Що ми можемо зробити, щоб зменшити освітлювальне забруднення за допомогою дизайну вуличного освітлення?
вступ
Люди та їхні інновації здебільшого винні в погіршенні навколишнього середовища, яке відбувається на Землі. Незважаючи на те, що різноманітні технології, такі як транспортні засоби, пластик та освітлення, зробили життя людей зручнішим. Але зараз виникають різноманітні проблеми, наприклад, основною причиною зміни клімату є автомобільні викиди та перенаселення пластику на нашій планеті (ґрунт і океан). Незважаючи на те, що освітлення покращує життя вночі (вуличні ліхтарі допомагають нам знайти дорогу додому, промислове освітлення забезпечує нашу безпеку, а освітлення житлових будинків зберігає затишок і яскравість наших домівок), воно також має шкідливий вплив на навколишнє середовище. Світлове забруднення, тобто надмірне або неналежне використання зовнішнього штучного освітлення, негативно впливає на здоров’я людини, поведінку тварин і навколишнє середовище.
Основним фактором світлового забруднення є світіння неба. Сяйво неба, яке в основному виникає в мегаполісах, — це освітлення нічного неба в результаті освітлення транспортних засобів, вуличних ліхтарів, робочих місць, промислових підприємств, зовнішньої реклами, парковок і будівель. Наведену нижче фотографію було зроблено супутником NASA у 2016 році (за допомогою комп’ютерної карти світу яскравості нічного неба). Атлас показує, як і де наш світ освітлюється вночі, і доступний в Інтернеті за посиланнямВеб-сайт НАСА (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights).
Що таке світлове забруднення?
Коли штучне світло потрапляє в навколишнє середовище в результаті діяльності людей і тварин, прямо чи опосередковано, створюється світлове забруднення. Надмірне штучне освітлення класифікується як забруднення, оскільки воно може загрожувати здоров’ю людей, якості життя та збереженню навколишнього середовища. Світлове забруднення є результатом штучної втрати або надмірного використання світла, яке включає в себе наступне:
1. в результаті надмірного освітлення цілі
2. тому що світло розсіюється або виходить прямо на небо або горизонт.
3. тому що підсвічування цілі відбувається без потреби.
Природна темрява ночі була змінена всіма вищезгаданими факторами, що згубно впливає на здоров'я та організм.
Вплив світлового забруднення
- Вплив на людей: штучне освітлення може серйозно порушити природні циркадні цикли як людей, так і тварин. Циркадні ритми можуть бути порушені світлом вночі. внутрішній 24-годинний годинник, який регулює фізіологічні процеси та контролює щоденну активність майже всіх живих істот. Одним із таких процесів є утворення гормону мелатоніну, який виробляється в темряві та гальмується на світлі. Збільшення освітленості вночі знижує синтез мелатоніну, що може спричинити різні проблеми зі здоров’ям, включаючи недосипання, виснаження, головні болі, стрес і тривогу. Хоча були проведені дослідження щодо можливої небезпеки впливу нічного світла, останні дослідження також продемонстрували зв’язок між ризиком раку та зниженням рівня мелатоніну. Було виявлено, що рівень мелатоніну людини знижується у відповідь на синє світло. Світлодіоди (світлодіоди), які популярні для домашнього, промислового та міського освітлення через свою енергоефективність і тривалий термін служби, а також мобільні телефони та інші комп’ютерні пристрої генерують синє світло.
- Вплив на тварин: Дослідження показали, що світло може викликати у тварин запаморочення та збентеження. Світлове забруднення все ще впливає на поведінку тварин, зокрема міграційні моделі, режим сну та розвиток середовища проживання. Світлове забруднення може призвести до втрати та смерті черепах і птахів, які в іншому випадку мігрували б під керівництвом Місяця. Світлове забруднення призводить до того, що значна кількість комах притягується до штучного освітлення та гине, а також впливає на птахів та інших істот, які переважно їдять цих комах.
Рекомендації щодо ефективного вуличного освітлення
Освітлення має служити очевидній меті, тобто
Перш ніж додавати нові світильники або замінювати старі, ми повинні визначити, чи дійсно освітлення є необхідним. Ми можемо прийняти рішення на вимогу, якщо є альтернативи. Наприклад, ми можемо зменшити встановлення деяких систем зовнішнього освітлення шляхом нанесення світловідбиваючої фарби на знаки та сходинки.
Світло має бути спрямованим і мати чітко визначені ділянки.
Не порушуючи рослинність і будинки по обидві сторони дороги, дорожнє освітлення має освітлювати земляне полотно. Стадіон має бути освітлений стадіонними вогнями, не заважаючи навколишнім будинкам. Ми пропонуємо, щоб при проектуванні ламп і ліхтарів ми обмежили випромінювання світла у верхню півсферу, і промінь повинен торкатися землі якомога сильніше. Для цього ми повинні переконатися, що бічний розподіл світла розроблено на основі ширини дороги та висоти вуличного освітлення.
Світло має бути помірним і не яскравішим ніж необхідно.
Для різних місць закони про освітлення мають особливі критерії освітленості. Наприклад, стандарти освітлення робочих приміщень (EN 12464), стадіонів (EN 12193), вулиць (EN 13201) тощо. Ми повинні використовувати найнижчий доступний рівень освітлення, щоб задовольнити вимоги до освітлення. Крім того, ми повинні оцінити освітлені поверхні, оскільки деякі з них можуть відбивати занадто багато світла назад у нічне небо.
Світло має регулюватися і мати встановлений час.
Щоб гарантувати, що освітлення вмикається за потреби, вимикається, коли не потрібно достатньо світла, і вимикається, коли воно не потрібне, зовнішнє освітлення має встановлювати періоди освітлення за допомогою таких технологій, як контролери освітлення, таймери або детектори руху. Те саме стосується внутрішнього освітлення; залежно від часу доби та використання, ми можемо зменшити інтенсивність освітлення або повністю вимкнути світло за допомогою диммерів, датчиків руху та розумних елементів керування.
Слід використовувати менше синього світла або освітлення з теплішою CCT.
Діапазон спектру видимого світла охоплює від 390 до 780 нанометрів. Згідно з дослідженнями, синє світло становить небезпеку як для людей, так і для тварин, коли воно випромінюється з довжинами хвиль від 380 до 499 нм. Випромінювання блакитної частини видимого спектру має бути зменшено, а кількість повинна бути зведена до мінімуму. Вважається, що синє світло становить меншу частину спектрального спектру низької колірної температури. Положення також почали встановлювати обмеження на вміст синього світла (світловий випромінювання нижче 500 нм), вимагаючи від 5 до 10 відсотків нижче.
Пропозиція щодо покращення архітектури вуличних ліхтарів для зменшення забруднення освітленням
На прикладі зовнішнього освітлення ми включили перелік інструкцій щодо освітлення, які допоможуть зменшити вплив на людей і тварин. Ми вважаємо, що для зменшення світлового забруднення слід враховувати такі фактори: кут установки лампи, дизайн спектра, дизайн освітлення, конфігурація джерела живлення та використання світлодіодів лампи. Нижче ми розглянемо кожен із цих факторів окремо:
a. Пряме малокутне освітлення
Уникайте освітлення нічного неба під кутом над горизонтом. Для початку виберіть скло або парасольку для світла, щоб зменшити його випромінювання вгору чи назад. Можливість розташувати ліхтарі в центрі дороги завдяки громадському освітленню може допомогти лампам добре розподілити світло по боках. Якщо бічний розподіл поганий через невідповідну структуру спектру, кут нахилу від 0 до 15 градусів не дозволяється, щоб запобігти попаданню світла в небо.
b. На освітлену поверхню подайте світло якомога більше.
Світловий промінь лампи має бути сфокусований на корисній області, яка потребує освітлення з прийнятним розподілом освітлення, а не опромінювати прилеглу область, яка цього не робить. Використання – це показник, який може визначити, наскільки успішно світловий вихід зосереджено на призначеному застосуванні. Він може інформувати нас про те, скільки світла витрачається марно та сприяє світловому забрудненню, а також про те, скільки світла проектується в цінні місця. Ми рекомендуємо використовувати щонайменше 75 відсотків для стандартного освітлення.
в. Уникайте використання занадто великої кількості світла.
По-перше, для кожного виду освітлення існують встановлені стандарти освітлення. Ви повинні чітко знати рівень освітлення, який вам потрібен як виконавцю проекту. При моделюванні освітлення ми повинні використовувати найменшу кількість світильників і ват, необхідних для освітлення необхідної області. Уникайте використання світильників із надмірно високою інтенсивністю світла та застосування освітлення до неважливих поверхонь. Численні стандарти освітлення доріг добре пояснено в EN12301, який було зазначено в попередньому розділі. Щоб визначити необхідну кількість освітленості для освітлення дороги, необхідно дотримуватися відповідних вимог, а реальний рівень освітленості повинен бути в межах 100–120 відсотків від мінімальної норми.
d. Використання системи управління освітленням.
Доступність вибору керування освітленням збігається з широким впровадженням твердотільного освітлення в наше повсякденне життя. Це дає їм змогу зменшувати яскравість світильників, не впливаючи на продуктивність, щоб задовольнити вимоги до освітлення в різні робочі години. За допомогою датчиків, попередньо запрограмованих профілів затемнення або бездротових сигналів система управління освітленням може змінювати освітлення громадського місця (для пішоходів і автомобілів) відповідно до щільності використання вулиць, площ, доріжок, житлових районів і проїжджих частин транспортних засобів. . Нижче наведено деякі з найбільш поширених на вуличних ліхтарях:
- Затемнення за таймером: ця функція дозволяє змінювати потужність лампи вночі. Просто профіль затемнення має бути запрограмований у драйвері LED для цієї функції; тоді драйвер світлодіодів автоматично виконає затемнення відповідно до профілю затемнення. Ми можемо зробити це, щоб зробити небо темнішим після півночі.
- Постійний світловий поток: функція CLO використовується для обліку поступового зменшення світлового потоку під час використання, оскільки світловий поток джерела світла з часом зменшується. Ми можемо змінити профіль затемнення лампи за допомогою кривої TM21 (вбудований драйвер). Щоб компенсувати зменшений світловий потік лампи під час її роботи, джерело живлення поступово регулює вихідний струм, щоб підвищити потужність лампи. У результаті, враховуючи погіршення світлового потоку, нам не потрібно використовувати лампи з більшою потужністю.
- Датчик руху: датчик руху – це датчик присутності, який вмикається, коли виявляє рух, і залишається увімкненим протягом заданого періоду часу. Це вказує на те, що, оскільки датчик руху активовано, лише люди, які перебувають під вуличними ліхтарями або поблизу них, отримають повне освітлення. Щоб зробити вуличне освітлення екологічнішим, воно зменшить освітлення або навіть вимкне лампу, поки в його радіусі нічого немає.
д. Зменшіть кількість використовуваного холодного світла.
Холодне світло у зовнішньому освітленні часто забезпечує глядачам чітке та концентроване візуальне враження. З іншого боку, тепле світло робить людей затишнішими та зменшує видимість. Вибір між холодним і теплим світлом під громадським освітленням є звичайним явищем, але враховуючи кількість синього світла, присутнього в кожній колірній температурі, ми вважаємо, що ви зможете швидше прийняти зважене рішення. Тепле світло має колірну температуру від 2700 до 4000, тоді як холодне світло зазвичай має колірну температуру від 5000 до 6500. В останньому відсоток синього світла значно нижчий. У наш час колірна температура бурштинового освітлення становить від 1800 до 2000 К і містить 10 відсотків або менше синього світла (на основі моделі світлодіодних чіпів і відповідної колірної температури). Кількість синього світла, яке випромінюють ліхтарі, вже регулюється законами в кількох країнах. Наприклад, Чилі вимагає, щоб кількість світлового випромінювання нижче 500 нм була меншою за 10 відсотків, тоді як Чеська Республіка вимагає меншу кількість.
Резюме
Існує нагальна потреба вирішити проблему світлового забруднення, але деякі регіони (наприклад, Африка) також потребують термінового оновлення своєї інфраструктури. На цьому етапі вибір, встановлення та керування вуличним освітленням відіграють важливу роль. Відновлюючи вуличні ліхтарі в розвинених регіонах, ми повинні уникати використання надмірного або невідповідного освітлення, і, якщо дозволяють обставини, ми можемо оснастити їх складними системами керування. Кут встановлення та вибір спектру вуличного освітлення мають бути основними міркуваннями в менш розвинених регіонах. Спробуйте запропонувати клієнтам варіант таймера, більш традиційного та корисного рішення для затемнення, щоб освітлення можна було приглушити в другій половині ночі, щоб зменшити освітлення та утримати людей від повернення до старої практики надмірного освітлення в розвинених територій. Це також може допомогти заощадити енергію (зменшити державні витрати). Прочитавши цю статтю, ми сподіваємося, що кожен отримає кращі знання про світлове забруднення та його ризики. Ми також сподіваємося, що це допоможе проектувальникам вуличного освітлення, виробникам, покупцям і користувачам приймати рішення, які матимуть найменший негативний вплив на довкілля. Коли йдеться про економічне зростання без надто сильного негативного впливу на навколишнє середовище.
Нижче представлені сонячні вуличні ліхтаріBENWEI, якщо ви зацікавлені в ньому, ви можете клацнути веб-сайт для отримання додаткової інформації.
