泛光照明设计中光污染限制方法.doc

泛光照明设计中光污染限制方法1引言现代化建筑的外表面材料越来越高档化,镜面光泽度也不断增大;同时,城市夜间景观照明建设在蓬勃开展,建构筑物外立面的的泛光照明也是随处可见。由于不等反射后射向天空的光越来越多,进一步加剧了城市上空的光污染程度,是城市上空笼罩了更为严重的一层光雾。主要是泛光照明的室外照明一起造成光污染,不仅影响天文观察,而且还会危害人们的健康。国际上早在上一个世纪七十年代对光污染问题就已引起人们的重视,并进行了大量调查研究,在国际照明委员会(CIE)组织下,先后出版了《减少靠近天文台的城市天空光的建议》(CIE第01号出版物)和《城市光天空——天文学的烦恼》(CIE第X8号特殊出版物)两个技术文件。目前,CIE正在编写《室外照明干扰光的限制》等技术报告。但是,CIE和工业发达国家关于防止光污染的规定和标准中,仅对灯具直接射向天空的光量占全部射出光量的百分比——向上浪费的光量比作了限制,即对上方光束比作了限制;但是,对于经过第物表面反射到天空的反射光形成的光污染却没有相应的标准和规定加以限制,除了限制泛光照明和广告、标志照明亮度外“无计可施”。由于现代化建构筑物外表面的镜面光泽度较大,由下向上照射的投光灯的光经过外墙表面发射后射向天空的反射光越来越多,对城市天空的光污染贡献也更大,并成为光污染不容忽视的一个重要成因,必须加以研究解决。2泛光照明标准在进行建筑物里面泛光照明设计时,通常是根据CIE的照度推荐值进行计算的,并假设被照表面属于漫反射范围;但是由于表面的镜面光泽度较大情况,即当规则反射占主要时,就不能采用仅适用于与漫反射情况的亮度和照度之间的关系式(L=Eρ/π)计算出亮度值,而只能通过实验来确定。由此看来,要使泛光照明亮度标准能够用于现代化建筑物立面泛光照明情况,就必须引入不同方向的亮度修正系数概念。(1)不同方向的亮度修正系数为了便于泛光照明计算中的应用,可采用不同方向的亮度修正系数,它就是将被照物表面看成是均匀亮度表面时平均两度Lav于视看方向的亮度L(i,β)的比值:K(i,β)=Lav/L(i,β)i——光的入射角,即是入射光方向与被照表面法线之间的夹角;β——观察角,即是观察方向与被照表面法线之间的夹角;当光入射方向和观察方向处于异侧时,β角为负值;当光入射方向和观察方向处于同侧时,β角为正值。因为镜面光泽度较大的建筑物表面对光的反射属于混合反射范畴,即是规则反射和漫反射兼有的反射。因此,射向天空的光的多少与投光的的照射方向和被照表面的镜面光泽度大小等有关。现在用WYG—45光电光泽计,—88规定,测的现代化建筑物外表面常用的两种贴面材料镜面光泽度结果如表1所示。        表1常用的建筑物贴面材料的镜面光泽度从表1看,表中釉面砖的镜面光泽度比粉刷墙表面的光泽度()大了很多倍。可以预料到,当投光灯由下往上照射建筑物立面时,将有较多的反射光射向天空形成光污染。对于漫反射表面而言,如果投光灯射出的光全部射到建筑物立面上,且不考虑二次反射光等影响时,那么,此时建筑物立面反射后射向天空的光通量可以近似Φλρ/2(ρ为建筑物立面平均反射比,Φλ为投光灯入射到建筑物立面上的光通量),即漫反射表面把投光灯的出射光反射后射向天空的最大可能光通量约