DB61T-户外LED显示屏光学参数限值要求编制说明.docx

户夕卜LED显示屏光学参数限值要求陕西省地方标准编制说明一、工作简况（包括任务来源、协作单位、主要工作过程、起草组组成成员及其所做的主要工作等）（一）任务来源根据陕西省市场监督管理局关于下达2021年第一批地方标准计划的函（陕市监函（2021）424号）文件要求，“户外LED显示屏光学参数限值要求”（项目编号：SDBXM106-2021）于2021年5月13日正式下达编制任务，依据陕西省市场监督管理局文件和DB61/T12142018地方标准制定规范要求编写“户外LED显示屏光学参数限值要求”地方标准。随着经济和社会的快速发展，户外LED显示屏已成为当前户外显示广告媒体的新宠，拥有媒体展示、信息发布、交通诱导、创意显示等用途。LED显示屏画面色彩鲜艳、立体感强、静如油画、动如电影，广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、工业企业管理和其它公共场所。近年来我省户外LED显示屏的使用数量节节攀升，关于LED显示屏光污染和干扰光的投诉也逐年上升，引起光污染和干扰光问题的主要原因有：（1）LED显示屏的基色亮度过高。目前户外LED屏最大亮度已经高达80（K）Cd?以上，显示屏画面快速变化（闪烁），受众只能被动接受,容易引起视觉的不适。(2)LED显示屏的亮度与环境照度强烈的对比。白天的环境照度非常高，显示屏的干扰光不明显；傍晚以后环境照度开始下降，特别是在夜间，过高的LED显示屏亮度，与周围较暗的环境照度形成鲜明对比，对视觉的刺激远比白天强烈，严重影响了市民的视觉舒适性。(3)LED显示屏设置位置不当。设置在道路交叉口附近的显示屏，过高的亮度及动态闪烁都容易对行人和驾驶人员正常行车造成影响，存在交通安全隐患。目前还没有专门针对户外LED显示屏光学参数限值及测量方法的国家标准，只有上海市在2012年发布了DB31/708-2012公共场所发光二极管(LED)显示屏最大可视亮度限值和测量方法上海市地方标准。现有的国家、地方光污染相关标准和各省市地方管理性文件,有的虽然提出了LED显示屏亮度限值要求，但各类标准限值参差不齐，对在实际测量中判定LED显示屏是否造成光污染带来了困扰。而且忽略了户外场地昼夜照明条件变化导致的光污染、蓝光危害和能源浪费等问题。一些显示屏生产厂家已经开发了“自动亮度调整系统”，它能根据环境照度自动换算适合环境的播出亮度，但是不同厂家的换算对应关系不一样。因此，制定户外LED显示屏光学参数限值要求标准，规范产品的亮度设置和根据环境照度自动调节，减少和预防由于光污染直接和间接造成的危害，以及带来的能源的浪费问题，迫在眉睫。通过制定本标准，为我省环保、城建等相关部门防治户外LED显示屏光污染提供技术参考和指导，为城建管理部门在建设规划的初期，就注意规划安装带有自动亮度调整系统的显示屏，防止光污染和减少能源浪费提供技术支撑，对合理引导户外LED显示屏产业的发展具有积极作用，对保护人类所生存的环境和减少资源浪费具有重要意义。（二）协作单位本规范由陕西省计量科学研究院承担起草，陕西省照明学会、西安市城市管理和综合执法局、利亚德光电股份有限公司、陕西省煤层气开发利用有限公司、陕西工业职业技术学院协作起草完成。（三）主要工作过程1、成立标准起草工作组，制定工作方案，启动标准项目标准项目下达后，我们积极组织技术骨干成立了标准起草工作组，工作组成员人员结构合理，具有较丰富的专业知识和实践经验，熟悉业务，了解标准化工作的相关规定并具有较强的文字表达能力。工作组成立后，研究制定了标准编制、户外现场测量、实验室模拟试验等工作方案，明确了内部分工及进度要求，责任落实到人，按照地方标准编制要求启动项目，展开标准编制工作。2、调查研究，收集资料，撰写标准征求意见稿标准工作组对户外LED显示屏的现状进行了系统的研究分析，查阅大量文献掌握户外LED显示屏光学参数及测量方法的基础资料，收集其他相关的国内外标准，以及相关行业标准和规范。同时，还向省内外LED显示屏生产企业的技术人员了解行业的最新技术进展，向行业内专家征询了对户外LED显示屏光学参数限值的看法以及相关政策需求，为标准的制定明确了方向、确立了构架。为了掌握陕西省目前户外LED显示屏光学参数的现状，标准工作组人员分赴西安、宝鸡、渭南等多个地区进行调研和测量，广泛听取相关管理部门和居民的意见和建议，并开展了多次工作组内的技术研讨。在完成标准草稿后，标准工作组首先利用2个多月时间，挑选非重度污染的夜晚，在户外LED显示屏可能产生光污染和干扰光的区域进行实地测量。为了进一步研究不同环境照度下，户外LED显示屏亮度对人眼舒适性的影响，确定不同环境照度下让大多数人感觉舒适和不舒适的亮度值。标准工作组搭建了均匀照度动态环境调节实验室，模拟户外环境照度，征集151名具有正常颜色视觉者（男85人,女66人），用1个多月时间进行人因试验。标准工作组通过实地测量和实验测量，取得了大量一手数据，圆满完成户外LED显示屏光学参数限值的量值验证工作。在2021年10月完成了户外LED显示屏光学参数限值要求征求意见稿。本标准制定过程中借鉴和参考的标准见表k表1相关借鉴和参考标准编号标准代号标准名称1国际标准CIE150-2003GuideonthelimitationOftheeffectsOfobtrusivelightfromoutdoorlightinginstallationS2国家GB/T29458-2012体育场馆LED显示屏使用要求及检验方法3标准GB/T36101-2018LED显示屏干扰光评价要求4GB/T34973-2017LED显示屏干扰光现场测量方法5GB/T20145-2006灯和灯系统的光生物安全性6部门/行业标准JGJ/T163-2008城市夜景照明设计规范ST/T11141-2017发光二极管(LED)显示屏通用规范7ST/T11281-2017发光二极管(LED)显示屏测试方法8地方标准DB61/T1033-2016室外光污染限值及检测方法9DB31/708-2012公共场所发光二极管(LED)显示屏最大可视亮度限值和测量方法(四)起草组组成成员及其所做的主要工作1、起草组组成成员：李奕、马馄、周秉直、黄琼华、马扬、段文瑞、贾煜、白建军、李荣、吴永顺、詹月梦、姜鹏涛、张晓颖、张恒、王嘉明、李新声、薛腾飞、薛皓洁。李奕：项目负责人、主要起草人马银、黄琼华：项目测量方案设计人、主要起草人周秉直：项目组织实施人马扬、白建军、詹月梦：行业应用组织实施人李荣、段文瑞、姜鹏涛、吴永顺、张恒、王嘉明、李新声、薛腾飞、薛皓洁：项目实地测量实施人二、标准编制原则和确定标准主要内容：包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等的依据(包括试验、统计数据);地方标准修订项目还应当列出和原标准主要差异情况(一)编制原则1、以符合国家及地方相关法律、法规的规定为原则。2、编写格式符合GB/T1.12020标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写的要求。3、技术先进，积极借鉴国际标准和引用国内先进标准；科学合理，有利于促进户外LED显示屏技术进步，提高光学参数限值评价水平，减少LED显示屏产生的光污染对人们生活的影响；经济适用，立足于陕西省当地实际情况，有利于合理设置户外LED显示屏，节约能源，提高经济效益。（二）主要内容按照国家标准和行业标准的格式，标准的主要内容包括：1、范围：本标准的规定范围和适用范围。2、规范性引用文件：引用的国标和行标。3、术语和定义：定义了LED显示屏、干扰光、光污染、环境照度、最大亮度、自动亮度调整系统共六个术语。4、户外LED显示屏光学参数的限值：首先对城市环境亮度进行了区域划分，分为天然暗环境区域、低亮度区域、中等亮度区域、高亮度区域。其次，在不同自然环境照度下，规定了每种环境亮度区域下的户外LED显示屏亮度限值。提出了户外LED显示屏亮度随环境照度自动调整系数建议。5、测量方法：规定了试验条件；使用的测量设备及仪器设备计量性能要求、环境照度测量选择点和测量程序、户外LED显示屏选择点和测量程序。（三）、试验验证：包括试验（或验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明，实验结果综述等针对户外LED显示屏的亮度限值，国内外现有的相关标准主要分类方法有：按照环境区域、显示屏面积、显示屏类型、自然环境照度分类。但是不同标准规定的户外LED显示屏或广告与标识的亮度限值差异较大。以E4区面积大于10Hi?的全彩色LED显示屏在夜间正常播放时为例，主要有四个不同限值：400cdm500cdm600cdm1000cdm20各类标准亮度限值的不一致，对在实际测量中判定LED显示屏是否造成光污染带来了困扰。为了研究户外LED显示屏的亮度情况，从2021年8月至2021年10月，用2个多月时间对不同环境亮度区域LED显示屏进行实地测量。挑选非重度污染和无雨雪天气的夜晚，在容易产生光污染的E4和E3环境区域，对西安市碑林区等主城区内40块户外LED显示屏夜间正常播放时的亮度现场测量，其中E4区18块、E3区30块。从设置空间布局上看，这些显示屏主要布局在商业广场、步行街、道路两侧、道路交会区，多安装在多层或高层裙楼的楼身、楼顶部和高层底部。使用柯尼卡美能达CS2000A光谱辐射亮度计，在离地面1.5m高处，当LED显示屏正常播放时任意选择测量显示区域，用亮度计沿着与LED显示屏显示内容连线方向测量，每个显示屏采集9个数据，记录所有数据,取其中最大值作为显示屏最大亮度结果。通过对48块户外LED显示屏实地测量，显示屏亮度最小值112cdm2,最大值3624cd/m%现场测量数据实证了部分户外LED显示屏亮度超高，屏幕瞬时亮度变化大。同一块户外LED显示屏，亮度最大值与最小值的比值可高达6.4倍（如鼓楼广场），这对观察者的视觉冲击力极大。同一环境区域内不同显示屏的亮度差异更大，如E4区LED显示屏亮度最小值112cdm2,最大值3624cdm2,最大值是最小值的32.4倍。对实测的户外LED显示屏亮度用不同标准进行评价,结果见表2：表1户外LED显示屏亮度评价表标准/规范城市夜景照明设计规范深圳市福田区、罗湖区、南山区、盐田区及北站地区户外LED显示屏设置专项规划LED显示屏干扰光评价要求塞外光污染限制条件及检测方法E4区亮度限值（cdm2）4005006001000超过限值的屏数量（块）1312115超过限值的屏占比72%67%61%28%E3区亮度限值（cdm2）300250400800超过限值的屏数量（块）27282515超过限值的屏占比96%100%89%54%由表2可知大部分户外LED显示屏亮度超过现行的国家相关标准或地方管理性文件，有的甚至远远高于限值要求，尤其是E3区比E4区的LED显示屏超过亮度限值占比更高。在实际应用时，能够有效减少LED显示屏光污染的措施主要有控制播放时间段和控制显示屏播放亮度。LED显示屏在夜间不应采用白天的播放模式和亮度，应具备根据自然环境照度的变化调节显示屏亮度的功能，降低亮度减少光污染。其中，E4区18个采样点的测量数据，亮度超过600cdm2的采样点有11个，如雁塔南（金花大屏幕）、大雁塔北广场（大屏幕）、大雁塔南端（银泰城大屏幕）、纺织城转盘华夏世纪广场（大屏幕）、高新路与南二环十字大香港酒楼（大屏幕）等，超过本标准限值的采样点约占总数的61%；E3区30个采样点测量数据，亮度超过400cdr2的采样点有27个，如华美十字西北角（大屏幕）、土门十字东北角（大屏幕）、科技四路与高新十字东北角（大屏幕）等，超过本标准限值的采样点约占总数的96%,这些大屏幕在E3区造成非常严重的光污染。对人们的身心健康和交通安全危害最大，需要引起相关部门高度重视。为了进一步研究不同环境照度下，户外LED显示屏亮度对人眼舒适性的影响，确定不同环境照度下让大多数人感觉舒适和不舒适的亮度值。标准工作组搭建了均匀照度动态环境调节实验室，模拟户外环境照度，征集151名具有正常颜色视觉者(男85人,女66人)进行试验。根据太阳运动的基本规律，日落后从黄昏到傍晚时的自然环境照度约为(300-100)Ix,因此以100IX为临界值，重点考虑自然环境照度不大于100IX时，户外LED显示屏亮度与环境照度之间的关系。由于傍晚到夜间环境照度较低，因此在均匀照度动态环境调节中,将环境照度调节分为照度较低的四档：(0.15)lx、(5-25)lx、(25-50)Ix和(50100)Ix,测量在不同环境照度下观察者观看不同亮度LED显示屏的舒适性，记录照度范围、照度值、视力舒适亮度值、不舒适亮度值。通过大量数据采集、科学统计不同环境照度下舒适亮度和不舒适亮度分布情况，进而得出随环境照度变化的照度一一舒适亮度对应关系，以及照度一一不舒适亮度对应关系。通过舒适性评价研究，确定城市户外LED显示屏的亮度值设置与环境照度的匹配问题。搭建的均匀照度动态环境调节实验室主要由光学暗室、户外P4规格LED显示屏、光通量可调灯具、视力表、照度计和亮度计等组成。暗室尺寸6mX6m,墙面用双层天鹅绒窗帘遮挡，地面铺黑色毡垫,天花板用反射率较低、光谱均匀性好的涂料喷涂，模拟户外天空暗环境。天花板上灯具选用GE品牌光通量可线性调节的LED晶云系列平板灯，模拟需要调节的照明环境。实验步骤：每个受测观察者进行4轮测试，(1)将暗室照度调节为第一档(0.1-5)Ix,实测照度为3.4Ix,模拟深夜暗环境，观察者先看视力表，记录能看清楚的视力行数，然后观看LED显示屏视频播放画面，记录舒适亮度值O通过电脑软件控制逐渐增加屏幕亮度,记录观察者感觉不舒适时的亮度值，保持此亮度观看视频30S后关闭屏幕，观察者立即(2s内)看视力表并读数。若比初测视力时有所下降，记录影响视力的不舒适亮度值，若没有变化，继续增加屏幕亮度重新测量，直至找到对观察者视力有影响的不舒适亮度值；(2)依次再将暗室照度分别调节为其他三档范围，实测照度分别为15.2Ix,49.7Ix,98.5Ix,重复(1)步骤，测量观察者不同环境照度下的舒适亮度值、不舒适亮度值。对测量数据分析，为减小个体样本误差影响，在151个观察者数据中，每组数据去掉10%的最低亮度值,去掉10%最高亮度值，以中间80%的亮度平均值作测量结果，并统计出舒适亮度和不舒适亮度区间，计算亮度与环境照度之间的关系表3：表3不同环境照度、观察者感觉舒适亮度、不舒适亮度之间的关系序号预设环境照度范围(Ix)实测环境照度(Ix)舒适亮度区间(cdm2)舒适亮度平均值(cdm2)不舒适亮度区间(cdr2)不舒适亮度平均值(cdm2)舒适亮度与环境照度比值不舒适亮度与环境照度比值不舒适亮度与舒适亮度比值1(0.1-5)3.4(150-500)313(500-2000)1159923413.72(525)15.2(300IOoo)553(1000-2500)1725361143.13(2550)49.7(4001300)773(13003500)233016473.04(50Ioo)98.5(5001700)956(17004000)2877IO293.0依据表3数据，环境照度在一定的照度范围内，观察者感觉不舒适的亮度与感觉舒适的亮度比值介于3.O3.7之间。当确定观察者感觉比较舒适的亮度后，亮度值增加至约3倍，就会引起观察者眼睛的不舒适。因此，建议LED显示屏的亮度设置在人眼感觉舒适的亮度范围内，且最高不能超过舒适亮度值的3倍。总之，根据户外现场测量和户外LED显示屏亮度对人眼舒适性测量数据，最终得出：(1)LED显示屏亮度限值要求：当户外LED显示屏周边自然环境照度大于IOOIx时，LED显示屏的亮度不做限值。当户外LED显示屏周边自然环境照度不大于100Ix时，LED显示屏的亮度限值应符合表4的规定。表4户外LED显示屏亮度限值要求自然环境照度(Ix)不同环境区域户外LED显示屏亮度(cd/)ElE2E3E4100不宜设置W300400600>100不限值(2)户外LED显示屏应当配备环境照度自动调整系统，具备随环境照度的变化自动调整亮度的功能,环境照度监测探头应置于LED显示屏周围0.3m内无遮挡处。显示屏亮度限值随环境照度自动调整系数可参考表5的数据，根据环境照度换算出合适的LED显示屏亮度来播放画面。表5户外LED显示屏亮度限值随环境照度自动调整系数自然环境照度(Ix)户外LED显示屏亮度限值随环境照度自动调整系数ElE2E3E40.15-304050525-810162550-561050100-346>100亮度与人眼舒适性试验也验证了在环境照度(0.1-5)lx、(525)lx、(2550)IX和(50IOo)IX范围内，综合考虑表4中各个环境区域的亮度限值，以及表3中舒适亮度与环境照度比值96、36、16、10,按照环境照度值越低，屏幕亮度应该越低的原则，在表5中提出了户外LED显示屏亮度随环境照度自动调整系数的参考建议值。(3)采用的现场试验测量方法试验条件：应选择在空气能见度较高的时候进行测量，避免环境因素对测量的干扰。除另有规定外，测试条件为环境温度：5。C35C,相对湿度：20%RH-8O%RHo测量设备：使用标准级照度计，量程应满足(0.1-2×103)Ix；使用标准级或一级亮度计，量程应满足(0.12XI(T)cdm2;激光测距仪，量程应满足(050)m;钢卷尺，量程应满足(010)m。环境照度测量：测量点的选择：在户外LED显示屏左侧、右侧或上边缘的位置，选取一无明显遮挡仅有自然光的位置，测量垂直照度作为现场测试的自然环境照度。测量步骤：用照度计测量户外LED显示屏的环境照度，照度监测探头应置于LED显示屏周围0.3m内无遮挡处，在3Fnin内测量m次，m选取4,取平均值作为环境照度测量结果。再根据公式(1)计算得到环境照度值。m式中：E第i个测量点的环境照度值(Ix)；E环境照度平均值(lx)。户外LED显示屏最大亮度测量：测量点的选择：根据表2确认所处的环境属于哪一种城市环境亮度区域类型，在适于观看显示屏或者可能对人群造成影响的位置进行测量。测量步骤：在离地面L5m高处，当LED显示屏正常播放时任意选择测量显示区域,用亮度计沿着与LED显示屏显示内容连线方向测量,采集不少于30个数据，取其中最大值作为显示屏最大亮度。上述试验方法和结果验证表明：本标准所涉及的户外LED显示屏光学参数限值符合实际情况，测量方法行之有效，也说明了该标准在陕西省地区的实用性、可靠性和指导性。该标准的正式实行后，根据标准中对户外LED显示屏光学参数限值的要求，将为规范和指导陕西省城市户外LED显示屏广告工程、夜景装饰工程等行业的发展,既减少光污染，又提高能源利用效率带来更多实际的意义。四、知识产权说明：标准涉及的相关知识产权说明无五、采标情况：采用国际标准和国外先进标准的程度或与国内同类标准水平的比较本标准主要参考了国际标准CIE150-2003Guideonthelimitationoftheeffectsofobtrusivelightfromoutdoorlightinginstallations中提出的“城市环境亮度的区域划分”和“光污染限值”。本标准查阅和参考大量国内外标准和文献的基础上，结合本省情况并通过大量实地量值验证，形成户外LED显示屏光学参数限值和检测方法征求意见稿。参照GB/T36101-2018和GB/T34973-2017,考虑显示屏亮度测量位置和测量方法。这两个标准提出了显示屏亮度的限值要求，未涉及到环境照度变化，但是实际应用时、显示屏不应总在最大亮度模式下工作。与之相比，增加屏幕亮度随环境照度下降而降低的要求，即能减少产生光污染，又可减少户外LED显示屏使用单位的能源消耗，最终节约使用方的运行成本，还可提升受众观看显示器的视觉舒适度。参照行标ST/TH141-2012和ST/T11281-2017中的大气试验条件、光学性能测试中采集范围不得小于16个像素，明确现场检测方法。参照上海地方标准DB31/708-2012公共场所发光二极管(LED)显示屏最大可视亮度限值和测量方法，提出根据照度环境限制显示屏亮度。参照地方标准DB61/T1033-2016和DB31/708-2012,考虑环境照度分类和亮度区域分类，提出更严格的LED显示屏亮度要求。本标准属国内同类标准先进水平。对相关标准中的光学参数技术指标进行了科学的补充和细化，使相关标准达到有效、无缝衔接,提高依据标准检测的可操作性。使户外LED显示屏既能满足信息传递、氛围烘托、直播转播和广告宣传等功能性的需求的同时，又不会带来光污染，还能节约能源，并且提升观众视觉舒适度。本标准与现行法律、法规和强制性标准无相互矛盾和抵触的条款。六、重大分歧意见的处理：包括处理过程、依据和结果；无重大分歧意见七、标准性质的建议说明：建议审批发布为推荐性标准或强制性标准的说明及理由由于目前国内尚没有户外LED显示屏光学参数限值要求的国家标准，因此，建议将本标准作为推荐性地方标准发布实施，用于指导和规范城市户外LED显示屏广告宣传工程、夜景装饰工程等产品的安装和合理使用。八、其他应予说明的事项