BS EN 13032——灯具与光源光度数据测量与表示标准系列

Light and Lighting — Measurement and Presentation of Photometric Data of Lamps and Luminaires(2004+A1 版)

💡 BS EN 13032 系列标准是欧洲标准化委员会(CEN)制定、由英国标准学会(BSI)转化的关于光与照明中灯具与光源光度数据的测量与表示的标准族,由英国 BSI 技术委员会 CPL/34(灯及相关设备)下属分委员会 CPL/34/10(光与照明)负责,其中第 3 部分由分委员会 CPL/34/9(应急照明)负责。照明设计需要准确的光度数据——光通量、光强分布(配光曲线)、亮度、色度等——来描述灯具与光源的光学性能。该系列规定了这些光度数据的测量方法、数据表示格式以及面向不同应用(室内外工作场所、应急照明)的呈现方式,是实现照明计算、模拟与设计的共同基础,也是灯具制造商与照明设计师之间唯一的”语言”。ICS 分类号包括 17.180.20(颜色和光的测量)与 29.140.01(灯的一般特性)。

💡 该系列共 4 个分部:第 1 部分规定光度测量方法与数据文件格式,第 2 部分规定室内外工作场所数据的表示,第 3 部分规定应急照明数据的表示,第 4 部分补充测量与表示方法。理想的光度数据链是:实验室按第 1 部分测量 → 按第 2/3 部分组织呈现 → 设计师据此完成照明设计计算。

一、系列概述与适用范围 📌

BS EN 13032 系列适用于灯具与光源光度数据的测量与表示,主要分部如下:

  • BS EN 13032-1:2004+A1:2012:测量与文件格式(Measurement and file format)。规定光度测量的方法与光度数据文件格式(如 IES/LDT 格式),取代 BS 354:1995。
  • BS EN 13032-2:2004:室内外工作场所数据的表示(Presentation of data for indoor and outdoor work places),于 2004 年 12 月由 CEN 批准,并纳入了 2007 年 2 月的勘误。
  • BS EN 13032-3:2007:工作场所应急照明数据的表示(Presentation of data for emergency lighting of work places),于 2007 年 8 月由 CEN 批准,取代 BS 5225-3:1982。
  • BS EN 13032-4:2015:补充的测量与表示方法(扫描版本,依据公开领域知识撰写)。
标准号年份主题核心内容典型用途
BS EN 13032-12004+A1:2012测量与文件格式光度测量、数据文件格式灯具光度测试、数据交换
BS EN 13032-22004室内外工作场所数据表示室内外工作场所光度数据呈现照明设计计算
BS EN 13032-32007应急照明数据表示应急照明光度数据呈现应急照明设计与验收
BS EN 13032-42015补充测量与表示补充方法与呈现特殊照明应用

值得注意的是,BS EN 13032-1:2004 取代了 BS 354:1995(积分光度计与测角光度计的构造与使用建议),同时与 BS 7920:2005 和 BS 667:2005 配合使用。BS 354:1995 中关于积分光度计与测角光度计构造与使用的建议未纳入 EN 13032-1 的范围,改在英国国家附录 NA 中给出;BS EN 13032-1 仅规定用于测试灯具的实验室亮度计与照度计,不涉及其他实验室用途或现场使用的仪器。

⚠️ 该系列第 1 部分只规定用于测试灯具的实验室亮度计与照度计,不适用于其他实验室用途或现场使用的亮度计/照度计(分别由 BS 7920:2005 与 BS 667:2005 规定)。现场照度验收测量应使用符合相关校准要求的现场仪器。

二、光度测量的基本原理与量值体系 📐

光度学(Photometry)是基于人眼视见函数(CIE 标准观察者 V(λ) 曲线)对辐射量进行加权的人眼视觉评价体系。与辐射度量直接对应,常用的光度学量包括:

光度学量符号单位物理含义
光通量Φ流明(lm)光源在单位时间内辐射出的可见光能量
光强I坎德拉(cd)单位立体角内的光通量
照度E勒克斯(lx)单位面积上接收到的光通量
亮度L坎德拉每平方米(cd/m²)单位投影面积、单位立体角内的光强

在计量链上,所有光度测量均溯源到国际单位制(SI)基准。实验室通常以国家计量院的基准灯或基准照度计进行量值传递,通过标准灯定期校准积分球与分布光度计系统。测量时应对光源进行老炼(ageing,即点燃规定时间以稳定光输出)、按额定电压或额定功率供电、控制环境温度(通常为(25±1)℃),并在光源达到热稳定后进行读数。

2.1 光通量的测量:积分球光度计

积分球(乌布利希球,Ulbricht sphere)是测量光源总光通量的标准装置,其内壁涂有高反射率、近似朗伯特性的漫反射涂层(如硫酸钡或聚四氟乙烯)。球内光源发出的光经多次漫反射后在球壁上形成均匀的照度,通过球壁测光窗口处的照度值即可推算总光通量。测量时可采用绝对法(直接测定)或相对法(与已知标准灯比对);为消除光源自身吸收的影响,可交替测量被测灯与辅助灯,通过辅助灯法修正吸收误差。

2.2 配光曲线的测量:分布光度计

分布光度计(goniophotometer,又称测角光度计)用于测量灯具光强随空间方向的变化,其测量原则是保持光探测器(或灯具)在不同角度上测量,将各方向光强按球坐标(C-γ 或 B-β 体系,即 C 平面与 γ 角)记录,即得到配光曲线(光强分布表)。配光数据通常以 5°、10° 或 15° 的角度步长给出。分布光度计分为旋转灯具式、旋转探测器式与镜面反射式等类型,测量距离应满足远场条件(通常不小于灯具最大发光面尺寸的 5 倍并满足反平方定律要求)。

🚨 测量条件不当会直接导致光度数据失真:光源未稳定就读数、供电电压偏离额定值、环境温度失控、测量距离不满足远场条件、或未作仪器校准,都可能使光通量与配光数据产生显著误差,进而误导照明设计。

三、光度数据文件格式(第 1 部分)📁

EN 13032-1 规定了光度数据文件的结构与格式,使不同制造商、不同照明设计软件之间能够交换灯具的配光数据。实际工程中广泛应用的两种格式为:

  • IES 格式(IESNA LM-63):北美照明工程学会制定的文本文件格式,头部包含灯具信息、测试数据、光通量、效率等元数据,主体为按 C 平面与 γ 角排列的光强数据。
  • EULUMDAT(LDT)格式:欧洲照明数据格式,字段包括灯具名称、制造商、光通量、效率、灯具尺寸,以及按 C 平面(0°/90°/180°/270°)组织的垂直角光强矩阵,广泛用于 Dialux、Relux 等欧洲照明设计软件。

标准化的文件格式还应记录测量单位、光源类型、测试条件、配光曲线对称性与灯具安装方式等信息,以便设计软件正确解析与应用数据。

✅ 采用标准化的光度数据文件格式,可保证不同制造商、不同设计软件之间的数据兼容,提高照明设计的准确性与可复现性,减少因手工录入造成的错误。

四、室内外工作场所数据表示(第 2 部分)📊

EN 13032-2 规定了用于室内外工作场所照明设计的光度数据的表示方法。室内工作场所数据主要面向工作面照度、均匀度、眩光(UGR)评价与维护系数等设计计算;室外工作场所则侧重道路、广场、停车场等的照度与亮度要求。标准要求以统一的表格与曲线形式呈现配光数据、光通量、效率、防护等级(IP)等关键参数,使设计者能够依据标准化的数据格式进行照明方案的计算与比选。

在实际呈现中,灯具供应商应提供的数据包括:灯具总光通量、灯具效率(光输出比)、向上/向下光通量比、配光曲线(通常在极坐标或表格中给出)、光强最大值及方向、以及适用的安装方式与光源配置。对于 LED 灯具,还需提供色温(CCT)、显色指数(CRI)与色度坐标等色度数据,因为这些参数直接关系到视觉舒适度与照明质量。

五、应急照明数据表示(第 3 部分)🆘

EN 13032-3 规定了工作场所应急照明(包括疏散照明与备用照明)的光度数据表示方法。应急照明在断电等紧急情况下保障人员安全疏散,其照度水平、均匀度与持续时间有特殊要求(如疏散通道地面照度不低于规定值、持续供电时间满足法规要求),需要专门的光度数据呈现方式。该部分通常与 EN 1838(应急照明)及建筑防火规范配套使用,保证疏散路线的可识别性与安全性。

应急照明数据应特别注明光源的额定光通量、电池供电下的维持照度与持续时间、以及定向疏散指示标志(疏散标志灯)的安装高度、间距与可见性要求。对于自容式应急灯具,还需注明充电时间、转应急响应时间与电池寿命等关键参数。

六、工程实践与应用要点 🛠️

  • 🔍 数据获取:采购灯具时索取符合 EN 13032-1 的光度测试报告与数据文件,确保数据来源可靠、测试条件清晰。
  • 🔧 照明设计:采用标准光度数据文件进行照明计算,按 EN 13032-2/3 的要求呈现室内外工作场所与应急照明数据,输出照度分布、均匀度与眩光评价。
  • 📋 数据交换:在不同设计软件间传输光度数据时,确保文件格式(IES/LDT)兼容,注意单位制(公制/英制)与坐标体系的一致,避免数据丢失或单位错误。
  • 📊 验收评价:按 EN 13032-4 及相关标准进行现场或实验室测量,验证实际照明性能与设计一致;现场使用符合 BS 667 要求的照度计。

七、常见问题解答 ❓

❓ 问:为什么光度数据需要统一的文件格式?
答:统一格式(如 IES/LDT)便于不同制造商、不同照明设计软件之间交换与共享光度数据,避免重复测量与格式转换错误,提高设计效率与准确性。
❓ 问:积分球与分布光度计有何区别?
答:积分球用于测量光源/灯具的总光通量;分布光度计用于测量光强随方向的变化,得到配光曲线。两者共同描述灯具的光度性能。
❓ 问:LED 灯具的数据文件为什么还要包含色度数据?
答:LED 光源的光谱特性与传统光源差异大,色温、显色指数与色度坐标直接影响视觉舒适度与照明质量,因此标准化的数据文件中应一并记录。
❓ 问:应急照明为什么需要专门的数据表示方法?
答:应急照明在紧急情况下保障安全疏散,其照度、均匀度与持续时间要求特殊,需要专门的光度数据呈现方式以满足设计、验收与法规要求。
🔍 问:该系列是否适用于现场使用的照度计?
答:不适用。第 1 部分仅针对测试灯具的实验室仪器;现场或一般实验室用的亮度计/照度计分别由 BS 7920 与 BS 667 规定。
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