駱小軍

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421005）

逸散光污染的技術(shù)控制

駱小軍

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421005）

天向逸散光污染的產(chǎn)生，既不能對目標(biāo)建筑進行有效照明，也不能產(chǎn)生很好的藝術(shù)效果，反而能導(dǎo)致大量能源浪費，又影響環(huán)境，造成城市自然生態(tài)的污染和破壞。所以應(yīng)從光源、映照方式以及生態(tài)環(huán)境控制等一體化思維角度出發(fā)，強化對逸散光污染的技術(shù)控制。

逸散光；光污染；控制技術(shù)

隨著經(jīng)濟和文化的發(fā)展，夜景照明在帶給人們安全和豐富和夜間生活的同時，也產(chǎn)生了光污染等負(fù)面的影響。對光污染的理解，目前還沒有統(tǒng)一的定義。比較能接受的說法是：光污染是由外溢光雜散光的不利影響造成的不良照明環(huán)境，狹義地講，即為障害光的消極影響。其數(shù)量或方向足以引起人們煩躁、不舒適、注意力不集中或降低對于一些重要信息（如交通信號）的感知能力，甚至對動、植物亦會產(chǎn)生不良影響的外溢光雜散光即為障害光[1]。

這種光污染，不僅在全球范圍內(nèi)造成了巨大的能源浪費，而且對于人類的生活、工作帶來了許多干擾和侵害。照明設(shè)計師在進行夜景照明設(shè)計時，實際上都自覺考慮了逸散光污染的問題，但是由于技術(shù)上的限制、結(jié)構(gòu)上的限制和業(yè)主或市容部門的要求，在建成的夜景照明工程中，還是不能很好的控制燈光向天空的逸散，在一定的程度上，給城市上空造成逸散光的污染，這不僅破壞了城市的自然生態(tài)環(huán)境，也浪費能源。并且對城市空間建筑美學(xué)也造成了一定程度的破壞。

1 逸散光污染模式

針對目前夜景照明的特點,逸散光污染的模式有多種形式,主要包括直接逸散型、反射逸散型、入侵逸散型和二次逸散型等，雖然光污染程度各不相同，但對夜景的影響及光能的浪費都是巨大的。

1.1 直接逸散型

對于直接逸散型,它是由光線直接散射到建設(shè)物和人的視覺中,是一種特具危害的光污染,由于夜間環(huán)境亮度偏低,這樣極有可能產(chǎn)生降低視覺分辨能力和影響舒適度的眩光,影響夜間照明的質(zhì)量;其中體現(xiàn)在動感射燈、立面泛光燈逸出、立面聚光燈逸出等[2]。

1.2 反射逸散型

反射逸散型是光線照射到目標(biāo)建筑后，被目標(biāo)建筑表面反射向無用空間，包括地面和建筑墻面等，由于在傳播過程中有一部分光能被其它物質(zhì)吸收，是一種較直接型偏弱的光污染，但危害性也不容小視。主要由玻璃幕墻反射、金屬立面反射、高反射比涂料反射、水面反射等因素構(gòu)成。

1.3 入侵逸散型

入侵型是由光線照射到目標(biāo)建筑后，從目標(biāo)建筑門窗進入室內(nèi)而產(chǎn)生光污染，它由直接型和反射型構(gòu)成只是建筑門窗與光照入射位置決定其入侵比例大小，所以這種形式的逸散光對城市的居住環(huán)境的影響是巨大的。具體來說，它主要由小角度泛光入侵、路燈滿窗入侵、動感射燈等脈動入侵等造成。

1.4 二次逸散型

二次逸散型是被目標(biāo)建筑反射到其他物體上后，再次向無用空間反射的光。它也是一種相對間接的光污染，特別在交通領(lǐng)域中，影響較大，經(jīng)常因二次逸散型的入侵造成各種惡性交通事故。主要原因是以下幾種形式產(chǎn)生的：道路二次反射、建筑二次反射、水面二次反射、云霧二次霓虹輝光等。

2 逸散參數(shù)及逸散光控制方法

通過測試，我們發(fā)現(xiàn)：光源 0發(fā)出的有效利用在目標(biāo)建筑b上的光可稱為有效光能（以Ee表示）。逸散出目標(biāo)建筑的光能可分為三部分：即從光源直接投射到非目標(biāo)建筑的光——直接逸散光能（以Eu表示）、由光源投射到目標(biāo)建筑物表面后，有一部分光線被無效的散射，如反射向天空等處的光——反射逸散光能（以ER表示）和由光源投射到目標(biāo)建筑后，從門窗等處進入室內(nèi)，造成室內(nèi)干擾光——入侵逸散光能（以Ei表示）。

則夜景照明的光逸散系數(shù)可表達如下：

β = EU/E0+ ER/E0+Ei/E0式中：

β——逸散系數(shù)；

EU——直接逸散光能；

ER——反射逸散光能；

Ei——入侵逸散光能；

E0——光源光能

圖1 光的逸散系數(shù)示意圖和計算公式

按光逸散系數(shù)，建筑師和夜景藝術(shù)家，應(yīng)該盡可能降低夜景照明設(shè)計和工程中的逸散系數(shù)。進行夜景照明設(shè)計時，除遵循有關(guān)CIE或我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，建議參考如下參數(shù)，見表1:

表1 夜景照明的光逸散系數(shù)參考值

2.1 下投映照式控制

為避免向天空的逸散光，可采用下投映照方式，建筑師結(jié)合建筑構(gòu)造特點，在建筑立面裝飾柱頂端，向下投射燈光，將整個柱體打亮，有效避免了天向直接逸散光。

2.2 反射映照式控制

為有效利用光能，避免天向逸散光，可采用反射映照的模式，即采用反射式光源，控制天向逸散光.

2.3 避免天向地埋燈

為在夜間將樹木打成碧綠色彩，常用天向地埋燈直接投光。這樣很容易導(dǎo)致光的天向逸散，造成光能浪費和光污染。

2.4 利用導(dǎo)光管提高垂直照度

實際上，許多城市夜景環(huán)境下，根據(jù)人體生理學(xué)需求，人們的活動不僅需要水平面照度，而且更需要垂直照度。從光的逸散情況和利用率角度講，提高垂直照度的科學(xué)意義和使用價值更高。因而在夜景照明設(shè)計時，建議設(shè)計師應(yīng)對垂直照度給予更大的關(guān)注。這樣對照明和節(jié)能，能達到事半功倍的技術(shù)效果。導(dǎo)光管，可避免天向逸散光，增加地面水平照度和行人空間的垂直照度。

圖2 下投映照式示意圖

圖3 反射映照式廣場燈示意圖

2.5 利用景觀燈營造夜景

景觀燈在夜景中對營造環(huán)境氣氛起到積極的作用，絕大部分墻面采用了景觀燈的彌散光，將建筑立面照亮，同時結(jié)合清水磚墻及部分混水磚墻，巧妙借用路燈的橘黃色高壓鈉燈光，達到夜景藝術(shù)效果。這種簡化的思路、借用的理念和節(jié)能的做法，兼顧了照明技術(shù)、夜景環(huán)境和節(jié)能環(huán)保，值得肯定[3]。

圖4 容易造成天向逸出光的地埋燈和投光燈

圖5 利用景觀燈映照式示意圖

3 其它控制方法

目前國際上還沒有此方面定量的標(biāo)準(zhǔn)或指南。此類光污染的解決難以用定量的方式進行限制，但是可依照以下的基本原則進行照明設(shè)計[4]：

(1)在照明設(shè)計時，充分考慮燈具的安裝位置，使之盡量遠離可能受到燈具出射光線影響的動植物。

(2)在滿足基本照明要求前提下，降低燈具的額定功率。

(3)在景觀照明中，對綠化照明進行控制，在不必要的場合減少工程的實施和照明設(shè)備的使用。

(4)采用特殊配光的燈具，或者在燈具上加設(shè)遮光板或百葉，以改變燈具出射光線的方向，盡量減少燈具的溢出光線。使用對周圍動植物影響最小的光源。不同的光源對動植物的影響不同見表2.由表2中數(shù)值可知：對昆蟲吸引力最大的是熒光高壓汞燈，吸引力較小的是低壓鈉燈和高壓鈉燈。所以在有居民和游客逗留的城市休閑區(qū)的照明設(shè)計中也應(yīng)該盡量避免使用熒光高壓汞燈，以免引來不受人歡迎的昆蟲。

(5)控制燈具的燃點時間，在不必要的時候關(guān)閉燈具。

(6)減少光污染對動植物的影響。

表2 各種光源對昆蟲吸引力的比較

4 結(jié) 語

目前，天向逸散光污染問題逐漸受到我國照明科研、設(shè)計人員和政府管理部門的重視。在加強二型社會的建設(shè)和突出城市亮化工程過程中，已經(jīng)將控制光污染作為一個重要的方面來考慮，我們期待通過我們的不斷努力，能將這一課題的研究不斷深入，使我們的照明設(shè)計和管理更為科學(xué)、有效。

[1]李奇峰,肖輝,俞麗華,等.關(guān)于光污染[J].照明工程學(xué)報2003,14(2):28-33,39.

[2]牛盛楠,王立雄.綠色照明在防治城市立交橋光污染中的應(yīng)用[J].中國照明電器,2008,(5):7-10.

[3]俞麗華,谷屹巖.城市廣場環(huán)境照明與燈具[J].燈與照明,2001,12(5):23-25 .

[4]李志國,沈天行.天向逸散型光污染的現(xiàn)狀與控制[J].北京:照明工程學(xué)報,2005,16(1):15-19,27.

（責(zé)任編校：何俊華）

TU113.6

A

1673-2219（2010）08-0027-03

2010－03－25

駱小軍（1966－），男，湖南望城人，講師，研究方向為電氣照明與設(shè)備控制管理。