URG CHỈ SỐ XẾP HẠNG ĐỘ CHÓI MÀ BẠN CẦN BIẾT

Xếp hạng độ chói thống nhất (UGR), thường gọi là R UG hoặc R UGL, là một thước đo quan trọng được sử dụng để đánh giá mức độ khó chịu mà ánh sáng chói từ các nguồn chiếu sáng trong môi trường trong nhà có thể gây ra. Điều quan trọng về UGR là nó liên quan đến việc ánh sáng chói có thể gây ra tình trạng mỏi mắt, không thoải mái và thậm chí đau đầu, làm giảm năng suất làm việc và ảnh hưởng đến sức khỏe tổng thể của con người.

Trong những năm gần đây, thiết kế chiếu sáng trong môi trường trong nhà đã trở nên ngày càng quan trọng hơn. Chính vì vậy, việc xem xét mức độ chói mà các nguồn sáng nhân tạo tạo ra là một ưu tiên quan trọng. Trong bối cảnh này, khái niệm UGR trở nên vô cùng hữu ích, giúp đảm bảo rằng hệ thống chiếu sáng không chỉ cung cấp đủ ánh sáng, mà còn đảm bảo độ chói được giảm thiểu và tạo ra một môi trường thoải mái cho thị giác.

Bài viết blog này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về UGR, cách tính toán nó, giá trị chấp nhận được, và tầm quan trọng của sự đồng nhất trong việc chiếu sáng, cùng với ứng dụng của UGR trong việc thiết kế chiếu sáng trong môi trường ngoại trời.

UGR là gì?

UGR, viết tắt của Xếp hạng độ chói thống nhất (Unified Glare Rating), là một thước đo quan trọng dùng để đánh giá mức độ khó chịu mà ánh sáng chói từ các nguồn chiếu sáng trong không gian trong nhà có thể gây ra. UGR dựa trên một công thức toán học phức tạp, liên quan đến góc nhìn của người quan sát đến vùng sáng của đèn, vị trí của đèn, độ chói nền, và độ chói trung bình trong vùng sáng.

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến xếp hạng UGR của hệ thống chiếu sáng, bao gồm vị trí đặt các nguồn sáng, số lượng và cường độ của nguồn sáng, kích thước, hình dạng và tính chất của nguồn sáng, độ phản xạ của các bề mặt trong phòng và vị trí của người quan sát.

Công thức tính UGR bao gồm một loạt phép tính, kết quả cuối cùng thường được giới hạn (gọi là R UGL) trong khoảng từ 16 đến 28. Giá trị thấp hơn cho thấy ít mức độ khó chịu hơn do ánh sáng chói, trong khi giá trị cao hơn cho thấy mức độ khó chịu tăng lên.

Tóm lại, UGR là một thước đo quan trọng để đánh giá mức độ khó chịu do ánh sáng chói trong không gian bên trong và đòi hỏi tính toán các yếu tố khác nhau để xác định giá trị cuối cùng.

UGR được tính như thế nào?

Xếp hạng độ chói thống nhất có thể được tính theo cách sau:

 UGR = 8 log [0.25/L_b *  L_S ^2*ω/ρ²]

1. L_b là độ sáng nền (cd/m^2).
2. L_S là độ chói của khẩu độ của mỗi đèn theo hướng mắt người quan sát (cd/m^2).
3. ω là góc đặc của phần phát sáng của mỗi bộ đèn tại mắt người quan sát (sr).
4. ρ là sự dịch chuyển của đèn khỏi đường ngắm.

*1 là L_b, 2 là L_S, 3 là ω, và 4 là ρ, đây là chỉ số vị trí Guth của bộ đèn đối với người xem.

UGR	Tiêu chí chói khó chịu
10	Không thể nhận thấy
13	Chỉ có thể cảm nhận được
16	Có thể cảm nhận được
19	Chỉ chấp nhận được
22	Không thể chấp nhận
25	Chỉ là không thoải mái
28	Khó chịu

CIE 117 không giới hạn việc sử dụng công thức tính UGR. UGR chỉ áp dụng cho chiếu sáng trong nhà, với điều kiện rằng độ chói nền đồng đều, không dành cho nguồn sáng nhỏ (<0.0003 nguồn sáng hoặc nguồn điểm), không dành cho nguồn sáng lớn (>0.1 steradian), và không áp dụng cho chiếu sáng gián tiếp.

Vì vậy, UGR không phải là một giá trị cố định cho một thiết bị mà nó thay đổi tùy thuộc vào môi trường tổng thể và vị trí quan sát của bạn. Các giá trị UGR cụ thể có thể được tính toán trong các ứng dụng chiếu sáng, sau đó xem xét điều kiện và cách bố trí thực tế của phòng cũng như vị trí người quan sát.

Các bảng giá trị UGR được tạo ra bằng cách sử dụng các dữ liệu và tệp IES của thiết bị cố định, với kích thước phòng và bố trí thiết bị cố định cụ thể. Sự thay đổi so với các giả định này sẽ dẫn đến sự khác biệt trong giá trị UGR thực tế so với việc lấy giá trị tối đa từ một bảng.

Các bảng này tuân theo các giả định sau:

• Chiều cao lắp đèn tính từ mắt người quan sát (H) là 2m.
• Mắt người quan sát cách mắt 1,2m.
• Khoảng cách giữa các đèn: 1H hoặc 2m ở giữa.
• Vị trí người quan sát tập trung vào các bức tường phía sau và bên, với mắt hướng về điểm giữa của bức tường đối diện.
• Kích thước phòng được biểu thị bằng chiều cao lắp đặt (H).

Cuộc thảo luận trên dựa trên CIE 117. CIE 190 đã giới hạn các tham số để tính toán UGR Appl để tạo điều kiện thuận lợi cho việc so sánh giữa các bộ đèn.

• Chiều cao mắt người quan sát cố định ở 2m và S cố định ở 1.0H.
• Độ cao của mắt người quan sát so với mặt sàn là 1,2m.

Giá trị UGR được chấp nhận là gì?

Giá trị UGR được coi là “tốt” hoặc “chấp nhận được” có thể thay đổi tùy thuộc vào loại môi trường và công việc cụ thể mà người ta đang thực hiện. Nói chung, giá trị UGR dưới 19 được coi là thấp và thường mang lại môi trường chiếu sáng thoải mái cho hầu hết các không gian trong nhà. Tuy nhiên, ở các không gian yêu cầu sự chính xác trong thị giác như đọc hoặc lắp ráp chi tiết, có thể cần giá trị UGR thấp hơn, ví dụ như từ 16 trở xuống, để tránh tạo ra sự khó chịu và mệt mỏi cho thị giác.

Các quốc gia khác nhau có hướng dẫn riêng về giá trị UGR cho các loại không gian cụ thể. Ví dụ, ở Châu Âu, Tiêu chuẩn Châu Âu EN 12464-1 cung cấp các khuyến nghị về giá trị UGR cho các loại môi trường trong nhà khác nhau. Nói chung, tiêu chuẩn này khuyến nghị giá trị UGR từ 19 trở xuống cho các không gian như văn phòng, lớp học và không gian bán lẻ, trong khi giá trị UGR từ 22 trở xuống thích hợp cho không gian công nghiệp.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng những tiêu chuẩn này chỉ là hướng dẫn tối thiểu và có thể cần điều chỉnh dựa trên sự thoải mái và sở thích riêng của người sử dụng không gian. Ví dụ, giá trị UGR là 19 có thể được chấp nhận cho không gian văn phòng theo tiêu chuẩn, nhưng nếu người làm việc trong không gian đó cảm thấy ánh sáng không thoải mái hoặc gây mệt mỏi cho thị giác, giá trị UGR có thể cần phải được giảm xuống.

Giá trị UGR	Ứng dụng
16	Phòng họp & Phòng họp
19	Văn phòng & Thương mại
22	Công việc công nghiệp (Tốt)
25	Công việc công nghiệp (Cao)
28	Khu vực và hành lang lưu thông
Hơn 28	Được coi là ánh sáng khắc nghiệt (không thể chấp nhận được)

Phụ lục A của EN 12464-1:2021 sửa đổi

Vào năm 2021, Tiêu chuẩn Châu Âu EN 12464-1 đã trải qua một sự sửa đổi quan trọng, trong đó một trong những thay đổi chính là việc thêm phụ lục A, cung cấp “Thực hành được khuyến nghị liên quan đến việc triển khai phương pháp đánh giá UGR trong các tình huống ‘không chuẩn’.”

Phụ lục A cơ bản giải thích rằng phương pháp đánh giá UGR được sử dụng để lựa chọn ánh sáng phù hợp cho một không gian cụ thể, nhưng nó không phải lúc nào cũng dự đoán chính xác về mức độ chói. Đối với các tình huống không chuẩn, ví dụ như các phòng không đều hình dạng hoặc kích thước không tiêu chuẩn, kích thước của phòng có thể được xem xét gần đúng bằng cách ghép nó với một hình chữ nhật ảo. Nếu có sự kết hợp của nhiều loại đèn, thì cần phải xác định giá trị UGR cho từng loại đèn, và giá trị UGR cao nhất trong số chúng phải tuân theo giới hạn tối đa đã được thiết lập trong trường hợp xấu nhất.

Cần lưu ý rằng phương pháp UGR không áp dụng cho các hệ thống ánh sáng tổng thể, đèn chiếu sáng, hoặc trần phát sáng hoàn toàn gián tiếp. Đối với các phòng có kích thước lớn hơn 12H (trong đó H là chiều cao của phòng), cần thực hiện một phân tích chi tiết hơn để xác định xem có nên sử dụng phương pháp UGR hay không, hoặc liệu vấn đề về ánh sáng chói do bất kỳ khuyết tật nào có thể quan trọng hơn so với sự khó chịu do ánh sáng chói hay không.

Tiêu chuẩn độ chói ánh sáng là gì?

Tiêu chuẩn độ chói của ánh sáng là tập hướng dẫn quy định mức tối đa của độ chói mà một nguồn sáng có thể tạo ra. Những tiêu chuẩn này được thiết lập để đảm bảo rằng các sản phẩm chiếu sáng không gây khó chịu cho mắt và đáp ứng các tiêu chí về thiết kế và hiệu suất.

Trong số các tiêu chuẩn độ chói ánh sáng, có tiêu chuẩn phổ biến nhất là Xếp hạng độ chói thống nhất (UGR). UGR là một thước đo cho biết mức độ độ chói mà một nguồn sáng tạo ra trong một không gian cụ thể. Giá trị UGR càng thấp, thì mức độ chói càng ít. Giá trị UGR thường nằm trong khoảng từ 10 đến 30, trong đó 10 là giá trị thấp nhất và 30 là giá trị cao nhất.

UGR và sự không đồng nhất

UGR (Xếp hạng độ chói đồng nhất) đã có những thay đổi quan trọng, đặc biệt trong ngữ cảnh sử dụng đèn LED và các nguồn sáng không đồng đều. Trước đây, UGR được tính dựa trên giả định rằng độ chói phân bố đều trên toàn bộ nguồn chói. Tuy nhiên, điều này không còn phù hợp khi ánh sáng từ đèn LED phân bố không đều. Sự không đồng nhất này có thể làm cho giá trị UGR không thể phản ánh chính xác độ chói khó chịu mà người quan sát trải qua.

Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng đánh giá độ chói có sự khác biệt đáng kể giữa nguồn sáng không đồng đều và nguồn sáng đồng đều, ngay cả khi cùng có giá trị UGR tính toán. Điều này nghĩa là UGR theo định nghĩa truyền thống không còn phù hợp cho đèn LED. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã đề xuất cách điều chỉnh công thức UGR để nó cũng phản ánh giá trị đối với các nguồn sáng có sự không đồng đều.

Để đáp ứng nhu cầu về đánh giá độ chói khó chịu cho hệ thống chiếu sáng ngoại trời, CIE (Ủy ban Quốc tế về Ánh sáng) đã giới thiệu UGR’ (UGR prime) vào năm 2019. Đây là một phiên bản mở rộng của UGR, sử dụng hệ số điều chỉnh dựa trên sự không đồng đều của nguồn sáng.

Một giải pháp khác được đề xuất là xác định giá trị độ chói hiệu quả của nguồn sáng dựa trên phân bố độ chói thực tế, được gọi là vùng phát sáng hiệu quả. Phương pháp này sử dụng hình ảnh độ chói với độ phân giải cao của đèn, được đo bằng thiết bị đo độ chói hình ảnh. Chỉ những pixel có giá trị độ chói cao hơn 500 cd/m2 mới được tính vào vùng phát sáng hiệu quả.

Tính không đồng nhất là một yếu tố quan trọng không thể bỏ qua trong việc tính toán UGR. Nó có thể ảnh hưởng đến cách mà ánh sáng chói được đánh giá và cần phải được xem xét khi tính toán giá trị UGR. Điều này đảm bảo rằng UGR là một công cụ hiệu quả để đánh giá độ chói khó chịu trong nhiều ứng dụng chiếu sáng, bao gồm cả đèn LED.

UGR và chiếu sáng ngoài trời

Mặc dù Xếp hạng độ chói đồng nhất (UGR) được rộng rãi chấp nhận và sử dụng trong chiếu sáng trong nhà để đánh giá độ chói gây khó chịu, việc áp dụng UGR trong chiếu sáng ngoài trời (dân cư) vẫn còn ít nghiên cứu và thảo luận. Trong chiếu sáng ngoài trời, độ chói gây khó chịu là một yếu tố quan trọng, đặc biệt là ở các khu vực dân cư nơi sử dụng các nguồn sáng có tính không đồng đều. Hiện tại, CIE (Ủy ban Quốc tế về Ánh sáng) đang thực hiện nhiệm vụ phát triển một mô hình cảm giác độ chói gây khó chịu, có tiềm năng tạo ra một chỉ số thống nhất tương tự UGR cho việc đánh giá độ chói gây khó chịu trong chiếu sáng ngoài trời.

Tổng kết

Tổng kết, Xếp hạng độ chói thống nhất (UGR) đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự thoải mái và hiệu suất thị giác trong không gian trong nhà. Việc tính toán UGR xem xét nhiều yếu tố như góc chiếu, vị trí của nguồn sáng, độ chói nền và độ chói trung bình trong vùng ánh sáng. Thông thường, giá trị UGR dưới 19 được xem là chấp nhận được cho hầu hết các môi trường trong nhà, tuy nhiên, cần xem xét cụ thể theo nhu cầu của người sử dụng không gian.

Với sự ra đời của đèn LED, tính không đồng đều của nguồn ánh sáng đã trở nên quan trọng hơn trong việc đánh giá độ chói gây khó chịu. Để đáp ứng nhu cầu này, các nhà nghiên cứu đã đề xuất các điều chỉnh cho công thức UGR để làm cho nó phù hợp với các nguồn ánh sáng không đồng đều. CIE đã giới thiệu UGR’ vào năm 2019 là một sự mở rộng của UGR để giải quyết vấn đề đánh giá độ chói gây khó chịu trong hệ thống chiếu sáng ngoài trời (khu dân cư) không đồng đều.

Tóm lại, hiểu biết về UGR là quan trọng để thiết kế hệ thống chiếu sáng có đủ ánh sáng mà không gây chói và đảm bảo thoải mái cho thị giác.