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浅析城市照明光污染的危害与防治

作者:中山市齐天照明有限公司 来源:zsqitian 发布时间:2020-03-26 浏览:18

  随着社会经济与城市建设的迅速发展,人们对夜生活品质的要求越来越高,城市夜景照明也受到各方重视。夜景照明中,如何提高照明品质,避免光污染,使之更好地为社会服务已成为关注的热点。

  光污染泛指影响自然环境,对人类正常生活、工作、休息和娱乐带来的不利影响,损害人们观察物体的能力,引起人体不舒适感和损害人体健康的各种光。城市照明的光污染可分为眩光与干扰光两种。眩光常使用在对车辆、行人影响的评价,干扰光较多的使用在对居民影响的评价。眩光是指刺眼的路灯和沿途灯光广告及标志所产生的眩光,使汽车司机开车感到紧张,容易造成严重后果。干扰光是指城市照明所用的高功率投光灯或路灯的光透过窗户,将室内照亮,使人昼夜不分,晚上难以入睡,打乱了人们正常的生物钟规律,干扰人们正常工作和生活的一种现象。

  干扰光主要来自两个方面:一是来自泛光照明产生的溢出光。据推算,泛光照明有1/3的光线逸散到空中或射人室内;二是城市照明中各种灯光通过建筑物墙面及地面产生的反射光。所以城市照明设计中的照度和亮度的确定、光源的选择、灯具的选型与布置等都与干扰光的产生有着密切的关系,可以通过合理的规划,将光污染降低到适当的程度。

  城巾夜景照明是城市环境中的重要组成部分,对塑造城市夜晚形象,提升生活服务环境起着良好的作用。夜景照明建设是城市繁荣富强的标志,休现了城市的现代化程度和文明水平,是城市经济发展保持持续、良性循环的重要组成部分。由于人们对高品质生活的追求和人们夜晚活动时空间的扩大,城市夜晚的景观照明、道路功能照明、商业广告照明,均已成为都市生活中不可缺少的部分。但是并非所有的照明都会达到设计的效果,当城市照明对人、动植物以及环境产生不良影响时就变成光污染。如同水污染、大气污染一样,光污染也不利于城市的可持续发展。

  一、夜景照明和功能照明产生的负面影响

  在城市整体规划中,设计师应当使用高科技手段制定高起点、高标准、高水平的城市照明工程发展的总体规划,开展深层次的科研工作,这样才能使晚间景观照明达到更高的水平。

  实践证明,干扰性或过量的光辐射造成的光污染均会对人体健康和人类社会环境造成影响。首先,其直接影响人类大脑松果体对褪黑激素的分泌,褪黑激素的分泌左右着人类夜间睡眠的时间,并直接影响人类的寿命。在人类长期进化的过程中,适应了白昼光和黑夜,因此夜晚睡眠环境一定要黑暗,这样才能分泌褪黑激素,使睡眠状态下的生理生活和微循环处于正常的秩序和状态。

  其次,强光直接杀死昆虫,影响植物与动物生存。奥地利科学家发现,一只小型广告灯箱一年可杀死35万只昆虫。而许多植物是靠昆虫传播花粉的,如果没有昆虫必将导致严重的生态灾难。昆虫的减少又使鸟类失去食物,植物授粉被进一步破坏。据美国鸟类学家统计,每年约有400万只鸟因撞上高楼的广告灯而死亡。

  另外,过度的城市夜景照明妨碍了正常的天文观测,已使全世界1/5的人对银河“视而不见”,同时也加剧了能源危机。

  缺少技术含量和无节制的盲目用光,给城市照明带来负作用。不合理的没计和单纯地追求工程利润,不仅造成了能源浪费还造成厂严重的光污染现象。

  二、产生光污染的原因

  从科学实验和实测数据中分析夜晚天空光污染的成因,使每项照明工程、每一件晚间照明作品都具有强烈的目的性。例如:道路照明是为了照亮路面与环境,减少交通事故,因此要减少向上方照射的光量。入夜,城市华灯齐放、异彩纷呈,给城市带来了生机和活力,但是由此引起的光污染、光泛滥却严重影响到天文台观测。

  光污染产生的主要原因有以下几点:

  1.缺乏整体规划,没有长期规划、建设的习惯,而是常常为了某个活动或者节日的需要搞一些突击性的规划。而在这方面做得较好的一些发达国家则通常是有一个长期的合理规划,比如法国里昂,12年前就开始作规划,然后逐步实施。

  2.缺少专业设计师。据介绍,现在很多设计基本上都是灯具公司为了销售灯具免费提供的,这样的设计效果可想而知。而国外大部分是由专业的照明公司来做,设计师也几乎都是建筑师出身,或在建筑艺术方面有一定的修养,这样设计出来的效果就比较好。景观照明的大力发展,要凝结多学科领域的精华,应充分采用现代科技工具、测试仪器,不断发现、分析、甄别产生问题的真正原因,不断地予以改进和提高,使各种晚间照明在科学上迈人更高的境界与水平。

 

  三、预防光污染应采取的措施

  在开始规划和建设城市夜景照明的时候就应该考虑到光污染问题,从源头防治光污染,做到防患于未然。对已经产生光污染的城市应立即采取措施,把光污染消除在萌芽状态。21世纪首先应该是生态环境建设的世纪,我国政府已把可持续发展作为基本国策。科学家预言,21世纪是生物技术的时代,今后重大科学问题将从纯粹探索自然界的奥秘转向更多地研究人和自然界的关系。因此,在夜景照明领域中应充分研究人类的中间视觉特性,研究并检测光源、光源与灯具整体以及被照射面的光谱特性,使三者的光谱特性相匹配、相适应。这不仅涉及人们的美学感受,而且涉及能源的利用率,是夜景照明可持续发展的关键环节。用低色温的光源照射冷色系的墙体,或用高色温的光源照射暖色系的墙体都会造成能源的浪费。研制节能光源,检测并研究光源的光谱特性,研究装有灯具的整体光源的光谱特性,研究被照墙面的光谱分布,从而创造三者最佳组合。研究内光外透光源与窗玻璃光谱特性的关系,研究含反光窗帘的新型内光外透方式……这些建立在高科技手段上的夜间照明方式将在节约能源、防治光污染的前提下使夜间照明获得可持续发展的空间。

 3.1 从管理角度预防光污染

  建议国家制定与光污染有关的技术规范和相应的法律法规。目前,城市夜景照明规划末被列入城市规划的编制体系中。根据城市发展的需要,夜景照明应当作为单独的专项规划纳入城市总体规划。对有关城市夜景照明的各种相关指标作出强制性的规划,进一步完善城市总体规划。专家认为在我国城市景观建设迅速发展的时期,尽快制定景观照明的技术标准是必要的,不要走别人已经走过的弯路。另外,专家认为加强夜间景观设计,施工规范化管理也十分重要。我国目前从事灯光设计施工的人员当中专业技术人员很少,许多产生光污染和光干扰的夜间景观是由不科学的设计施工造成的。据了解,天津市颁布的《城市夜景照明技术规范》,是我国第一个有关夜景照明的技术规范。北京市在夜景建设中曾有一个《城市夜景照明工程评比标准》,但衡量光污染的方面只有简单的项目。专家呼吁,城市夜景建设中缺乏科学性和规范化的局面亟待改变。例如,主管部门对夜景照明的照度等级、亮度及其均匀度、眩光、光源色彩、供电控制系统等进行合理的控制,可避免因无序的亮度竞争(亮度在大于10cd/m2时人的眼睛为明视觉)而带来的光污染和电能的浪费。预防光污染对整个城市生态环境的亮化、美化和舒适化具有重要的意义。

  3.2 从技术角度预防光污染

  1.在建筑物的泛光照明中,为满足立面照度的需求,要根椐表面材料的反射比和色彩吸收情况,适当选择宽光谱辐射的光源,但尽量不使用有强烈色彩的有色光源,以减少因视觉对颜色强烈对比的不适应而产生的颜色污染。

  2.控制光污染最根本的办法是为夜景照明提供合理的设计。对城市夜景照明的控制应采用智能化的集中管理、分散控制,体现出灵活、节能、安全的设计理念。

  3.定制关灯时间并尽量减少开灯时间。广告、装饰、道路及建筑物泛光照明可在午夜后关闭或部分关闭,既节约了能源,又减少了光污染,也延长了照明灯具的使用寿命。

  4.大力推广使用新型节能光源。国内多数夜景照明不仅不节能,还大量耗能;还十分刺眼,容易产生视觉疲劳。国内的节能光源使用与国际标准有一定差距。因此,应大力推广使用高光效的光源,提高泛光照明效率,降低城市热岛效应,保护城市生态环境。

  5.限制逸散光最好的办法是采用截光型灯具或给光源装没格栅、遮光片、防护罩等。以有效控制照明灯具的遮光角,防止直射光线的逸散和眩光产生。对建筑物泛光照明采用从上向下投射光的做法,防止反射光的逸散;对有大玻璃幕墙的建筑可采用内透光突出建筑轮廓。

  6.安全可靠的施工也是保证城市夜景照明质量,防治光污染的有效措施之一。灯具位置及控制没备的合理设置,既防止了逸散光的污染,又防止了因灯具及控制设备裸露而带来的视觉污染。同时,安装时对建筑的保护措施也防止了对城市景观及建筑物本身立面造型的破坏而引起的视觉景观污染。

  7.对广告、装饰、道路及建筑物等城市夜景照明灯具及设备的日常维护是防治光污染的有效措施之一,也是防止脱落伤人、漏电事故和城市景观污染的重要保证。所以城市照明设计中照度和亮度的确定、光源的选择、灯具的选型与布置等都与干扰光的产生有着密切的关系。可以通过合理的规划,将光污染降低到适当的程度。

  总之,为了拥有一个舒适悦目、明亮有序的城市夜景照明环境,为了拥有一个可持续发展的城市生态环境,采用科学管理的方法与合理的设计施工手段是防治光污染、保护环境的重要措施,也是我们共同追求的目标。

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