建筑外立面泛光照明光污染防治研究

肖舒峥

浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000

随着节能环保要求的不断提高，全国各大城市都相应提出了各种针对建筑泛光的管理办法，建立了更加科学规范的技术防治管理模式。建筑泛光应体现当地自然与人文特色，形成与自然环境协调的城市景观，满足所在地段的详细规划，实现经济效益和环保效益的和谐统一。

泛光照明又称夜景照明，是指在夜间将可见光直接或间接投射到建筑外立面上的灯光，属于人造照明的一种[1]。为了呈现建筑的夜间风貌，现代建筑设计需要应用外立面泛光照明，实现建筑、环境、人文、景观等一体的建筑平衡之美，并且能提升城市夜景的美化效果。相较于传统的建筑夜景照明，现阶段夜景照明的形式更加多样，能更加凸显建筑结构的层次，将建筑与环境融为一体。

依据“见光不见灯”的光照处理要求，建筑外立面泛光照明设计中一般将灯具内嵌在建筑的外立面幕墙结构中，再依据具体的应用模式要求采取对应的照明与布置方式，如在节假日可以采用节假日照明模式，以维持良好的处理效果。外立面泛光照明实景如图1所示，节假日照明模式应用效果如图2 所示。

图1 外立面泛光照明实景图

图2 节假日照明模式效果图

尽管外立面泛光照明能大大提升建筑、建筑群和整个城市的视觉美观度，却也存在一定的光污染隐患，会对人体、自然环境、社会环境都产生不良影响。

2.1 光污染问题的产生原因

在建筑的整体装饰处理过程中，外立面泛光照明设计一般会使用高功率灯具，灯具的泛光特征非常突出，光线不仅会投射在建筑上，也会直接投射到夜空环境中，此时，能源损耗量较大，甚至会直接造成严重的光污染问题。此外，照明模式、照明灯具布设不合理等都会增加照度，形成严重的光污染问题。

（1）泛光照明亮度超标。一些建筑在外立面泛光照明设计中，为了绚烂夺目的照明效果，往往会在幕墙纵行或横向线条内满布像素灯，达到立面媒体效果，既可以宣传企业文化、城市文化，又可以有一定的经济效益，但是也导致了严重的光污染问题。究其原因，主要是因为对光污染问题的重视度不足，对建筑外立面照明缺乏可控化管理，这必然会间接引起非常严重的光污染问题。

（2）玻璃幕墙的应用。随着建筑行业技术水平的全面提高，玻璃幕墙被广泛应用在建筑外立面设计中，尽管技术优势较突出，但是玻璃幕墙间接造成的光污染问题也越演越烈。从光反射系数的角度分析，镜面玻璃的光反射系数要明显高于绿色草坪及毛面砖墙结构的光反射系数，甚至超出80%，镜面玻璃产生的反射光对环境具有较严重的危害。光线具有方向性，光线经过镜面玻璃的折射和反射后，产生的光污染的发散性远远超出一次光照产生的光污染。在建筑外立面设计中使用玻璃幕墙，加上泛光照明自身的亮度较高，二者配合后形成的反射会加剧光污染的亮度。目前，多数写字楼等商用建筑外墙均采取玻璃幕墙，有害光线反射或投射的现象也较明显，造成了严重的光污染问题[2]。

（3）泛光灯的应用。泛光灯的设置也能形成较强烈的二次光污染，其产生的反射光线也会对周围环境和路面交通等产生严重影响。

2.2 光污染问题的处理现状

（1）人们对光污染来源了解不清。在光污染问题处理中，人们往往会忽略光污染本身具备的隐蔽性特点。对一线城市进行市民调研后了解到，仅有30%的居民了解光污染的来源，这部分居民将其归于玻璃幕墙结构、霓虹灯结构等；
多数居民对光污染问题的认知较模糊，甚至不了解其产生原因和危害。由此可知，光污染危害的宣传工作还不到位，人们对光污染危害的认知还存在很大的偏差。

（2）针对光污染的相关标准落实不到位。尽管光污染对人们的生活产生了严重影响，关于光污染的投诉也不在少数，但是光污染没有得到有效的规范化管控，这使得光污染问题的侵害程度在加剧，制约了整体管理控制的效果。

2.3 光污染问题的危害

（1）对人体健康产生严重影响。医学家在对光污染危害进行研究后发现，光污染和乳腺癌、抑郁症等疾病息息相关。德国在20 世纪末进行了一次民调，有超过60%的市民认为光污染对其睡眠质量产生严重影响，其中20%的人认定是光污染问题造成其无法正常入睡，且伴有耳鸣、头昏眼花等症状。光污染问题不仅会对人们的生活环境产生影响，甚至会对人体内的荷尔蒙水平造成不良作用，荷尔蒙水平的改变会提高罹患癌症的可能性。

（2）对交通安全管理产生影响。临街的玻璃幕墙可以影响交通安全管理，在陆地交通体系中，干扰光中的眩光会造成较恶劣的负面作用。如果光照强度较大，将十分刺眼，从而影响车辆驾驶人员的视线，驾驶人员要通过减速或者停车的方式看清路面，这不仅会影响车流导通效率，而且一旦车速控制不当，甚至会引发追尾等安全事故。眩光也会对一些起到辅助作用的交通信号灯等设施造成影响。随着科学技术的不断发展和进步，电子信息技术应用越来越广泛，视觉信息采集设备能辅助车辆开展相应的动作，但是多数交通信息还是依靠肉眼进行观察和判定，因此，眩光会对交通安全造成严重干扰。

（3）对动植物的生长产生影响。光污染问题会对动植物的生长产生影响，人工白昼、溢散光干扰、幕墙二次反射等光污染问题会影响动植物的作息规律。例如，在夜间灯光的吸引作用下，会导致昆虫聚集，加速昆虫产卵，增加虫害的发生概率。

为了减少建筑外立面泛光照明光污染问题造成的恶劣影响，要针对具体问题落实相应的管控机制，整合管理基本要求，结合具体控制规范，维持良好的管控体系，实现光污染防治工作的全面优化。

3.1 加强对光污染危害的认识

为了防治光污染，要从人们的思想意识层面开展相应指导工作，引导大众更加明确地了解光污染的危害，以便形成良好的社会性管理氛围，强化人们对光污染问题的根源和危害的认知，也为公众污染预防意识的优化创设良好平台。

（1）充分利用媒体。社会性媒体要发挥作用，政府相关部门要利用公益类广告进行广泛宣传，以广告的形式引导大众认识社会性公共利益的重要性，并且提高对光污染问题的警觉度，从而最大程度上保证光污染的控制水平，维持良好的管理效率。在广告宣传方面可以采取创新化的宣传机制，减少空洞的道德性说教，从而实现绿色发展的目标[3]。

（2）加强沟通。政府相关部门要针对污染源投放者开展相应的访谈处理，对造成环境污染、交通安全干扰等的污染源单位要给予撤除通知，确保其能明确光污染的危害；
同时，要加大宣传力度，形成良好的群众基础。政府相关部门要利用相关负责人的沟通管理，在政策及法律许可范围内确保满足基本的宣传要求。

（3）进行多样化的宣传和管理。政府相关部门要采取多样化的科普和管理方式，配合卫生部门、环保部门等，采取社区性宣传管控，强化公众宣传教育的力度，确保节能理念得以全面落实。并且，要联合公共智能平台，借助微信、微博等公众信息交流渠道，建立实时性的提醒处理模式，从而实现光污染宣传控制和防治工作的常态化管理。

3.2 优化泛光照明设计

以某大楼建设项目为例，通过分析建筑设计、施工等环节的具体内容，确保能依据规范和要求开展相关作业，以最大程度上维持光污染预防效果的最优化。在设计泛光照明方案时，要完成灯光分析，针对每处灯光结构进行实时性调控和处理，在兼顾美观度的同时，减少外立面泛光照明光污染问题。

在某大楼项目的建设中，需要依据项目标准，结合设计理念与业务交流结果，在满足设计整体要求的同时，维持环保设计效果。该大楼需要设计夜间泛光照明，在设计上要将动感、节能等相关要素都融合在方案内。结合《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163—2008）、《建筑环境通用规范》（GB 55016—2021）中的相关规定，要对泛光照明进行人性化和智能化的多元处理，在维持良好的设计效果的同时，秉持以人为本的设计理念，并重处理亮化和美化。

（1）照度区域划分。根据先进性设计原则，确定采用以LED 光源为主的照明模式，以形成合理的商务办公楼照明模式。为了践行环保和节能减排的设计要求，在凸显灯光效果的同时，也要符合基本的设计标准。

为了充分体现对人的关怀，大楼总体照度要控制在20～200 lx，需要选择符合人们观赏需求的亮度，且确保不会产生严重的眩光现象和视觉疲劳现象，使整体泛光照明和谐统一，更好地实现灯光和建筑的有效映衬。具体照度区域划分如表1 所示。

表1 照度区域划分

（2）照明布灯设计。为了满足环保的要求，在初步设计布灯图的过程中，应结合建筑、幕墙等专业设计图纸，逐一落实各灯具安装位置，在呈现夜景效果的同时，确保照度分级和定位等参数的规范性，维持投射灯具的基本应用效果。为了维持照度控制和运用的合理性，要分析外立面的灯光投射结构，在满足正常视觉应用条件的基础上，约束和管理灯光色彩，保证不同色彩能表达不同的情感特征，避免单一化光源造成的眩光影响，利用和谐性光源减少光污染问题的产生。具体的照明布灯设计如下：①建筑的外立面采用18 W 线型投光灯和24 W 线型地埋灯，构成城市展示面主要光效，在体现建筑结构的同时突出其体量感，打亮暖色金属面，为单色立面起点睛作用；
②建筑裙楼外立面采用18 W 地埋灯，裙楼装饰条通过经典的投光方式打亮侧面，体现建筑的装饰结构特点；
③裙楼地面采用36 W 地埋灯和48 W地埋灯，自下向上刻画建筑的体量感、陈列感。

（3）照明效果评估。良好的泛光照明效果需要借助良好的设计，任何建筑的立面效果都要在设计初期予以预测和评估，不仅要明确建筑的整体设计风格，也要评估建筑的社会功能，从而保证其设计效果不会对周围环境、城市交通等造成严重影响[4]。建筑的外立面照明设计要秉持突出重点的原则，尽可能展示建筑的关键部位，并且减少眩光的堆积，减少泛光照明不合理导致的光污染问题。

总之，在建筑外立面泛光照明的光污染防治工作中，要整合具体的技术内容和设计要求，保证相应工作都落实到位，从思想意识层面提升控制水平，为城市建筑泛光照明可持续发展提供保障。