1、 REVIEW OF LIGHTING QUALITY MEASURES FOR INTERIOR LIGHTING WITH LED LIGHTING SYSTEMS CIE 205:2013 UDC: 628.931 Descriptor: Electrical lighting design 628.972 Interior lighting 628.987 Evaluation of lighting installations ISBN 978-3-902842-46-6 THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The Interna
2、tional Commission on Illumination (CIE) is an organization devoted to international co-operation and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in about 40 countries. The objectives
3、 of the CIE are: 1. To provide an international forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology
4、in the fields of light and lighting. 3. To provide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters r
5、elating to the science, technology and art in the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organizations concerned with matters related to the science, technology, standardization and art in the fields of light and lighting. The work of
6、the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Technical Committees. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the wo
7、rld. A plenary session is held every four years at which the work of the Divisions and Technical Committees is reviewed, reported and plans are made for the future. The CIE is recognized as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among internatio
8、nal organizations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE La Commission Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. E
9、lle est compose de Comits Nationaux reprsentant environ 40 pays. Les objectifs de la CIE sont : 1. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaine
10、s. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage. 3. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4. De prpa
11、rer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par des suje
12、ts relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lc
13、lairage. Les normes et les rapports techniques labors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour laveni
14、r. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui concerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist
15、eine Organisation, die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in rund 40 Lndern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein int
16、ernationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Messtechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwic
17、keln. 3. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, T
18、echnik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit
19、 etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind auf der ganzen Welt anerkannt. Alle vier J
20、ahre findet eine Session statt, in der die Arbeiten der Divisionen berprft, berichtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den interna
21、tionalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(1)714 31 87 0, Fax: +43(1)714 31 87 18 e-mail: ciecbcie.co.at WWW: http:/www.cie.co.at/ CIE 2013 - All rights reserved REVIEW OF LIGHTING QUALITY MEASUR
22、ES FOR INTERIOR LIGHTING WITH LED LIGHTING SYSTEMS CIE 205:2013 UDC: 628.931 Descriptor: Electrical lighting design 628.972 Interior lighting 628.987 Evaluation of lighting installations ISBN 978-3-902842-46-6 CIE 205:2013 II This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 3-50 of
23、 Division 3 “Interior Environment and Lighting Design“ and has been approved by the Board of Administration as well as by Division 3 of the Commission Internationale de lEclairage. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and
24、 is intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 3-50 de la Division 3 “Environnement intrieur et tude de lclairage“ et a
25、t approuv par le Bureau et Division 3 de la Commission Internationale de lEclairage. Le document expose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est destin tre utilis par les membres de la CIE et par tous les intresss. Il faut c
26、ependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Dieser Technische Bericht ist vom Technischen Komitee CIE 3-50 der Division 3 “Innenraum und Beleuchtungsentwurf“ ausgearbeitet und vom Vorstand sowie Division 3 der Commission Internationale de lEclairage gebilligt worden. Das Dokumen
27、t berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass das Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrift ist. Any m
28、ention of organizations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr le soin ap
29、port la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegung angewende
30、t wurde, besteht die Mglichkeit, dass diese nicht vollstndig sind. CIE 2013 - All rights reserved CIE 205:2013 III The following members of TC 3-50 “Lighting Quality Measures for Interior Lighting with LED Lighting Systems” took part in the preparation of this Technical Report. The committee comes u
31、nder Division 3 “Interior Environment and Lighting Design”. Authors: Dikel, E. Canada Dokuzer ztrk, L. Turkey Knoop, M. Netherlands / Germany (Chair) Miller, N. USA Mochizuki, E. Japan Nmethn Vidovszky, A. Hungary Schanda, J. Hungary Thorns, P. United Kingdom Advisors: Bieske, K. Germany Bisegna, F.
32、 Italy Davis, W. USA / Australia Dehoff , P. Austria Goven, T. Sweden Hara, N. Japan Kronqvist, A. Sweden McGowan, T. USA Pellegrino, A. Italy Peng, S. China Pracki, P. Poland Ryckaert, W. Belgium van der Burgt, P. Netherlands Wang, W. China CIE 205:2013 IV CONTENTS Summary . V Resume . V Zusammenfa
33、ssung . V 1 Introduction 1 2 Terms of Reference 1 3 Scope 1 4 LED Characteristics 2 5 Quality Measures 2 5.1 Way of Working . 2 5.2 Relevant Quality Measures 3 6 Quality Criteria . 3 6.1 Light Distribution . 3 6.2 Glare . 4 6.2.1 Discomfort Glare 4 6.2.2 Overhead Glare . 6 6.2.3 Veiling Reflections
34、. 7 6.2.4 Conclusions . 7 6.3 Colour Rendering and Preference for Colour Appearance 7 6.4 Flicker . 8 7 Recommendations 10 7.1 Room Appearance . 10 7.2 Modelling of Faces 11 7.3 Shadows . 12 7.4 Colour Consistency 14 8 Considerations for Future Applications 15 8.1 Opportunities . 15 8.1.1 Light Colo
35、ur Preference . 15 8.1.2 Object Colour Appearance . 15 8.1.3 Brightness Perception 16 8.2 Challenges 16 8.2.1 Visual Fatigue 16 8.2.2 Discomfort Glare from Vertically Oriented Lighting Solutions . 17 8.2.3 Colour Consistency of Vertically Oriented Lighting Solutions . 17 9 Conclusions . 17 9.1 Quali
36、ty Criteria 18 9.2 Quality Recommendations . 18 10 Recommendations 18 Annex A Impact of Source Non-Uniformity on Glare Perception 19 References . 21 CIE 205:2013 V REVIEW OF LIGHTING QUALITY MEASURES FOR INTERIOR LIGHTING WITH LED LIGHTING SYSTEMS Summary With recent increases in luminous flux and e
37、fficacy, LEDs have started to compete with conventional light sources in luminaires for general lighting. Typical LED characteristics, such as directional light, small size and high brightness are as such not new light source characteristics; nonetheless they are (alone or as combination) new charac
38、teristics in some areas of functional interior lighting, such as offices, class rooms, meeting rooms or patient rooms. Most existing quality measures for those applications are derived from research with and referring to the use of diffuse fluorescent lighting. This report provides information on th
39、e suitability of existing lighting quality measures when applied to (commercial) interior LED lighting systems. It identifies the gaps and weaknesses in existing quality measures, recommends new quality measures and includes suggestions for required research. REVUE CRITIQUE DES MESURES DE LA QUALIT
40、DE LCLAIRAGE DES AMBIANCES INTRIEURES RALISES PAR LES SYSTMES DCLAIRAGE LED Resume De par leurs rcentes amliorations tant au niveau de leur flux lumineux et de leur efficacit, les LEDs concurrencent maintenant les sources conventionnelles pour luminaires destination de lclairage fonctionnel. Les car
41、actristiques typiques des LEDs telles que la directionnalit de la lumire, leur faible dimension et leur brillance leve ne sont en soi pas de nouvelles caractristiques. Il existe cependant de nouvelles caractristiques ( traiter indpendamment ou en combinaison avec les caractristiques existantes) appl
42、icables certains domaines de lclairage intrieur fonctionnel, comme les bureaux, les salles de cours, les salles de runions ou dexamen. La plupart des mesures de qualit de ces applications sont issues de recherches ralises au moyen dclairage fluorescent diffus et qui rfrent sa mise en uvre. Ce rappor
43、t fournit des informations sur la pertinence des mesures de qualit de lclairage appliques aux systmes (commerciaux) dclairage LED intrieur. Il identifie les lacunes et faiblesses des mesures de qualit existantes, recommande de nouvelles mesures de qualit et inclut des suggestions pour les recherches
44、 ncessaires. BEWERTUNG LICHTTECHNISCHER GTEMERKMALE FR DIE INNENRAUMBELEUCHTUNG MIT LED-BELEUCHTUNGSSYSTEMEN Zusammenfassung Durch die in jngster Zeit erfolgte Steigerung von Lichtstrom und Lichtausbeute sind Leuchtdioden (LEDs) in den Wettbewerb mit konventionellen Lichtquellen in Leuchten fr die A
45、llgemeinbeleuchtung getreten. Typische LED-Eigenschaften wie gerichtetes Licht, kleine Abmessungen und groe Helligkeit sind an sich keine neuen Eigenschaften von Lichtquellen; dennoch sind sie (einzeln oder als Kombination) neue Eigenschaften in Hinsicht auf einige Gebiete funktioneller Innenraumbel
46、euchtung, wie z.B. Bros, Klassenrume, Besprechungs-rume oder Krankenzimmer. Die meisten existierenden Gtekriterien fr diese Anwendungen werden aus Forschungsergebnissen mit und in Bezug auf die Nutzung von diffusem Leuchtstofflampenlicht hergeleitet. Dieser Bericht liefert Informationen zur Eignung
47、bestehender Beleuchtungs-Gtekriterien bei Anwendung auf (kommerzielle) LED-Innenraumbeleuchtungssysteme. Die Lcken und Schwchen existierender Gtekriterien werden aufgedeckt, neue Gtekriterien werden empfohlen und Vorschlge fr erforderliche Forschung gemacht. CIE 205:2013 VI CIE 205:2013 1 1 Introduc
48、tion In the last decade light emitting diodes (LEDs) have shown a rapid evolution. Luminous flux, luminous efficacy, colour quality and power per LED have strongly increased and this development is ongoing. The unique properties of LEDs such as their small size and the availability of saturated colo
49、urs ranging from red, green, blue to different tones of white offer tremendous new possibilities in application. At first LEDs were used in “luminance driven” applications such as signage, markers, decorative lighting, cove lighting etc. These are applications where the LED lighting systems are used to generate a bright (coloured) plane, line, or architectural shape, in other
