光污染泛指影響自然環(huán)境,對人類正常生活、工作、休息和娛樂帶來的不利影響,損害人們觀察物體的能力,引起人體不舒適感和損害人體健康的各種光。城市照明的光污染可分為眩光與干擾光兩種。眩光常使用在對車輛、行人影響的評價,干擾光較多的使用在對居民影響的評價。眩光是指刺眼的路燈和沿途燈光廣告及標志所產(chǎn)生的眩光,使汽車司機開車感到緊張,容易造成嚴重后果。干擾光是指城市照明所用的高功率投光燈或路燈的光透過窗戶,將室內(nèi)照亮,使人晝夜不分,晚上難以入睡,打亂了人們正常的生物鐘規(guī)律,干擾人們正常工作和生活的一種現(xiàn)象。
干擾光主要來自兩個方面:一是來自泛光照明產(chǎn)生的溢出光。據(jù)推算,泛光照明有1/3的光線逸散到空中或射人室內(nèi);二是城市照明中各種燈光通過建筑物墻面及地面產(chǎn)生的反射光。所以城市照明設計中的照度和亮度的確定、光源的選擇、燈具的選型與布置等都與干擾光的產(chǎn)生有著密切的關系,可以通過合理的規(guī)劃,將光污染降低到適當?shù)某潭取?/span>
城巾夜景照明是城市環(huán)境中的重要組成部分,對塑造城市夜晚形象,提升生活服務環(huán)境起著良好的作用。夜景照明建設是城市繁榮富強的標志,休現(xiàn)了城市的現(xiàn)代化程度和文明水平,是城市經(jīng)濟發(fā)展保持持續(xù)、良性循環(huán)的重要組成部分。由于人們對高品質(zhì)生活的追求和人們夜晚活動時空間的擴大,城市夜晚的景觀照明、道路功能照明、商業(yè)廣告照明,均已成為都市生活中不可缺少的部分。但是并非所有的照明都會達到設計的效果,當城市照明對人、動植物以及環(huán)境產(chǎn)生不良影響時就變成光污染。如同水污染、大氣污染一樣,光污染也不利于城市的可持續(xù)發(fā)展。
一、夜景照明和功能照明產(chǎn)生的負面影響
在城市整體規(guī)劃中,設計師應當使用高科技手段制定高起點、高標準、高水平的城市照明工程發(fā)展的總體規(guī)劃,開展深層次的科研工作,這樣才能使晚間景觀照明達到更高的水平。
實踐證明,干擾性或過量的光輻射造成的光污染均會對人體健康和人類社會環(huán)境造成影響。首先,其直接影響人類大腦松果體對褪黑xx的分泌,褪黑xx的分泌左右著人類夜間睡眠的時間,并直接影響人類的壽命。在人類長期進化的過程中,適應了白晝光和黑夜,因此夜晚睡眠環(huán)境一定要黑暗,這樣才能分泌褪黑xx,使睡眠狀態(tài)下的生理生活和微循環(huán)處于正常的秩序和狀態(tài)。
其次,強光直接殺死昆蟲,影響植物與動物生存。奧地利科學家發(fā)現(xiàn),一只小型廣告燈箱一年可殺死35萬只昆蟲。而許多植物是靠昆蟲傳播花粉的,如果沒有昆蟲必將導致嚴重的生態(tài)災難。昆蟲的減少又使鳥類失去食物,植物授粉被進一步破壞。據(jù)美國鳥類學家統(tǒng)計,每年約有400萬只鳥因撞上高樓的廣告燈而死亡。
另外,過度的城市夜景照明妨礙了正常的天文觀測,已使全世界1/5的人對銀河“視而不見”,同時也加劇了能源危機。
缺少技術含量和無節(jié)制的盲目用光,給城市照明帶來負作用。不合理的沒計和單純地追求工程利潤,不僅造成了能源浪費還造成廠嚴重的光污染現(xiàn)象。
二、產(chǎn)生光污染的原因
從科學實驗和實測數(shù)據(jù)中分析夜晚天空光污染的成因,使每項照明工程、每一件晚間照明作品都具有強烈的目的性。例如:道路照明是為了照亮路面與環(huán)境,減少交通事故,因此要減少向上方照射的光量。入夜,城市華燈齊放、異彩紛呈,給城市帶來了生機和活力,但是由此引起的光污染、光泛濫卻嚴重影響到天文臺觀測。
光污染產(chǎn)生的主要原因有以下幾點:
1.缺乏整體規(guī)劃,沒有長期規(guī)劃、建設的習慣,而是常常為了某個活動或者節(jié)日的需要搞一些突擊性的規(guī)劃。而在這方面做得較好的一些發(fā)達國家則通常是有一個長期的合理規(guī)劃,比如法國里昂,12年前就開始作規(guī)劃,然后逐步實施。
2.缺少專業(yè)設計師。據(jù)介紹,現(xiàn)在很多設計基本上都是燈具公司為了銷售燈具免費提供的,這樣的設計效果可想而知。而國外大部分是由專業(yè)的照明公司來做,設計師也幾乎都是建筑師出身,或在建筑藝術方面有一定的修養(yǎng),這樣設計出來的效果就比較好。景觀照明的大力發(fā)展,要凝結(jié)多學科領域的精華,應充分采用現(xiàn)代科技工具、測試儀器,不斷發(fā)現(xiàn)、分析、甄別產(chǎn)生問題的真正原因,不斷地予以改進和提高,使各種晚間照明在科學上邁人更高的境界與水平。
三、預防光污染應采取的措施
在開始規(guī)劃和建設城市夜景照明的時候就應該考慮到光污染問題,從源頭防治光污染,做到防患于未然。對已經(jīng)產(chǎn)生光污染的城市應立即采取措施,把光污染xx在萌芽狀態(tài)。21世紀首先應該是生態(tài)環(huán)境建設的世紀,我國政府已把可持續(xù)發(fā)展作為基本國策??茖W家預言,21世紀是生物技術的時代,今后重大科學問題將從純粹探索自然界的奧秘轉(zhuǎn)向更多地研究人和自然界的關系。因此,在夜景照明領域中應充分研究人類的中間視覺特性,研究并檢測光源、光源與燈具整體以及被照射面的光譜特性,使三者的光譜特性相匹配、相適應。這不僅涉及人們的美學感受,而且涉及能源的利用率,是夜景照明可持續(xù)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。用低色溫的光源照射冷色系的墻體,或用高色溫的光源照射暖色系的墻體都會造成能源的浪費。研制節(jié)能光源,檢測并研究光源的光譜特性,研究裝有燈具的整體光源的光譜特性,研究被照墻面的光譜分布,從而創(chuàng)造三者{zj0}組合。研究內(nèi)光外透光源與窗玻璃光譜特性的關系,研究含反光窗簾的新型內(nèi)光外透方式……這些建立在高科技手段上的夜間照明方式將在節(jié)約能源、防治光污染的前提下使夜間照明獲得可持續(xù)發(fā)展的空間。
3.1 從管理角度預防光污染
建議國家制定與光污染有關的技術規(guī)范和相應的法律法規(guī)。目前,城市夜景照明規(guī)劃末被列入城市規(guī)劃的編制體系中。根據(jù)城市發(fā)展的需要,夜景照明應當作為單獨的專項規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃。對有關城市夜景照明的各種相關指標作出強制性的規(guī)劃,進一步完善城市總體規(guī)劃。專家認為在我國城市景觀建設迅速發(fā)展的時期,盡快制定景觀照明的技術標準是必要的,不要走別人已經(jīng)走過的彎路。另外,專家認為加強夜間景觀設計,施工規(guī)范化管理也十分重要。我國目前從事燈光設計施工的人員當中專業(yè)技術人員很少,許多產(chǎn)生光污染和光干擾的夜間景觀是由不科學的設計施工造成的。據(jù)了解,天津市頒布的《城市夜景照明技術規(guī)范》,是我國{dy}個有關夜景照明的技術規(guī)范。北京市在夜景建設中曾有一個《城市夜景照明工程評比標準》,但衡量光污染的方面只有簡單的項目。專家呼吁,城市夜景建設中缺乏科學性和規(guī)范化的局面亟待改變。例如,主管部門對夜景照明的照度等級、亮度及其均勻度、眩光、光源色彩、供電控制系統(tǒng)等進行合理的控制,可避免因無序的亮度競爭(亮度在大于10cd/m2時人的眼睛為明視覺)而帶來的光污染和電能的浪費。預防光污染對整個城市生態(tài)環(huán)境的亮化、美化和舒適化具有重要的意義。
3.2 從技術角度預防光污染
1.在建筑物的泛光照明中,為滿足立面照度的需求,要根椐表面材料的反射比和色彩吸收情況,適當選擇寬光譜輻射的光源,但盡量不使用有強烈色彩的有色光源,以減少因視覺對顏色強烈對比的不適應而產(chǎn)生的顏色污染。
2.控制光污染最根本的辦法是為夜景照明提供合理的設計。對城市夜景照明的控制應采用智能化的集中管理、分散控制,體現(xiàn)出靈活、節(jié)能、安全的設計理念。
3.定制關燈時間并盡量減少開燈時間。廣告、裝飾、道路及建筑物泛光照明可在午夜后關閉或部分關閉,既節(jié)約了能源,又減少了光污染,也延長了照明燈具的使用壽命。
4.大力推廣使用新型節(jié)能光源。國內(nèi)多數(shù)夜景照明不僅不節(jié)能,還大量耗能;還十分刺眼,容易產(chǎn)生視覺疲勞。國內(nèi)的節(jié)能光源使用與國際標準有一定差距。因此,應大力推廣使用高光效的光源,提高泛光照明效率,降低城市熱島效應,保護城市生態(tài)環(huán)境。
5.限制逸散光{zh0}的辦法是采用截光型燈具或給光源裝沒格柵、遮光片、防護罩等。以有效控制照明燈具的遮光角,防止直射光線的逸散和眩光產(chǎn)生。對建筑物泛光照明采用從上向下投射光的做法,防止反射光的逸散;對有大玻璃幕墻的建筑可采用內(nèi)透光突出建筑輪廓。
6.安全可靠的施工也是保證城市夜景照明質(zhì)量,防治光污染的有效措施之一。燈具位置及控制沒備的合理設置,既防止了逸散光的污染,又防止了因燈具及控制設備裸露而帶來的視覺污染。同時,安裝時對建筑的保護措施也防止了對城市景觀及建筑物本身立面造型的破壞而引起的視覺景觀污染。
7.對廣告、裝飾、道路及建筑物等城市夜景照明燈具及設備的日常維護是防治光污染的有效措施之一,也是防xx落傷人、漏電事故和城市景觀污染的重要保證。所以城市照明設計中照度和亮度的確定、光源的選擇、燈具的選型與布置等都與干擾光的產(chǎn)生有著密切的關系??梢酝ㄟ^合理的規(guī)劃,將光污染降低到適當?shù)某潭取?/span>
總之,為了擁有一個舒適悅目、明亮有序的城市夜景照明環(huán)境,為了擁有一個可持續(xù)發(fā)展的城市生態(tài)環(huán)境,采用科學管理的方法與合理的設計施工手段是防治光污染、保護環(huán)境的重要措施,也是我們共同追求的目標。