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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

   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

    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

    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：
     E_d——有所有的光源引起的眼睛中的直接垂直照度(lx)；
     E_i——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；
     f_room——一个与房屋和背景亮度相关的因数；
     f_luminaire——一个与灯具及其位置相关的因数。
    因数f_room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f_luminaire。
    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

4．1 公式

    CIE统一眩光等级(UGR)由式(4．1)给出(见图1)：

    式中：
     L_b——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，L_b，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：

L_b＝E_i/π ………………………………(4．2)

    式中：
     E_i——观察者眼睛中的间接照度(lx)。

    背景亮度，L_b，通常由E_i计算得到，E_i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L_b的误差不敏感，例如，L_b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A_p推得的：

L＝I/A_p ………………………………(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＝A_p/r² ………………………………(4．4)

    式中：
     A_p——灯具发光部分的投影面积(㎡)；
     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f_luminaire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。

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。

6 UGR公式的局限性

    在现有阶段，尚没有足够的研究表明UGR方法是否适用于间接照明和发光顶棚情况。CIE TC 3-01正在从事此方面的工作。
    原则上，通过将两个值系列固定联系起来，UGR可以与北美照明工程学会所采用的VCP联系起来。不过这一点还没有做，因为还没有可靠的方法来选择两个系列的值。
    用来生成UGR系统的数据范围限定并只限于那些对于眼睛的最大张角为0．1球面度(比方说，一个1m的方形灯具在3m处观察)的光源。进而，对于很小的光源的不舒适眩光是用光强而不是用亮度判断的，所以，UGR系统不应被用于小于0．0003球面度的光源(比方说，从大约10m处看一个下射的白炽灯)。
    本指导性技术文件的目的是为了推荐一个可行的CIE不舒适眩光评价系统，此系统将包含在下一版的CIE室内照明导则中。

7 导出的方法

    UGR公式可以用来产生标准系列的表和曲线，附录中对其内容和应用作了详细描述。
    运用公式计算UGR能够给出对不舒适眩光的最佳预判。简化方法——列表和亮度限制曲线方法给出的结论在大多数情况下都与用公式做出的判断相一致，但是，如有可能应尽可能应用公式。

7．1 导出的列表方法
    列表法涉及到计划用于与灯具光度数据一同给出的未修正的眩光指数的计算。采用了标准条件下的基准值范围。列表法同时给出了关于如何得出一种安装形式下的相应未修正眩光指数以及如何得出将它们修正到实际值的因数的指导。在一些情况下，例如，如果一种灯具只使用一种类型的光源，那么，可以发布对应于这种光源的修正了的UGR值。
    列表法中讨论了两种形式。第一种，运用相对大量的灯具眩光数据和较少的修正；第二种，运用小量的数据但是更多的修正。两种方法实际运用时会得到非常相近的眩光等级数值。这些方法与当前使用的那些方法——一种是在英国另一种是在北欧国家，很类似。

7．2 导出UGR曲线方法
    因为一些国家使用的是亮度限制系统，所以从UGR公式中推导出了UGR曲线法(也称亮度限制曲线法)。这种方法类似于“CIE防护系统”，容易理解和应用。但是，缺点是对眩光预判的精确度低，并且仅对有严格限制的标准条件适用。另外的问题在于，由于眩光有累积效应(在某一方向上不构成眩光的光可能在其他方向上组成超限的眩光)，亮度分布恰好与限制线接近吻合时，有可能比那些与限制线相切或相交于一点的情况更加不舒适，房间对不舒适的效应在此法中也很大程度地被忽略了。由于这些原因，UGR表方法比UGR曲线方法更可取。

附 录 A

(资料性附录)

统一眩光等级表格

A．1 介绍
    UGR表格可以由灯具制造商算出并作为灯具光度数据的一部分提供。设计者可以用它们进行简单的UGR计算。UGR表格对于对称和双面对称灯具都适用，但是只适用于长方形的房间。
    UGR表格类似于已被熟知的“利用系数表”，“利用系数”通过“房间指数(或者房间空间比率)”将灯具光强分布、房间表面反射和房间等效尺寸考虑在内。灯具制造商提供一个对于标准反射范围和房间指数的利用系数。在计算中用到的基准值需要有修正系数(如：镇流器因数)才能获得对应导出照度的真实值。表A．1是一个典型的利用系数表。设计者选择了一个光源(根据实际光通)、房间表面反射率并计算了房间指数。如果实际值与提供表格内的标准值不同可以采用插值处理。

对于不同范围的标准值以及参数的基准值(如每一个灯具的总光源光通)的计算得出了UGR表格。标准、基准条件下的表格称为“未修正UGR表格”。
    表格可以是只需要用到几个修正因数的“完全UGR表格(见表A．2)”也可以是需要用到若干修正因数的“简化UGR表格(见表A．3)”。
    同完全UGR表格和简化UGR表格，表述随着观察者位置变化UGR数值变化的附属表也可以提供。这个理论来自于对带有镜面反射的灯具特别重要的北欧眩光指数法。

表A．2是未经修正的，例如：它是按照每个灯具1000lm的基准值进行计算的。该表使用了一个标准的房间墙面反射率系列。它的分析允许房间达到12H×12H(H代表高于眼睛的安装高度，基准值是2m)。附属表给出了UGR是如何根据观察者的位置在三个灯具间的不同而变化的。也列出了其他类似灯具的修正因数。所有的因数都是相加的，因为UGR是对数函数。

]表A．3是一个典型的简化UGR表格，它是运用一个标准表(BK0)的结果，因为灯具恰与一个标准分布相近。附属表格给出了对于类似灯具和三种灯具间距下因观察者位置改变引起的UGR数值的变化。标准表格是“北欧系统”的并采用该系统的命名法则(BK0，BK12等)。
    下面的部分描述了不同参数的影响以及选定标准和基准值的原因。

A．2 表格中标准和基准参数的设置
    UGR是关于灯具布局、房间以及观察条件等参数的函数。下面四个部分讨论了不同的参数。每一种情况下，保持其他参数恒定，只改变一个参数，纯粹考察这一参数的影响。
    A．2．1 灯具性质
        UGR计算中考虑了两种灯具性质：亮度L和发光部分对观察者的投影面积A_p。两个都是角坐标C和γ(见图A．1)的函数。亮度通常是由灯具发光强度数据和灯具发光部分几何形状给出的A_p推导得来。亮度也可以由测量得到。

        相对于灯具的任何方向都可以用角度坐标(C，γ)描述。UGR计算用到亮度L——灯具发光部分的亮度，和A_p——投影发光面积。双面对称灯具关于面C＝0°/180°和C＝90°/270°对称。对称是指灯具光强分布和发光形状都对称。
        许多灯具可以使用相同系列的灯作为光源，并不会改变光强的相对分布(如：那些采用管形荧光灯的灯具)。所以表格可以由“基准”的每个灯具总光通，Φ₀，(最好是1000 lm)计算得到并且通过修正将其运用到实际光源输出，Φ上。修正关系式为：

UGR(Φ)＝UGR(Φ₀)＋8log(Φ/Φ₀) ……………………(A．1)

        类似地，如果灯具仅仅在尺寸上变化，但是发光形状或者相对光强分布(如那些采用管形荧光灯的灯具)不变化，就可以用基准投影面积A₀进行表格的计算。表格通过修正可以用来对面积为A的灯具进行处理。修正关系式为：

UGR(A)＝UGR(A₀)－8log(A/A₀) ……………………(A．2)

        同样，如果同一型号的灯具之间光输出比率η变化小，可以用以光输出率形式给出的修正关系式进行处理。修正关系式为：

UGR(η)＝UGR(η₀)＋8log(η/η₀) ……………………(A．3)

        一些灯具可以使用不同数目的光源，却并不改变相对光强分布。对于每个灯具总光通的修正因数必须依据每个灯具的总光源光通来确定。此类情况下，经常需要对光输出比率进行修正。

    A．2．2 灯具布局
        图A．2给出的是一个常用的采用灯具均匀排布方式的照明系统。同时也给出了假定为“最坏情况”的观察者位置。

        采用相同的灯具、在同一个水平安装面内以均匀方式排布的常用照明系统。同样给出了两个依惯例确定的观察者位置，分别在墙面的中间、通常离地面高度为1．2m。灯具相对观察者眼睛高度为H。系统尺寸以高度H的形式给出，通常与视线(标为→)相关，x垂直于视线，y平行于视线。进而可以确定横向观察(x为纵向尺寸，y为横向尺寸)和纵向观察(x为横向尺寸，y为纵向尺寸)的含义。
        UGR对于安装高度H——灯具在观察者眼睛水平面上方的距离，是独立的。如果一个房间连同照明系统同时扩展，即：高——H，就会从H₁变到H₂，房间的宽和灯具的间距也以同样的比例变化。在UGR公式中，下面的项会发生变化：

        式中：
         ω——眩光源的立体角；
         L_b——背景亮度。
        ω和L_b改变分别是因为灯具距离的增加和房间尺度的增加。两者的变化在UGR公式中相会抵消，所以高度H不会直接影响UGR。

        UGR对于灯具间距——假设它们都不大的情况下，也是独立的。在进行UGR表格计算时，这些参数都可以采用固定的基准值，例如：高度H＝2m时，假定间距S在两个方向上都为0．25×H＝0．5m。这些值被用来进行计算，尽管对于许多灯具而言都是大于0．5m并必须用较大的间距进行安装，但是因为对于这些参数的变化独立，这些基准值的UGR值是有效的。
        为了计算，可假定基准的“单个灯具的总光源光通”为1000lm。这就规定了一种基准情况：灯具间距为0．5m时，工作面上每平方米的光源光通为4000lm。
        房间尺寸，x和y以高度H的形式表达。它们分别垂直和平行于视线方向。用值2H、4H、6H、8H和12H来计算未修正UGR表格。
        一般而言，UGR值随着x和y值的增加而增加，因为大一点的系统有更多的灯具成为眩光源。尽管如此，由于那些能引起眩光的灯具只在一个紧密的范围内，UGR的峰值在较小的x和y下出现，此后保持恒定。
        选择合适的标准表格，假定将修正参数运用到标准表格数据上后，有可能用这些表格替代一个实际灯具的表格。这基本上就是第二种UGR表格——简化UGR表格。对于简化UGR表格而言，运用了一个背景亮度基准值，设计者必须推导出一个关于背景亮度变化的修正因数。

    A．2．3 房间性质
        UGR是背景亮度的函数，因为房间内存在对光通的内部反射。为计算起见，房间用下列表面重新表达：工作面(一般在地板上方0．85m高度)、灯具安装面和处于前面两面之间的部分墙面(见图A．3)。

        一个实际的房间a)一般用工作面(通常高度为0．85m)以下的地板空间和灯具安装面之上的顶棚空间重新表述为三个面b)。这些反射和房间尺寸影响背景亮度。
        工作面(实际上是地板空间)有一个等效的反射率，在几个国家标准化为0．2。灯具安装面(或者悬吊灯具的顶棚空间)有一个等效反射率，如果灯具直接安装在顶棚上就是顶棚的反射率。墙面反射是实际值或者是考虑了不同光洁度(和窗户等)的加权平均。表A．2给出了用于计算表格的标准反射率。
        正如上文所提到的，每个灯具工作面上每单位面积的光源基准总光通为4000l㎡。对于这一光通密度，惯用的基准背景亮度为127cd·m^-2(粗略对应为：1cd·m^-2每10πlm·m^-2)。实际背景亮度就成为基准值乘以相对背景亮度因数LR。此因数可以由总光通利用系数——UF(总)和直接光通利用系数——UF(直接)判定。表达式如下(假设地板空间反射率为0．2)：

L_R＝6×UF(总)－5×UF(直接) ………………………(A．4)

        运用利用系数表：在房间实际反射率栏内找出UF(总)，在零反射率栏内找出UF(直)(见表A．1)。对于表A．1给出的空间指数为2．00、反射率为0．5、0．5和0．2的情况有：

L_R＝6×0．59－5×0．51＝0．99

        如果地板空间反射率ρ_f不是0．2，式(A．4)应该替换为

L_R＝5×(1＋ρ_f)×UF(总)－5×UF(直接) ………………………(A．5)

        其他计算背景亮度的方法也可以使用，例如英国CIBSE TM00中的方法。

        在完全UGR表格中给出了对应于基准背景亮度——L₀值为127cd·m^-2、利用L_R进行计算得到的未修正UGR值，进行修正的修正关系式为：

UGR(L_R)＝UGR(L₀₎－8logL_R ………………………(A．6)

        在简化UGR表格中，背景亮度的修正(运用L_R进行)被省略了。表格较小，但是所有的关于实际背景亮度的修正都必须由设计者完成。

    A．2．4 观察者位置和视线
        观察条件由观察者位置和视线确定。在计算机计算UGR时，任何相关的条件都可以使用，对于UGR表格而言，采用的是一系列的标准条件。
        标准条件在图A．2中给出，观察者处于一面墙的中间位置，视线水平并垂直于墙面。如果适用，可以考虑两个观察方向——横向和纵向。

        a)采用截光角大约为60度的灯具，且灯具紧密排布。在所有位置上，几个灯具对UGR值都有作用，并且无论观察者位置如何，UGR值恒定。
        b)同样的灯具但是间距更大。在某些位置UGR值会降低，而在另外一些位置UGR值增高。UGR值围绕平均值在最大值和最小值之间变化，平均值就是在小间距下的UGR值。
        正如在图A．4a)中所示，几个灯具对眩光值有作用，如果采用紧密排布，观察者位置改变不大时UGR值变化很小。通过改变小范围的灯具的紧密排布，会有更多或者更少的灯具对眩光有贡献。对眩光的总贡献大致与灯具的数目成比例，但是，由于背景亮度同时也变化，两种效应相互抵消。所以，灯具间距不影响UGR的值。
        因此，可以对基准间距进行UGR值的计算。如前所述，基准间距设定为0．25×H。
        如图A．4b)中所示，当灯具间距不是很小时，随着观察者位置的稍许变动UGR值会改变。结果，对于大间距的灯具UGR值变得不均匀，同样的，照度均匀性也下降了。
        尽管如此，对于小间距计算得来的UGR数值是有用的，因为它给出了在由间距限定的一个场内多个观察者位置的UGR“平均值”条件。在紧密间隔下的UGR值是导出不同观察位置UGR最大值和最小值的基础。
        对于一些灯具(如那些有特殊的光学性质和非常小的截光角的)，相对高度H的适度间距，UGR值可能变得不均匀。此类灯具可被认为在小范围内导致眩光产生。对于有散射表面(如乳白板)的灯具，UGR值在相当大的间距下仍保持均匀。这些灯具能在远距离上长生眩光。尽管如此，要对对灯具类型进行一般假设并不容易。
        在固定灯具间距的限定的一个场内以0．25H为步长移动观察者位置，发现UGR值会随着观察者位置变化而改变。对于小间距最大(小)值与平均值的差即为两个方向的变化量。图A．4b)给出了实践中找出那些位置的方法。
        灯具间距是重要参量，尤其是观察方向上的灯具间距。推荐3个基准灯具间距：1H、1．5H和2H。用它们创建一个小附表，小附表可以和主体UGR表格一同使用。

A．3 UGR表格的计算
    A．3．1 初步建议
        下面对计算过程加以阐述，对于一个在常用的照明系统双面对称灯具，按照图A．2表示出的两个观察条件进行UGR表格计算。
        在完全UGR表格中，文件主体部分包含了对应于相对房间尺寸(见图A．2)和标准反射率的未修正UGR值表格。
        基准值是：由Φ₀＝1000lm；H＝2m；S＝0．25×H＝0．5m。为了获得实际的UGR值，必须使用依据基准值算得的未修正UGR值和修正参数。
        在简化UGR表格中，只给出了对于基准相对房间尺寸的未修正UGR值。如前所述，大多数情况下，在表A．4中给出的标准表格，可以替换计算表。在这些情况下，表格提供了对应于标准表格连同修正因数的一个参考。
        简化UGR表格是针对同样的基准值给定的。对单个灯具光源总光通Φ进行修正。基准背景亮度是127cd·m^-2。这就意味着要对实际相对背景亮度L_R进行额外的修正。这种修正通过运用式(A．6)进行。在表A．2和表A．3中提供了两种UGR表格的示例，表A．2为完全UGR表，表A．3为简化UGR表格。
        下面解释的是创建表格的分步过程。

A．3．2 标准排布的中间表格
        上面已经给出了基准条件。根据如图A．5所示灯具光通排布的中间表，可以对两条视线都进行同样的计算。因为图中灯具位置具有固定的(R，T，H)坐标，就可能对每一个位置需要的位置指数值、r²值和(C，γ)值进行判断。如此一来，计算中间表就仅是对前期运算数据的应用而已。

        中间表是针对Φ₀＝1000lm所得的，因为假定灯具为双面对称的，中间表只需考虑T值为正的情形。

    A．3．3 UGR表格的主要部分
        中间表被用来创建主体UGR表格。某些区域相加，就如图A．5中8H×8H的情况。如果和仅是对称排布的一半，那么它们都应乘以因数2。每一个和数通过运用背景亮度值127cd·m^-2转换为未修正UGR值，从而获得如表A．5中所示的两条视线的表格。

对于完全UGR表格，选择UGR表格中所考虑的对应房间尺寸的未修正UGR值，然后对UGR表格中每一个位置进行相对背景亮度L_R的修正(对相对背景亮度的修正对两条视线而言是相同的)。
       对于简化UGR表格，每一个观察方向都单独考虑。表A．5中的数值只是一个观察方向的数据，与表A．4比较，可以用考察表对应位置上的值减去当前标准表对应位置上的值的结果创建一个新的表格。从此差异表格中找出最小和最大差异。如果用当前的标准表格替换要考察的表格，最小、最大值的差的一半就是替换操作的误差。
        如果误差小于一个UGR单位，可以用标准表的基准替换当前的表格。灯具修正必须给出，因为这个值要被加到标准表的值上。这个值的取法是：最大与最小变化量的平均值。
        其他观察方向的表格也以同样的方式考虑。
        表格比较时应该允许忽略那些位置比率x/y或者y/x大于3的位置，因为它们对应于非常规的房间。
       当误差大于一个UGR单位时，不能用标准表替换所考察的表格，必须是针对该灯具创建的表格。
    A．3．4 UGR值的补充表格
        为了给出UGR值变化的附属表，使用了图A．5中的中间位置。对于1×H的灯具间距，选择由包括每个T和R的第4个数据的和组成，对于整个表格，选择由包括对称的一半数据的和组成。
        如果从观察者前方最近的16个灯具中的一个开始，可能做出4×4＝16个不同的此种选择，但由于对称性原因，对应这16个选择的和数中只有8个是不同的。
        这8个和数都计算出来，并判断最大值、最小值和平均值。最小的和数与所有和数的平均值的比率小于1。对这个比率取以10为底的对数。向下的变化是-8log(最小/平均)；向上的变化是8log(最大/平均)。
        每一个选择都对应着相对于灯具的观察位置的选择；变化量给出了当观察者在一个1H×1H的场内移动时UGR的改变；假定场内所有位置的背景亮度为常数。
        对于另外两个间距1．5×H和2×H，导出变化的过程是类似的，分别有18和32个不同的和数。
        对于其他视线重复此过程。

A．4 UGR表格的应用
    A．4．1 介绍
        UGR表格只能用于简单的盒子形的房间。宽一点范围的情形可以在各种相似值中包含。下面描述的是UGR表格的用法。
        第一步是从表格主体推导出“平均”UGR。这涉及对对应的未修正UGR的选择和相应的加到其上的一个或多个修正因数的计算。
        第二步是通过附属的变化表推导出UGR的实际变化，特别的有，把向上增量加到平均UGR上就会获得最大UGR值。
        可以对一个或者两个观察条件(从灯具的横向或纵向观察)都进行计算。在一些情况下，如演讲厅，相关的观察方向只有一个，就可以只对这一个观察方向进行计算。其他情况下，两个观察方向都可能是相关的。
        对于UGR有显著变化的布局，需要谨慎判断对房间的应用是否允许对不适宜位置的规避。如果是这种情况，“平均”UGR对这些条件提供了一种合理的描述，否则，应该考虑最大UGR。
        在下面介绍的计算过程中，没有考虑细节问题，如怎样对数据进行插值。假定通过其常用形式得到进一步的修正(系数)。关于如何得出修正系数，包含一些图表在内的更详细的指导可能有用。在一些国家，在磁盘上提供文件和程序，给用户提供数据和指导。

    A．4．2 完全UGR表格的应用
        在表A．6的A部分给出了房间和照明系统的数据。
        从灯具在地板之上的安装高度中减去观察者眼睛的高度得到H。对于坐姿观察者眼睛高度一般为1．2m，而站姿观察者眼睛高度一般为1．7m。房间的尺寸转换为H的形式，分别为x和y(见图A．2)。
        下一步就是选择房间反射率。地板空间的反射率通常是假定为0．2。对于顶棚而言，如果是悬吊灯具(见图A．3)的话，必须采用顶棚空间反射率。
        在表格的B部分，计算了“平均”UGR值。相应的未修正UGR值是从表A．2中选取的。修正系数被计算出来并被加到相应的值上。两个观察方向都按此考虑。一项修正是针对采用的灯具类型的，从文件的下文中读取(数值)。另外的修正参数是针对每个灯具的总光源光通的。通过运用表格中给出的修正因数实现。
        最大UGR值在表格的C部分判断。观察方向上的灯具间距是以H的形式判断的。从附属表格中，选择增量修正并将其加到平均UGR值上。
        表A．6用完全UGR表数据进行UGR计算的示例。在A部分中，指明了房间和照明系统的数据；在B部分中，计算了“平均”UGR；在C部分中，将上升变化加进去之后获得最大UGR数。关于实际光源光通的修正(8log3 250/1 000＝4．1)见式(A．1)。

A．4．3 简化UGR表格的应用
        对于简化UGR表格，计算表格在表A．7中给出。
        未修正UGR值是从表A．4中的对应标准表中选取的。
        表A．7简化UGR表计算UGR，除B部分不同外，与用完全UGR表格一样。未修正眩光指数是从标准表格中引用的，并且实施了对应于L_R的进一步修正。

除了相对背景亮度L_R的修正必须计算[见式(A．4)]外，计算过程如同完全UGR表格。修正(8logL_R)被加入[见式(A．6)]。

附 录 B

(资料性附录)

UGR曲线

B．1 UGR曲线
    图B．1给出了UGR曲线的示例。它们与CIE防护系统(CIE Safeguard System)有相当的类似性。灯具的极端和用于表A．6和表A．7的计算相同(非对称镜面格栅)。图B．1的第一幅图也给出了灯具的亮度迹线，一个是横向的，一个是纵向的。

图B．1给出了对于UGR值为10、13、16、19、22、25和28的亮度限制曲线图。曲线代表平均UGR值。当最大UGR值限定为上述值时，应该避免临近曲线的阴影区域。
    从中可以看出：迹线落在值为19的UGR曲线左侧。那么可以估计使用该灯具一般情况下平均UGR在19以下。然而，横向观察亮度迹线进入了该UGR曲线的阴影区域，所以在某些情况下最大UGR有可能超过19。这些陈述基本上与表A．6和表A．7的结果相一致。

B．2 UGR曲线的推导
    UGR曲线是显示与灯具亮度对数对最低点角度的亮度限制曲线。每一个UGR曲线对应于一个特定的UGR值，图中显示的曲线对应的UGR值在10和28之间。
    UGR曲线的意义在于：当UGR限定为某一确定值时，在房间允许的角度范围内灯具的亮度就应该受对应的曲线的限定。当考虑最大UGR、并且灯具不是紧密排布(见图A．4)时，亮度应该被阴影代表的角度范围更严格地限制。
    计算这些曲线，需要背景亮度，背景亮度与工作面上每平方米的灯具光输出成比例。图B．1的第一个图中假定背景亮度值为1cd·m-2对应10πlm·m-2，10πlm·m-2是一个典型的中等的数值。图B．1的第二个图中，假定的背景亮度值比前一数值高237倍，是一个相对高的数值。B3部分给出了一些关于如何对图进行选择的建议。
    图里的两个UGR曲线可以用下面的公式表达：
    图B．1中的图Ⅰ：

logL＝(29＋UGR－0．308γ)/8   ……………………(B．1)

    图B．1中的图Ⅱ：

logL＝(32＋UGR－0．308γ)/8   ……………………(B．2)

    式中：
     L——亮度(坎德拉每平方米，cd·m^-2)；
     γ——从最低点量起的角度(度)。

    阴影区域是由UGR曲线本身和另一条线围成，另一条线由UGR曲线γ＝75°点起与相邻的少3个单位的UGR曲线的γ＝45°点相交。
    图表的推导基于现已废除的英国带区分类为BZ1～BZ10的理论(意义上的)灯具，但是已经被用到大量灯具的研究中。UGR曲线的推导见Fischer和

。

B．3 UGR曲线的用处
    图B．1的图适用于相对明亮的空间(比如，顶棚、墙面和地板空间的反射，反射率分别为0．7、0．5和0．2)。
    图B．1中的图Ⅰ应用于那些很少或者完全不直接照亮墙面和顶棚的灯具。那些镜面反射和从最低点算起的截光角为小到中等的灯具就是这种灯具的典型。
    图B．1中的图Ⅱ应用于宽光束或者有上射光能够直接照亮墙面和(或)顶棚的灯具。此种灯具可以有折射格栅、乳白罩等。
    背景亮度实际值是UGR曲线系统的一个误差源，因为房间的性质确实影响背景亮度。在两个图中进行选择是一个对灯具简化的过程，过程中考虑的灯具类型则有更深的影响。在实际情况下，UGR可能与UGR曲线给出的值偏差一个或多个单位。
    系统固有误差的另一个来源是：灯具亮度曲线可以或多或少地匹配限制曲线。当亮度迹线在较大角度范围与限制曲线匹配时，UGR比UGR曲线给出的值高；而在一个窄范围内匹配时，UGR比UGR曲线给出的值低。对于多数实际灯具而言，这导致误差产生：低一个也可能在一些情况下变得更大。
    图中的阴影区域只是为了表明最大UGR的影响，并不代表精确的信息。
    因为这些限制，在照明系统详细设计时不推荐使用UGR曲线。然而，对于灯具设计、以初选为目的的同类灯具比较和装置的现场测试而言，它们是有用的。

附 录 C

(资料性附录)

灯具数据

C．1 介绍
    为了进行UGR计算，需要由(C，γ)角度坐标指定的任意方向上的灯具亮度和可见面积A_p。
    应该有以表格形式给出的光强分布，这样光强分布就可以确定了。当使用计算机进行计算时，表格通常以一种机器可读的形式提供。为了描述亮度需要灯具形状和尺寸的信息。
    表C．1光强表。数据单位是cd/1000lm。因为灯具是双面对称的，所以实际表格范围中C＝0°～90°；因为γ＝90°～180°的光强是零，所以实际表格范围中γ＝0°～90°。

一些灯具的发光部分具有恒定的亮度L。这种情况下，可见面积通过亮度和光强获得：

A_p＝I/L ………………………………(C．1)

另外一些灯具的可见面积可以通过其发光部分形状和尺寸确定。然后亮度由下式确定：

L＝I/A_p ………………………………(C．2)

对灯具的描述既可以是A类(常亮度)也可以是B类(发光部分恒定形状和尺寸)。在C．3中给出了详细内容。

C．2 光强分布表
    光强分布表通常是在C，γ坐标系下给出的。表C．1给出了一个典型的表格。此表是针对一个双面对称灯具，对于该双面对称灯具C＝0°/180°和C＝90°/270°面是对称面。相应的，表格是以C＝0°～90°范围提供的。这个就是在附录A和附录B中用作UGR表格和曲线的示例的表格。
    在计算机中可使用多种文件格式。光强可以通过对列表数据的插值得到。大多情况下，列表光强是以每个灯具光源总光通是1000lm情形给出的(例如，单位是cd/1000lm)，所以列表数据必须被重新调节。

C．3 灯具形状和尺寸数据
    正如在C．1部分提过的，需要对灯具有一个深入的描述，这种描述可以采取表C．2和图C．1的形式。
    A类(见表C．2)针对具有恒定或近乎恒定亮度L的灯具。这种灯具可能包括裸灯或者使用了镜面型反射器可以看到裸灯像的灯具。困难在于选择恰当的亮度值。裸灯的平均光通数据表很有用(见图C．2)。对于使用了裸灯的灯具此值可以直接应用。对于使用了镜面型反射器的灯具，此数据应该通过乘上反射材料的反射率来降低数值。

A类描述对于具有复杂几何结构透明漫射器的灯具也有用。每1000lm光源光通的平均亮度数据由下式给出：

L＝η/(π×A_p)(每1000lm) ………………………………(C．3)

    式中：
     η——灯具的光输出比率；
     A_p——灯具的发光表面积(㎡)。

    大多数灯具是表C．2的B类。使用图C．1可以选择适当的类型。数据包含对投影面积的说明。类型B1的描述涉及到对水平底面和垂直柱面的投影面积的计算和求和。在图C．3中给出了对应(于它们)的公式。
    描述应该是用于计算UGR的计算机程序的一部分，所以一种标准形式的描述是可行的。表C．2给出了连同北欧眩光指数法一起使用的标准形式，它被用于产生计算接输出文件和灯具资料。在本报告给出的UGR表格中，使用的是面积为1180c㎡的B0型。
    使用图C．1中的描述进行选择，但是必须遵循许多附加法则。在类型A或B间的选择就是这样一种情形。如果灯具具有格栅或者类似物，并且反射器亮度高于500cdm^-2，必须选择B类。

    当使用B类时假如亮度高于500cd·m^-2，任何类似于悬挂格栅的发光面积都包含在内。不在标准形状之列的发光形状必须用标准形状中的一个近似确定。
    最后，当性能随着角度γ变化时，描述的选择应该基于灯具亮度显著的γ的最大值时的性能。
    这些原则是北欧眩光指数法中原则的简化版。
    从数据敏感性角度而言，数据不需要很精确，因为数据﹢33％或-25％的误差对应UGR尺度上仅为1个单位的误差。

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0．1452㎡。
    “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0．1257㎡。

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：

L_R＝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

    [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．

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