室内照明不舒适眩光GB/Z26212-2010

 前言

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

室内照明不舒适眩光

Discomfort glare in interior lighting

GB/Z 26212-2010

发布部门：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中国国家标准化管理委员会

发布日期：2011年01月14日

实施日期：2011年06月01日

前 言

本指导性技术文件等同采用CIE 117-1995《室内照明不舒适眩光》(英文版)。

本指导性技术文件等同翻译CIE 117-1995。

为了便于使用，本指导性技术文件做了下列编辑性修改：

a) 用小数点‘.’代替作为小数点的‘，'；

b) 删除CIE 117-1995的前言。

本指导性技术文件的附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。

本指导性技术文件由中国轻工业联合会提出。

本指导性技术文件由全国照明电器标准化技术委员会(SAC/TC 224)归口。

本指导性技术文件起草单位：国家电光源质量监督检验中心(北京)

生辉照明电器(浙江)有限公司

北京新材料科技促进中心

中国质量认证中心

霍尼韦尔朗能电器系统技术(广东)有限公司

东莞市品元光电科技有限公司

北京电光源研究所

本指导性技术文件主要起草人：华树明 沈锦祥 阮军 许文申 付宝成 李维升 郭建坤 黎锦洪 江姗 段彦芳

本指导性技术文件仅供参考。有关对本指导性技术文件的建议和意见，向国务院标准化行政主管部门反映。

引 言

本指导性技术文件描述的统一眩光等级(UGR)公式，包含了Einhorn和Hopkinson公式的特征并与Guth位置指数相结合。可以认为此公式在实用性和眩光预测结果准确性方面包含了主要公式的精华部分。公式指出眩光指数受观察者位置和视线方向影响。

在附录中，本指导性技术文件也描述了一种列表方法，此方法使用基准值和标准条件，允许生成简表，类似于在灯具数据页中使用的利用系数表。

用亮度限制曲线(UGR曲线)方法给出了一个不舒适眩光的粗略估算。附录中也给出了这种曲线是如何绘制和使用的。

本指导性技术文件推荐在下一版CIE室内照明指南中使用一种实用的CIE不舒适眩光评价系统。

1总则和范围

1 总则和范围

CIE 29.2-1986包含了CIE眩光指数公式和一个CIE亮度限制系统，叫作“CIE安全卫士系统”，用它们来预测工作环境的不舒适眩光。

可以通过计算机用公式来预测一个拥有一系列特定条件的空间不舒适眩光。亮度限制系统被用来简单评估一个普通照明用灯具在有限数目条件下的适用性。

TC 3-13委员会曾被要求提供一个“实际眩光评价系统”。本报告包含了此项任务的结果。

开发了三种眩光评价方法：

a) 基本“统一眩光等级(UGR)”公式；

b) 推导出的能够进行不同照明条件下的简单比较的算表法；

c) 推导出的能够帮助灯具设计并能够给照明设计者关于灯具适用性大致指导的“亮度限制曲线法”。

UGR公式被CIE推荐使用。其实际应用需要使用计算机软件。附件中包含的两种导出的方法是为了提供可以帮助灯具制造商进行设计辅助的信息，并作为灯具数据页发表(导出的方法在一些国家的标准中也被使用)。

2不舒适眩光

2 不舒适眩光

不舒适眩光在CIE 17.4-1987中定义如下：

在不一定减弱物体视觉效果的情况下，导致不舒适的眩光。

3公式的导出

3 公式的导出

根据一项对不舒适眩光的研究和实践，在CIE No.55中，提出了下面的CIE眩光指数(CGI)公式：

式中：

Ed——有所有的光源引起的眼睛中的直接垂直照度(lx)；

Ei——眼睛中的间接照度(lx)；

L——在观察者眼睛方向上每一个灯具发光部分的亮度(cd·m-2)；

ω——在观察者眼睛中每一个灯具发光部分的立体角；

p——每一个灯具的古斯位置指数(相对于视线的位移)。

本报告全文中的log都是指以10为底的对数。

当时，这个公式被认为是不同国家系统间最好的数学折中方式。在用这个公式导出一个可行的不舒适眩光评价系统的过程中碰到了许多困难，所以进行了一些简化处理。

所有的不舒适公式都有如下形式：

式中：

C1和C2——常数；

froom——一个与房屋和背景亮度相关的因数；

fluminaire——一个与灯具及其位置相关的因数。

因数froom在CIE 55中给出，包含了对于眼睛的直接和间接照度的描述的术语。对于眼睛的间接照度，用来表征由房间各表面产生的眩光源的背景亮度。眼睛处的直接照度使眼睛产生了适应性和相关变量(眩光敏感性随着灯具尺寸和数量的变化而变化)。对于简化的眩光计算方法(眩光等级表和眩光等级曲线)而言，尚没有找到一种可行的办法把直接照度包含在内。

所以，统一眩光等级公式省略了直接照度。实际上，当将这个公式应用到具有推荐的照度值范围内的工作房间时，几乎没有影响。

CIE 55中无变化的直接引用了在统一眩光等级公式中提出的系数fluminaire。

为了能够与最初由Hopkinson提出的公式相吻合，并形成英国眩光指数进位制，选择使用常数C1。

4统一眩光等级(UGR)公式

4 统一眩光等级(UGR)公式

4.1 公式

CIE统一眩光等级(UGR)由式(4.1)给出(见图1)：

式中：

Lb——背景亮度(cd·m-2)；

L——在观察者眼睛方向上每一个灯具发光部分的亮度(cd·m-2)；

ω——观察者眼睛中每一个灯具发光部分的立体角(sr)；

p——每一个灯具的古斯位置指数(相对于视线的位移)。

4.2 背景亮度

背景亮度，Lb，定义为整个环境的均匀亮度，该环境在观察者眼睛的垂直面上产生的亮度和除了眩光源外的研究中的视野的亮度相同。可以通过式(4.2)获得：

Lb＝Ei/π ………………………………(4.2)

式中：

Ei——观察者眼睛中的间接照度(lx)。

背景亮度，Lb，通常由Ei计算得到，Ei既可以在空间光分布计算机计算中获得也可以通过间接墙面利用系数(参见英国CIBSE TM10)的方法计算。这种计算是基于假定墙面上平均间接照度约等于观察者眼睛中的间接照度。这种假设对一般使用灯具均匀布置的照明系统的效果较好。

稍微不同的一种途径是计算房间各表面上的亮度。观察者眼睛中的间接照度是通过对由墙面作为发光体引起的照度进行计算得到的。这种方法比第一种稍微好一些，但是仍然建立在假定房间各表面是被均匀照亮的基础之上。

在更一般的方法中，房间的各表面被分成了许多小部分。每一个小部分的亮度由从灯具来的直接照度和各表面间的内部反射所决定。这样，由小部分在观察者眼睛上产生的照度就确定了。

UGR对于Lb的误差不敏感，例如，Lb的﹢33％的误差会导致UGR一个单位的误差。

4.3 灯具亮度

灯具亮度，L一般是由灯具在观察者方向上的光强I和灯具的投影面积Ap推得的：

L＝I/Ap ………………………………(4.3)

4.4 观察者眼睛方向的立体角

立体角的大小可以通过灯具发光部分的投影面积和灯具中心到观察者眼睛的距离推得。

立体角用下式判断：

ω＝Ap/r2 ………………………………(4.4)

式中：

Ap——灯具发光部分的投影面积(m2)；

r——从观察者到灯具发光部分中心的距离(m)。

4.5 位置指数

位置指数p通过对表1的数据进行插值获得。图2中给出了表中参数的定义。这些参数是T/R和H/R，其中(R，T，H)来自于以观察者为基点建立的坐标系统。假定视线是水平的，R是投影到视线上的距离，T是相对视线的水平偏移量，而H是观察者眼睛上方的高度。所有的坐标都是以灯具为中心的。

图2中给出的(R，T，H)的坐标系统对于计算fluminaire也很有用。灯具的坐标系统必须从此坐标系统中导出，而且一些涉及灯具方向的补充信息必须给出。

对于双面对称灯具的特殊情形(见图3)，相对视线要么横向固定要么纵向固定，(C，γ)坐标以下面方式导出：

需要注意的是：参数T/R中，位置指数是对称的，所以表格中仅包含此参数的非负值。表格中的项目是T/R的绝对值。

推荐将T/R值超出表格(0～3)范围的灯具忽略掉。更需要注意的是，表格中对应大的H/R值的一些位置上是空值。这对应于那些被观察者眉毛和前额挡住的位置，也就是对应着不会引起UGR增加的灯具。

5UGR公式的性质

5 UGR公式的性质

UGR公式中包含了Einhorn和Hopkinson公式的属性，并且与Guth位置指数相结合。可认为UGR公式在实践和熟悉眩光预测结果方面综合了最好的主要公式内容。

UGR公式给出了一个眩光等级，是用于评价一个包含有光源的视觉环境中对应的任何不利的不舒适的心理参量。

眩光等级的尺度是一种间隔尺度，数目间差异代表了可分辨的心理值差异。在间隔尺度中，只有尺度值间的不同是有意义的。赋予最低值的数值是任意的，并且可以加以改变不会影响此尺度有效性。这种尺度在英国系统中已经尝试和测试了将近三十年，证明是有效的：一个眩光等级单位是最小可觉察差异；三个眩光等级单位是一个可接受的眩光标准。眩光等级尺度设计用来覆盖英国尺度范围。在此范围内，多数照明系统的实际值是10～30。高的值代表了显著的不舒适眩光，而一个低的值则代表了很小的不舒适眩光。当UGR值低于10时，认为照明系统不会引起不舒适，所以在全球范围内都可以用UGR＜10来定性它们。

425'>《室内照明不舒适眩光》GB/Z 26212-2010

 附录D示例

附 录 D

(资料性附录)

示 例

D.1 照明设计图

图D.1给出了一个演讲厅的两个可选照明系统，一个使用“抛物线形”灯具，另一个使用“球形”灯具。需要的(维持的)平均照度是大约200lx。工作面在地板上方0.85m高处。视线沿灯具横方向时最大UGR应不超过19，因而，UGR应在两个视线方向进行评估。图D.2给出了灯具的一些性质。

“抛物线性”灯具使用标准荧光灯并因为反射器和抛物线格栅具有“半散射”光学性质。灯具直接固定在顶棚上。灯具是双面对称的，在两个主平面内的光强曲线上都在大约60°处截光。在附录C所给的附属描述条款中，这个灯具是B0型，其水平发光面积是0.1452m2。

“球形”灯具是从顶棚上悬挂的乳色球形。作为一种归类，其光强假定为恒定的。灯具是B4型的，投影面积为0.1257m2。

表D.1和表D.4给出了每一个灯具的光度数据。表D.5和表D.6给出了两种格式的UGR表格。图D.3和表D.4给出了UGR曲线。

D.2 平均照度计算

对工作面上的平均照度进行计算。“抛物线形”灯具固定在工作面上方3.35m高处，空间指数计算为1.07。用这个值和空间各表面的反射率，确定利用系数为0.51，而直接照明利用系数计算为0.40。

“球形”灯具以1.2m的悬挂长度固定在工作面上方2.15m处。顶棚空间反射率确定为0.52。利用系数为0.4，而直接照明利用系数为0.16。在要求的200lx当使用九个“抛物线形”灯具或者12个“球形”灯具时，初始平均照度分别为276lx和258lx，都在需要的200lx之上。

D.3 UGR值的计算

使用一个计算机程序，给出了对应于图D.1中不同观察者位置的UGR表格，同样也给出了平均和最大UGR值。

表D.5是“抛物线形”灯具的UGR表格，用于完成表A.6和表A.7中的表格。下面的内容描述了计算过程。

高度H＝3m的房间相对尺寸为2H和3H。用这些值和房间表面的反射率，相应横向观察和纵向观察的完全UGR表格中的未修正UGR值分别是12.9和13.0。

在简化UGR表中，两个观察方向的基准值都是标准表BK00。从表A.4中可以看出，不管房间尺寸如何，都是使用20这一值。将灯具修正(两个方向都是-6.6)加到20上。关于相对背景亮度的修正的计算是：

LR＝6×0.51－5×0.40＝1.06

所以修正[见式(A.6)]＝-8log1.06＝-0.2。

两个观察方向的结果都是UGR为13.2。这个值与完全UGR表中的12.9和13.0吻合很好。两个观察方向选择一个值13.0，加上光源光输出修正(8log(3 250/1 000)＝4.1)达到两个观察方向的平均UGR是17.1。

接下来考虑UGR变化附属表。对于横向观察，灯具间距是1H(3m)，UGR变化是上升1.4。对于纵向观察，间距是0.67H，决定使用上升变化0.7。那么两个观察方向的UGR最大值就分别是18.5和17.8。表D.7中注明了这些值和“平均”UGR值。

对于“球形”灯具，相对房间尺寸是3.33H和5H，顶棚空间反射率0.52，以此计算得到表D.6中UGR表格。从完全表中，针对横向观察和纵向观察情形，分别选择未修正UGR值为12.7和11.8。

对于简化UGR表，从标准表BK11中选择值15.0和14.3。加上灯具修正(-0.8)和背景亮度修正(LR＝6×0.40－5×0.16＝1.6)，所以修正[见式(A.6)＝-8log1.6＝-1.6]，结果是12.6和11.9。这些值与从完全UGR表中得出的值相近。

加上光源光输出修正(8log(2 900/1 000)＝3.7)，两个观察方向的平均UGR值是16.3和15.6。附属表指出对于这个灯具没有变化量，所以最大UGR等于平均UGR。表D.7注明了结果。

两个灯具的UGR图分别是“抛物线形”灯具为类型Ⅰ，“球形”灯具为类型Ⅱ。(见图D.3和图D.4)。

从图D.3的“抛物线形”灯具的UGR图中可以看出，平均UGR约为16.5，而当亮度迹线接触到此UGR曲线的阴影区时，UGR取最大值，比平均UGR大一些，约为19。表D.7注明了两个方向的UGR值。

对于“球形”灯具，见图D.4，两个观察方向上的相应房间尺寸是3.33H和5H。分别对应横向观察和纵向观察的UGR值大约为17.5和16。这些数据也在表D.7中注明了。

D.4 计算值的比较

用UGR表获得的结果和用UGR公式获得的结果吻合较好。

一般的说，使用UGR公式的计算机程序在确定的区域内移动观察者，以便看到的是系统的一小部分。这对于在紧凑范围内引起眩光的“抛物线形”灯具而言没有影响；但对于“球形”灯具而言，“平均”UGR被降低了。所以，如果忽略掉在短尺寸方向上的(纵向观察)“球形”灯具的“平均”UGR值，则仅以0.3单位的最大差异很好的吻合。

对于两个灯具，用UGR曲线获得的结果与其他结果也相当好的吻合。

 参考文献

参 考 文 献

[1] CIE 29.2-1986 室内照明指南

[2] CIE 17.4-1987 国际照明词汇

[3] CIE Publication No.55：Discomfort Glare in Interior Working Environment，1983.

[4] CIE Publication 102-1993：Recommended file format for electronic transfer of lurninaire photometric data.

[5] IES Lighting HanDBook，Reference Volume，ed.：Kaufman—Haynes，pp.9-71-9-80，1981.

[6] CIBSE Technical Memorandum No.10(TM10)：The Calculation of Glare Indices，1985.

[7] ：A Modern Glare Index Method，CIE Proceedings of 21st Session in Venice，VOI Ⅱ，1987.

[8] ：Interreflection in rooms—Formulas for calculators and computers，Note No.227 by the Danish Illuminating Engineering Laboratory，1986.

[9] Fischer D：Blendung—Neuer Ansatz fur ein internationales Blendungsbewertungssystem，Licht No.1，50-56，1990.

[10] ：A Luminance Limiting Curve Method-based on a Glare Index Formula，Research Note of the Danish Illuminating Engineering Laboratory，1988.