燈具要求UGR的必要性及抑制高角度防眩光措施

為了得到舒適，高質(zhì)量的照明環(huán)境，通過改進(jìn)燈具來抑制眩光是非常有必要的。近年來，出口歐盟的室內(nèi)燈具都有防眩光的標(biāo)準(zhǔn)，即UGR<19,甚至更低。其實(shí)早在1995年，CIE（國際照明委員會(huì)）已經(jīng)提出了燈具防眩光的概念，并把UGR（UnifiedGlareRating）作為評(píng)價(jià)室內(nèi)照明環(huán)境不舒適眩光的指標(biāo)。隨著LED芯片技術(shù)的發(fā)展，LED燈具越來越亮，不舒適眩光也越來越嚴(yán)重。所以在2014年，歐盟將UGR限值做為燈具的一個(gè)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，而不是像以前一樣只是作為參考。UGR擴(kuò)散板就是輔助控制UGR<19的一種光學(xué)擴(kuò)散材料，區(qū)別于傳統(tǒng)的擴(kuò)散板，其低光澤度的表面工藝處理和更加科學(xué)的配方工藝，使其擴(kuò)散性能更佳，是有效防止眩光的一種理想解決方案！UGR是UnifiedGlareRating的簡(jiǎn)稱，是統(tǒng)一眩光值的意思。是度量室內(nèi)視覺環(huán)境中的照明裝置發(fā)出的光對(duì)人眼造成不舒適感主觀反應(yīng)的心理參量，燈具照明應(yīng)用中，UGR值不同，其照明效果差異明顯，從而帶來的視覺和心理的差異也較大。按照人們對(duì)眩光值的感覺和心理感受來區(qū)分，有以下經(jīng)典劃分：下列表格中列舉了CIE規(guī)定的幾類場(chǎng)所的UGR限值:用途UGR限值工廠，發(fā)電站，監(jiān)控室16辦公場(chǎng)所，設(shè)計(jì)制圖室16機(jī)場(chǎng)，控制塔16日常辦公場(chǎng)所19會(huì)議室19學(xué)校，教室19醫(yī)院，病房19便利店，銷售區(qū)域22餐廳，賓館，用餐區(qū)，宴會(huì)廳221，UGR=13,為剛剛感覺到眩光，光幕反射較少，空間頂棚較暗，給人陰郁的感覺；一般用于計(jì)算機(jī)室，監(jiān)視室。16<19,為剛剛可接受，為舒適與不舒適界限，有限控制眩光、光幕反射，是舒適辦公空間的首選；一般用于普通、高檔辦公室、圖書館閱覽室、醫(yī)院、學(xué)校建筑等。UGR>19,為剛剛不舒適，照明空間充滿活力，但眩光、光幕反射引人在意；一般用于商業(yè)建筑照明、營業(yè)廳等。而隨著生活品質(zhì)的提高，人們?cè)絹碓阶非蟾邮孢m、友好型生活環(huán)境，照明行業(yè)同樣面臨著從之前的關(guān)注亮度到現(xiàn)在越來越關(guān)注照明的舒適性，UGR擴(kuò)散板在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。UGR的測(cè)試結(jié)果是一個(gè)系統(tǒng)的工程，其涉及到很多因子影響，比如說空間大小、背景亮度、觀察者方向每個(gè)燈具的亮度、每個(gè)燈具發(fā)光部分對(duì)觀察者眼睛所形成的立體角、每個(gè)單獨(dú)燈具的位置指數(shù)等，這些因子相互作用、互相影響，最終牽動(dòng)著UGR的測(cè)試值。然而UGR擴(kuò)散板是其中控制UGR值的一種關(guān)鍵性材料，是取得低眩光值的有效保障。目前業(yè)內(nèi)常見的面板燈防眩光產(chǎn)品主要有大陸和臺(tái)灣生產(chǎn)的擠出成型棱晶板，德國BWF和Yungbecker的熱壓成型棱晶板，美國BrightViewTechnologies的微結(jié)構(gòu)防眩光膜以及貼合板。其中擠出成型棱晶板和熱壓成型棱晶板的結(jié)構(gòu)都為1~4mm直徑的金字塔形，六邊錐形或圓錐形，通過這種結(jié)構(gòu)將高角度光偏折到中間。擠出成型棱晶板是由帶有負(fù)棱晶結(jié)構(gòu)的鋼棍模具在透明塑料板擠出生產(chǎn)時(shí)，直接在表面壓出棱晶形狀。這種生產(chǎn)方式效率高，成本很低。但由于塑料熱膨脹和吸水的影響，在高溫成型時(shí)其結(jié)構(gòu)的精度和一致性很難保證。另外鋼棍模具在高溫下連續(xù)棍壓容易磨損，需要定期修復(fù)模具。由于鋼棍模具工作溫度的限制，這種棱晶板的基材通常為成型溫度略低的PS和PMMA，而對(duì)于成型溫度高的PC就有很大困難。雖然部分公司聲稱做成了PC棱晶板的產(chǎn)品，但良率和品質(zhì)較低，并且透明PC在成型時(shí)的結(jié)晶問題無法很好解決。熱壓成型的棱晶板主要以德國BWF和Yungbecker的產(chǎn)品為代表。在熱壓生產(chǎn)前做出大尺寸的帶有負(fù)棱晶結(jié)構(gòu)的平面鋼模（比如600mmx1200mm），然后將透明PMMA板材加熱，由平面鋼模熱壓成型。這種工藝相對(duì)于上述的擠出成型棱晶板有以下優(yōu)點(diǎn)：熱壓成型棱晶板的光效較高。它的板材采用光學(xué)級(jí)透明PMMA板材，所以透過率更好。而擠出成型棱晶板內(nèi)易產(chǎn)生雜質(zhì)，光效較低。熱壓成型棱晶板的結(jié)構(gòu)精度更高。因?yàn)闊釅撼尚偷臏囟认鄬?duì)于擠出成型的溫度較低，另外熱壓時(shí)間較長，在熱壓時(shí)會(huì)有幾個(gè)時(shí)間區(qū)間分別控制溫度和壓力，以達(dá)到最大的結(jié)構(gòu)精度。相比而言，擠出成型棱晶板的對(duì)某一位置的棱晶棍壓成型時(shí)間只有短短幾秒，很難保證精度。當(dāng)然，熱壓成型棱晶板最大的缺點(diǎn)就是成本高。首先，大尺寸高精度鋼模的開模成本高，另外大尺寸熱壓成型設(shè)備的投

資成本也高，單片棱晶板的熱壓生產(chǎn)時(shí)間也較長。美國BrightViewTechnologies的微結(jié)構(gòu)防眩光膜完全不同于以上兩種技術(shù)，它是通過UV轉(zhuǎn)印的工藝將模具上的微結(jié)構(gòu)“復(fù)印”在光學(xué)級(jí)透明PET膜上，這種微結(jié)構(gòu)的材料為光學(xué)級(jí)透明UV膠，微結(jié)構(gòu)的尺寸為20?50um。UV轉(zhuǎn)印為低溫工藝，不會(huì)對(duì)模具產(chǎn)生磨損，微結(jié)構(gòu)的精度和保真度極高。另外UV轉(zhuǎn)印為連續(xù)生產(chǎn)，效率很高。BrightView防眩光膜常用PET基材的厚度有兩種：7mil（0.175mm）和3mil（0.075mm），加上微結(jié)構(gòu)的總厚度有0.21mm和0.1mm。BrightView的7milPET基材防眩光膜可以直接應(yīng)用于面板燈，通常采用透明板固定。另外一種較薄的3milPET基材的防眩光膜主要用于貼合，即通過UV膠貼合工藝與透明的PS，PMMA或PC基板貼合，這樣就極大的提高了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。比如，7milPET防眩光膜本身的阻燃等級(jí)為V-TM2（TM為ThinFilm，代表薄膜的阻燃等級(jí)，相當(dāng)于V2），如果客戶有V0級(jí)別的阻燃等級(jí)要求，就可以與V0級(jí)別的PC板貼合。如果有更高的阻燃或灼熱絲溫度要求，甚至可以和玻璃貼合。另外貼合板的厚度非常靈活，可以根據(jù)客戶要求定制。BrightView目前已開發(fā)的防眩光膜有4種圖案，分別為磨砂面（G-GC90），超小六邊形（G-GPHS），小六邊形（G-GPHM）,以及大六邊形（G-GPHX）。如下圖所示。G-GC90 G-GPHS G-GPHM G-GPHXG-GC90 G-GPHS G-GPHM G-GPHX防眩光膜的微結(jié)構(gòu)本身是由透明材料制成，圖案是由于微結(jié)構(gòu)的朝向不同所呈現(xiàn)的視覺效果。當(dāng)把防眩光膜平放在面光源上，然后從大角度觀察（比如大于65度），這時(shí)圖案較為明顯。有眩光膜放置的區(qū)域會(huì)明顯變暗，說明眩光被有效抑制。下圖是磨砂面（G-GC90）和小六邊形（G-GPHM）防眩光膜在面板燈上從不同角度觀察的視覺效果。與棱晶板不同，微結(jié)構(gòu)防眩光膜在燈具點(diǎn)亮?xí)r看起來較為柔和，因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)人眼是不可見的，而棱晶板的大顆粒結(jié)構(gòu)在燈具點(diǎn)亮?xí)r會(huì)比較刺眼。產(chǎn)品墉號(hào)外觀效果炫光抑制L65=產(chǎn)品墉號(hào)外觀效果炫光抑制L65=/LO"（%ofCBCPftYpicaL數(shù)字越小越始有效光增強(qiáng)to"G-系列/10-朗伯光值（真型側(cè)爰光面板加半寬高鼐度（典型）LED光源光效（典型）G-系列G-系列加C-HEBO、G-GC90磨砂15%125%150%90°89-93%—G-GPHM2.4mm六角形圖案12%130%160%90°89-93%/6-GPHX10mm7^角形圖案11%130%160%90°89-93%朗伯/布光源t作為對(duì)比】40%100%100%120°100%BrightView防眩光膜的工作原理是通過薄膜表面的微結(jié)構(gòu)將高角度的光抑制，并集中到中心。下圖為面板燈加防眩光膜前后的光分布對(duì)比。面板燈本身的光分布為朗伯分布，如藍(lán)線所示。如果加上BrightView防眩光膜，則光分布如紅線所示。這時(shí)眩光（＞65度的高角度光）被抑制，中心有效光被增強(qiáng)。對(duì)于燈具的設(shè)計(jì)工程師來說，最關(guān)心的問題是用了防眩光膜之后，燈具的UGR測(cè)試結(jié)果能否滿足客戶的要求。一般情況下，4000lm光通量的600x600mm側(cè)發(fā)光面板燈，采用BrightView的G-GPHM或G-GPHX防眩光膜以做到UGR整表＜19。對(duì)于同樣尺寸更高光通量的面板燈，比如4600lm，如果要做到整表UGR＜19，可以將普通的PET擴(kuò)散膜或PS擴(kuò)散板替換為BrightView的微結(jié)構(gòu)擴(kuò)散膜C-HE80，然后再加防眩光膜。當(dāng)然這樣做會(huì)增加成本。600x600mm側(cè)發(fā)光面板燈LM-79數(shù)據(jù)C-HE80是一款高光效，高亮點(diǎn)隱藏的微結(jié)構(gòu)擴(kuò)散膜，主要用于直下式燈具。它有一個(gè)特點(diǎn)，在微結(jié)構(gòu)面朝外使用時(shí)可以收束出光角，比如120度的朗伯光源如果經(jīng)過C-HE80可以被收束為82度。這樣配合防眩光膜使用進(jìn)一步降低UGR值。下面圖示的光分布曲線顯示了面板燈中C-HE80+防眩光膜對(duì)于中心光的增益和眩光的抑制效果。一般來說，采用同樣的BrightView防眩光膜，如果用C-HE80替換普通擴(kuò)散板，600x600mm側(cè)發(fā)光面板燈LM-79數(shù)據(jù)普通擴(kuò)散膜單層G-系列防眩光擴(kuò)散膜C-HE80加G-系列擴(kuò)散膜G-系列微結(jié)構(gòu)防眩光貼合板