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眩光指数UGR与半柱面照度的相关性

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农文捷,梁建冬,黄瑞彬,古念松

摘要：通过一个室内照明场景的计算实例，研究了UGR与水平照度、垂直

照度及半柱面照度的相关性，讨论用直观的物理量照度来直接评价不舒适眩光的

可行性。

关键词：不舒适眩光,UGR,古斯位置指数,半柱面照度

1概述

好的照明设计不仅要关注光照度的水平和亮照对比，还要尽量减少眩光，提

高人在环境中的舒适度。目前在室内照明领域，对不舒适眩光的评估方法己经有

多种推荐方法，CIE推荐使用统一眩光值UGR(UnifiedGlareRating)来评估，具体

的评估计算流程在CIE-117[1]有详细描述。同时，国内外的照明标准对工作场所

眩光也有要求，例如，欧盟照明标准ENDIN12464的室内照明部分对办公室CAD

等的技术工作场所，UGR要求小于19[2]。

UGR是个综合指标，不易于直接测量。对于灯具设计者而言，往往要求灯具

的眩光要低，但由于UGR的复杂性，为了减少灯具产生的眩光，又无法从灯具

的配光特性入手，因为UGR的公式对配光特性而言同样是不直接的。相反，照

度是一个易于理解和计算，可以直接物理量，对光学设计来说，比较直观。因此

本文尝试做一个研究，分析相对复杂的UGR与比较简单的人眼处的照度之间的

相关性，并讨论用入射到人眼的光照度来评价眩光的可能性。

2理论分析

以一个办公室照明工程为例，在没有专业测量设备，或者计算软件的时候，

我们能否用简单方法评估哪个位置或者区域的眩光更严重？

从统一眩光值UGR的计算公式

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来分析，式中Lb为场景的背景亮度(cd/m)，Li为每个光源在视线方向的亮度

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(cd/m)，为光源发光面积对观察者眼睛的张角(立体角,sr)，P是Guth位置指数

[3]，代表光源偏离视线(L.O.S.)程度，表征了不同位置的光源在视场中眩光的影响

权重。

1欧司朗照明(中国)有限公司深圳研发中心，深圳，中国，联系方式jeff.nong@

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图1UGR公式中的参量

计算公式中的对数运算表明，UGR是一个无单位的量，公式的设计者通过一个系

数8及0.25使UGR的取值大致范围为0~46。从UGR模型可以看到，UGR的计

算是基于照明场景的，不仅仅由一个照明灯具的特性决定。

眩光指数与人的主观感受有下表[4]

UGR值眩光级别主观感受

28A无法忍受

22-28B感到不舒服

16-22C还能接受

10-16D开始感觉到

0-10E感觉不到

照度的定义为入射到一定面积的光通量与该面积的比值，这个量值是照明设

计的主要目标。与UGR公式相比，照度的概念则简单明了，它的定义公式：

计算公式

照度的单位为勒克斯,lx，量纲lm/m2。

半柱面照度(Semi-CylindricalIlluminance)Esc常用于人脸识别[5]，其示意图

及观察认知模型如下图。

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图2半柱面照度示意图

本文不讨论半柱面照度的应用原理，而是借用它的模型来分析入射到人眼的

照度。我们知道，照度是入射到一定面积S内的光通量，由于眼睛是一个大视场

的光学器件，视场角大约60度，但几乎在视线方向的180度的半平面内的发光

物体都会对它有所影响，因此，我们除用常用的平面照度来描述之外，还尝