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城市夜景照明设计规范 条文说明
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7 光污染的限制

更新时间:2012年09月09日

 

701  城市夜景照明光污染的限制应满足以下要求:

      1  强调在保证照明功能和景观要求下,防止夜景照明产生的光污染。

      2  阐述了限制城市夜景照明光污染的防与治的关系,特别是对刚开始建设城市夜景照明的城市应强调以预防为主,避免出现先污染后治理的现象。

      3  对已出现光污染的城市则应以防与治相结合为原则,同时做好光污染的防止和治理工作。

      4  强调做好城市夜景照明设施的运行与管理工作,防止设施在运行过程中产生光污染。

702  本条说明限制光污染的标准。

限制城市室外照明设施产生的光污染目前已有国际标准。这就CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)和《城区照明指南》No.136(2000)的部分内容。按有关规定对已有国际标准,可根据实际情况,按不同等级可等同采用(IDT)、修改采用(MOD)或非等效采用(NEQ)的原则制定标准。鉴于CIE限制室外照明光污染标准是通过大量调研,总结了世界各国防治光污染的实践经验的基础上提出的,具有较高的权威性。因此本标准按等同采用(IDT)和修改采用(MOD)原则,使用了CIE的标准。本规范所指居住建筑主要包含住宅、公寓、旅馆和医院病房楼等。

1  关于居住建筑窗户外表面的垂直照度的限制标准。

    照明对居住者的影响,通常与暗黑的居室里射入的户外照明光线在窗上形成的垂直照度相关。CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)将影响用窗户垂直面的照度表示。

    对于低亮度光环境区域(E2区),在熄灯时段(Curfew),国际照明委员会第5分部采纳了德国提出的建筑物窗户垂直面照度为1lx的建议。此标准是基于对德国41个地方的调查,考虑了大多数住民对窗户垂直面照度的反应。

    1)对于户外照明不满的人约为对噪声不满者的1/10以下,回答者的2.4%表示感觉到有溢散光的干扰。

    2)从测试房间的亮度与危害健康两方面分析,发现当窗户垂直面照度达到1lx时,开始反应不满。

    3)窗户的垂直面照度大于3lx时,对房间过亮不满者显著增加,达到5lx以上时,感到危害健康的人群比例激增。

    对熄灯时段之前,在中等亮度环境区域(E3区)的垂直面照度最大允许值为10lx。CIE主要参考了澳大利亚布里斯班市议会的防止光污染条例。该条例根据实际经验,窗户垂直面照度限制为8lx。同时参考了澳大利亚1997年制定的《限制室外照明光干扰》AS4282-1997,该标准也规定了10lx。

    2  关于夜景照明灯具朝向居室的发光强度的标准。

    除窗面的垂直照度外,影响居住者的另外一个因素来源于可直接看到灯具的刺眼光线。一般而言,灯具的亮度为测量其影响的指标。而CIE第150号技术报告所提的标准使用的指标则不是亮度,而是判断观察者直接看到的灯具在该方向的光强(I)。

    国际照明委员会第5分部所提标准是以德国和澳大利亚的试验为依据。该试验对周围环境较明亮的居民区域(环境区域E3)的容许光强值如表4所示。

    德国的数据以不舒适眩光的“舒适与不适的临界值(BCD)”为基础,通过对眩光光源的视角和背景亮度因素的分析,将眩光光源的最大容许亮度换算为容许光强。澳大利亚的数据基于记录人们反应频次(衡量不适感觉的尺度),若有10%的回答者评价“过亮”,则将这个临界值的光强作为容许光强值。随着灯具距离的加大,澳大利亚与德国的光强容许值更为接近。

表4 灯具的最大光强值(住宅环境适应亮度1.0cd/m2时)

至灯具

的距离

(m)

最大光强(cd)和灯具直径(m)

0.15m

0.30m

0.50m

澳大利亚

数据

德国数据

澳大利亚

数据

德国数据

澳大利亚

数据

德国数据

30

270

130

930

260

2500

430

100

470

430

1270

850

2900

1400

300

2200

1300

1800

2600

4700

4300

 

 

    该技术委员会根据照明灯具的大小、观测距离等因素,采用1000cd为环境区域E3的熄灯时段的容许值为代表。按适应水平确定其他环境区域的容许光强值。但在熄灯时段前,该值过小而存在不适用的问题,这时可根据澳大利亚的研究成果,取高1级的光强容许值。

    CIE在确定此标准时,还直接参考了澳大利亚1997年制定的《限制室外照明光干扰》AS4282-1997,详见表5。

表5 熄灯时段室外灯具朝向居室方向的最大发光强度值

灯具的发光

强度I

推荐的最大值(cd)

商业和居住

混合区

居  住  区

亮背景

暗背景

2500

1000

500

 

 

    3  城市道路的非道路照明设施主要指夜景照明和广告标识照明等设施,这些设施对汽车驾驶员产生眩光的阈值增量不应大于15%的规定是根据CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)确定的,见表6;而CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)又是根据CIE出版物《机动车和人行交通道路照明的建议》No.115(1995)和澳大利亚《限制室外照明光干扰》AS4282-1997规定的阈值增量(TI)的控制值提出的。

表6 非道路照明设施的阈值增量的最大值

照明技术参数

道  路  等  级

阈值增量

TI

无道路照明

M5

M4/M3

M2/M1

15%基于

0.1cd/m2的适应

亮度

15%基于

1cd/m2的适应

亮度

15%基于

2cd/m2的适应

亮度

15%基于

5cd/m2的适应

亮度

 

注:1  道路等级见CIE出版物《机动车和人行交通道路照明的建议》No.115(1995)。

    2  阈值增量TI用于交通系统使用者在相关位置和视看方向,因非道路照明设施的光线引起标识别基础信息的能力降低时使用。

 

    4  本款规定了居住区和步行区的夜景照明设施对行人和骑自行车人员产生的不舒适眩光和限制标准。

    确定这一标准的依据是CIE出版物《城区照明指南》No.136(2000)第3.2(b)节关于灯具眩光的限制的规定。

    在居住区或步行区中,对行人或移动得很慢的骑自行车者或驾驶汽车者的不舒适眩光感觉,可能是由于靠近观察者视线的灯具亮度引起的。特别是对那些安装得较低,并且是安装在杆顶的灯具。

    该指南对于不同安装高度,L和A之间的关系提出了如下建议:

    安装高度不大于4.5m时,LA0.5不能超过4000;

    安装高度在4.5m至6m时,LA0.5不能超过5500;

    安装高度超过6m时,LA0.5不能超过7000。

    这里的L为在与向下垂线成85°和90°方向间的灯具最大平均亮度(cd/m2);A为灯具在与向下垂线成90°方向的出光表面面积(m2)。该面积的所有表面包括直接可见或作为完整影像的无光源部分。如果灯具的发光面积具有很不均匀的亮度,应按照CIE出版物《道路照明设施的眩光和均匀度》No.31(1976)中所介绍的方法进行核算,即那些亮的部分的面积已并入相关的角度中,表明在同一角度下,小于最大亮度的1/100可忽略不计。

5  关于室外照明灯具的上射光通比最大值的限制。

    上射光通过大气散射使夜空发亮,妨碍天文观测。室外照明灯具的上射光通比的最大值的限制标准是根据CIE出版物《防止夜天空发亮指南》No.126(1997)和CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)提出的。

    6  关于建筑立面与广告标识面的亮度标准。

    对于装饰性投光照明的亮度水平在CIE出版物《泛光照明指南》No.94(1993)中推荐了不同环境所需的亮度。亮度值来源于经验的成分多于来自研究。具体数据是无良好照明环境为4cd/m2,良好的照明环境为6cd/m2,照得很亮的环境为12cd/m2。由于照明环境规定不够严格,而且不同照明光源和表面状况(材料种类和污染程度)的不同还要作修正,这就是乘以大于1的修正系数。另修正系数从1.1到10,变化幅度大,情况复杂,操作起来也比较困难。相对而言,英国建筑设备注册工程师协会(CIBSE)和英国照明学会(ILE)的《城市照明指南》,根据不同的环境区规定建筑立面的平均亮度和最大亮度(见表7),比较简单,使用也较为方便。因此CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)中有关建筑立面照明的环境分区和亮度标准,基本上采用了英国标准的数据和做法。

表7 英国《城市照明指南》建筑立面照明亮度标准

环境区(在文件使用了

代号为E的分区)

平均亮度

(cd/m2

最大亮度

(cd/m2)

E1(如:农村)

0

0

E2(如:市郊)

5

10

E3(如:城镇)

5~10

60

E4(如:城市)

10~25

150

 

 

    广告与标识面的亮度值限制标准,主要是参考了CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》No.150(2003)和英国照明工程师协会1991年出版的第5号报告《广告照明的亮度》以及CIE出版物《城区照明指南》No.136(2000)提出的。

703  关于限制夜景照明光污染应采取的措施。

    本条提出了4条防治夜景照明光污染的措施。这4条措施概括起来就是从城市夜景照明的规划、设计到夜景照明设施的控制、运行与管理,系统地考虑各个产生光污染的环节,应采取的相应措施。