- 城镇住房
- 文章编号：1009-6000(2002)-06-0062-04
- 中图分类号：TU113.19 文献标识码：A
- 项目基金：国家自然科学基金项目（70071039）；教育部高等学校骨干教师资助计划项目（1000）
- 作者简介：李振福，男，吉林大学交通学院博士研究生。邮编：长春，130025。
- 城市照明生态安全研究
- Urban Illumination Ecological Security
- 浏览量：
- 李振福
- LI Zhen-fu
- 摘要：
光污染问题已经成为城市发展中的主要问题。在分析光污染的范围、产生的原因和主要危害的基础上，提出了治理这一问题的策略。 - 关键词：
光污染；照明生态安全；城市； - Abstract: The optic pollution has been becoming an important urban issue. Based on the analysis of range and reason and harm of urban optic pollution, this paper advances the tactics for controlling urban optic pollution.
- Key words: optic pollution; illumination ecological security; city
- 1 问题的提出
最早提出照明生态安全问题是在上个世纪30年代，即气体汞灯开始广泛应用的时候。白炽灯的难熔灯丝不易在瞬间熄灭，所以亮度的变化不明显；而日光灯则一秒内就有20次完全不发光，这对眼睛是十分有害的。日光灯下皮肤颜色会发绿，这会伤害人的心理健康。长期在这种灯光下工作会患上精神病。
现代的光源与照明给人类带来了光文化，但是，光源的使用不当或者灯具的配光欠佳给环境造成的光污染，正在日益影响着人们的生产和生活，破坏着人类的生态环境。光污染应得到有关方面的广泛重视，在照明工程的规划、设计、安装、调试、验收中要严格控制，且“以防为主”。在创造“人——社会——自然”的和谐发展中，创造崭新的生活方式和生存空间。
2 照明生态安全的恶化
人工灯光的光点可以传到数千公里以外。不少动物虽然远离光源，但也受到光的影响。它们受到人工照明的刺激后，夜间也精神十足，消耗了用于自卫、觅食和繁殖的精力。习惯在黑暗中交配的蟾蜍的某些品种已濒临灭绝。
海龟也受到光污染的影响。在2001年的幼龟出生期，大西洋沿岸到处都可以看到死海龟。原来，新孵出的海龟通常是根据月亮和星星在水中的倒影而游向水中的。可是，由于地面上的光超过了月亮和星星的亮度，使得那些刚出生的小海龟误把陆地当海洋，因缺水而丧了命。
鸟类在迁徙期最容易受人工光的干扰。它们原本在夜间是以星星定向的，城市的照明光却常常使它们迷失方向。一群仙鹤因德国马尔堡的灯光广告过亮，结果在城市上空整整飞了一夜，最后精疲力竭地掉到了地上。而芝加哥的一幢高楼每年会杀死大约1500只候鸟。它们误把高楼的灯光当作星星，迷路后撞死在大楼上。据美国鸟类专家统计，每年都有400万只候鸟因撞上高楼上的广告灯而死去。城市里的鸟还会因灯光而不分四季，在秋季筑巢，结果因气温过低而冻死[1]。
最近发现，紧靠强光灯的树木存活时间短，产生的氧气也少。奥地利科学家发现，一只小型广告灯箱一年可以杀死35万只昆虫，而这又会导致大量鸟类因失去食物而死亡，同时还破坏了植物的授粉[1]。
生态是非常脆弱的。只要一个物种减少，就会影响其他物种的生存和发展。光污染对动植物的严重影响势必会对人类的生活造成危害，同时，作为重要物种之一的人类本身，在光污染中受到的侵害更多。
3 光污染
3.1 光污染的范围
所谓污染是指对人类生活和生产环境产生不良影响的现象。目前对光辐射造成的环境污染的研究还不完善，因而也没有系统的防护措施。但医学上认为，光污染主要体现在波长100纳米至1毫米之间的光辐射，即紫外线辐射、可见光线及红外线的潜在危害。因为光辐射的穿透性并不很强，受害的主要是眼睛和皮肤。其主要的急性作用是眼睛的光照性角膜炎及温热性、光化学性视网膜损伤及皮肤的红斑与烧伤。迟发效应包括眼睛白内障的形成、视网膜变性及皮肤的加速老化和皮肤癌。光辐射照射的光源分类如下：(1) 太阳光线（自然照射）；(2) 灯光光源；(3) 激光光源；(4) 其他白炽化(热体)光源。
按照光污染的产生可将其分为三类：白亮污染，人工白昼和彩光污染。阳光照射强烈时，城市里的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射的光线，明晃白亮、眩眼夺目，这称为白亮污染；夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱，有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，所谓的“不夜城”又可称为人工白昼；舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源这一类叫彩光污染。
3.2 光污染的危害
光给人们带来的隐性污染一般很少被人感觉，但光污染与其它环境污染一样是会对人类产生危害，体现在以下三个方面。
3.2.1 对人生理的影响
我们知道当夏天太阳光过强时，紫外线会对人的皮肤产生危害。而舞厅、夜总会的黑光灯所产生的紫外线强度大大高于太阳光中的紫外线，且对人体有害影响持续时间长，人如果长期接受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致癌变。彩色光源让人眼花缭乱，不仅对眼睛不利，而且干扰大脑中枢神经，使人感到头晕目眩，出现恶心呕吐、失眠等症状。同样长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降。最近，研究发现夜间有开灯睡觉习惯的婴幼儿比在全黑环境下睡觉的，成人后近视眼的发病率要高出很多。
3.2.2 对人心理的影响
人们可能都有这样的经验：在缤纷多彩的环境里呆的时间长一点，就会或多或少的感觉到心理和情绪上的影响。如果所居住的环境夜晚过亮，人们会难以入睡，扰乱人体正常的生物钟，使人头晕心烦，食欲下降，情绪低落，身体乏力等，从而导致白天工作效率低下，造成心理压力[2]。
3.2.3 光污染会导致城市交通事故的增加
城市交通干道两侧建筑物的大型玻璃幕墙，在阳光照射下会产生刺眼的反光，对驾驶者的视觉和心理反映产生强烈刺激，导致头晕目眩，引发交通事故。据北京的一些出租车司机反映，每当下午4时由西向东驶车通过西客站时，常常出现由于西客站玻璃幕墙产生的反光刺眼而引发交通事故发生的情况。
3.2.4 光污染给居民生活带来的麻烦
在烈日炎炎的夏天，强烈的阳光经过大面积玻璃幕墙的反射照进居民家中，耀眼的光亮不仅影响室内的正常生活，还可使室内温度平均升高3℃-4℃。幕墙上的玻璃一般采用镀膜技术，平均反射率都在15%-38%之间，有些品种的反射率甚至高达78%-80%。据报道，1997年，上海和北京环保部门首次收到关于光污染的投诉信。上海市四川中路458号的30户居民向黄浦区环保局投诉，状告他们所在居民楼西面仅30米处的一幢28层金融大厦采用玻璃幕墙，给他们的生活造成的不利影响。几经交涉，大厦最后只好采用了反射率比较低的玻璃及小面积幕墙，并上门免费为投诉者安装了空调、百叶窗等。但因玻璃幕墙引致的各种隐患和纠纷并未由此化解。
4 城市照明生态安全的策略
4.1 照明生态安全标准
光污染已经引起人们的关注和不安，如何对其进行防治成为有识之士关心的话题。其中之一就是应着手制定照明生态安全的标准和规范。目前，在我国没有这方面的标准和规范的情况下，应该参照国际照明委员会（CIE）和发达国家有关规定和标准来防治光的污染。
4.1.1 对于控制干扰光(光污染)的光度参数最大值的建议
在CIE 22届专题讨论会上，澳大利亚提出对于控制干扰光(光污染)的光度参数最大值的建议，得到了与会者赞同。该建议如表1所示。
4.1.2 英国为限制各区域中光污染而确定的光度数据值[3]（见表2）
表中，区域一项，按照被照明场所的环境亮暗程度分为四个区域：
E1：非常幽静的区域，如国家公园，自然风景区或其它不要明亮的风景区；
E2：低亮度环境的地方，如不属于E1区的城郊；
E3：中等亮度环境的地方，如不是E1区的城镇；
E4：高亮度环境的地方，如晚上有活动功能的城镇闹区。
天空光（UWLR）一项是向上浪费的光线比，是灯具直接射向天空的光线占全部出射光线的百分比，该值愈大，电能浪费愈多。
进入窗户的光线（EV）为窗户处的垂直照度(lX)。
灯的光强（I）为灯(光源或灯具)射向无用方向的光强(KCD)。熄灯前即规定的关灯时间，熄灯后来自道路照明设施的光线不计在内。
灯的光强I(Kcd)中的熄灯前的值表示，在不照明被照对象但会构成杂散光的方向。
4.2 城市照明生态安全策略
城市光污染产生的根源在于城市建设中的盲目性和灯光照明设计的不合理。由此，对城市光污染的治理需从这两方面入手。
4.2.1 加强城市玻璃幕墙的建设管理
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及交通主干道两侧和居民区内应尽量少采用玻璃幕墙。学校周围不应采用玻璃幕墙，以防止反射光进入教室；
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；
限制安装面积：在低层人眼视线能触及到的地方玻璃幕墙不要面积太大，最好不出现亮点、小凹面。大片玻璃幕墙可采用隔断、直条、中间加分隔；
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。
4.2.2 加强夜景照明生态设计
让城市亮起来、美起来在总体上是值得肯定的，但从能源和环境等方面考虑，夜景观建设必须适度，否则效果适得其反。夜间灯光的主要功能是照明，其次是美化，照明有一定的光线强度即可，过亮会干扰车辆和行人，甚至破坏生态环境。美化夜景需要柔和、温馨的灯光，如果太过刺激会让人感觉不适。夜景照明应根据需要而设计，并且充分考虑生态环境因素[4]。
(1) 宣传夜景照明产生光污染的危害,引起有关领导和工作人员的重视。在发展城市夜景照明时务必考虑光污染问题，做到未雨绸缪，防患于未然。
(2) 组织力量对有代表性的夜景照明城市的光污染进行调查和测量，摸清我国光污染状况和总结该地区防治光污染的措施、办法、经验和教训。
(3) 强调城市夜景照明要严格按照明标准设计，改变认为夜景照明越亮越好的错误看法。设计时，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，并在灯具上采取加遮光罩或隔片的措施。
(4) 着手制定我国防治光污染的标准和规范，同时建议在国家或地区性环境保护法规中增加防治光污染内容。目前在我国没有这方面的标准和规范的情况下，建议参照国际照明委员会(CIE)和发达国家有关规定和标准来防治光的污染。
(5) 学习借鉴国外防治光污染的经验和措施，并加强对防治光污染的科研和灯具产品开发工作。做到在发展夜景照明，美化城市夜景的同时，保护生态环境，把光污染降低到最低程度。
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