统一眩光值UGR计算的实现

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1、统一眩光值UGR计算的实现沈阳军区建筑设计院黄金铁【摘要】国标《建筑照明设计标准》GB50034—2004在照明质量测评方面引用了CIE国际标准的统一眩光值UGR概念和指标。统一眩光值UGR的计算十分复杂，本文推导了UGR值的计算理论和方法。并专门研发了与之配套的计算机软件。采用CIEll7—1995技术报告中的例子，计算结果与之相近。【关键词】统一眩光值UGR室内眩光软件眩光是使人昏花或刺眼之光。眩光的有无和眩光的大小关系到照明质量的好坏，是评价照明质量的重要指标。国标《建筑照明设计标准》GB50034—2004已于2004年12月1Et起实施。该标准合并了

2、《民用建筑照明设计标准》GBJ133—90和《工业企业照明设计标准}GB50034—92。在多个方面参照了CIE标准《室内工作场所照明》S008／E一2001。其中，在不舒适眩光评价方面，该标准放弃了在《民用建筑照明设计标准》和《工业企业照明设计标准》中采用的亮度限制曲线法，转而采用眩光指数法。亮度限制曲线法是一种简易的方法，因此，对实际照明情况中的各种因素考虑得不够全面和精细(如室内顶棚、墙壁、地面的反射率，背景亮度及观测者位置等因素)，其结果精度就较低。眩光指数法对各种情况考虑得更全面一些，精确也就高一些，但它的计算也相应的比较复杂和烦琐。眩光指数法是由英

3、国照明学会提出的用于评价不舒适眩光程度的方法。国际照明委员会CIE吸收了这种方法，并加以适当改进、简化，使之比较容易计算，又不失较高精度。目前CIE和新国标使用的计算眩光指数的公式如下，并称之为统一眩光指数UGR，其计算出的值与英国等国使用的眩光指数计算公式计算出的结果相当。一t2u绷：819『学∑字1(1)o“6fo其中：厶——背景亮度(cd／m2)；L。——观察者眼睛方向每个灯具发光部分的亮度(cd／m2)；∞——每个照明器发光部分对观察者眼睛所形成的立体角(sr)；P——每个照明器的古斯位置指数(视线方向的偏移)。背景亮度背景亮度￡。，定义为在不考虑眩光

4、源在视野中的影响，在观察者眼睛的垂直面上产生同样照度的整个环境的平均亮度。它可以从下式中得到：厶=iEz(2)其中，E是在观察者眼睛上的非直接照度。背景亮度乙通常从E中求得。Ei可以用计算机从光在空间中的分布计算，或者用墙的间接利用系数来计算。这样的计算是基于以在墙上的平均间接照度或多或少地等于观察者眼睛的间接照度。这个假设对普通的照明系统，在均匀布置照明器的情况下，作用良好。在最常用的方法中，房间表面被分成子表面。每个子表面的亮度由从照明器直接照度和子表面间相互反射决定。最后，确定观察者眼睛的由子表面产生的照度。统一眩光值UGR对厶上的错误不太敏感。举例来说

5、，在如上产生的+33％误差，在UGR结果中仅引起1个单位的错误。照明器亮度￡。，通常从照明器在观察者眼睛方向的光强，和投影面积A，中导出。L．-石I(3)照明器对观察者眼睛上的立体角∞，可从照明器发光部分在观察者眼睛方向上的投影面积和照明器发光部分中心与观察者眼睛间距离导出。∞：冬(4)其中：∞——该照明器对观察者眼睛形成的立体角(8r)A。——照明器发光部分在观察者眼睛方向上的投影面积(m2)r_一照明器发光部分中心与观察者眼睛间距离(m)古斯(Guth)位置指数，表示眩光源出现的位置对不舒适眩光的影响。它取决于表示位置的三个坐标，P=火戈，Y，z)，戈、y

6、,z的值越小，产生的不舒适眩光就越强；反之，说明眩光源离开视线方向就越远，所引起的不舒适眩光就较弱。位置指数是个实验数据，可通过查古斯位置指数表(如有必要，可插值)得出。该表的参数参照图1，为T／R和H／R，其中，R(照明器发光部分中心投影到视线正前方坐标值)、r(照明器发光部分中心投影到视线所在水平面相对视线坐标轴的偏移值)、日(照明器发光部分中心到视线所在水平面的距离，亦即高度)形成基于观察者眼睛的三维直角坐标系。图1以观察者位置为原点的位置指数坐标————————————』些竺————————————』鞫需要说明的是位置指数对T／R参数而言，是对称的，所

7、以该表仅含该参数的正值的部分。T／R值超过3的照明器在眩光计算中可被忽略。进一步说明，该表中的某些值是空的，它们对应于照明器被观察者的眉毛和前额挡住，因而对UGR值没有影响。统一眩光值UGR值计算公式的限制条件：不适合于间接照明和发光顶棚；照明器发光部分对观察者眼睛形成的立体角要介于(0．0003，0．1)之间，发光面积很小的光源产生的不舒适眩光不是由亮度决定，而是由光强决定。我们能从UGR计算公式产生标准的表和曲线。UGR计算公式能产生最准确的眩光预测。采用数据表和亮度限制曲线的简化方法在大多数情况下与计算公式法相比具有可信的一致性，诚然，应优先选择计算公式

8、法。而国标也仅介绍了UGR计算公式。1