城市照明光污染的控制與對(duì)策
2017-07-19 17:43 點(diǎn)擊:2143 作者：郝洛西
核心提示：光污染作為城市人居環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)方面，近年來(lái)在我國(guó)越來(lái)越受到重視。國(guó)內(nèi)由于光污染產(chǎn)生的民事糾紛和環(huán)保投訴也越來(lái)越多見(jiàn)諸報(bào)道，然而光污染控制的具體措施還尚欠缺。這篇文章在參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件的基礎(chǔ)上，提出了在滿足照明要求的前提下，有效控制和消除產(chǎn)生光污染的一些對(duì)策。
郝洛西 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院( 200020)
一、明確設(shè)計(jì)目標(biāo)
控制光污染最有效的方法莫過(guò)于在設(shè)計(jì)階段就要對(duì)溢散光等障害光進(jìn)行控制。綜合數(shù)量和質(zhì)量意義上的研究，可以將其分為功能性設(shè)計(jì)目標(biāo)和環(huán)境性設(shè)計(jì)目標(biāo)。
1．功能性設(shè)計(jì)目標(biāo)
按照頒布的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 45和《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T 163的要求，將設(shè)計(jì)目標(biāo)嚴(yán)格控制在一定的照明標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，同時(shí)滿足各類(lèi)視覺(jué)活動(dòng)的基本要求。高于標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，就會(huì)存在光污染的潛在誘因。因此，要特別注意這種情況的發(fā)生。照明質(zhì)量并不總追求高的照度水平，為人們提供良好的視覺(jué)條件應(yīng)該將著眼點(diǎn)放在均勻的照度水平和控制燈具的眩光。
2．環(huán)境性設(shè)計(jì)目標(biāo)
對(duì)障害光敏感的區(qū)域，應(yīng)該要審慎處理建筑物外觀照明和環(huán)境的照明。要在單體設(shè)計(jì)時(shí)分析環(huán)境因素，這涉及到燈具的位置和投光方內(nèi)。要分析對(duì)自然環(huán)境的影響，如是否位于生態(tài)保護(hù)區(qū)；對(duì)建筑使用者的影響，如根據(jù)戶外照明法則，確定燈位布置和開(kāi)關(guān)時(shí)間；分析對(duì)交通的影響，如對(duì)道路、鐵路、航空和水運(yùn)帶來(lái)哪些不利因素，尤其是對(duì)交通標(biāo)識(shí)的可見(jiàn)度的影響。
二、調(diào)整燈具安裝
燈具安裝的位置和投光方向，是有效防止光污染的重要因素。燈具必須設(shè)有反光板，制止上方漏光。由于反光板的聚光作用，光線不再四處擴(kuò)散，路面得到了有效照明而變得更加明亮，同時(shí)還能節(jié)約能源。夜景照明在非重大節(jié)日期間，應(yīng)禁止探照燈向空中照射。
1．安裝高度
燈具的安裝高度對(duì)控制溢散光起著主要的作用，因?yàn)橥豆鉄舻墓夥植荚谝恍┣闆r下總是向下投光，如場(chǎng)地照明的停車(chē)場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，較容易控制被照?qǐng)龅氐墓庹铡Ｔ趪?guó)際照明委員會(huì)(CIE)的出版物《足球場(chǎng)照明》(57-1983:Lighting for Football)中，依據(jù)運(yùn)動(dòng)員和觀眾的視覺(jué)需要提出了燈具安裝高度和投光角度的建議。燈具安裝高度高， 溢散光少，易于遮光，燈具本身的眩光較少，但白天燈具明 顯；安裝高度低，則情況相反。但對(duì)于完全截光的投光照明， 優(yōu)缺點(diǎn)于此則不同。燈具的安裝高度取決于照明設(shè)計(jì)要求和 相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，或?qū)Υ怪闭斩仍O(shè)計(jì)的要求。安裝高度低的 燈具，可以采用較小的光源，較寬的光束，更大的投射角度：
2．投射距離
投射距離是由燈具的配光特性決定的，另外，需要考 慮人的安全和消除障礙物對(duì)視線的遮擋。投射距離遠(yuǎn)，溢散光多，難以遮光。對(duì)于被照目標(biāo)為遠(yuǎn)和高的建筑物，這時(shí)可 使用窄光束。投射距離近，溢散光少，易于遮光，使用寬束 光對(duì)近和低的建筑物投光較為合適。
3．光通量
光通量大，效率高，但存在較大溢散光的可能。調(diào)節(jié) 的辦法是提高安裝高度和增加投射距離。當(dāng)然由此可以減少 燈具使用的數(shù)量，減少控制部分的費(fèi)用。光通量小，情況則與之相反。
4．光束角
如果光束角的寬窄能夠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，就可以有控制溢散光，減少對(duì)遮光設(shè)置的需要。光束角窄，均勻照亮同樣大小的區(qū)域，需要的燈具數(shù)量會(huì)多；光束角寬，遮光
效果則難以達(dá)到理想狀態(tài)。
5．與附近房屋的距離
照明裝置離房屋的距離越遠(yuǎn)，房屋受到的溢散光影響就會(huì)弱一些。對(duì)燈具本身來(lái)講，遮光設(shè)置簡(jiǎn)單，對(duì)于光線的控制也會(huì)容易些。俚是當(dāng)照明裝置距離房屋很近時(shí)，要顧及光線對(duì)居民或房屋使用者的不良干擾。遮光設(shè)置要經(jīng)過(guò)仔細(xì)的推敲和設(shè)計(jì)4，以取得最佳的控制效果。
6．垂直投光角
垂直投光角的大小直接關(guān)系到是否能夠?qū)⒐饩€有效投射到被照目標(biāo)上。一般來(lái)講，垂直投光角高，容易產(chǎn)生溢散光，遮光效果不好，但可以獲得較高的垂直照度；反之，投光角度低，溢散光較少，易于遮光，垂直照度低，而水平照度高（見(jiàn)圖1）。
三、阻斷向上投射的光
對(duì)于街道和場(chǎng)地照明，這里包括運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等，應(yīng)該使用截光型燈具，這樣可以減少或消除向上投射的光：當(dāng)然這并不意味著可以全部消除水平面以上的光線，像地面或路面的反射光，也是影響可見(jiàn)度的一個(gè)重要因素。
四、城市照明控制標(biāo)準(zhǔn)
在城市照明設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，適當(dāng)控制各區(qū)域以及建筑物外觀照度水平，必將有助于控制障害光。國(guó)際照明委員會(huì)( CIE)根據(jù)環(huán)境的明暗程度將照明環(huán)境分為4級(jí)（見(jiàn)表1），分別給出了表2場(chǎng)地照明上射光比率最大值等參考標(biāo)準(zhǔn)、表3房屋垂直照度最大值限制( CIE)、表4建筑物及廣告表面最大亮度值、表5指定方向燈具光強(qiáng)的最大值。在我國(guó)頒發(fā)的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 45和《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T 163都有明確的規(guī)定。
需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，除了直接光照部分，被照物表面的亮度還應(yīng)包括反射照度值的貢獻(xiàn)。反射照度的大小直接取決于被照面表面材料的反射特性。在大多數(shù)場(chǎng)地照明情況下，反射照度都較低，如草地和柏油馬路。而顏色相對(duì)較淺的表面，如混凝土路面和淺色墻面，就要考慮反射照度了。作為建筑師，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)如果可以采用較高輻射率的淺色墻面，無(wú)疑對(duì)照明來(lái)講，可以降低照度，達(dá)到節(jié)能目昀。
五、將非照明目標(biāo)的光照降到最低
在城市夜景照明中，我們對(duì)居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、行政區(qū)和娛樂(lè)場(chǎng)所的建筑物或招牌照明使用投光燈或聚光燈時(shí)，務(wù)必將光瞄準(zhǔn)被照物。因?yàn)?，?duì)建筑物或廣告進(jìn)行投光照明時(shí)，會(huì)有一部分光線射向了建筑物或廣告牌外，應(yīng)此要將這部分光照降低到最低水平。
六、正確選擇和使用燈具
為了減少溢散光，燈具選擇要考慮適當(dāng)?shù)呐涔猓灰獙⒐馔ɡ速M(fèi)在被照物的投光區(qū)域外，因此需要了解燈具各角度的光度參數(shù)。對(duì)于環(huán)境敏感區(qū)域，投光照明對(duì)燈具的選擇更加謹(jǐn)慎，應(yīng)選擇具有良好控光裝置的燈具。在戶外照明中，應(yīng)特別注意投光燈具的光束角分類(lèi)，不同的光束角分別應(yīng)用于不同的具體情況。為了控制溢散光，燈具需要附加格柵、反射板和遮光設(shè)置（見(jiàn)圖3和圖4所示）。
七、控制照明運(yùn)行時(shí)間
在深夜降低路面亮度（照度）或關(guān)閉夜景照明是節(jié)能效果最為明顯的一項(xiàng)措施。道路照明宜根據(jù)所在道路的照明等級(jí)、夜間路面實(shí)時(shí)照明水平以及不同時(shí)間段的交通流量、車(chē)速、環(huán)境亮度的變化等因素，確定相應(yīng)時(shí)段所需的照明水平，通過(guò)智能控制方式調(diào)節(jié)路燈照明水平。
夜景照明進(jìn)入午夜后，一些廣告牌的照明和不是位于城市重要景觀帶的建筑及內(nèi)透光高層辦公建筑，應(yīng)該將其關(guān)閉。臨近居民區(qū)的城市景觀照明，進(jìn)入夜間休息時(shí)段應(yīng)及時(shí)關(guān)閉。
(A)建筑物立面被照亮，但是一些光損失了，直接向上。只要有可能，就應(yīng)將光束控制向下照射。
(B)如果不可能做到，我們建議應(yīng)該使用反射器、遮光板和非對(duì)稱配光，盡量將光投射到需要被照的區(qū)域，將光損控制在最?。?br /> (C)注意燈縣的投射角度，可以將光線壓低到行人視線以下，避免對(duì)行人產(chǎn)生眩光。
(D)用于庭院步道照明的燈具，光損失很大，正確的照明要求使用安裝有反射器和格柵的燈具。其上射光通比不應(yīng)大于25 2．以控制光污染。
(E)在道路照明中，特別注意使用截光型或半截光型的燈具，減少直接眩光。采用雙光源的燈具可通過(guò)深夜關(guān)閉一只光源的方法降低路面照度水平以節(jié)約電能。
(F)應(yīng)該加強(qiáng)反光器的配光設(shè)計(jì)，有些情況下應(yīng)該將對(duì)稱配光改為非對(duì)稱配光，使得光更有效地投射到被照區(qū)域。
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