飛亞廣告照明像您推薦照明設計中光汙染限制方法?

現代化建築的外表面材料越來越高檔化,鏡面光澤度也不斷增大;同時,城市夜間景觀照明建設在蓬勃開展,建構築物外立面的的泛光照明也是隨處可見。由於不等反射後射向天空的光越來越多,進一步加劇了城市上空的光汙染程度,是城市上空籠罩了更為嚴重的一層光霧。主要是泛光照明的室外照明一起造成光汙染,不僅影響天文觀察,而且還會危害人們的健康。

飛亞廣告照明像您推薦照明設計中光汙染限制方法

步驟/方法

2泛光照明標準

在進行建築物裡面泛光照明設計時,通常是根據CIE的照度推薦值進行計算的,並假設被照表面屬於漫反射範圍;但是由於表面的鏡面光澤度較大情況,即當規則反射佔主要時,就不能採用僅適用於與漫反射情況的亮度和照度之間的關係式(L=Eρ/π)計算出亮度值,而只能通過實驗來確定。由此看來,要使泛光照明亮度標準能夠用於現代化建築物立面泛光照明情況,就必須引入不同方向的亮度修正係數概念。

(1) 不同方向的亮度修正係數

為了便於泛光照明計算中的應用,可採用不同方向的亮度修正係數,它就是將被照物表面看成是均勻亮度表面時平均兩度Lav於視看方向的亮度L(i,β)的比值:

K(i,β)= Lav / L(i,β)

i——光的入射角,即是入射光方向與被照表面法線之間的夾角;

β——觀察角,即是觀察方向與被照表面法線之間的夾角;當光入射方向和觀察方向處於異側時,β角為負值;當光入射方向和觀察方向處於同側時,β角為正值。

因為鏡面光澤度較大的建築物表面對光的反射屬於混合反射範疇,即是規則反射和漫反射兼有的反射。因此,射向天空的光的多少與投光的的照射方向和被照表面的鏡面光澤度大小等有關。現在用WYG—45光電光澤計,按國標GB9966.5—88規定,測的現代化建築物外表面常用的兩種貼面材料鏡面光澤度結果如表1所示。

幾何條件   標稱值 乳白色釉面磚 深灰色釉面磚

45   93.5  46      53

表1常用的建築物貼面材料的鏡面光澤度

從表1看,表中釉面磚的鏡面光澤度比粉刷牆表面的光澤度(約2.4)大了很多倍。可以預料到,當投光燈由下往上照射建築物立面時,將有較多的反射光射向天空形成光汙染。

對於漫反射表面而言,如果投光燈射出的光全部射到建築物立面上,且不考慮二次反射光等影響時,那麼,此時建築物立面反射後射向天空的光通量可以近似Φλρ/2(ρ為建築物立面平均反射比,Φλ為投光燈入射到建築物立面上的光通量),即漫反射表面把投光燈的出射光反射後射向天空的最大可能光通量約佔總反射光通量的一半。值得注意的是,在實際情況下,該值大小將受到建築物立面形狀和構造等影響。而對於如表1中所示的建築物常用的貼面材料,則當投光燈由下往上照射建築物立面時,由其反射到天空的光通量降大雨反射光通量的一半,而且該值的大小與不同方向的亮度修正係數大小有關,即K(i,β)值的倒數成正比例關係。

(2) 泛光照明的亮度標準

在不同的背景亮度時,CIE推薦的被照面上平均亮度標準分別是:當背景較暗時,亮度值為4cd/m2;當中等背景亮度時,亮度值為6cd/m2;當背景較亮時,強度值為12cd/m2。在實際應用時,為了保證泛光照明效果,除了進行不同方向的亮度修正外,還要對下述影響因素進行修正。

a是光源種類修正。一般是當暖色調建築物表面用暖色光照明,或冷色調建築物表面用冷色光照明時,光源種類修正係數取最小值,即取0.9或1;當光源色和被照物表面色調不一致時,光源種類修正係數取大值,即1.1—1.3。

b是被照物表面汙染程度修正。當被照物表面光反射比越小和表面較清潔時,表面汙染程度修正係數取最小值,如1.5;當被照物表面反射比越大和表面較髒時,表面汙染程度修正係數取最大值,如10。c是近地大氣對光的衰減影響修正。當景觀點和被照面之間的距離較大時,不進行近地大氣對光的衰減影響修正,即該修正係數為1;當景觀點和被照面之間的距離較遠時,近地大氣對光的衰減影響修正係數大於1。具體指可由不同的氣象情況對應的每1km大氣透過率和光束通過的距離確定,也可由現場實測確定。

d是被照距離修正。當光源和被照表面相距較近時,就取被照距離修正係數為1,即不作修正;當光源和被照表面相距較遠時,宜把亮度標準值提高30%,或根據被照面與燈具的相對位置、燈具配光曲線等情況時的實測值確定。

經過上述五種影響因素修正後的亮度值是使用亮度值,及維護週期內的平均亮度值。

3光汙染限制方法

反光照明中光汙染限制方法之一是確定合適的泛光照明標準值,其次是選擇合適的燈具和配光曲線,而合理的燈具佈置也是一個很重要的限制光汙染的措施。如果將投光燈具佈置在建築物立面上方,光由上往下照射建築物立面,則由此產生的光汙染程度最小;但在白晝時,懸掛在建築物立面上方的燈具會影響其視覺形象。而在晚上時,如採用貼面磚的鏡面光澤度較大,則在有些方向會產生不愉快的光斑,而在其他觀看方向會產生被照表面不太亮的感覺。由此看來,為了限制城市上空的光汙染,就必須在夜景照明中,選擇適宜的夜景照明方式,者也是一個重要的限制光汙染的措施,如內透光照明方式,如果處理適當,則可使光汙染程度最小。

從整體上看,為了減少城市夜景照明對光汙染的貢獻程度,還必須首先進行城市夜景照明規劃,遵循突出重點、兼顧一般的原則,強調城市夜間視覺形象的總體效果,做到明暗恰當,亮度合適,層次分明,統一協調,和諧美觀,節約能源,降低城市上空的光汙染程度。

同時還應在遵循城市總體規劃的基礎上,並分平時、節假日,不同天氣、不同城市功能區、不同地表情況等,研究當地環境亮度和天空亮度,利用模糊聚類分析方法等,合理地對城市光汙染進行環境分類。在不同環境分類時,確定泛光照明、輪廓照明、內透光照明、特種照明、道路照明廣告和標誌照明等室外照明的光經地面反射後射向天空的光量,並採用BP神經網路等確定燈具直接射向天空,以及經第物表面反射後向天空的光與天空亮度之間的數量關係,研究出合理的限制光汙染標準值,並利用該標準值進行有效的光汙染限制。

注意事項

為了限制城市上空的光汙染,我國必須儘快制定限制光汙染標準值,這樣會有力地且更合理地進行泛光照明的設計,採用限制光汙染的各種措施,尤其是採用適宜的照明方式、不等方法,以及合適的燈具和配光,加強管理和維護努力降低城市上空的光汙染程度。

對於鏡面光澤度較大的建築物立面照明,當需要採用泛光照明時,首先要使泛光照明設計遵循泛光照明亮度標準(我國應儘快制定泛光照明標準)規定,其次是宜把投光燈佈置在建築物上部,燈光由上往下照射,這樣將有利於限制城市上空的光汙染。

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