摘 要:本文簡(jiǎn)單介紹了道路照明中眩光的定義、產(chǎn)生原因、控制方法和眩光的評(píng)價(jià)方法及其利用。
關(guān)鍵詞:眩光;產(chǎn)生原因;避免方法;評(píng)價(jià)利用;
眩光,分失能眩光與不舒適眩光。凡是降低人眼視力的眩光稱(chēng)為失能眩光,凡使人產(chǎn)生不快之感的眩光稱(chēng)為不舒適眩光。眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素之一。眩光的產(chǎn)生分為直射和反射兩種。直射眩光是在觀察者正常視覺(jué)范圍內(nèi)出現(xiàn)過(guò)亮的光源而引起的,反射眩光是觀察者在光滑表面看到光源的映象而引起的。另外由于空間明暗比過(guò)大出現(xiàn)的眩光稱(chēng)之為對(duì)比眩光。
在道路照明中眩光與燈具的配光、燈具間距和安裝有關(guān),產(chǎn)生眩光的主要因素為:1、光源的亮度(亮度越高,眩光越顯著);2、光源的位置(越接近視線,眩光越顯著);3、光源的外觀大小與數(shù)量(表觀面積越大,光源數(shù)目越多,眩光越顯著);4、周?chē)沫h(huán)境(環(huán)境亮度越暗,眼睛適應(yīng)亮度越低,眩光也就越顯著)。
現(xiàn)在一些城市在新建道路照明工程上,往往攀比求亮。其實(shí),一味求亮不僅浪費(fèi)能源,而且可能造成眩光的危險(xiǎn)。道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(CJJ45-91)規(guī)定道路照明標(biāo)準(zhǔn)如表一,超標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工只能帶來(lái)能源的浪費(fèi)和光污染。
道路照明中為避免眩光,對(duì)于亮度在20000cd/m2以下的光源應(yīng)采用半透明漫反射,改善燈具發(fā)光面,降低其亮度,或用反射器、格片或反射器格片組合來(lái)遮擋光源燈具,使光源無(wú)法直接進(jìn)入人眼中。遮光燈罩可以隱蔽光源,避免眩光。遮擋角與保護(hù)角之和為90。
表一 道路照明控制標(biāo)準(zhǔn)
級(jí)別 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
Ⅳ |
Ⅴ | |
道路照明類(lèi)型 |
快速路 |
主干路及迎賓路、通向政府機(jī)關(guān)和大型公共建筑的主要道路、市中心或商業(yè)中心的道路、大型交通樞紐等 |
次干道 |
支路 |
主要供行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)通行的居住區(qū)道路和人行道路 | |
亮 度 |
平均亮度 Lav cd / ㎡ |
1.5 |
1.0 |
0.2 |
0.3 |
- |
均勻度 Lmin/Lav |
0.4 |
0.35 |
0.35 |
0.3 |
- |
注:此表中值為維持值,新裝光源燈具道路路面初始亮度值相應(yīng)提高30%-50%。
眩光的程度還與發(fā)光體(發(fā)光的映響)相對(duì)眼睛的位置、角度密切相關(guān),角度越小眩光現(xiàn)象越強(qiáng),照度損失也越大。如下圖所示:
為減小眩光,城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(CJJ45-91)還規(guī)定快速路、主干路必須采用截光型、半截光型燈具;次干路應(yīng)采用半截光型燈具;支路宜采用半截光型燈具(截光型、半截光型、非截光型燈具區(qū)分見(jiàn)表二)。布置仰角不宜超過(guò)15度;燈具最大光強(qiáng)方向和垂直夾角不宜超過(guò)65度。
表二 截光型、半截光型、非截光型燈具區(qū)分
燈具類(lèi)型 | 最大光強(qiáng)方向 | 在指定的角度方向上所發(fā)出 的光強(qiáng)最大允許值 | |
90° (cd/1000Lm) |
80° (cd/1000Lm) | ||
截光型 | 0°~65° |
10 |
30 |
半截光型 | 0°~75° |
50 |
100 |
非截光型 | - | 10 | - |
注:不管光源發(fā)出多少光通量光強(qiáng)最大值不得超過(guò)1000cd
以往在道路照明中往往還有一種誤解,以為光源越多、表觀面積越大,照明效果越好,實(shí)際上這只是滿(mǎn)足人們視覺(jué)感觀的要求,對(duì)提高照明效果并無(wú)多大好處。發(fā)光點(diǎn)的增多、發(fā)光面的增大,反而讓夜行者注意力不集中,加大出現(xiàn)眩光的機(jī)率,對(duì)安全造成隱患。為此,在立體交叉的照明中,不宜設(shè)置太多的光源燈具,應(yīng)優(yōu)先考慮采用高桿照明。在滿(mǎn)足功能要求的前提下盡量做到美觀,決不能因追求美觀而犧牲道路照明的功能。現(xiàn)在一些城市的立交橋往往被欄桿上盞盞晶瑩剔透的燈具點(diǎn)綴得流光溢彩,卻不知,作為城市交通的樞紐——立交橋特別要限制眩光,尤其是在橋面較陡的地段,一要避免給在橋上造成眩光,二要避免在與其連接段或鄰近的道路造成眩光,三要避免給橋下的車(chē)輛或船只造成眩光。如實(shí)在有裝飾照明的必要,應(yīng)采用嚴(yán)格控光的燈具(如燈具內(nèi)裝上專(zhuān)用擋光板或格柵),并且對(duì)在立交、商業(yè)街道附近的廣告和標(biāo)牌的亮度嚴(yán)格控制(允許值如表三)。
表三 交通要道和商業(yè)街道的廣告,標(biāo)牌的最大允許亮度
廣告,標(biāo)牌被照面的面積(m2) |
最大允許亮度(cd/m2) |
0.5 |
1000 |
2 |
800 |
10 |
600 |
>10 | 400 |
注: 其他地區(qū)的廣告標(biāo)牌的最大允許亮度應(yīng)乘以下修正系數(shù)K,行政辦公和公共活動(dòng)區(qū)的K值為0.4,住宅區(qū)K值為0.1。
道路照明中,環(huán)境造成的眩光一般還出現(xiàn)在地道等明暗環(huán)境的過(guò)渡處。從亮環(huán)境到暗環(huán)境或從暗環(huán)境到亮環(huán)境,人的視覺(jué)有個(gè)適應(yīng)過(guò)程,前者叫暗適應(yīng),后者叫明適應(yīng)。暗適應(yīng)比明適應(yīng)所需時(shí)間長(zhǎng),而且適應(yīng)的時(shí)間與亮度差有關(guān),因此為避免此類(lèi)眩光產(chǎn)生,在有裝設(shè)照明路段到不設(shè)照明路段的中間往往需要增設(shè)過(guò)渡照明,即把照明路段延長(zhǎng)并逐漸降低照明水平。常見(jiàn)街、通道照明要求如表四(維持值)。
表四 常見(jiàn)街、通道照明要求(維持值)
地點(diǎn) | Eh(平均值)(lx) | Eh(最小值)(lx) |
住宅區(qū)的公共活動(dòng)場(chǎng)所 | 5 |
2 |
中心街道 | 10 |
4 |
商業(yè)街的拱廊和通道 | 10 | 4 |
眩光限制標(biāo)準(zhǔn)沿用了CIE1965年標(biāo)準(zhǔn)給出。目前, CIE及部分國(guó)家的眩光控制標(biāo)準(zhǔn),給出了眩光控制等級(jí)(G)及閾值增量(TI)的具體數(shù)值,有的還在沿用CIE1965年的標(biāo)準(zhǔn)。考慮到我國(guó)的具體情況,按G和TI的具體數(shù)值限制眩光還是有困難的,而且一般認(rèn)為采用截光型和半截光型的燈具,G和TI的具體指標(biāo)大多都能夠滿(mǎn)足。如荷蘭的史雷德(1996)曾根據(jù)CIE1965關(guān)于截光型、半截光型燈具的規(guī)定對(duì)其相應(yīng)的G值進(jìn)行了研究和計(jì)算,其結(jié)果是:對(duì)截光型燈具,G=6.7;對(duì)半截光燈具,G=4.8。這兩個(gè)G值均能滿(mǎn)足CIE的推薦值(4-6)。
從照明技術(shù)角度評(píng)價(jià)眩光有兩種方法:一是亮度曲線法,又稱(chēng)亮度限制曲線法,這是一種對(duì)不舒適眩光的評(píng)價(jià)方法,在實(shí)驗(yàn)中由一組觀察者對(duì)不舒適眩光進(jìn)行評(píng)價(jià),并用評(píng)價(jià)數(shù)值來(lái)描述對(duì)眩光的感覺(jué)程度,最后換算出亮度限制曲線。但是,這種直觀易行的眩光評(píng)價(jià)方法,僅靠?jī)山M亮度限制曲線的方法很難把光環(huán)境中的各種因素都考慮進(jìn)去,尤其是周?chē)h(huán)境亮度對(duì)產(chǎn)生眩光的作用和多光源對(duì)產(chǎn)生眩光的影響。二是眩光指數(shù)法,這是一種較精確的評(píng)價(jià)眩光的方法,但它計(jì)算較復(fù)雜和繁瑣。在實(shí)際道路照明工程設(shè)計(jì)中需照明專(zhuān)家的配合,才能計(jì)算出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。因此在道路照明設(shè)計(jì)中應(yīng)逐步普及計(jì)算機(jī)輔助照明設(shè)計(jì)和完善相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)利用。
現(xiàn)代化的城市道路照明已經(jīng)不僅僅是純功能性的照明,其美化亮化也成為城市夜景觀的需要。眩光在道路照明中也不是毫無(wú)裨益的,如在禁止機(jī)動(dòng)車(chē)通行的商業(yè)街道、居民小區(qū)、人行地道、人行天橋等場(chǎng)所,眩光可用來(lái)創(chuàng)造某種氣氛。用數(shù)量眾多的白熾燈組或LED燈帶置于空間中閃閃發(fā)光,能給人華麗、歡樂(lè)感,將高亮度光照射在玻璃等反光體上,經(jīng)反射進(jìn)入人們的眼簾,有些耀眼,反而能給人愉快興奮之感。一些商業(yè)、休閑為主要目的的街道照明感官的需要往往就會(huì)超過(guò)功能的要求,期間就沒(méi)必要對(duì)眩光做嚴(yán)格控制。當(dāng)然在這類(lèi)道路照明的設(shè)計(jì)階段還是要充分考慮節(jié)能和安全因素的。眩光到底是妨礙視覺(jué)還是活躍氣氛,應(yīng)按不同場(chǎng)所不同需要來(lái)區(qū)分、利用。