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照明知识:你知道什么是眩光吗?

浏览:458 发布日期:2017年03月12日【

光可以改变空间,它直接影响到人对物体大小、形状、质地和色彩的感知。就人的视觉来说,没有光也就没有一切,而在室内设计中在室内照明设计中,我们常常会遇见一个问题,那就是——眩光。  

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眩光(Dazzle)是引起视觉疲劳的重要原因之一 ,视野中由于不适宜亮度分布,或在空间或时间上存在极端的亮度对比,以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。视野内产生人眼无法适应之光亮感觉,可能引起厌恶、不舒服甚或丧失明视度。(如果实在不明白,你可以理解为“晃眼”)

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图:人眼正常的注意视线范围是平视上方30°到下方60°,在这个范围内出现刺眼的光线,就是眩光。 


1.什么是眩光

眩光使视觉功能降低的机理可以这样来理解:由眩光源发出来的光,在视网膜方向上散射,形成一个明亮的光幕,叠加在清晰的场景像上。这个光幕具有一个等效光幕亮度(equivalent veiling luminance),其作用相当于使背景亮度增加,对比度下降,使人产生眩光感,并且难以看清目标。 

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我们可以把眩光分为不适眩光以及失能眩光,它们分别的定义是: 

1)不舒适眩光:引起不舒适感觉,而不一定降低物体可见度的眩光;

2)失能眩光:降低物体可见度而不一定引起不舒适感觉的眩光。


这两种眩光是一起产生的,但它们是两种完全不同的现象。引起失能眩光主要是因为进入眼中的光能,而不是光源的照度。相反,光源照度是不舒适眩光的一个主要因素。失能眩光几乎不受时间的影响,而在工厂或办公室的人暴露在高照度光源下时间长,不舒适眩光也相应增多。

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除此之外还有一种较为严重的眩光——目盲眩光,是指因剧烈强光而使得人眼引起暂盲。因此,对于眩光的干扰必须有效的控制,才能够确保室内照明的安全与质量。


2.关于眩光的那些标准

在室内照明中,一般不会出现失能眩光以及目盲眩光,出现较多的是不适眩光,在《建筑照明设计标准》(GB 50034-2013)中,眩光作为一个重要的照明质量指标,并采用统一眩光指数(URG)进行评价。UGR值是眩光指数的一种,另外还有BGI(BritishGlare Index)、CGI(CIE Glare Index)等等。不过UGR是一种将各国建立的眩光评价方法综合起来的更加实用的指标。

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图:一般根据不同的环境会有不同的UGR值上限要求,例如普通办公室环境的典型UGR值为19。

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图:一般来说,UGR数值范围介于10 ~ 30之间,数字越小代表眩光影响愈低,反之则表示眩光影响越高。


虽然眩光不同于紫外线对眼睛的伤害,但它对视力伤害也是非常大的。那么眩光是怎么产生的呢?我们又该怎么防治呢?


3.眩光的产生

在我们生活中,一般的眩光产生原因可以简单粗暴的总结为以下几点:

1)光源的亮度——亮度越高,眩光越显著。

2)光源的位置——越接近视线,眩光越显著。

3)光源的外观大小与数量——表观面积越大,光源数目越多,眩光越显著。

4)周围的环境——环境亮度越暗,眼睛适应亮度越低,眩光也就越显著。

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4.眩光的控制防治方法

裸灯的照度超过一定的限值时,照度将被三种类型装置控制,分别是半透明漫射器、分光面板和遮光体或天窗。不考虑例如使用半透明材料优于不透明材料制成天窗的特殊情况,可以方便地将采用这三种类型装置的灯具的亮度分布分为常量分布、变量分布和截光分布。


1)常量分布

透过漫射塑料或玻璃板的光源和外罩通常有一个适当照度,该照度不超过15kcd·m-2,且在临界角范围内,照度(Ls)通常保持适当的常量,关于光源的光分布和角度分布范围为0°≤θ≤45°,45°≤γ≤90°。

2)变量分布

好的设计装置会逐渐减少照度(Ls),使在水平90°附近的照度低于γ=45°的照度,该装置被广泛使用在安装在天花板内的嵌入式灯具和较大的房间内。在截光灯具的情况下,眩光的影响区域由灯具光分布形状决定,而不是实际的房间尺寸。

3)截光分布

这里谈及由遮光板控制的光分布。无论θ变得比预期屏蔽角S小多少,灯仍然是完全被遮蔽。屏蔽角S由灯具的机械结构控制。

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图:截光(屏蔽角)原理,θ<S时,遮挡光源。


a)工人的正常视线不在水平线之上;

b)极大功率的灯不能安装的太低,要接近工人的头。


这个方法有很大的实际意义。屏蔽角是容易定义和测量的简单概念,如图3所示。然而,一旦遮光发生,光源可见部分的亮度通常很低,因此眩光的度数实际上是独立于房间大小的。此外,使用适当的形状,特别完美的格栅,遮光后的亮度能被极大地降低,同时极限值也低。

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图:屏蔽角S的测量。


另外灯具的安装也要注意,建议采取以下措施:

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图:常规灯具遮光角是根据人正常的视力仰角30度,灯具遮光角大于30度时,才能避免光线直接射入人眼。


1)选用的灯具内置防眩光挡板或增加格珊,以增加灯具的遮光角(光最边缘一点和灯具出口的连线与水平线之间的夹角) ,减少眩光的产生。            

2)控制灯具的投射方向,尽量避开人正常活动范围,减少眩光的产生。     

3)控制灯具的投射角,使灯具的安装在其对面场地边缘处向此方向的仰角为30°角以上, 以减少直接眩光的产生。 

4)采用低光泽度的表面装饰材料,减少反射眩光的产生。

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图:光源深藏的深照性灯具在其结构不变的情况下,增大光源的安装高度,以达到增大遮光角的目的。



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