面向健康照明的光品质标准进展评述——视觉篇

光品质是健康照明的最重要的指标之一,涉及的要素有很多,主要可以分为视觉相关(成像)和非视觉相关(非成像)。其中,视觉相关要素又可分为照度和亮度、颜色(包括色温和色容差、显色性、颜色维持率、空间颜色非均匀性、彩色光等)、闪烁和频闪效应、眩光(包括不舒适眩光和失能眩光)等。本文梳理并分析了视觉相关的光品质标准,希冀标准化能助推健康照明的发展,提升家庭生活和城市公共照明品质。     

体育场馆眩光指数限值及计算的探讨

体育场馆运动场地照明的不舒适眩光采用眩光指数(GR)进行评价。本文基于行业标准JGJ 153-2016《体育场馆照明设计及检测标准》中关于不同运动场地眩光指数的限定值,探讨不同照度要求和不同限定值的情况下,灯具产生的光幕亮度(L_(vl))和环境产生的光幕亮度(L_(ve))的关系,可为体育场馆照明设计人员提供参考。     

飞机导光板照明亮度自动调节系统设计

针对现代飞机驾驶舱照明对均匀性、舒适性要求的提高,以及现有手动亮度调节方式费时、执行效率低的不足,本文提出一种飞机导光板照明亮度自动调节系统,该系统以光照传感器检测环境光照度,根据亮度控制模型计算驾驶舱内各路导光板亮度,并利用PWM脉宽调制技术调节导光板在当前环境光下的亮度,具有功耗低、调光过程光色一致性好等优点,保证驾驶舱照明环境的均匀、舒适,且具有好的视觉工效。     

基于DIALux软件的道路照明设计

道路照明设计中路面平均亮度、总均匀度、失能眩光等影响道路照明质量的因素对驾驶员在夜间舒适、快速地行车产生重大影响,利用DIALux软件对道路照明进行设计可以快速准确地计算各项亮度评价系统的参数指标,实现设计人员依据道路亮度评价系统进行道路照明设计,分析评估照明灯具能否满足相应道路照明标准的要求。     

苏州市区夜间道路光环境影响因素分析

机动车远光灯、监控探头补光灯、LED显示屏产生的眩光是影响夜间道路光环境的重要因素。由于苏州近几年对城市进行亮化改造,导致路面亮度整体偏高,且眩光发生区域驾驶员的视线是变化的,所以TI法已经不能准确地对这三种眩光进行评价,采用GR公式来计算这三种光源的眩光值。通过对这三种光源的数据进行测量、计算得出相应的等效光幕亮度,结合路面亮度得出眩光GR值,将计算结果与CIE规定的最大值相比较,得出各光源产生的眩光对道路光环境的影响程度。为了降低眩光对光环境的影响,提出加高绿化高度或安装防眩板、调整补光灯安装角度以及显示屏的高度和亮度等措施。     

不舒适眩光评价的视觉适应研究综述

眩光是影响视觉环境质量的重要参数,当前的不舒适眩光评价方法存在着不具有普适性、缺乏心理学和生理学理论支撑等明显的局限性,因此无法满足LED照明快速发展和创新应用的需要,而成为国际照明领域的研究热点,也被国际照明委员会(CIE)明确作为其十大优先研究领域之一。当前主要的不舒适眩光评价方法采用环境平均亮度作为人眼适应亮度的评价方法,并未考虑环境亮度分布和光谱分布两个因素影响,因此无法准确预测人的亮度适应状态。本文在系统分析人的适应亮度调节发生的生理机理,以及其与瞳孔光反射的相关性相关研究成果的基础上,提出了开展光谱和亮度分布对于适应亮度影响研究的关键技术问题,从而为更好地了解和解释眩光形成机理,推动视觉工效、健康等领域的研究提供重要的技术支撑。     

客机驾驶舱复杂光环境下不舒适眩光评价方法与预测模型

不舒适眩光是影响客机驾驶舱光环境下飞行员视觉功效的关键因素之一,而驾驶舱内的眩光来源的种类和物理分布特征都尤为复杂。本研究通过相关分析与线性模型,考察了复杂光环境变量与不舒适眩光评价之间的关系,并比较了不同眩光指标在非均匀、非规则眩光源条件下其预测不舒适眩光评价的准确性。结果发现,日光眩光概率(DGP)较日光眩光指数(DGI)、统一眩光指标(UGR)能够更好地预测复杂光环境的眩光评价水平。     

人行道路照明评价研究

人行道路照明质量影响着行人的视觉功效和视觉舒适性,良好的人行道路照明保证了行人在行走中的安全性以及在心理上的安全感,提供了清晰的视线引导,同时给予行人以视觉上的舒适感和幸福感。为了满足人行道路空间光环境的需要,文章通过行人的视觉作业分析人行道路照明的影响因素,总结了人行道路照明质量评价指标:路面水平照度、半柱面照度、眩光限制、光谱能量分布等,结合规范及照明评价标准,对当前人行道路照明光环境进行评价研究。研究发现,规范里给出的一些评价指标并不能完全覆盖影响人行道路照明的因素,也不完全满足行人的需求,还需要深入研究,才能更好地进行人行道路照明设计。     

教室黑板灯照明设计及眩光研究

教室黑板照明目的是提供良好的视觉光环境,保证教师和学生能够轻松地在黑板上书写,阅读黑板上内容.良好的黑板照明要保证垂直面的照度高,均匀度好,并且安放在合适的位置,不会产生不舒适的眩光.依据一般黑板灯具的配光,综合考虑黑板照明的照度水平,均匀度以及眩光等参数,进行推导、计算,并且通过计算机模拟,得到较为良好的照明环境,对于黑板照明设计具有指导作用.     

基于DIALux Evo仿真分析的中小学教室照明设计

教室是学生学习环境中最重要的场所之一,照明质量的好坏直接影响到学生的身体健康。从舒适照明要求的角度出发,分析照度、视觉舒适度、均匀度等评价指标对照明效果的影响,并制定出教室舒适照明的目标值。运用DIALux Evo对中小学教室进行仿真,结果表明在学生区域采用采用上下出光LED长条面板灯,大大提高视觉舒适性,比一般照明的统一眩光指数(UGR)降低了2.4;黑板照明采用非对称配光的LED黑板灯,提高黑板垂直照度和均匀度。在DIALux Evo软件的灯光场景模式,模拟不同天气、不同时间的教室舒适照明效果,并针对不同天气、不同时间制定出相应的灯具调光控制策略,不仅可以满足舒适照明要求,而且节约了教室照明用电,节电30%左右。     

VDT阅读照明环境视觉舒适性研究

基于VDT阅读的视觉舒适度要求,开展实验室内阅读环境照明现状舒适度主观评价实验,研究照明要素对阅读舒适度的耦合影响。通过集成学习XGBoost算法计算得出垂直于桌面放置的计算机屏幕阅读舒适度的照明影响因素重要性排序为:背景亮度/反射系数(0.33)、工作面照度(0.31)、光源色温(0.27)、屏幕亮度(0.09)。获取了上述4要素的优选值或范围,得到了“最优”、“优选”和“不达标”3档VDT阅读照明环境,进一步论述了基于舒适度需求的VDT阅读环境的照明设计和整改策略,及“照明环境”与“VDT阅读界面”的组合方式。     

老年人电脑VDT使用现状及照明要求调研分析

退休年龄延迟、退休返聘现象常态化以及互联网的快速发展,促使电脑、手机等视频显示终端(VDT)在老年人生活、工作中的需求量及使用率递增,但VDT作业也容易诱发老年人视觉疲劳。本文采用问卷访谈的方式,对老年人群的电脑使用现状、照明环境现状及需求、视疲劳状况进行调查分析。结果显示:老年人电脑VDT作业时间较长,视疲劳发生率较高;老年人VDT作业时对照明有需求,但对照明现状满意度不高;老年人倾向较高的环境亮度和屏幕亮度,偏爱白色光,认为环境亮度、屏幕亮度、光色是影响VDT视疲劳程度的主要因素。基于老年人的视觉特征,提出老年人对VDT照明环境的要求:较高的环境亮度;较大亮度对比度;高质量的显色性,避免低色温;应尽量避免眩光。本研究结论可为下一步研究适宜于老年人VDT作业的照明参数奠定基础。     

锦城大道地铁站公共区艺术造型照明方案

对锦城大道站公共区艺术造型照明进行了分析,提出了两个照明方案。方案一采用反射光作为主要照明,通过合理布置灯具,最终的照度值能满足规范要求,但是,由于灯具投射的原因,艺术造型区域会有明显的亮度对比,视觉上也不美观,影响装修效果。方案二采用软膜天花吊顶照明方案,不仅解决了视觉上的不美观,而且不会影响原来装修造型,还更好地凸显了“蓝天白云”的艺术造型,到达了设计目的。     

居住区道路照明安全感知评价及模拟优化

居住区的道路照明具有十分重要的作用,夜间照明能够为行人提供感知安全、障碍检测、识别他人的身份或意图等作用。本文通过对大连三个建设年代较早的开放式多层居住区的调研,采用实地测量与主观评价相结合的方法,探索此类小区的居民安全感及照度水平之间的相关性,分析居民感知安全的照明环境与现有环境之间的差异。调研发现,此类居住区多存在照度不均匀、眩光严重及照明能源浪费等问题,造成安全性评价较差。对各个方向的照度与安全性评价的相关性分析发现,水平方向照度对安全感的影响最大。根据研究结果得出了居住区照度水平的推荐值,并对安全性评价较差的路段进行了照明模拟优化。     

室内工作面天然采光照度分布实时预测方法

照射进室内的天然光随时间变化往往是非线性的,在空间上的分布也往往是不均匀的,随着智慧照明技术的快速发展,准确舒适的调光决策依赖于可靠的天然采光照度分布基础数据收集方法。本文采用两种机器学习算法:随机森林(Random Forest)和BP反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network),以四种主要输入特征(传感器照度信息、天空亮度信息、时间信息、其他信息(房间尺寸、窗地比、室内平均采光系数、建筑朝向))在实测方法下对室内工作面照度分布进行了实时预测。结果表明,随机森林模型在测试集中的回归决定系数R2为0.826;BP反向传播神经网络模型在测试集中的回归决定系数R2为0.739,随机森林的表现相对较好。两种机器学习算法在室内照度分布预测方面具备发展潜力,在未来建筑的照明智慧化调光及间接节能方面具有正向促进作用。     

不同背景亮度和色温下垂直照度与辨识度关系的实验研究

要提升室内照明的质量,保证“LED照明建筑一体化”的设计水平,照明设计和评价应由单一的水平方向向整体空间需求转变。EN12464—2019针对室内的空间照度进行了规定,提出了柱面照度、墙面照度、顶棚照度的要求,但是目前我国标准对于室内照明场所垂直方向的照度没有明确的规定。为研究垂直照度的合理取值,本文开展了垂直照度与辨识度的实验研究。实验结果表明,达到可识别的程度时所需的垂直照度与背景照明的色温和亮度有着密切的关系,通过分析得到了不同色温条件下垂直照度与背景亮度的关系曲线。     

从照明环境的视觉舒适性谈起

紧张的生活节奏唤起了人们对照明环境舒适度的关注。防眩光、适宜的亮度比是保证视觉舒适性的基本要素,应是办公室等各类环境照明需达到的基本要求。而具有上射光线、足够的功率、基本的高度和合理的摆放位置等,则是读写台灯提供舒适照明环境的要件。     

基于室内平面照明灯具的防眩光设计

室内场所是人们工作、学习、生活的主要场所,其健康的光环境显得尤为重要。基于室内照明,通过系统归纳分析,研究平面照明产品的防眩光设计,并运用DIALux软件仿真分析评估照射环境的不舒适眩光程度。研究发现,较大面积的平面照明产品的防眩设计主要有以棱晶扩散板为代表的结构光学路线和防眩膜为代表的薄膜微结构路线。通过改善室内照明产品的光学结构设计,降低产品眩光值,减少眩光危害。     

学校智能节能照明控制系统的研究与应用

学校照明对照度要求较高,用电照明费用是学校电费的主体。项目研究的主要目的是在充分利用自然光的前提下,优化智能控制电能输出,调节灯光,补偿亮度,从而达到节能照明和享受自然光照的效果。分别对学校教学楼、实验楼、图书馆、学生寝楼、体育馆、行政中心、学校园区和学生生活区的节能照明智能控制器与系统的设计进行了研讨。