Introducción

El deslumbramiento, incluido el deslumbramiento por discapacidad y el deslumbramiento por incomodidad, tiene un impacto significativo en la percepción visual, el estado psicológico y la calidad de vida de las personas. El deslumbramiento por discapacidad supone un riesgo para la seguridad al reducir la visibilidad de los objetos y dañar la salud ocular, mientras que el deslumbramiento por incomodidad causa malestar psicológico y afecta el estado de ánimo y la calidad de vida. Para mitigar estos riesgos, debemos optimizar el entorno de iluminación y proteger la salud visual ajustando la posición y la distribución de la luz de las lámparas y utilizando protectores o parasoles. Este artículo presenta principalmente qué son UGR, GR y TI, y sus métodos de cálculo. Además, también presentaremos cómo verificar y mejorar el deslumbramiento (antideslumbrante) de la iluminación de estadios y el deslumbramiento (TI) de la iluminación de carreteras.

¿Qué son UGR, GR y TI?

El deslumbramiento se puede dividir en dos categorías: deslumbramiento por discapacidad y deslumbramiento por incomodidad. El deslumbramiento por discapacidad es una reducción de la visibilidad debido a la luz dispersa en el ojo y se observa comúnmente en los faros de los automóviles. No está necesariamente asociado con incomodidad física, solo con una visibilidad reducida. Las pruebas de deslumbramiento por discapacidad miden la capacidad de un sujeto para detectar objetos en presencia de una fuente de deslumbramiento. Por el contrario, el deslumbramiento por incomodidad se define como una sensación molesta o dolorosa cuando se expone a una luz brillante en el campo de visión, pero no necesariamente afecta la visión. Los debates sobre el deslumbramiento en la iluminación deportiva generalmente se refieren al tipo de deslumbramiento por incomodidad. A diferencia del deslumbramiento por discapacidad, el deslumbramiento por incomodidad es subjetivo. Hay muchos modelos y variables diferentes que se utilizan para cuantificar el deslumbramiento por incomodidad.

La medición del deslumbramiento se basa en la medición de la luz, por lo que antes de analizar el deslumbramiento en profundidad, es importante comprender algunos conceptos básicos de la medición de la luz. La intensidad de la luz o de una fuente de luz se cuantifica utilizando la iluminancia y el brillo. La iluminancia es la cantidad de luz (flujo luminoso) que incide sobre una superficie o área, básicamente la cantidad de luz que entra en un área, y se mide en lux (lúmenes por metro cuadrado). Mientras que la iluminancia cuantifica la luz que brilla sobre un área, la luminancia, por el contrario, cuantifica la luz emitida desde un área. La luminancia es la medida de la intensidad de la luz emitida desde un área específica dentro de un ángulo sólido (intensidad luminosa), y se mide en candelas por metro cuadrado. A continuación, presentamos los UGR, GR y Ti más comunes.

UGR

UGR es la abreviatura de Unified Glare Rating (Índice Unificado de Deslumbramiento). Se trata de un parámetro psicológico que mide la incomodidad subjetiva que provoca al ojo humano la luz emitida por el dispositivo de iluminación en el entorno visual. Su valor se puede calcular según la fórmula unificada de deslumbramiento publicada por la Comisión Internacional de Iluminación. Escenario de aplicación: El UGR se utiliza a menudo para evaluar el grado de deslumbramiento incómodo en aulas, oficinas y otros lugares.

GR

GR es la abreviatura de Glare rating, que representa el nivel de deslumbramiento de un lugar de iluminación y se utiliza para evaluar la incomodidad que provocan los dispositivos de iluminación. UGR se centra específicamente en la iluminación interior, mientras que GR se centra principalmente en la iluminación exterior. En la iluminación deportiva, el deslumbramiento puede afectar significativamente al rendimiento y la comodidad de los atletas y la experiencia de los espectadores. Un control razonable del valor de GR es crucial para garantizar la visibilidad en la cancha y reducir la incomodidad visual.

Ti

El TI, o incremento del umbral, es un método de medición para describir la desactivación del deslumbramiento. Representa el porcentaje de contraste entre un objeto y su fondo que necesitamos aumentar para mantener la percepción visual (es decir, el reconocimiento) de un objeto en presencia de deslumbramiento. En otras palabras, si no hay deslumbramiento, es posible que solo necesitemos un contraste menor (valor de TI bajo) para ver el objeto con claridad; pero una vez que aparece el deslumbramiento, para seguir viendo el objeto con claridad, necesitamos aumentar el contraste entre el objeto y el fondo.

	UGR	GR	Ti
Meaning	Unified Glare Rating	Glare Rating	Threshold Increment
Application	Indoor lighting	Outdoor(sports lighting)	Street lighting
Formula

¿Cómo calcular UGR, GR y Ti?

UGR

La fórmula incluye el brillo de fondo (LB), el brillo de la luminaria (L), el ángulo sólido entre la fuente de luz y el observador (ω) y el índice de posición de Gus (р). Aquí podemos pensar simplemente en Lb como la iluminación indirecta en la dirección del ojo, que incluye la intensidad de la iluminación de la pared, el techo, el suelo, etc. La segunda mitad de la fórmula se puede considerar como el brillo generado por la luminaria, y también está relacionada con la posición de la luminaria.

Simplificado, UGR = brillo generado por la lámpara / iluminación indirecta en la dirección del ojo. En términos generales, cuanto mayor sea el flujo luminoso de la lámpara, cuanto menor sea la altura de instalación, cuanto mayor sea el ángulo del haz, cuanto menor sea la superficie luminosa y cuanto menor sea la reflectividad de la pared/suelo interior, mayor será el deslumbramiento que produce. Además, el deslumbramiento también se ve afectado por la posición de instalación de la lámpara, si la fuente de luz está bloqueada/difundida y las características de distribución de la luz de la lámpara.

GR

Índice de deslumbramiento (GR): este modelo fue desarrollado por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) para la iluminación exterior, haciendo referencia al documento CIE 112-1994. El índice de deslumbramiento se calcula en función de la iluminancia del ojo al observar cada punto de la matriz de puntos desde una única posición de observador. En la siguiente fórmula, Lvl es la iluminancia generada por la luz emitida por la lámpara que incide directamente en el ojo, y Lve puede entenderse como la iluminancia causada por el entorno que incide directamente en el ojo, es decir, el brillo del sitio iluminado.

Después de la simplificación, GR = brillo generado por la lámpara / brillo del sitio iluminado. En general, aumentar la altura de instalación, utilizar parasoles y utilizar una distribución asimétrica de la luz puede reducir eficazmente el valor de GR.

TI

La TI es una medida del efecto del deslumbramiento que causa discapacidad, descrita como una luminancia equivalente de velo causada por la dispersión de la luz en el ojo humano. Los valores de TI se calculan de acuerdo con la norma EN 13201-3 mediante una ecuación para la luminancia equivalente de velo que representa a una persona joven. Al establecer los requisitos para la limitación de la TI, o al evaluar los valores de TI calculados, se debe tener en cuenta que la dispersión en el ojo tiende a aumentar con la edad de la persona. La definición en CIE 150:2017 es similar. La fórmula para calcular la TI en estos dos documentos es: TI = 65 Lv /( Lad)0,8, donde Lv = luminancia de velo y Lad = luminancia de adaptación

PD: En esta fórmula, la luminancia de adaptación es la suma de la luminancia de velo de la escena y la luminancia de fondo. Por lo tanto, difiere de la luminancia media de la calzada.

Principios básicos para antideslumbrante en la iluminación

Después de comprender el método de cálculo del deslumbramiento, probablemente tengamos una cierta comprensión de cómo antideslumbrante. ZGSM cree que debemos comenzar desde dos aspectos: la dirección de la luz y la instalación de lámparas.

Primero, hablemos de la dirección de la luz. Esto es como la lámpara de su casa. Si no está bien diseñada, la luz se dispersará, no solo iluminando el lugar que desea iluminar, sino también corriendo hacia el lugar donde no desea que vaya, como sus ojos. En este momento, sentirá deslumbramiento. Para resolver este problema, los diseñadores o fabricantes de lámparas trabajarán arduamente en las lámparas, como agregar pantallas de luz, reflectores o lentes especiales, que es como agregar miras a las lámparas, para que solo brillen donde deben ir, en lugar de directamente a los ojos.

Luego hablemos de la instalación de lámparas. En aplicaciones prácticas, la instalación de lámparas también es fundamental. Imagínese si mira hacia arriba en el patio de recreo, una lámpara en un poste alto y una lámpara en un poste bajo, ¿cuál es menos probable que le haga sentir deslumbramiento? Por supuesto, la corta. Debido a que la lámpara alta está lejos de usted, la luz se vuelve suave cuando lo alcanza y no es fácil producir deslumbramiento. Por lo tanto, en términos generales, cuanto más alta esté instalada la lámpara y más cerca esté del área objetivo, menos probabilidades hay de que haga que las personas se sientan incómodas. Sin embargo, si la posición de la lámpara no se puede mover, también podemos intentar alinear el punto central de la lámpara con un lugar cercano a la posición de instalación, lo que también puede antideslumbrante.

Sin embargo, habrá un problema en este momento: debemos antideslumbrante al tiempo que nos aseguramos de que el área objetivo tenga suficiente iluminación. Por lo tanto, debemos tomar decisiones razonables en cuanto a la altura de instalación y la dirección de la iluminación. Por ejemplo, una superficie luminosa alta y lo más horizontal posible suele ser cómoda, pero el coste también es alto. La solución con una altura de instalación baja y un gran ángulo de elevación de la superficie luminosa suele tener un mayor deslumbramiento, pero su coste es menor. Esto requiere que los diseñadores de iluminación equilibren la economía y la comodidad de la iluminación. Al diseñar e instalar lámparas, a menudo deben tener en cuenta varios factores según la situación real para encontrar la mejor solución. A continuación, los explicamos uno por uno.

GR en iluminación deportiva, TI en alumbrado público y ¿cómo mejorarlos?

GR en iluminación deportiva

En la iluminación deportiva, el deslumbramiento puede afectar significativamente el rendimiento y la comodidad de los atletas y la experiencia de los espectadores. Diferentes actividades y espacios deportivos tienen requisitos GR específicos que deben cumplirse para garantizar condiciones de iluminación óptimas. Muchos lugares de competición al aire libre tienen un deslumbramiento máximo de 50, y los lugares de entrenamiento tienen un deslumbramiento máximo de 55, y la altura de evaluación suele ser de 1,5 metros sobre el suelo. En la iluminación del estadio, necesitamos medir el valor GR de varios puntos del estadio. La posición del observador, el ángulo de visión, la distribución de la luz de la luminaria y los umbrales recomendados se tienen en cuenta durante el proceso de evaluación. En la simulación de iluminación del estadio, necesitamos insertar un observador de deslumbramiento para obtener el valor de deslumbramiento. La siguiente figura muestra los resultados del cálculo del deslumbramiento para un campo de fútbol de 105 x 68 metros. En esta simulación de iluminación, todos los puntos de deslumbramiento están 50 pulgadas por debajo de la superficie de cálculo. En la siguiente sección, analizaremos cómo reducir estos valores.

TI en alumbrado público

TI significa Threshold Increment, una medida utilizada en el alumbrado público para cuantificar el impacto del deslumbramiento en tareas visuales como la conducción. En el alumbrado público, los carriles para vehículos a motor tienen requisitos claros para los valores de TI. Las clases de iluminación M, que van de M1 a M6, requieren un TI del 10-20%. Por ejemplo, el TI para los sistemas de alumbrado público M4a es inferior al 15%. Los valores altos de TI indican niveles más altos de deslumbramiento y visibilidad reducida, lo que puede ser peligroso para los conductores. En la nueva sección, podemos encontrar TI en las simulaciones de alumbrado público. Algunos de ellos pueden cumplir los requisitos, mientras que otros no. Lo que debemos hacer es cómo ajustarlos para cumplir con los requisitos correspondientes, que presentaremos en detalle a continuación.

Inspección de apariencia y cableado

Las farolas LED se utilizan en exteriores en un entorno relativamente duro (lluvia, nieve, temperaturas altas y bajas, corrosión por niebla salina). Si las condiciones lo permiten, ZGSM recomienda inspecciones periódicas de la apariencia y el cableado interno de las lámparas. Las inspecciones incluyen: 1. Compruebe si hay rayones, grietas u otros daños físicos en la superficie de la lámpara. 2. Compruebe si el revestimiento de la lámpara tiene decoloración, corrosión y desprendimiento. 3. Compruebe si la estructura de la lámpara es firme, los tornillos están apretados y los sellos impermeables están intactos. 4. Compruebe si el cableado dentro de la lámpara está intacto, si la línea de entrada está intacta y si hay cables expuestos y dañados. A través de las inspecciones anteriores y las reparaciones necesarias, podemos garantizar el rendimiento y la seguridad de las lámparas LED.

Distribución de luz estándar vs distribución de luz con pantalla o cubierta

La protección antideslumbrante, también conocida como visera o pantalla, es un accesorio esencial para las instalaciones de iluminación exterior. Sin medidas antideslumbrante como la pantalla de luz, la luz emitida por la fuente de luz puede incidir directamente en los ojos de las personas, provocando deslumbramiento. Por el contrario, la adición de la pantalla de luz tiene como objetivo minimizar el deslumbramiento y la contaminación lumínica al bloquear la luz directa que incide en los ojos de los peatones, mejorando así la comodidad visual y la productividad. A continuación, analizamos las dos situaciones de iluminación de estadios sin y con pantalla de luz. En la figura de la izquierda, podemos ver que ULR=6,5%, y su deslumbramiento también es alto, llegando a un máximo de 47. Después de utilizar la pantalla de luz, podemos ver que ULR=1,0%, y su deslumbramiento también se controla de forma eficaz, llegando a un máximo de 44. Al mismo tiempo, podemos ver que el primero tendrá una iluminancia más alta, mientras que el segundo tendrá una iluminancia más baja, principalmente porque la pantalla de luz bloquea parte de la luz útil.

Distribución de luz estándar vs asimétrica

La distribución asimétrica de la luz resalta la concentración de luz en una dirección específica sin disiparla en ninguna dirección. Se puede lograr a través de lentes o espejos. Por lo tanto, minimiza la distribución de la luz en espacios innecesarios y ayuda a reducir la contaminación lumínica. Los mejores ejemplos de iluminación asimétrica son las luces de la calle, la iluminación de estadios y estacionamientos, etc. Además, los espectros asimétricos tienen un mayor potencial para la antideslumbrante. Al diseñar racionalmente el ángulo luminoso y la distribución de la intensidad de la luz de la fuente de luz, el deslumbramiento se puede reducir significativamente y mejorar la calidad de la iluminación. A continuación, comparamos los resultados de iluminación del uso de la distribución de luz simétrica y la distribución de luz asimétrica en la iluminación del estadio. En la imagen de la derecha a continuación, podemos ver que con ULR = 0%, el valor máximo de deslumbramiento se ha reducido a 39. Usando la distribución de luz simétrica, los resultados no son insatisfactorios. Puede consultar los resultados en la sección anterior. Además, el uso de la distribución de luz asimétrica y la campana también tienen un cierto impacto en la eficiencia luminosa de la lámpara. Necesitamos considerar exhaustivamente GR y el costo antes de tomar una decisión final.

Altura de instalación adecuada para reducir el deslumbramiento

La altura de instalación de la lámpara es uno de los factores importantes que afectan al deslumbramiento. Cuando la altura de instalación de la farola es demasiado baja, la luz brillará directamente en el ojo humano, causando deslumbramiento. Por el contrario, cuando la altura de instalación es alta, la proporción de la luz de la lámpara que brilla directamente en el ojo humano se reducirá. Por lo tanto, elegir la altura de instalación adecuada es crucial para antideslumbrante. Analicemos el impacto de diferentes alturas de instalación en el Ti de la iluminación vial. La altura de instalación de la farola de la izquierda es de 7 metros y el valor de TI llega a 18, pero cuando aumentamos la altura a 8 metros, el valor de Ti cae a 14. Cuando la altura no se puede ajustar, también podemos reducir el valor de Ti reemplazando la distribución de la luz.

PD: En la iluminación del estadio, podemos aumentar adecuadamente la altura de instalación y reducir el valor de GR.

Solución de iluminación ZGSM

Resumen

Existen muchas formas de cuantificar el deslumbramiento molesto/incapacitante, como el Índice de Deslumbramiento Unificado (UGR), el Índice de Deslumbramiento (GR) y el Incremento de Umbral (Ti). Su proceso de cálculo de iluminación es muy complicado, pero a través del aprendizaje sabemos aproximadamente qué factores tienen mayor impacto en ellos. Por ejemplo, la curva de distribución de luz de la lámpara, la altura de instalación de la lámpara y la relación posicional entre el observador y la fuente de luz, etc. Conocerlos puede ayudarnos a mejorar el deslumbramiento en aplicaciones de iluminación. Este artículo se centra en los métodos de mejora del GR y el Ti, como el uso de un parasol y la distribución asimétrica de la luz en la iluminación del estadio para ayudar a mejorar el valor GR. Aumentar la altura del poste de la lámpara tiene un efecto más obvio en la mejora del GR en el estadio y el TI del alumbrado público. Por supuesto, los métodos no se limitan a estos. Las lentes esmeriladas, los cambios en la colocación de las lámparas y el flujo luminoso de las lámparas también tienen un impacto en el deslumbramiento. En resumen, es muy complicado. Como proveedores, lo que tenemos que hacer es proporcionar soluciones que cumplan con los requisitos correspondientes. Es posible que sea necesario encomendar más investigaciones a investigadores para que las investiguen más a fondo. Si está interesado en obtener más información, póngase en contacto con ZGSM.

Preguntas Frecuentes

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