逸散光污染的技術控制

駱小軍

（湖南環境生物職業技術學院，湖南 衡陽 421005）

逸散光污染的技術控制

駱小軍

（湖南環境生物職業技術學院，湖南 衡陽 421005）

天向逸散光污染的產生，既不能對目標建筑進行有效照明，也不能產生很好的藝術效果，反而能導致大量能源浪費，又影響環境，造成城市自然生態的污染和破壞。所以應從光源、映照方式以及生態環境控制等一體化思維角度出發，強化對逸散光污染的技術控制。

逸散光；光污染；控制技術

隨著經濟和文化的發展，夜景照明在帶給人們安全和豐富和夜間生活的同時，也產生了光污染等負面的影響。對光污染的理解，目前還沒有統一的定義。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境，狹義地講，即為障害光的消極影響。其數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。照明設計師在進行夜景照明設計時，實際上都自覺考慮了逸散光污染的問題，但是由于技術上的限制、結構上的限制和業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環境，也浪費能源。并且對城市空間建筑美學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物和人的視覺中,是一種特具危害的光污染,由于夜間環境亮度偏低,這樣極有可能產生降低視覺分辨能力和影響舒適度的眩光,影響夜間照明的質量;其中體現在動感射燈、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建筑后，被目標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、水面反射等因素構成。

1.3 入侵逸散型

入侵型是由光線照射到目標建筑后，從目標建筑門窗進入室內而產生光污染，它由直接型和反射型構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，特別在交通領域中，影響較大，經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 逸散參數及逸散光控制方法

通過測試，我們發現：光源 0發出的有效利用在目標建筑b上的光可稱為有效光能（以Ee表示）。逸散出目標建筑的光能可分為三部分：即從光源直接投射到非目標建筑的光——直接逸散光能（以Eu表示）、由光源投射到目標建筑物表面后，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建筑后，從門窗等處進入室內，造成室內干擾光——入侵逸散光能（以Ei表示）。

則夜景照明的光逸散系數可表達如下：

β = EU/E0+ ER/E0+Ei/E0式中：

β——逸散系數；

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 光的逸散系數示意圖和計算公式

按光逸散系數，建筑師和夜景藝術家，應該盡可能降低夜景照明設計和工程中的逸散系數。進行夜景照明設計時，除遵循有關CIE或我國相關標準外，建議參考如下參數，見表1:

表1 夜景照明的光逸散系數參考值

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，建筑師結合建筑構造特點，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。這樣很容易導致光的天向逸散，造成光能浪費和光污染。

2.4 利用導光管提高垂直照度

實際上，許多城市夜景環境下，根據人體生理學需求，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意義和使用價值更高。因而在夜景照明設計時，建議設計師應對垂直照度給予更大的關注。這樣對照明和節能，能達到事半功倍的技術效果。導光管，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，達到夜景藝術效果。這種簡化的思路、借用的理念和節能的做法，兼顧了照明技術、夜景環境和節能環保，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準或指南。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計[4]：

(1)在照明設計時，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備的使用。

(4)采用特殊配光的燈具，或者在燈具上加設遮光板或百葉，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的照明設計中也應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 語

目前，天向逸散光污染問題逐漸受到我國照明科研、設計人員和政府管理部門的重視。在加強二型社會的建設和突出城市亮化工程過程中，已經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，使我們的照明設計和管理更為科學、有效。

[1]李奇峰,肖輝,俞麗華,等.關于光污染[J].照明工程學報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用[J].中國照明電器,2008,(5):7-10.

[3]俞麗華,谷屹巖.城市廣場環境照明與燈具[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狀與控制[J].北京:照明工程學報,2005,16(1):15-19,27.

（責任編校：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備控制管理。