光污染

建筑光环境城市物理环境22020/5/18一、光环境与光污染二、光污染的特点三、光污染的分类四、光污染的危害五、光污染的防治措施城市物理环境32020/5/18一、光环境与光污染城市物理环境42020/5/18光辐射引起人的视觉，人们才能看到五彩缤纷的世界，光环境对人类是至关重要的。光环境的内涵很广，它指的是由光（照度水平和分布等）与颜色（色调、亮度、色饱和度）在室内外环境中建立的同空间形状有关的生理和心理环境。光环境的定义城市物理环境52020/5/18人们对光环境的需求与他从事的活动有密切关系。在进行工业生产、工作和学习的场所，优良的光环境能振奋人的精神、提高工作效率和生产产品的质量，保障人身安全与视力健康。而在休息、娱乐和公共活动的场合，光环境的首要作用则在于创造舒适优雅、生动活泼，或庄重严肃的特定环境气氛。不适宜的光环境会严重影响人们的身心健康。光环境的定义城市物理环境62020/5/18目前关于光污染还没有统一的定义，较常用的是：光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。它主要来源于人类生存环境中日光、灯光以及各种反射、折射光源造成的各种过量和不协调的光辐射。光污染的定义城市物理环境72020/5/18局部性光污染随距离的增加而迅速减弱。不残余性在环境中光源消失，污染即消失。相对性光污染的特点光污染的特点城市物理环境82020/5/18白亮污染人工白昼污染彩光污染光污染的分类光污染的分类城市物理环境92020/5/181、对人的危害2、对生态环境的危害3、对交通安全的危害4、对天文观测的危害5、对能源利用的危害光污染的危害光污染的危害城市物理环境102020/5/18对人的心理的危害：人在缤纷多彩的环境中待一段时间，就会感觉到心理和情绪受影响，使得人情绪低落，导致工作效率低下，造成心理压力。对人的身体的危害：首先是眼睛，长时间在光污染环境下工作和生活的人，白内障的发病率高达45%。光污染还会使人失眠，食欲下降，情绪低落等神经衰弱症状。对人的生活的危害：光污染会给人们的日常生活带来不便。在炎炎夏日，玻璃幕墙等会将强烈阳光反射到附近居民家中，不仅产生耀眼的光线，还会使室内温度升高，影响居民正常生活。对人的危害城市物理环境112020/5/18对生态环境的危害大面积的玻璃幕墙在夏天把阳光反射回局部空间，导致城市局部环境温度上升，而照明设备排放的热量也会使城市的温度升高，导致“城市热岛效应”加剧，进一步恶化城市小气候。城市的夜景照明特别是“不夜城”的夜景照明会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等废弃物，对城市的大气环境造成严重的污染。很多动植物的生长同光照有直接的关系，城市中过量的人工光照破坏了它们的生物周期、生活习惯和新陈代谢。城市物理环境122020/5/18对交通安全的危害白天，矗立的一幢幢玻璃幕墙如镜子般会在瞬间遮住司机的视野，在阳光照射下会产生刺眼的反光，严重地危害司机的视觉功能，以致引发交通事故。夜间，城市照明产生的干扰光，特别是眩光对司机的视觉造成不良影响，从而产生道路交通安全隐患。城市物理环境132020/5/18对天文观测的危害由于光污染，天空亮度大增，日益严重的光污染模糊星空视野，剥夺了人们观赏星空的乐趣。城市上空夜间的亮度每年以30%的速度递增,以致许多地区无法进行天文观测。城市物理环境142020/5/18对能源利用的危害光污染会造成对二次能源—电能以及一次能源—煤的过度消耗。一方面，城市大量的照明设备耗电多，加剧了城市用电紧张度，而我国的照明电中，2/3为火力发电，其中又有3/4是使用燃煤，因此煤炭资源耗费巨大。另一方面，很多城市建筑都热衷于大面积地使用玻璃材料，建成后一年四季用空调调节室温，也间接地增加了能耗。城市物理环境152020/5/18随着城市化进程中照明工程建设项目的急剧增多,光污染成为继大气污染、水污染、噪声污染、固体废弃物污染之后的又一种环境污染。长期以来，由于认识偏差和意识不足，规划决策和监管缺失，法律法规滞后，技术薄弱，教育滞后等原因，我国许多城市在如何合理利用灯光照明和防控城市光污染方面存在着诸多误区和薄弱环节，有关光污染的研究还停留在光污染概念探讨与危害认识方面，尚没有全面地梳理光污染对城市生态系统的多方面危害，更没有深入探讨和构建城市光污染防控与减缓的综合对策体系。光污染研究现状城市物理环境162020/5/18社会需要对光环境日益关注许多工程项目申报立项文件中，都有对水环境、声环境、大气污染、固体废物处理等做出有关的评价、预测及拟采取的保障技术措施，但在论及光环境方面的内容甚少。在各类建筑设计规范中，只在建筑室内采光和照明方面做了简单的规定。光污染源的增加及影响的加剧与人们对光环境日益重视和敏感之间的矛盾日益突出，光污染已成为新的热点问题。光污染的研究现状城市物理环境172020/5/18多起有关光污染事件说明了我国现行法律法规中关于光污染部分非常不足。要控制光污染就要在法律法规中有直接具体的规定。首先在《环境保护法》中明确何为光污染，制定有关光污染的防治措施和建设监督管理体制，实行分区域管理，确定各类区域光污染的质量标准和排放标准；将环境影响评价制度、“三同时制度”等环境保护制度在光污染领域得到贯彻。光污染的防治措施一建立健全法律法规和相关标准城市物理环境182020/5/18（1）加强城市玻璃幕墙的建设管理（2）不断优化和开发建筑幕墙新材料（3）加强城市绿化（4）科学合理的城市色彩规划2、加强城市规划与管理城市物理环境192020/5/18控制安装地区，为防止玻璃幕墙的有害光反射，在城市人群密集的地段、交通主干道两侧、居民区内应尽量少采用玻璃幕墙。限制安装位置，在十字路口、T字路口不宜采用玻璃幕墙，避免反射光直接进入驾驶员正视线方向。协调安装颜色，玻璃幕墙的颜色要与周围环境相协调。建设相关环境，加强城市绿化,可有效地防止玻璃幕墙引起的有害反射。（1）加强城市玻璃幕墙的建设管理城市物理环境202020/5/18玻璃幕墙造成光污染的主要原因是反射率太高，因此可以通过降低玻璃的反射率以减弱光污染。通过对玻璃幕墙材料和构造的研究、开发和使用,或者对现有玻璃加以处理，就能够改变直射光的定向光反射。例如，采用低辐射膜玻璃，即在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物积成的膜系产品，对可见光有高达80%的透射比，而反射比则很低。这样既保证了建筑物良好的采光，又避免了以往大面积玻璃幕墙等光反射所造成的光污染。（2）不断优化和开发建筑幕墙新材料城市物理环境212020/5/18不同的受光体对光的吸收和反射能力不同，绿色植物可以将反射光转变为漫反射，从而达到防治光污染的目的。因此，加强城市绿地景观规划设计，扩大绿地面积，实施绿化工程（比如在路边或是玻璃幕墙周围种植高大树冠的树木，将平面绿化改为立体绿化等），能够遮挡反射光照射，有效防止玻璃幕墙引起的有害反射，改善和调节采光环境，可以减少城市区域光污染。（3）加强城市绿化城市物理环境222020/5/18合理的城市色彩规划也可以起到减轻光污染的作用。在装饰高楼大厦的外墙面、室内环境时，用米黄、浅蓝代替刺眼的颜色会给人们带来视觉上的舒适感,从而减轻光污染对人眼的伤害。尽量采用“生态颜色”。在欧洲,特别是德国,室内装修墙壁粉刷时，人们逐渐喜欢用一些浅色,主要是米黄、浅蓝等，代替刺眼的白色。在浅红色的墙壁面前，人的情绪相对比较镇定。（4）科学合理的城市色彩规划城市物理环境232020/5/18夜景照明要充分考虑生态环境因素，在保证城市照明在保障人身财产安全和减少交通事故等方面功能的前提下，对照明灯具配光、安装位置、透光角度应进行优化设计。提倡环保照明和绿色照明，既为人们的工作和生产提供足够的人工光亮，同时为动植物及生态环境留下足够的黑暗空间，使照明与自然夜空相和谐；既要照明充分，又不能照亮过度，注意节约能源，重视照明效果。3、加强夜景生态照明设计城市物理环境242020/5/18合理选择光源、灯具和布灯方案，尽量使用光束发散角小的灯具，并采取加遮光罩或隔片措施；区分生活区和商业区,适当关闭夜间广场、广告牌等的照明，减少过度照明，降低光污染和能量损失；街灯安装尽量避免在住户窗前，应隔有一定的距离，防止路灯灯光射入居民室内、干扰人们休息。城市夜景照明应严格按照明标准，进行科学合理的工程规划和设计，合理选择光源、灯具和布景方案，既要让城市亮起来、美起来也要满足能源和环境的要求，建设实施“绿色照明工程”。加强室内照明的监控。尽量采用光效高、寿命长的截光型灯具，避免能源浪费。3、加强夜景生态照明设计城市物理环境252020/5/18光的特征电磁波的一部分，光子的波动运动可见光和良好视觉的共同作用在带有多种光谱成分的光源中，如果某一部分占比例较大，就呈现出那个波长对应的颜色。城市物理环境262020/5/18光通量物理意义：说明光源发光能力的基本量，能量单位。定义：辐射体单位时间内以电磁辐射的形式向外辐射的能量称辐射功率或辐射通量(W)。光源的辐射通量中被人眼感觉为光的能量(波长380－780nm)称为光通量。单位:流明(lumen，lm)。人眼在观看同样功率的辐射时,在不同波长时感觉到的亮度是不同的，人眼的这种特性用相对光谱光效率V()来表示。城市物理环境272020/5/18不同波长的相对光谱光效率明视觉：V()max对应波长555nm(黄绿光)，光效是680lm/W。暗视觉：V()max507nm(蓝绿光)城市物理环境282020/5/18发光强度I发光强度：表示光源光通量的空间密度定义：光源在某一方向的发光强度定义为光源在这方向上单位立体角内发出的光通量(和距离无关)。单位：坎德拉(candela,cd)城市物理环境292020/5/18光通量相同，发光强度却不同城市物理环境302020/5/18照度E定义：落在单位面积被照面上的光通量的数值。表示被照面被照射的程度。表达式：单位：勒克斯(lux,lx)，相当于1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上性质：可叠加性。几个光源同时照射被照面时，实际照度为单个光源分别存在时形成照度的代数和。城市物理环境312020/5/18光源的发光强度与被照面的照度关系已知点光源发光强度以及与被照面的距离，即可求得垂直于二者连线的被照面的照度：En＝I/r2再通过三角转换即可求得实际被照面的照度：E=Ensin=(I/r2)sin线光源是点光源的积分叠加，面光源是线光源的积分叠加。原理相同。城市物理环境322020/5/18照度城市物理环境332020/5/18国际照明委员会CIE对不同作业和活动推荐的照度作业或活动类型照度范围(lx)室外入口区域20~30~50短暂停留交通区50~75~100衣帽间、门厅100~150~200讲堂、粗加工200~300~500办公室、控制室300~500~750缝纫、绘图、检验室500~750~1000辨色、精密加工和装配750~1000~1500手工雕刻、精细检验1000~1500~2000手术室、微电子装配2000城市物理环境342020/5/18亮度L定义：正在发光(或反光)表面的明亮程度。亮度是与眼睛感觉有关的量，取决于进入眼睛的光通量在视网膜物象上的密度。物理亮度：发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度，尼特(nit,nt)、熙提(stilb,sb)1nt=1cd/m2，1sb=1cd/cm2=104nt主观亮度：考虑背景亮度的作用视网膜只可承受16sb以下的亮度城市物理环境352020/5/18光的传播特性光遇到介质会发生反射、透射和吸收。反射、透射光使人眼可以看见。c城市物理环境362020/5/18反光和透光材料定向反射与透射材料：入射角＝反射角，透射方向与入射方向一致镜面玻璃平板玻璃均匀扩散反射、透射材料粉刷涂料乳白玻璃城市物理环