的测量仪器称为声级计。在声级计中，A计权网络参考40方等响线，对500Hz以下的声音有较大的衰减以模拟人耳对低频声音不敏感的特性。用A计权网络测得的声压级称为A声级，记作LA或dB (A)。

对于复合声，尤其是在控制噪声时，有时不仅需要知道总声级的大小，而且必须分析其频率成分，知道了该声音的哪些频率或频带是比较突出的，才能有针对性地降低或消除这些突出的频率成分，就能有效地降低噪声。因此要进行频谱分析。

三、实验设备

1、声级计

声级计由传声器、前置放大器、频率计权网络、放大器、衰减器、LMS电路、峰值检波电路、校正信号发生器、表头电路、A/D转换器、电源、电表液晶显示器等组成。

2、其他仪器设备

白噪声信号发生器和录有白噪声信号的磁带记录仪作为两个噪声源，经过两路功率放大器放大后分别送入扬声器A和扬声器B，发出白噪声。 四、实验内容及步骤

1、扬声器A的声压级、声级和声音频谱的测量：

打开功率放大器的电源开关，检查音量开关是否处在最小位置，再打开白噪声信号发生器电源开关，此时声压计功能开关处在F线性档，量程开关处在“MIDDLE”，量程转盘“ATT”置80档，“INT—CAL—FILER”（输入—校正—滤波器）选择开关置“INT”，调节功率放大器左声道音量旋钮，使声级计读数为90dB，或电表指针指向10dB。然后将声级计功能开关置于A档，此时电表指

针指示值或液晶显示即为声级（A）的测量结果。最后将“INT—CAL—FILER”开关置于“FILER”滤波器档，功能开关置于F线性档，按→或←左右动键分别测量各中心频率的声压级，即声音频谱的测量。将所有测量值记于原始记录纸中，保持各仪器的旋钮的位置不变，关掉白噪声发生器的电源开关。

2、扬声器B的声压级、声级和声音频谱的测量：

将磁带记录仪电源开关打开，功能开关打到“还”上，调节功率放大器右声道音量旋钮，其他步骤如上述要求再做一遍，所测得的数据为扬声器B的声压级、声级、声音频谱的测量值。将所有测量值记于原始记录纸中。

3、扬声器“A” 与“B”的叠加测量：

打开白噪声发生器的电源开关，这时扬声器A和B同时发声，按上述步骤再测量一遍，所测数据即为扬声器A和B叠加的声压级、A声级和声音频谱的数据，将所测数据记于原始记录纸中。 五、实验要求和数据整理

1、每种数据测量三次，然后取其平均值。

2、将测量值取其平均值记于记录表中，根据测量值计算A+B值，将结果记

于表中。

3、画出频谱分析图。

实验九 环境噪声测量

一、实验目的和要求

随着城市人口的增长，工厂的扩增，交通的发展相应的带来了干扰人们生活，影响生产的噪声污染，甚至形成了公害。我国为适应四个现代化建设的需要，在降低城市环境噪声中做了不少研究工作，近年来后制订了<城市区域环境噪声标准>GB3096-82，<城市环境噪声测量方法> GBH1.2-82，<工业企业噪声检查规范>，<城市交通噪声测试规范>等。对于从事城市建设和规划的工作者来说，控制和降低城市环境噪声是一项十分重要的工作，所以对于如何正确地进行实地测量环境噪声，以及如何分析结果是必须掌握的。 二、测量仪器

声级计，测量前应先进行校准。详尽的1/1和1/3倍频程分析；噪声降低效果的评价；采集现场数据用于进一步分析；研究及开发。

特点

1、完全符合IEC和ANSI标准的1型声级计； 2、实时的1/1和1/3倍频程分析； 3、具有细化及光标功能；

4、轻便的手持式实时分析仪； 5、宽频带统计量； 三、测量条件

1、测量一般选择在无雨、无风的时间，风力在三级以上时，传声器应加防风罩，大风天气停止测量以避免风噪声影响。

2、测量地点要避免外加噪声的干扰。

3、传声器应离地1.2m，在一米之内无反射面。 四、测点选择及测量方法

I、区域环境噪声测量

1、测点选择：将全市市区划分5003500M的网络，测点选择在每个网格的中心；测点遇房顶，河沟不宜高点测量时，测点可移动近旁可测的位置。测点网格数目不应少于100个(对于噪声波动较大的测点应取样200个数据)，如城市小可按2503250M尺寸划分网格。

2、测量方法：用声级计慢档A声每隔五秒钟在每个测点上读一次瞬时值，连续读取100个数据，并在表8上记录下声环境。判断主要噪声来源。

3、测量时间：测量时间应考虑随季节上班制度不同而定，一般采用白天的8：00～12：00点，14：00～18：00点和晚上10：00至次日6：00点时间内进行测试。

必要时可对某一代表点进行24小时的监测，每一小时(或每半小时)测量一次。

Ⅱ、交通噪声测量

1、测点选择：城市干道机动连流量在每小时100辆以上的街道可视为检测对象，测点布置时就距车站50～100米以上，测点应离开交叉路口(一般在两交叉口之间)，沿人行道边定点。

2、测量方法：用声级计慢档A 声级计每隔五秒钟在每个测点上读一次瞬

时值，连续读取200个数据 ；与此同时记录下车流量和车种(货币、大客车、拖拉机为重型车，旅游车、吉普车、轿车为轻型车)，有条件的情况可同时用秒表测定车速，计算平均车速。

3、测量时间：同区域环境噪声。

Ⅲ、固定地点噪声：固定点测试一般是进行对环境噪声标准的监测。测点选在受干扰的人员住宅或工作建筑物外一米处，其它测试方法、时间同区域环境噪声。

Ⅳ、城市环境噪声长期监测

目的是为了观察城市环境噪声变化规律和原因而进行的长期监测，有条件的情况下用“自动监测系统”监测，条件欠缺的情况下进行人工监测，可按下述进行。

1、测点布置：一般希望不少于7个测点，其中：繁华市区、典型居民区、工厂各设一点；交通干线和混合区各设两点；测点高度一般不低于1.2M，也可置于高层建筑上，以扩大监测范围；但测点位置和高度选定后，在整个监测过程中应保持不变。

2、测量方法：每季度测量一次(有条件时每月测量一次)，每次对每个测点进行白天与夜间各测一次，对于不同的测点可根据各测点噪声发生时间特点来选择测量时间；同样，当测量时间一旦选定后，对于同一个测点，每次测量时间在整个测试过程必须保持一定；而对不同的测点之间测量时间不要求统一在同一时间同时进行测量。

每次用A声级慢档测量，每五秒钟读一个数，连续读200个数据。 Ⅴ、工业企业噪声

1、测点选择：被测对象(车间)内各点的A声级差小于3dB时，选择1～3个测点进行测试。若大于3dB时，可将车间分成若干区域，而任意两相邻区域声级差大于或等于3dB，每个区域内声级波动必须小于3dB，每个区域取1～3个测点，这些区域必须包括所有工人为生产、管理必须的经常工作、活动的范围。

2、测量方法：对稳定噪声用A声级慢档测量。对不稳定噪声按每5秒钟读一个数，连续读取100个数。

Ⅵ、扰民工业噪源调查测试方法

(1)包络层则点：在每一座工厂边界外一米的包络线上(相邻的两座或两座以上工厂组成的工业小区包络线上)，选取测点若干点，要求每个测点间的A声级噪声相差为5dB

(2)第二层测点：以包络层测点为基点，沿噪声传播方向，选取A声级相差为5dB的点为第二层测点。

(3)按照(2)的原则选第三层测点，一直到接近本底噪声声级为止(指该工厂停工时的环境噪声声级)。 五、数据处理

Ⅰ、统计声级L10、L50、L90一般作为分析依据

以下100个数据为样本叙述，(200个数据要相应比例计算)。

将所测的数据100个，从小到大的顺序排列，第10个数据即为L90，表示90%的时间超过这个声级，相当于本底噪声；第50个数据值即为L50，表示50%的时间内超过这个声级，相当于中值；第90个数据值，即为L10，表示10%的时间超过这个声级，相当于平均峰值。

Ⅱ、等效声级(平均声级)， n

是能量平均值Leq=10lg[1/N Σ 10(Li/10)] i=1

当测量数据(例如交通噪声)符合正态分布时间可用近仪公式： Leq≈L50+d2/60 d=L10-L90

Ⅲ、昼夜等效声级Ldn

当24小时都进行测试时按下列公式计算。 Ldn=10lg[(1/24)(16310Ld/10+8310(Ln+10)/10)] 式中 Ld是白天6～21时的等效声级 Ln是夜间21～6时的等效声级

实验九（a） 校园固定区域噪声测量与分析实验

一. 实验目的

随着校园机动车数量的快速增加，交通噪声的污染对沿线教学办公及宿舍的正常生活、工作、学习、休息环境的干扰程度和范围也随之加剧和扩大。交通噪声污染已经逐渐变成校园较为突出的环境污染问题。控制环境噪声是校园可持续发展的重要内容，也是校园规划的主要内容之一。

作为未来的规划与设计工作者，控制和降低环境噪声是一项十分重要的工作，面对校园内机动车增加带来的噪声污染，已经影响到正常的学习与生活，而这种情况有更为严重的趋势。通过校园交通噪声测量与分析实验，来分析现在校园的声环境；同时也通过这个实验，掌握如何正确的进行实地测量环境噪声（包括地点的选择，仪器的正确使用，数据的记录与整理）以及分析其结果，并对此作出评价。 二.测量时间要求

测量时间分为：昼间和夜间两部分。昼夜还可以分为：白天、早和晚三部分。 一般采用短时间的取样方法来测量。白天选在工作时间范围内（如08:00～12:00和14:00～18:00）；夜间选在睡眠时间范围内（如23:00～05:00）。 测量日的选择

测量一般选择在星期一至星期五的正常工作日，如果星期日以及不同季节环境噪声有显著差异，必要时可要求做相应的测量，或长期连续测量。 本次实验，选择周一至周五08:00～18:00点之间。 三. 测量地点选择

测量的地点可选择专业教学楼、学院资料室、校图书馆、校大礼堂、校医院等、大学生活动中心等。 四. 测点布置

测点的不同会影响测量结果。了解某建筑受环境噪声污染大小，测量点应在暴露于所需测试的噪声环境中的建筑物外进行。若无其它规定，测量位置最好离外墙1～2m，高度大于1.2米处。测点应远离其他反射物体。 五．测量要求

1.测量应在无雨、无雪的天气条件下进行，风速为 5.5 米/秒以上时停止 测量。

测量时传声器应加风罩。

2.测量前要用校准器对声级计进行校准， 3.测量时安全第一，不要阻碍人流车辆的通行。

4.使用声级计的A声级，快速挡，每隔5秒钟在测点读一次瞬时值，连续记录200个数据。与此同时记录周围声环境，判断主要噪声来源。 六．数据处理及分析

1. 统计百分声级（累计分布声级）Ln

现实中的环境噪声往往呈现不规则，且大幅度变动的情况，是一种随时间的，非稳态的无规则噪声，因此需要用统计的方法处理。用不同的噪声级出现的概率或累计概率来表示某一A声级的大小，称为统计声级（累计分布噪级）。用Ln表示。通常在交通噪声评价中多用L10，L50，L90三个评价指标。

其中：L10——表示10%的时间超过的噪声级，它相当于噪声的平均峰值。L50——表示50%的时间超过的噪声级，它相当于噪声的平均值。

L90——表示90%的时间的噪声级，它相当于噪声的本底值。 以200个数据为样本进行分析计算。图示原始数据：例：

将200个数据按升序排列（从小到大）。读出第10 个、第50 个以及第90 个数据的声级值，它们依次分别为累计百分数声级L10、L50、L90 的值。

2.等效连续A声级Leq

A声级代表了人耳对不同频率声音的计权，它只反映噪声影响与频率的关系。通常噪声的A声级是变化的，不能简单的使用某一时刻的A声级，需要使用在一段时间内使用平均A声级来表示能量平均，即Leq。 当测量读数时间间隔相等时，

Leq=10lg[?10li/10 ]-10lgn

i?1nLi ——表示某一测点第i次测的A声级，dB（A）; n ——表示该测点测量的次数

Leq ——表示该测点的等效连续声级，dB（A）

计算本次实验的等效连续A声级，并与我国《声环境质量标准》比对，评价是否符合标准。

环境噪声限值 dB(A)

类别 0 1 适用区域 康复疗养区等特别需要安静的区域 以居民住宅、医疗卫生、文化体育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域 2 以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，60 需要维护住宅安静的区域 3 以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境造成严重影响的区域 高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干道、城市次干道、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域 铁路干线两侧区域 70 60 70 55 65 55 50 昼间 50 55 夜间 40 45 4a 4 4b 七．试将测量结果进行分析，提出控制噪声的方法？

实验九（b）城市交通噪声监测实验

一、实验目的

1. 掌握噪声监测方法； 2. 熟悉声级计的使用；

3. 练习对非稳态无规噪声监测数据的处理方法。

4. 了解城市交通噪声的基本量值、车流量变化引起交通噪声变化情况及道 路两侧的交通噪声分布。

二、 实验设备

本实验所用仪器为 HS5920 、TES-1350A数字声级计，该仪器符合国际 IEC651的要求。能实现一般声级测量并具有最大声级保持功能。

三、测量条件

天气条件要求在无雨无雪的时间进行操作。声级计应加风罩，以免风噪声干扰，同时使传声器膜片保持清洁。风力在三级以上必须加风罩，四级以上大风应停止测量。

四﹑实验步骤

1、每四人一组到专业实验室领取声级计，并进行仪器标定。用标准声源标定时，显示器应指示 94 ± 0.5dB, 否则，调节 CAL 电位器使之达到规定值。 分别进行测量﹑记录、监视与记录。

2、测点选择：测点应选在两路口之间的交通干线路边的人行道上，离车行道 20CM 处，此处距路口应大于 50M ，这样该测点的噪声可以代表两路口之间的该段道路的交通噪声。

3、每个测点在规定的时间内（如 30Min ）测量一组数据，隔 5 秒读一瞬时 A 声级，连续读取 200 数据，同时记录下车流量，共测量3组数据。 4、交通噪声测量数据记录于如下表格中：

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