眩光测试标准和测量技术(下)

三、眩光测试方法虽然眩光理论研究在上个世纪已经趋于完善。受限于测量技术的发展，对于眩光的现场评价直到最近两年才成为现实。以室内UGR为例我们来介绍一下眩光测试技术的发展。CIE117-1995定义的UGR计算公式为：Lb背景亮度L：灯具在观察者眼睛方向上的亮度ω为灯具在观察者眼睛方向上形成的立体角p为位置指数3.1基于照度的测量方法首先需要测量灯具到人眼观察方向上的亮度，采用照度计和光阑（用于屏蔽背景光和其他灯具对测试结果的影响）的方法，测量灯具在观察者方向上的照度，根据照度、发光强度和亮度的转换关系计算得到观察者方向上的亮度。其次采用照度计测量人眼接收到的照度，减去上一步中得到的灯具照度，根据以下关系计算背景亮度根据灯具的投影面积和观察者到灯具中心的距离，计算得到灯具在人眼方向上的立体角。根据灯具到人眼视线方向水平距离T、灯具到人眼的视线方向竖直距离H和人眼到灯具投影距离R，查找guth位置指数表得到p的值。根据CIE计算方法，立体角、古斯位置指数相对容易确定，而采用照度计对光源亮度和背景亮度进行现场测量几乎是无法实现的。由于计算机技术的发展，计算机模拟软件可以根据灯具的配光曲线和IES文件得到灯具在观察者方向上的发光强度和灯具的投影面积，计算光源在人眼投影方向上的亮度，根据室内屋顶、强度、地面的反射率计算室内的背景亮度，由此可以得到灯具的规则房间内的理论UGR数值。3.2基于点式亮度计的评价方法便携式点式亮度计的出现使光源亮度和背景亮度的现场测量成为可能。点式亮度计内部有不同的光阑控制测量视场的大小。测量时根据灯具的大小和灯具到观察者眼睛的距离选择合适的光阑，使亮度计的测量点位于灯具内部。测量时选择灯具发光面的不同位置测量，灯具亮度取测量点的平均值。背景亮度分别测量屋顶、墙壁典型位置的亮度。灯具的立体角、古斯位置指数需要根据灯具的尺寸和安装位置（T/H/R）来确定。再根据光源亮度和背景亮度就可以实现室内UGR的现场测量。目前点式亮度计如拓普康BM-7、美能达CS200和远方LM-3瞄点式亮度计均可实现眩光的现场测试，然而由于室内灯具较多，每个灯具都需要进行多次瞄点测量，整个室内场所测试完成可能需要测量几十上百次。然后再根据每个灯具的位置分别计算每个灯具产生的眩光。一般一个测试项目可能需要花费一整天的时间，此外因为点式亮度计是对整个灯具发光面取点采样的方法进行测量。并不能完整地代表整个灯具的平均亮度和环境的背景亮度，因此在结果的重复性和准确性相对较差。3.3基于成像亮度计的评价方法成像亮度计由于可以同时获得光源的亮度信息以及光源的位置信息，因此可以实现现场照明环境的快速测量。首先光源上某一点发出的光经过成像亮度计的镜头成像在CCD对应位置。物空间和像空间存在对应关系。因此可以得到光源发光面每一点的亮度信息。通过图像处理的算法将光源区域扣除可以直接得到整个环境的背景亮度。由于成像亮度计得到的是二维空间亮度画面，无法得到三维的光源空间位置信息H\T\R。因此根据CIE117-1995查找guth位置表的方法只能得到错误的guth位置指数数据。而眩光亮度计一般采用对鱼眼镜头进行空间位置和角度校准（θ，ϕ）来得到光源每个像素对应的古斯位置指数和立体角。（Kernel-70D拍摄于北京某单位地下室走廊）目前国外如Technoteam的LMK-Mobile、国内如科涅迩光电推出的Kernel-70眩光亮度计虽然已经逐步应用到道路、隧道、体育场馆和室内照明等不同现场环境的眩光检测中，然而根据JJG211-2005[22]“亮度计”检定规程，成像亮度计只采用光强灯和标准白板的方式检测亮度精度，而其的视场均匀性和角度精度没有对应的检定规程进行检测。因此成像亮度计的眩光测试结果是否和实际眩光程度相吻合还缺乏相应的依据。眩光测量的验证和比对还需要大量的工作去实验和评估。四、结论国内外关于眩光的标准已经日趋完善，然而在一些具体的照明环境，关于照明环境评价指标和眩光的评价方法仍然存在着争议，比如CIE和欧盟均舍弃了道路照明中的照度评价指标，国内CJJ45-2006在采用亮度的指标外还保留了照度的评价指标。另外对于体育场馆，国内外标准均采用了照度作为场地照明和照明均匀性的评价指标，而鉴于亮度测量技术的发展和成熟，是否应当逐步将体育场馆的照度评价方法过渡到基于亮度的评价方式上。另外对眩光的评价方法，室内体育场馆到底应该采用UGR还是GR更为合理，建筑采光中窗户的不舒适眩光应该采用DGI还是DGP目前都还没有定论。而成像亮度计一旦在实际验证中确认其眩光测量结果和理论计算结果想吻合，其测量速度和亮度精度的巨大优势不仅可以促进由照度到亮度评价方法的进步，还可以推动眩光研究和现场评价的跨越式发展。参考文献[1]EN13201-3-2003:Roadlightingpart3:calculationofperformance[2]CIE147-2002:Glarefromsmall,largeandcomplexsources[3]GB50033-2013:建筑采光设计标准[4]GB50034-2013:建筑照明设计标准[5]CJJ45-2006:城市道路照明设计标准[6]CIE31-1976:Glareanduniformityinstreetlighting[7]CIE140-2000:Roadlightingcalculations[8]CIE88-2004:Guideforthelightingofroadtunnelsandunderpasses[9]JTG/TD70/2-01—2014:《公路隧道照明设计细则》[10]CIE112-1994:Lightandlighting.Lightingofworkplaces.Indoorworkplaces[11]EN12464:Lightandlighting—Lightingofworkplaces—part2：outdoorworkplaces[12]EN12193:Lightandlighting——Sportslighting[13]FIFA2011:FootballStadium:Technicalrecommendationsandrequirements[14]JGJ153-2007:体育场馆照明设计及检测标准[15]CIE117-1995:Discomfortglareininteriorlighting[16]CIES008/E-2001:Lightingofindoorworkplaces[17]GB/T26189-2010:室内工作场所的照明[18]P.PetherbridgeandR.Hopkinson.Discomfortglareandthelightingofbuildings.IlluminatingEngineering,15(39),1950[19]J.WienoldandJ.Christo_ersen.EvaluationmethodsanddevelopmentofanewglarepredictionmodelfordaylightenvironmentswiththeuseofCCDcameras.EnergyandBuildings,38(7):743{757,2006[20]ZhiMaandWeiZhang.TheGlareEvaluationMethodUsingDigitalCameraforCivilAirplaneFlightDeck.EPCE/HCII2013,PartII,LNAI8020,pp.184–192,2013[21]李峥嵘，陆瑞阳，赵群；基于昼光眩光特性的办公建筑遮阳使用需求分析；建筑热能通风空调，2014年04期[22]JJG211-2005：亮度计