《物理性污染控制》光污染及其控制

1、物理性污染控制东华大学环境科学与工程学院第四章光污染及其控制第四章 光污染及其控制4.1 概述4.2 光环境评价与质量标准4.3 光污染防治技术第四章 光污染及其控制4.1 概述 （1）光环境室内光环境：包括室内光环境和室外光环境室外光环境： 由光与颜色在室内建立的同房间形状有关的生理和心理环境。 在室外由光照射而形成的环境，满足物理、生物（视觉）、心理、美学，社会（节能、绿色照明）等方面的要求。第四章 光污染及其控制4.1 概述 （1）光环境光的效果：光的方向性效果；（可见度、对比度、立体感，如正光、逆光）光的造型立体感效果；光的表面效果（表面亮度、表面光泽）；光的色彩效果（光和色彩、色彩效

2、果）。第四章 光污染及其控制4.1 概述 （2）光源及其类型人工光源：自然光源：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （2）光源及其类型日光：直射光：光的方向随着季节与昼夜做有规律的变化散射光：与天气状况有关。直射光和散射光的比例，随太阳高度和天气变化而变化。天气越晴朗，太阳高度角越高，直射阳光所占比例越高。天空散射光比较稳定柔和，常作为建筑物采光的主要光源。自然光源：日光、月光第四章 光污染及其控制4.1 概述 （2）光源及其类型人工光源：热辐射光源（白炽灯、卤钨灯）气体放电光源（荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、低压钠灯）其他（激光、场致发光、半导体、化学光源）自然光源：日光、月光第

3、四章 光污染及其控制4.1 概述 （2）光源及其类型节能灯白炽灯LED灯普通的白炽灯光效大约在每瓦10流明左右，寿命大约在1000小时左右，它的工作原理是：当灯接入电路中，电流流过灯丝，电流的热效应，使白炽灯发出连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即可觉察，由于工作时的灯丝温度很高，大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了，由于灯丝温度很高，蒸发也很快，所以寿命也大缩短了，大约在1000小时左右。节能灯点燃时首先通过电子镇流器给灯管灯丝加热，灯丝开始发射电子（因为在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞充装在灯管内的氩原子，氩原子碰撞后获得了能量又撞击内部的汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产

4、生电离，灯管内形成等离子态，灯管两端电压直接通过等离子态导通并发出253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多，所以它的寿命也大提高，达到5000小时以上，由于它使用效率较高的电子镇流器，同时不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，达到每瓦50流明以上，所以节约电能节能灯汞污染到2012年10月底，节能推广工程有上亿节能灯报废，每只可污染180吨水及五六亩土壤，废旧节能灯的处理和回收问题引起关注LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光

5、的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。特点：节能：白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4.长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓一劳永逸.可以工作在高速状态.环保，没有汞的有害物质。第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染不合理人工光或自然光的不恰当反射导致的违背人的生理与心理需求或有损于生理与心理健康，对生态环境产生负面影响的现象。1）定义：光的离心作用光的向心作用局部、无残留、主观性第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染城市建筑物采用大面积镜面式铝合金装饰的外墙、玻璃幕墙所形成的光污染；2）光污染的来源：城市夜景照明所形成的光污染，打乱了正

6、常的生物规律；家庭装潢引起的室内光污染。2）光污染的来源-玻璃幕墙形成的光污染：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染大气光污染：地面发出的人工光在尘埃、空气或其他大气悬浮粒子的散射作用下，扩散入大气层中形成城市上空很亮的大气光污染；侵扰光污染；眩光污染：道路、广告、体育、标志照明产生的直接眩光和雨后地面、玻璃墙面等光泽表面的反射眩光引起的视觉不适；颜色污染。2）光污染的来源-夜景照明形成的光污染：第3章 光污染及其控制3.1 概述 （3）光污染室内装修采用镜面、釉面砖墙、磨光大理石等装饰反射光线；室内灯光配置设计不合理，致使室内光线过亮或过暗；夜间室外照明，特别是建筑物的泛光照明产

7、生的干扰光。2）光污染的来源-室内光污染：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染3）光污染的主要表现形式：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染“眩光”（玻璃幕墙、车前灯、弧光、光辐射） 一种视觉条件，由于亮度分布不适当，或亮度变化的幅度太大，或空间、时间上存在着极端的对比，以致引起不舒适或降低观察重要物体的能力。3）光污染的主要表现形式：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染“眩光”分类（按产生来源与过程分）：直接眩光：观察物体方向或接近这一方向存在高亮度发光体；间接眩光：在观察物体的方向之外存在发光体；反射眩光：在观看物体的方向或临近方向出现了发光体的镜面反射

8、光3）光污染的主要表现形式：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染“眩光”分类（按产生来源与过程分）：失能眩光；失明眩光；不舒服眩光。年龄、健康、个体差异3）光污染的主要表现形式：第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染失能眩光：视野内的眩光，若使人们的视觉功效有所降低，称为失能眩光；等效光幕亮度理论指出：失能眩光可由眼睛内的散射光引起的等效光幕亮度表示。这种等效光幕亮度在视网膜上和观察目标的像一起被重叠起来，减少了对象和背景的亮度对比，以致造成失能眩光效应。 4）光污染的分类：可见光污染；红外线污染；紫外线污染。第四章 光污染及其控制4.1 概述 （3）光污染400780n

9、m780nm 临界照度时，考虑室内完全用天然光照明。1) 天然光环境评价 (4) 光环境的评价48最低限度标准4950515253第四章 光污染及其控制4.2 光环境评价与质量标准适当的照度水平；照度均匀度；空间照度；舒适亮度比；2) 室内光环境评价 (4) 光环境的评价54第四章 光污染及其控制4.2 光环境评价与质量标准适当的照度水平：照度标准：综合考虑视觉功效、舒适感、经济、节能等因素。在没有专门规定工作位置的情况下，通常以假想的水平工作面照度作为设计标准：站立工作，水平面距地0.9m，坐着的人，水平面距地0.75m。不以初始照度作为设计标准，采用使用照度或维持照度制订标准。2) 室内光

10、环境评价55第四章 光污染及其控制适当的照度水平：通常维持照度不应低于使用标准的80% 4.2 光环境评价与质量标准2) 室内光环境评价56第四章 光污染及其控制适当的照度水平：照度等级的划分：以1.5左右的等比级数划分。CIE建议的照度等级（lx）：20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000等。民用建筑照明设计标准（GBJ133-90）；工业企业照明设计标准（GB50034-92）。10等，I-IV等按亮度对比细分为甲、乙两级4.2 光环境评价与质量标准2) 室内光环境评价国际照明委员会（CIE）对不同作业和活动推

11、荐的照度 生产车间工作面上的最低照度值 59第四章 光污染及其控制4.2 光环境评价与质量标准照度均匀度：照度均匀度：给定平面上照度分布的量（工作面最小照度与平均照度之比）室内墙面限定的距地面高0.700.90m高的水平面。国际照明委员会（CIE）建议值：0.8CIE建议工作房间内交通区域的平均照度一般不应小于工作区平均照度的1/3，相邻房间的平均照度不超过5倍 。2) 室内光环境评价60第四章 光污染及其控制空间照度空间照度：平均球面照度和平均柱面照度。空间一点的平均柱面照度（Ec）：该点的一个假想小圆柱体侧面上的平均照度，圆柱体的轴线与水平面相垂直，且不计圆柱体两端面上接收的光量。平均球面

12、照度：代表空间一点的垂直面平均照度，以符号Ec表示，与入射光的方向没有关系，标准照度。4.2 光环境评价与质量标准2) 室内光环境评价61第四章 光污染及其控制舒适亮度比 工作房间，作业临近环境的亮度尽可能低于作业本身亮度，不低于作业亮度的1/3； 周围视野（顶棚、窗、墙）的平均亮度，尽可能不低于作业亮度的1/10； 灯和白天窗户亮度，控制在作业亮度的40倍以内；4.2 光环境评价与质量标准2) 室内光环境评价62第四章 光污染及其控制城市道路照明的质量评价室外场地照明质量评价4.2 光环境评价与质量标准3) 室外照明质量评价 (4) 光环境的评价63第四章 光污染及其控制4.2 光环境评价与

13、质量标准城市道路照明的质量评价机动车交通道路照明人行道照明3) 室外照明质量评价 (4) 光环境的评价 机动车交通道路照明标准值 机动车交通道路一侧或两侧设置的与机动车道没有分隔的非机动车道的照明应执行机动车交通道路的照明标准；与机动车交通道路分隔的非机动车道路的平均照度值宜为相邻机动车交通道路的照度值的1/2。机动车交通道路一侧或两侧设置的人行道路照明，当人行道与非机动车道混用时，人行道路的平均照度值与非机动车道路相同。当人行道路与飞机动车道路的分设时，人行道路的平均照度值宜为相邻非机动车道路的照度值的1/2，但不得小于5 lx。68第四章 光污染及其控制4.2 光环境评价与质量标准室外场地

14、照明的质量评价室外场地照明质量评价主要指标为平均照度值和照度均匀度 3) 室外照明质量评价 (4) 光环境的评价光环境对比第四章 光污染及其控制4.1 概述4.2 光环境评价与质量标准4.3 光污染防治技术71第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 光污染分类可见光污染（眩光）红外线污染紫外光污染72第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （1）可见光污染防治-眩光直接眩光间接眩光反射眩光73第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （1）可见光污染防治直接眩光：光源位置对眩光的影响光源的保护角14度74第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （1）可见光污染防治直接眩光

15、：提高光源位置采用透光材料减弱眩光；c）采用灯具的保护角加以控制；d）增加眩光源的背景亮度或作业照度。75第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （1）可见光污染防治反射眩光与光幕反射：当强光投射在观看的目标物上，而且目标物像镜面一样将此强光反射入观察者眼中，当光源像的亮度超过目标物的亮度时，则所要观看的物体被亮光淹没从而无法看清一次反射76第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （1）可见光污染防治反射眩光与光幕反射：二次反射：光源照射于观察者身体或其他物体，产生的反射光再被玻璃框的玻璃反射，反射光亮度超过陈列品的亮度，影响了对陈列品的观察77第四章 光污染及其控制4.3 光污染

16、防治技术 （1）可见光污染防治反射眩光与光幕反射：a）降低光源亮度；b）根据光的定向反射原理，妥善布置灯具，不把灯具布置在与观察者视线相同的垂直平面内；c）增加光源数量来提高亮度；d）适当提高环境亮度，减少亮度对比。78798081第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （1）可见光污染防治各类建筑的眩光限制：住宅建筑的眩光限制；教室的眩光限制；办公建筑的眩光限制；商店建筑的眩光限制；医院建筑的眩光限制；博物馆建筑的眩光限制；体育馆的眩光限制；图书馆的眩光限制；工厂厂房内的眩光限制；82第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （2）室外照明的眩光控制道路照明的眩光控制；景观照明的眩光限制；场地照明的眩光限制；广告照明的眩光限制；83第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （3）红外线、紫外线污染防治对有红外线和紫外线污染的场所采取必要的安全防护措施；佩戴个人防护眼镜和面罩，加强个人防护措施。84第四章 光污染及其控制4.3 光污染防治技术 （3）光环境功能区划区分光照目的，进行分类管理，提出光照限值；根据各类区域对 光的不同要求，对选定区域进行合理划分