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(1. 上海时代之光照明电器检测有限公司ღ★✿,上海 201114ღ★✿;2. 上海亚明照明有限公司ღ★✿,上海 201801ღ★✿;3. 无锡立德时代科技有限公司ღ★✿,江苏 无锡 214000ღ★✿;4. 国家电光源质量检验检测中心(上海)ღ★✿,上海 201114)
【摘要】光品质是健康照明的最重要的指标之一ღ★✿,涉及的要素有很多ღ★✿,主要可以分为视觉相关(成像)和非视觉相关(非成像)LEHU乐虎游戏官网ღ★✿。其中ღ★✿,视觉相关要素又可分为照度和亮度ღ★✿、颜色(包括色温和色容差ღ★✿、显色性ღ★✿、颜色维持率ღ★✿、空间颜色非均匀性ღ★✿、彩色光等)ღ★✿、闪烁和频闪效应ღ★✿、眩光(包括不舒适眩光和失能眩光)等ღ★✿。本文梳理并分析了视觉相关的光品质标准ღ★✿,希冀标准化能助推健康照明的发展ღ★✿,提升家庭生活和城市公共照明品质ღ★✿。
【关键词】健康照明ღ★✿;光品质ღ★✿;视觉ღ★✿;标准ღ★✿;照度ღ★✿;照度均匀度ღ★✿;亮度ღ★✿;亮度均匀度ღ★✿;颜色ღ★✿;闪烁ღ★✿;频闪效应ღ★✿;眩光
在社会经济飞速发展ღ★✿、科学技术全面进步ღ★✿、生活水平普遍提高的同时ღ★✿,人口结构老龄化ღ★✿、生活节奏加快ღ★✿、电子设备使用频繁ღ★✿、心身应激因素增多等问题渐渐突显ღ★✿,人们面临着前所未有的健康挑战与风险[1]ღ★✿。“后疫情时代”ღ★✿,国家推出了新基建战略ღ★✿,为全社会智能化ღ★✿、数字化转型升级赋能ღ★✿。人们健康需求进阶ღ★✿,人居健康意识强化ღ★✿,“健康照明”走入大众视野ღ★✿,深入日常人居ღ★✿,从中小学生近视预防ღ★✿、负面情绪改善再到人体生物钟调节等[2]ღ★✿。而光品质是健康照明的最重要的指标之一ღ★✿,视觉相关(成像)的光品质要素有很多ღ★✿。光对人眼产生的视觉影响可从以下三个方面进行量化和评价ღ★✿:
光随波长的变化情况ღ★✿,即光谱分布ღ★✿,直接决定了照明环境的光色品质ღ★✿,主要包括色温和色容差ღ★✿、显色性ღ★✿、颜色维持率ღ★✿、空间颜色非均匀性ღ★✿、彩色光等ღ★✿。
光随时间的变化情况ღ★✿,反映了光的动态变化对人眼的影响ღ★✿,如闪烁ღ★✿、频闪效应ღ★✿、幻影效应等瞬态光伪像ღ★✿。
光在空间的变化情况ღ★✿,即空间分布ღ★✿,直接影响人眼的亮度感知LEHU乐虎游戏官网ღ★✿。人眼视野中的总体亮度分布和强度水平决定了视觉感知的“亮”与“暗”(包括照度和照度均匀度ღ★✿、亮度和亮度均匀度)ღ★✿,而视野中的局部亮度分布或对比度则反映为眩光(包括失能眩光和不舒适眩光)ღ★✿。
照明的最基本目的是确保人们有足够的光线来安全ღ★✿、高效和准确地执行主要的视觉任务ღ★✿。其中ღ★✿,最重要的指标是照度和亮度ღ★✿。标准中往往对平均照度ღ★✿、照度均匀度ღ★✿、平均亮度ღ★✿、以及亮度均匀度等提出要求ღ★✿,见表1ღ★✿。
如图1所示ღ★✿,照度可分为水平照明ღ★✿、垂直照度和半柱面照度等ღ★✿。水平照度(horizontal illuminance)是指特定水平面上的照度ღ★✿,垂直照度(vertical illuminance)是指特定垂直面上的照度ღ★✿,而半柱面照度(semi-cylindrical illuminance)是光源在给定的空间一点上一个假想的很小的半个圆柱体的曲面上产生的照度ღ★✿。
其中ღ★✿,半柱面照度ღ★✿,起初是道路照明中为了保证能有效辨认人的面部ღ★✿,避免行人产生不安全感ღ★✿,而提出的要求ღ★✿。文献[4]推荐在体育场馆照明使用半柱面照度替代或补充传统的垂直照度(平面照度)ღ★✿,因为空间物体的表面是三维的ღ★✿,半柱面照度更能反映人所能感受到的包括造型在内的实际照明效果ღ★✿。半柱面照度可采用专用的半柱面照度计进行直接测量ღ★✿,也可依据式(1)对测得的各个方向的垂直照度进行计算[5]ღ★✿:
GB 50034—2013 《建筑照明设计标准》规定的照度ღ★✿,一般是水平照度ღ★✿,且指的是指维持平均照度值ღ★✿,工程验收时的照度值应是标准规定值除以相应的维护系数ღ★✿。而规定的照度均匀度指的是规定表面上最小照度与平均照度之比ღ★✿,符号是U0西部世界第三集下载ღ★✿。
JGJ/T 163—2008 《城市夜景照明设计规范》也规定了照度或亮度均匀度ღ★✿,有两种表示方法ღ★✿,其中U1=最小/最大照度或最小/最大亮度ღ★✿,即
式(2)这个比率适用于照度或亮度变化过大对性能或安全有严重影响的情况ღ★✿,涉及视觉适应和地面上的显示[6]ღ★✿;U2=最小/平均照度或最小/平均亮度ღ★✿,即
均匀度主要用于控制规定表面上的照度或亮度水平的变化ღ★✿。以照度均匀度为例ღ★✿,大多数照明场景只考核U2ღ★✿,即GB 50034规定的U0ღ★✿;但如果灯具的配光曲线是窄的水滴型配光ღ★✿,在灯下点会出现照度的极大值ღ★✿,此时U2值尚可ღ★✿,单用U2来考核就察觉不出糟糕的照明效果ღ★✿,这就需要用到U1来共同评价ღ★✿。
JGJ 153—2016 《体育场馆照明设计及检测标准》除了U1和U2的要求外ღ★✿,还规定了均匀度梯度UG(Uniformity Gradient)ღ★✿,即某一网格点与其余8个相邻网格点的照度比ღ★✿,故
UG考核的是整个区域的照度变化率ღ★✿。体育场馆由于空间大ღ★✿,即使有好的照度均匀度ღ★✿,相邻两个网格点的照度变化过大就可能导致斑马效应ღ★✿,为了避免这种情况ღ★✿,就需要UG这个指标来控制相邻网格点间的照度差异ღ★✿。有电视转播时ღ★✿,当照度计算与测量网格 <5 m时ღ★✿,每 2 m的水平照度和垂直照度均匀度梯度 UG≤10%ღ★✿;当照度计算与测量网格 ≥5 m时ღ★✿,每 4 m的水平照度和垂直照度均匀度梯度UG≤20%西部世界第三集下载ღ★✿。
关于亮度ღ★✿,亮度是光源在指定方向上的单位投影面ღ★✿、在单位立体角中发射的光通量ღ★✿,故亮度是与方向有关的物理量ღ★✿,与距离无关ღ★✿。亮度又可分为被照面亮度(如路面亮度)和发光面亮度(如标识亮度)ღ★✿。
关于亮度均匀度ღ★✿,以CJJ 45—2015 《城市道路照明设计标准》为例ღ★✿,其评价指标有路面亮度总均匀度和路面亮度纵向均匀度ღ★✿。路面亮度总均匀度Uo指的是路面上最小亮度与平均亮度的比值ღ★✿,即
这是因为道路照明设施在为路面提供良好的平均亮度的同时ღ★✿,却无法避免在路面上的某些区域产生很低的亮度ღ★✿,在这些区域中ღ★✿,障碍物与路面之间的对比值低ღ★✿;同时ღ★✿,如果视场中出现大的亮度差别ღ★✿,会导致眼睛的对比灵敏度下降ღ★✿,引起瞬时适应问题ღ★✿,以致于不易觉察出在那些较暗区域中的障碍物ღ★✿。因此ღ★✿,为了保证路面上各个区域都能有足够的觉察率ღ★✿,就要求路面上的平均亮度和最小亮度不能相差太大[8]ღ★✿。
当驾驶员驾车在路面上行驶时ღ★✿,如果在其前方的路面上反复地出现亮带和暗带ღ★✿,即所谓的“斑马条纹效应”ღ★✿,这种效应对于在这个车道上行驶的驾车人来说LEHU乐虎游戏官网ღ★✿,会感到很烦躁ღ★✿,并危及到交通安全ღ★✿。因此ღ★✿,为了减弱这种干扰ღ★✿,就必须限制沿车道中心线上最亮区和最暗区的亮度差ღ★✿,从而提出了影响驾驶员视觉舒适感的评价指标ღ★✿,即亮度纵向均匀度[8]ღ★✿。
路面亮度总均匀度U0是从视功能的角度来考核道路照明效果ღ★✿,而路面亮度纵向均匀度UL是从视舒适的角度来看的ღ★✿,二者都很重要ღ★✿,道路照明的设计应至少使二者都能达到可接受的程度[3]ღ★✿。
白光照明产品的颜色相关标准见表2ღ★✿,包含测量方法ღ★✿、产品和应用要求ღ★✿。根据应用场合要求ღ★✿,色度指标又可分为相关色温和色容差ღ★✿、显色性ღ★✿、颜色维持率和空间颜色非均匀性ღ★✿。
测得光源的光谱能量分布ღ★✿,可以引入相关色温这个指标来表述光源的颜色ღ★✿,且相同色温的产品间的光色一致性用色容差SDCM(Standard Deviation of Color Matching)进行评价ღ★✿。GB/T 10682—2010 《双端荧光灯 性能要求(IEC 60081:200 5, NEQ)》的附录D给出了2700 K~ 6500 K的色坐标目标值和相关色温目标值ღ★✿,见表3ღ★✿。同时ღ★✿,这个标准给出了用以计算色容差SDCM的MacAdam椭圆在7种色温下的相关系数g11 ღ★✿、 g12和 g22等ღ★✿, 且 SDCM2= g11Δx2+2g12ΔxΔy + g22Δy2ღ★✿。
这里n对应n阶MacAdam椭圆西部世界第三集下载ღ★✿。但值得注意的是ღ★✿,式(7)不能任意使用ღ★✿,只有光源的色坐标靠近黑体线的情况下才推荐使用ღ★✿。
GB/T 2900.65—2004 《电工术语 照明》的845-02-59显色性(Color Rendering)的定义是照明体对物体色貌的影响ღ★✿。这种影响是观察者有意或无意地将它与参照照明体下的色貌相比较产生的ღ★✿。而显色性的优劣一般由显色指数来衡量ღ★✿。
GB/T 26180—2010 《光源显色性的表示和测量方法(CIE 13.3:1995ღ★✿,IDT)》给出了R1~R14共计14个色样的光谱辐射因子(光谱辐亮度系数)ღ★✿,其中一般显色指数Ra是1~8号色样的算术平均值ღ★✿。但1~8号色样都是非饱和ღ★✿;只有R9~R12是饱和度较高的红ღ★✿、黄ღ★✿、绿ღ★✿、蓝ღ★✿,R13为淡黄粉色(欧美人的肤色)ღ★✿,R14为中等绿色(树叶)ღ★✿。GB/T 5702—2003 《光源显色性评价方法》在CIE 13.3的基础上ღ★✿,首次给出了第15个色样ღ★✿,即中国女性面部肤色的光谱辐亮度系数ღ★✿。用CRI(Color Rendering Index)来评价光源的显色性已被照明界广泛接受ღ★✿,但这种显色性评价方法存在2个不足ღ★✿:一是1~8号色样都是处在中等饱和度和中等明度ღ★✿,在u~v系统中为等距离间隔ღ★✿,对于评价色饱和度高的场景存在偏差ღ★✿;二是色样数太少ღ★✿,人们熟知的颜色ღ★✿,如皮肤ღ★✿、树叶ღ★✿、食品等ღ★✿,它们的颜色极为重要ღ★✿,但被排除在一般显色指数之外[11]ღ★✿。
因此ღ★✿,北美照明学会IES提出了TM-30新的显色性评价方法ღ★✿,评价指标是Rf(颜色保真指数)和Rg(色域指数)ღ★✿。与CRI相比有了明显的差异ღ★✿,Rf是对于规定的99种试验色样的特殊颜色保真指数Rfღ★✿,cesi的平均值ღ★✿,而Rg是表征被照照明体照射下颜色饱和度的参数ღ★✿,由99种试验色样分别在被测照明体和参照照明体条件下构建的色域多边形面积比计算得到ღ★✿。这99个色样均来自真实世界的对象(从饱和到不饱和ღ★✿,从亮到暗)ღ★✿,包括ღ★✿:皮肤ღ★✿、纺织品ღ★✿、油漆西部世界第三集下载ღ★✿、塑料和印刷品等ღ★✿。拟用Rf取代Raღ★✿,同时Rg用于弥补Ra不足于评价色饱和度高的场景ღ★✿。白炽灯ღ★✿、荧光灯ღ★✿、钠灯ღ★✿、金卤灯ღ★✿、LED灯丝灯ღ★✿、LED路灯LEHU乐虎游戏官网ღ★✿、LED教室灯的Raღ★✿、R9ღ★✿、Rf和Rg对比结果见表4[12]ღ★✿。
现行的国家标准一般用Ra和R9来评价光源或灯具的显色性ღ★✿。如GB/T 24908—2014 《普通照明用非定向自镇流LED灯 性能要求》规定灯一般显色指数Ra的初始值平均值应不低于80西部世界第三集下载ღ★✿,标称高显色指数的应不低于90ღ★✿,个别值不应比平均值低3个数量值ღ★✿,且R90ღ★✿。R9的要求是因为绝大多数的白光LED是蓝光芯片激发黄色荧光粉ღ★✿,复合产生白光ღ★✿,早期的黄粉发射光谱的半宽小ღ★✿,红光波段覆盖很少ღ★✿,所以需要第9个色样ღ★✿,即饱和红色ღ★✿,来评价光源对红色物体的还原性ღ★✿;从而采用Ra和R9能较全面ღ★✿、合理地评价照明产品的显色性ღ★✿。15个试验色样在被测光源(Test source)和参考照明体(Ref. Illum.)的分别照射下其对应的色差△Ei(i=1~15)计算过程如图3所示ღ★✿,而Ri=100-4.6△Eiღ★✿,当R9≤0ღ★✿,并非没有物理意义ღ★✿,而是指第9个色样在被测光源照射下呈现的色貌ღ★✿,与该色温下的参考照明体照射下呈现的色貌差异极大ღ★✿。
此外ღ★✿,光源的色温和显色性之间没有必然的联系ღ★✿,因为具有不同光谱分布的光源可能有相同的色温(同色异谱)ღ★✿,但是其显色性可能差别很大[14]ღ★✿。
随着健康照明的持续升温ღ★✿,全光谱或类太阳光谱LED芯片已有相当规模的应用ღ★✿。全光谱或类太阳光谱LED大多采用单紫光芯片激发多种荧光粉ღ★✿,双蓝光芯片激发两种荧光粉ღ★✿,单蓝光芯片激发多种荧光粉ღ★✿,或单蓝光芯片激发掺杂的黄色荧光粉等技术ღ★✿,显色性大为提升ღ★✿,但多种芯片或多种荧光粉的光衰速率不一ღ★✿,寿命期间的颜色会产生漂移ღ★✿。美国DLC(the Design Lights Consortium)SSL Technical Requirements V5.1规定ღ★✿,室内照明产品(除了高天棚产品)1000 h与6000 h 的颜色维持率(Colour Maintenance)(或者称之为色漂)Δuv≤0.004ღ★✿,室外照明产品和高天棚产品的颜色维持率Δuv≤0.007ღ★✿。GB/T 24908—2014 《普通照明用非定向自镇流LED灯 性能要求》规定LED球泡灯3000 h与初始颜色坐标的颜色漂移Δuv≤0.004ღ★✿,6000 h的Δuv≤0.007ღ★✿。
照明产品在不同发光角上可能会表现出不同的颜色特性ღ★✿,尤其是窄光束的洗墙灯ღ★✿,偏光的教室黑板灯等ღ★✿,这些产品需要二次甚至三次配光ღ★✿,芯片发出的光线经过多次折射ღ★✿、透射ღ★✿,如果没有好的光学设计ღ★✿,就会表现出空间上可见的色差ღ★✿。GB/T 36979—2018 《LED产品空间颜色分布测量方法》将空间颜色的不均匀性用CIE 1976均匀色品标度图(CIE 1976 uniform-chromaticity-scale diagram)中所有测量角度的色品坐标与空间平均色品坐标在色品图上的最大偏差来表示ღ★✿,即Δuvღ★✿。
QB/T 5533—2020 《教室照明灯具》要求LED灯具在大于峰值光强10%的区域内ღ★✿,在两个垂直面(C0和C90)不同方向上的空间颜色非均匀性Δuv应在CIE 1976均匀色品标度图中的0.007以内ღ★✿。GB/T 29294—2012 《LED筒灯性能要求》要求在大于峰值光强10%以内的区域内ღ★✿,LED筒灯不同方向上的色度变化应在CIE 1976(u,v)图中的0.004以内ღ★✿。GB/T 29296—2012《反射型自镇流LED灯性能要求》规定灯在光束角范围内各方向上的颜色坐标与平均颜色坐标的偏差Δuv应不超过0.004ღ★✿。GB/T 39237—2020 《LED夜景照明应用技术要求》规定白光LED灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差不应大于0.007ღ★✿,LED投光灯在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差不应大于0.004ღ★✿。
需要说明的是ღ★✿,对于色容差ღ★✿,无论MacAdam椭圆法ღ★✿,还是ANSI C78.377的四边形法ღ★✿,都是表征一批产品间各光源与光源额定色品的偏离程度ღ★✿;而空间颜色非均匀性(或者称之为色品空间不一致性)是表征单个产品在空间上的颜色不一致程度ღ★✿,如窄光束的洗墙灯ღ★✿,照射的墙面较低部位与较高部位可能有肉眼可见的色差ღ★✿。
对于彩色光产品ღ★✿,根据用途ღ★✿,可分为用于指示ღ★✿、告警ღ★✿、通信等用途的信号灯光ღ★✿,以及用于装饰ღ★✿、造景等目的的彩色光照明产品ღ★✿。
汽车LEHU乐虎游戏官网ღ★✿、轮船ღ★✿、火车和飞机使用的信号灯的颜色大多采用白ღ★✿、蓝ღ★✿、绿ღ★✿、黄ღ★✿、红等ღ★✿。信号灯光颜色的相关标准主要有ღ★✿:
如图4所示ღ★✿,航标灯ღ★✿、铁路灯和机场灯的灯光颜色都是在CIE推荐的灯光信号颜色的基础上ღ★✿,根据各自行业的特性ღ★✿,对各种灯光颜色的色度坐标区域进行调整ღ★✿,如船用电气号灯删除了蓝色ღ★✿,而铁路信号灯则增加了紫色等ღ★✿。标准要求相应产品不得使用其标准规定以外的任何其他灯光颜色ღ★✿,且不论采用何种滤色材料ღ★✿,均应位于标准规定的相应色度范围内ღ★✿。
CIE推荐采用主波长(dominant wavelength)与激发纯度(excitation purity)(GB/T 2900.65—2004 《电工术语 照明》的845-03-48翻译成“兴奋纯度”ღ★✿,修订中的GB/T 2900.65将改为“激发纯度”)用于表征彩色光的颜色特性ღ★✿。彩色光照明产品的颜色相关标准见表5ღ★✿。
欧盟法规(EU)2019/2020 《光源与独立控制装置生态设计要求》和GB/T 39237—2020 《LED夜景照明应用技术要求》对蓝光ღ★✿、绿光ღ★✿、红光和黄光的主波长和激发纯度提出了限值要求ღ★✿,见表6ღ★✿。
主波长是指某一种光谱色的波长ღ★✿,用符号λd表示ღ★✿。除了紫色刺激ღ★✿,通过等能白点E(x=0.333ღ★✿,y=0.333)向光源色坐标点引直线ღ★✿,并延长至与光谱轨迹相交于D点ღ★✿,则交点D的光谱色波长即为该光源的主波长λdღ★✿。激发纯度可以表示为CIE(x, y)色品图上两个线段的长度之比ღ★✿,即等能白点E到光源色坐标点的距离与E到主波长与光谱轨迹的交点D的距离之比[14]ღ★✿。光源色坐标点越接近光谱轨迹ღ★✿,即激发纯度越接近1ღ★✿,表示该颜色越饱和[15]ღ★✿。
有了主波长和激发纯度的限值ღ★✿,就不用给出如2.2.1的信号灯光颜色标准中的色度区域边界和边界交点等繁琐的公式和数据ღ★✿,主波长和激发纯度2个指标可以在色度图中围出一块标准要求的区域ღ★✿,如图5所示ღ★✿。
闪烁是光波动的目视感觉(Temporal Light Artefact)(CIE TN 006: 2016)ღ★✿。(GB/T 2900.65―2004定义845-02-49ღ★✿:由光刺激的光亮度或光谱分布随时间波动所引起的不稳定的目视感觉ღ★✿。)闪烁与调制频率和幅度ღ★✿、调制波形ღ★✿、输出平均幅值ღ★✿、周期ღ★✿、单周期内的色差以及背景空间的亮度等有关ღ★✿。闪烁有可能对癫痫ღ★✿、孤独症和头痛患者造成更加明显的伤害ღ★✿,同时还会对观察者造成视觉疲劳和减弱视觉功能等危害[16]ღ★✿。
IEEE Std 1789-2015采用波动深度对闪烁进行评价ღ★✿。波动深度为光输出的最大值和最小值的差异占光输出最大值和最小值之和的比例ღ★✿,以百分比表示ღ★✿,即
低风险和无显著影响水平的闪烁频率和波动深度函数关系ღ★✿,如图6所示ღ★✿。无显著影响水平是图中的绿色区域ღ★✿,低风险水平是图中的橙色和绿色区域ღ★✿。
强制性标准GB 40070―2021《儿童青少年学习用品近视防控卫生要求》要求教室照明灯具和读写作业台灯的光输出波形的波动深度在IEEE Std 1789的无显著影响区域内ღ★✿。
而CIE TN 006: 2016对闪烁ღ★✿、频闪效应和幻影效应做出了区别定义的定义ღ★✿:闪烁(Flickerღ★✿,80 Hz)ღ★✿:对于静态环境中的静态观察者ღ★✿,亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的视觉不稳定性感知ღ★✿;频闪效应(Stroboscopic effectღ★✿,80 ~ 2000 Hz)ღ★✿:对于非静态环境中(运动物体)的静态观察者ღ★✿,亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对运动感知的变化ღ★✿;幻影效应(The phantom array effect)ღ★✿:对于静态环境中的非静态观察者ღ★✿,亮度或光谱随时间波动的光刺激引起的对物体形状或空间位置布的感知变化ღ★✿。
对闪烁ღ★✿, IEC TR 61547-1对成熟的短期闪烁测量(Pst)方法稍加变化LEHU乐虎游戏官网ღ★✿,用PstLM来评价由电源电压带来的LED照明产品光输出的闪烁ღ★✿,同时也包含了对LED照明产品自身的闪烁特性的评价ღ★✿。
对于频闪效应ღ★✿,CIE TN 006: 2016引入频闪可见度量SVM参数ღ★✿,测量待测光源在目标平面的照度随时间变化曲线ღ★✿,对测量到的光波形进行傅里叶分析ღ★✿,每一个不同频率的波幅度(Cm)和对应的归一化的可见度曲线(Sm)加权ღ★✿。可见度曲线是经过大量实验得出的不同频率光变化的人眼感知阈值ღ★✿,其计算公式如下ღ★✿:
眩光是指由于光亮度的分布或范围不适当ღ★✿,或对比度太强ღ★✿,而引起不舒适感或分辨细节或物体的能力减弱的视觉条件ღ★✿。眩光产生的原因主要有两个ღ★✿:过高的亮度或过高的亮度比[15]ღ★✿。眩光可以分为不舒适眩光与失能眩光ღ★✿。其中ღ★✿,不舒适眩光会降低视觉舒适程度ღ★✿,失能眩光会降低视觉功效ღ★✿,它们对视觉作业产生不同的干扰ღ★✿,但没有严格的界限ღ★✿。当眩光源亮度较低时ღ★✿,产生的眩光主要是不舒适眩光ღ★✿,随着亮度的增加ღ★✿,产生失能眩光ღ★✿。因为产生机理的差异ღ★✿,一般情况下ღ★✿,不舒适眩光比失能眩光出现的可能性更大ღ★✿,且情况更加复杂ღ★✿,控制了不舒适眩光基本就抑制了失能眩光ღ★✿。美国军队实验室在1972年发表的飞机驾驶舱照明环境问题报告表明西部世界第三集下载ღ★✿,驾驶舱眩光严重影响到驾驶员安全与绩效ღ★✿。因此ღ★✿,眩光的预防十分重要ღ★✿,因为这可能会影响视觉和产生的生理或心理症状ღ★✿,比如眼睛疲劳ღ★✿、压力ღ★✿、头痛等ღ★✿。
不舒适眩光ღ★✿,与4个因素有关ღ★✿:眩光源的亮度ღ★✿、尺寸ღ★✿、在视场角的位置以及背景亮度[7]ღ★✿。不舒适眩光的定量指标常用的有统一眩光值UGR (Unified Glare Rating)和眩光值GR (Glare Rating)等ღ★✿。公共建筑和工业建筑常用房间或场所的不舒适眩光一般采用UGR来评价ღ★✿,体育场馆和其他室外场地的不舒适眩光采用GRღ★✿,见表8ღ★✿。
式(10)中ღ★✿,Lb是背景亮度ღ★✿,LS是观察者方向每个灯具的亮度ღ★✿,ω是每个灯具发光部分对观察者眼睛所形成的立体角ღ★✿,p是每个灯具的位置指数ღ★✿。GB/T 26189—2010《室内工作场所的照明(ISO 8995:2002/CIE S008/E:2001, IDT)》给出了6个UGR的等级ღ★✿,分别是13ღ★✿、16ღ★✿、19ღ★✿、22ღ★✿、25和28ღ★✿,其中13表示可感知的最小不舒适眩光ღ★✿,28表示严重眩光ღ★✿,无法忍受ღ★✿。GB 55016—2021 《建筑环境通用规范》要求长时间视觉作业的场所ღ★✿,UGR≤19ღ★✿。
UGR只适用于0.0003 sr ω 0.1 srღ★✿。0.0003 sr相当于发光面积半径为10 cmღ★✿、距离为10 m的圆形筒灯ღ★✿,而0.1 sr相当于在3 m距离处发光面积为1 m2的灯具ღ★✿。当ω太小ღ★✿,用ugr评价时其评价的结果往往太严重ღ★✿,而ω太大时又太宽松ღ★✿。
NEMA LS 20001-2021 《White Paper on UGR(统一眩光值白皮书)》提出了3个新术语UGRAppl(应用UGR)ღ★✿、UGRLum(灯具UGR)和UGRPoint(点UGR)ღ★✿。其中ღ★✿,应用UGR是在特定应用(房间形状ღ★✿、灯具布局ღ★✿、灯具参数ღ★✿、视觉任务)上充分利用CIE计算UGR的方法所获得的值ღ★✿。灯具UGR是使用UGR计算方法在单个定义的应用(房间形状ღ★✿、灯具布局)中评估/比较灯具ღ★✿,但灯具实际上可能用于许多不同的应用ღ★✿。点UGR是在房间内的单个点处计算的UGR值西部世界第三集下载ღ★✿,例如通过模拟软件计算得出的UGRღ★✿。灯具UGR和点UGR都是不恰当地使用UGR对灯具进行评估ღ★✿。灯具UGR被DLC所采纳ღ★✿,DLC要求单个灯具的UGRLum计算以单个房间(形状是4H×8Hღ★✿,天花板ღ★✿、墙壁ღ★✿、面的反射率分别是70%ღ★✿、50%ღ★✿、20%ღ★✿,且S/H=1)进行ღ★✿,但没有考虑具体应用ღ★✿;而点UGR会出现错误ღ★✿,因为没有进行平均ღ★✿。
应用UGR方法不应用于采用间接照明和发光天棚的房间ღ★✿,且只适用于基于矩形空间的均匀分布的单一灯具ღ★✿。同时ღ★✿,许多研究表明ღ★✿,对于相同的平均亮度ღ★✿,均匀发光和非均匀发光灯具之间的不舒适眩光体验存在显著差异ღ★✿,因此ღ★✿,CIE 232:2019 《Discomfort Caused by Glare from Luminaires with a Non-Uniform Source Luminance》对UGR方法进行了补充ღ★✿,以便以可靠的方式将其应用于非均匀源ღ★✿,见式(11)ღ★✿:
式(12)中ღ★✿,Lvl是由灯具发出的光直接射向眼睛所产生的光幕亮度ღ★✿,Lve是由环境引起直接入射到眼睛的光所产生的光幕亮度ღ★✿。GR的范围是10~90ღ★✿,其中10表示无眩光ღ★✿,察觉不到ღ★✿;90表示严重眩光ღ★✿,难以忍受ღ★✿。JGJ 153—2016 《体育场馆照明设计及检测标准》规定室内体育馆场地的GRღ★✿:Ⅰ级场馆≤35LEHU乐虎游戏官网ღ★✿,Ⅱ~Ⅵ级场馆≤30ღ★✿;室外体育场地的GRღ★✿:Ⅰ级场馆≤55ღ★✿,Ⅱ~Ⅵ级场馆≤50ღ★✿。
而失能眩光ღ★✿,很少会出现在室内照明ღ★✿,但经常出现在驾驶过程中ღ★✿,如日间的刺眼太阳光和夜间的来车前大灯灯光ღ★✿。计算方法有阈值增量TI (Threshold Increment)ღ★✿,公式如下ღ★✿:
式(13)中ღ★✿,K是和观察者年龄有关的常数ღ★✿;Lav是道路表面的平均初始亮度ღ★✿;Egl是垂直于观察者视线的平面上ღ★✿,由眩光源产生在观察者眼睛上的照度ღ★✿;θ是视线和灯具射入眼睛中的光线之间的夹角ღ★✿。由于失能眩光是眩光源在眼睛中形成的散射光线ღ★✿,干扰直接视场里景物的清晰图像聚焦在眼睛的视网膜上ღ★✿,为了限制眩光对觉察物体能力的干扰ღ★✿,需要规定TI的范围ღ★✿,即在有眩光存在的条件下又能刚刚看见物体所需要增加的物体及其背景之间的亮度对比[3, 8]ღ★✿。CJJ 45—2015 《城市道路照明设计标准》规定快速路ღ★✿、主干路ღ★✿、次干路的TI≤10%ღ★✿,支路的TI≤15%ღ★✿。
目前西部世界第三集下载ღ★✿,道路照明标准只考核失能眩光ღ★✿,不考核不舒适眩光ღ★✿。但CIE 243:2021 《Discomfort Glare in Road Lighting and Vehicle Lighting》已归纳总结了道路照明和机动车照明中的11个不舒适眩光模型ღ★✿,CIE将继续在全球范围内开展研究ღ★✿,并将针对不同户外应用提出最佳拟合模型和不舒适眩光的限值ღ★✿。
本文综述了视觉相关的健康照明光品质标准的相关进展ღ★✿,主要有功能照明的水平照度ღ★✿、垂直照度和相应的均匀度要求ღ★✿,颜色(包括色温和色容差ღ★✿、显色指数ღ★✿、颜色维持率ღ★✿、空间颜色非均匀性ღ★✿、彩色光等)ღ★✿,闪烁和频闪效应ღ★✿,眩光(包括不舒适眩光和失能眩光)等ღ★✿。希冀标准化能助力健康照明的各类具体应用实践ღ★✿,预防学生近视ღ★✿、提升家庭生活品质和提高城市公共照明管理ღ★✿,赋能百姓创造更美好的生活ღ★✿。
[2]郝洛西. 全球重构下的光与照明ღ★✿:热点与趋势ღ★✿、变革与对策 [J]. 照明工程学报, 2020, 31 (6) : Ⅱ–Ⅲ.
[6]中华人民共和国住房和城乡建设部. 城市夜景照明设计规范: JGJ/T 163—2008 [S].
光配方研究院推出了全行业第一个专为光品质与光健康打造的专业级光量测仪-In.Licht ultraღ★✿,并成为全球第一得到 IWBI“Works with WELL”列名的光环境测试仪ღ★✿。该测试仪采用了先进C-MOS 线性图像传感器ღ★✿,满足不同场景和需求ღ★✿,包含八大测量模式ღ★✿,除能测量光品质的一般参数ღ★✿,照度ღ★✿、 色温ღ★✿、 显色性等ღ★✿,还可以精确测量三大昼夜节律指标CAFღ★✿、EMLღ★✿、M-EDIღ★✿。使用便捷ღ★✿,快捷蓝牙连接ღ★✿,一键共享实时测光数值ღ★✿。乐虎国际ღ★✿!照明设备ღ★✿,售后服务ღ★✿,照明科技ღ★✿,
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