于 娟，曹 陽，金紋青，郭鵬飛，張明宇

(1.天津大學(xué)，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072；2.鄭州大學(xué)建筑學(xué)院，河南鄭州 450001；3.天津美術(shù)學(xué)院環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)系，天津 300141)

引言

北美照明工程協(xié)會(huì)(IESNA)將光侵?jǐn)_(light trespass)分為兩種類型： 來自相臨地域的非必要照明和在視野內(nèi)有過高照度的燈光(侵?jǐn)_眩光)，并指出“非必要光線會(huì)導(dǎo)致煩擾、不適、注意力分散和能見度降低”。[1]居住建筑中發(fā)生的光侵?jǐn)_則來自于室外透入室內(nèi)的非必要照明。

光侵?jǐn)_的界定具有很大的主觀性，但現(xiàn)今的研究多重其防治措施，較少有人關(guān)注受侵?jǐn)_居民的主觀感受。同時(shí)，近年來城市夜景照明的大規(guī)模建設(shè)，使得侵?jǐn)_光來源變得日益復(fù)雜，除路燈等引起的亮度侵?jǐn)_外，如LED燈具及其廣告屏幕等，形成了新的彩色光和動(dòng)態(tài)光的侵?jǐn)_形式，光侵?jǐn)_對(duì)室內(nèi)環(huán)境影響的侵?jǐn)_因素也隨之增加，此類研究的難度較大。

本文以天津地區(qū)居住建筑為研究對(duì)象，以調(diào)查居民的主觀感受為出發(fā)點(diǎn)，從光侵?jǐn)_影響居民的程度、影響的活動(dòng)類型、侵?jǐn)_因素、侵?jǐn)_時(shí)間、侵?jǐn)_來源等展開主觀問卷調(diào)查，旨在掌握居民對(duì)光侵?jǐn)_的基本主觀反映，為進(jìn)一步深入研究奠定基礎(chǔ)。

1 光侵?jǐn)_現(xiàn)象調(diào)查的方式、方法

本次主觀調(diào)查的范圍為天津市市內(nèi)六區(qū)受光侵?jǐn)_的典型居住建筑。調(diào)研首先對(duì)2000年之后新建和在建的天津市內(nèi)48個(gè)居住區(qū)進(jìn)行了初步調(diào)研[2]，通過調(diào)研人員初步篩選出光侵?jǐn)_程度為中等及以上的12個(gè)小區(qū)(見圖1)。同時(shí)，向社會(huì)征集居民認(rèn)為受到室外照明光侵?jǐn)_的居住區(qū)，共7個(gè)小區(qū)，詳見表1。此19個(gè)小區(qū)居住建筑光侵?jǐn)_程度較高，具有代表性，一定程度上能夠反映天津市市內(nèi)六區(qū)居住環(huán)境整體的光侵?jǐn)_特點(diǎn)。

采用調(diào)查問卷(表2)的方式，以入戶調(diào)查為主，對(duì)上述19個(gè)小區(qū)進(jìn)行光侵?jǐn)_主觀評(píng)價(jià)調(diào)查。因故不得入戶的小區(qū)，采用隨機(jī)采訪居住區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)居民的方式進(jìn)行調(diào)查。有效調(diào)查14個(gè)小區(qū)，發(fā)放問卷106份(表1)。

圖1 天津市市內(nèi)六區(qū)48小區(qū)光侵?jǐn)_程度統(tǒng)計(jì)Fig.1 The statistics about the degree of the light trespass in 48 residential quarters of Tianjin

表1 開展光侵?jǐn)_主觀調(diào)查的居住區(qū)Table 1 The residential quarters that involved in the subjective investigation of light trespass.

表2 調(diào)查問卷設(shè)計(jì)Table 2 Questionnaire design

2 光侵?jǐn)_的來源及分類

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，臨街建筑所處的光環(huán)境較為復(fù)雜，存在路燈、沿街商戶霓虹燈或標(biāo)識(shí)牌、公交站牌、樓體裝飾性照明、大面積商業(yè)廣告、動(dòng)態(tài)照明(LED屏)等多種侵?jǐn)_來源。同時(shí)調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，居民認(rèn)為產(chǎn)生影響的室外光侵?jǐn)_源，占最大比例43.4%的是公交站牌和商業(yè)牌匾；其次是占38.7%的動(dòng)態(tài)顯示屏等；路燈排第三位，占32.1%；樓宇裝飾照明占25.5%；“E其他”是過往車輛的車燈影響，如圖2所示。彩色光和動(dòng)態(tài)光侵?jǐn)_產(chǎn)生的影響高于路燈等引起的亮度侵?jǐn)_。

在調(diào)查過程中還發(fā)現(xiàn)，不同來源的光侵?jǐn)_，居民有不同的主觀感受。為科學(xué)分析光侵?jǐn)_的侵?jǐn)_因素，需將光侵?jǐn)_進(jìn)行合理分類。目前國內(nèi)外尚無相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)，本文為課題研究方便，綜合實(shí)地調(diào)研和問卷調(diào)查情況，考慮侵?jǐn)_源的發(fā)光面積、顏色、動(dòng)/靜等屬性，將光侵?jǐn)_按其來源初步劃分為四大類，見表3。

圖2 光侵?jǐn)_來源調(diào)查統(tǒng)計(jì)Fig.2 The statistics about the sources of the light trespass

表3 光侵?jǐn)_來源分類Table 3 Classification of the light trespass sources

3 天津市居住建筑光侵?jǐn)_影響因素分析

對(duì)應(yīng)于四種光侵?jǐn)_分類，將106份調(diào)查問卷分組(表4)。在四個(gè)組別中，對(duì)應(yīng)的侵?jǐn)_來源占最大比例，但因?qū)嵉毓猸h(huán)境較為復(fù)雜，存在多種光侵?jǐn)_源，各組中同時(shí)存在一定比例的其他光侵?jǐn)_，致使影響各自侵?jǐn)_因素的判定。就此問題，本文對(duì)四個(gè)組別統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，以明確四類光侵?jǐn)_各自形成的侵?jǐn)_因素。從以下四方面展開分析。

3.1 影響程度

如圖3所示，106份調(diào)查問卷中，沒有感覺到室外光侵?jǐn)_影響的僅占13.2%，認(rèn)為受到影響及以上的居民占51.9%的較大比例。數(shù)據(jù)說明，大多數(shù)居民認(rèn)為受光侵?jǐn)_的影響，天津市居住建筑存在較為普遍的光侵?jǐn)_現(xiàn)象。

表4 問卷分組Table 4 The groups of the questionnaire

圖3 光侵?jǐn)_影響程度調(diào)查統(tǒng)計(jì)Fig.3 The statistics about the degree of light trespass

如圖4所示，“點(diǎn)光源”和“靜態(tài)面光源”類的居民認(rèn)為“剛剛感覺到，但影響不大”的比例較大；而“動(dòng)態(tài)面光源”和“大體量光源”類的居民認(rèn)為“受到些影響”的比例較大。統(tǒng)計(jì)“受到些影響”和“影響很大”兩選項(xiàng)的比例：“點(diǎn)光源”和“靜態(tài)面光源”類分別為43.8%和43.2%，而“動(dòng)態(tài)面光源”類為80.7%，“大體量光源”類為75%。可見，“動(dòng)態(tài)面光源”與“大體量光源”兩類光侵?jǐn)_對(duì)居民的影響遠(yuǎn)大于“點(diǎn)光源”和“靜態(tài)面光源”光侵?jǐn)_。

圖4 四類光侵?jǐn)_影響程度對(duì)比Fig.4 The comparison for the degree of the four light trespass kinds

3.2 影響的主要活動(dòng)類型

如圖5所示，所調(diào)研的93.4%的居民認(rèn)為光侵?jǐn)_影響“睡眠休息”，其次，“學(xué)習(xí)工作”和“休閑娛樂”兩個(gè)選項(xiàng)占36.8%，比例較高。

如圖6所示，各類光侵?jǐn)_影響的活動(dòng)類型仍表現(xiàn)為 “睡眠休息”占最大比例，其次為 “學(xué)習(xí)工作”“休閑娛樂”?！皠?dòng)態(tài)面光源”和“大體量光源”兩類的居民100%認(rèn)為影響“睡眠休息”，“動(dòng)態(tài)面光源”類對(duì)于居民“學(xué)習(xí)工作”和“休閑娛樂”的影響較其他侵?jǐn)_類別比例有所提升，達(dá)50%，同時(shí)“大體量光源”類在“吃飯就餐”選項(xiàng)出現(xiàn)12.5%比例分布。

圖 5 光侵?jǐn)_影響的活動(dòng)類型調(diào)查統(tǒng)計(jì)Fig.5 The statistics about the types of activities that influenced by light trespass

圖6 四類光侵?jǐn)_影響活動(dòng)類型對(duì)比Fig.6 The comparison for the types of activities that influenced by the four light trespass kinds

3.3 侵?jǐn)_因素

如圖7所示，各選項(xiàng)均有一定比例存在，最大比例是“有閃動(dòng)”和“休息之后還亮著”，選項(xiàng)“太亮了”排第四位。由此可見，天津市居住建筑光侵?jǐn)_的侵?jǐn)_因素包括“閃動(dòng)”、“持續(xù)時(shí)間”、“光色”、“亮度”。僅關(guān)注“亮度”參數(shù)是不充分的，侵?jǐn)_源的“持續(xù)時(shí)間”和“閃動(dòng)”、“光色”等參數(shù)亦是需要引起重視的重要侵?jǐn)_因素?！癋其他”是來源于過往車輛的車燈影響，可理解為短暫性的強(qiáng)光眩光(本文從略)。

注：D代表“光色交替變換”，E代表“休息之后還亮著”。

如圖8所示，將侵?jǐn)_因素對(duì)應(yīng)侵?jǐn)_類型來綜合分析。

圖8 四類侵?jǐn)_光的侵?jǐn)_因素對(duì)比Fig.8 The comparison for the factors of the four light trespass kinds

(1)“休息之后還亮著”這一時(shí)間因素為“點(diǎn)光源”、“靜態(tài)面光源”、“大體量光源”類別占最大比例的侵?jǐn)_因素，即“侵?jǐn)_時(shí)間”是三類光侵?jǐn)_最主要的侵?jǐn)_因素；

(2)“點(diǎn)光源”類的主要侵?jǐn)_因素為“太亮了”這一亮度因素；

(3)“靜態(tài)面光源”類的主要侵?jǐn)_因素為“光的顏色”和“太亮了”；

(4)“動(dòng)態(tài)面光源”類的主要侵?jǐn)_因素為“有閃動(dòng)”和“光的顏色”，“休息之后還亮著”、“光色交替變換”、“太亮了”選項(xiàng)也占較大比例；

(5)“大體量光源”類的主要侵?jǐn)_因素為“太亮了”。

3.4 侵?jǐn)_時(shí)間

如圖9所示，64.2%的居民選擇“23:00之后”，其次是“21:00—23:00”，另外，“天黑后一直存在”選項(xiàng)也有一定比例。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)，選擇 “天黑后一直存在”選項(xiàng)，大多對(duì)應(yīng)于“閃動(dòng)”光源。由此可推斷，天津居民對(duì)動(dòng)態(tài)光侵?jǐn)_的包容度要小于靜態(tài)光侵?jǐn)_。

注：A代表“天黑后一直存在”。

而在四類光侵?jǐn)_的對(duì)比中，“動(dòng)態(tài)面光源”類中選“天黑后一直存在”選項(xiàng)僅占11.5%，小于其他三類侵?jǐn)_，與調(diào)查人員現(xiàn)場(chǎng)所發(fā)現(xiàn)的情況相矛盾，本文針對(duì)此問題再次統(tǒng)計(jì)，并分析如下：

(1)選擇“閃動(dòng)”選項(xiàng)的35份調(diào)查問卷中，31份存在其他類別光侵?jǐn)_，占88.6%；

(2)在“動(dòng)態(tài)面光源”類光侵?jǐn)_組中，17份選擇“有閃動(dòng)”的問卷中14份同時(shí)選擇“太亮了”，占82%?？梢?，“有閃動(dòng)”這一侵?jǐn)_因素是在“動(dòng)態(tài)面光源”具備一定亮度的情況下引起居民注意的；

(3)其他三類光侵?jǐn)_組中，選擇“有閃動(dòng)”的問卷100%存在亮度侵?jǐn)_。

由此，本文推斷，“閃動(dòng)”是基于一定的亮度基礎(chǔ)而成為光侵?jǐn)_的侵?jǐn)_因素。

3.5 總結(jié)

綜上所述，“侵?jǐn)_時(shí)間”和“亮度”是靜態(tài)光源(點(diǎn)光源、靜態(tài)面光源和大體量光源)類別的主要侵?jǐn)_因素，而“動(dòng)態(tài)面光源”類增加了“閃爍”和“顏色”因素；四類光侵?jǐn)_對(duì)室內(nèi)人員活動(dòng)影響最明顯的均為“睡眠休息”，其次是“學(xué)習(xí)工作”和“休閑娛樂”。侵?jǐn)_時(shí)間段主要為“21:00—23:00”和“23:00之后”，但不同類別的光侵?jǐn)_存在不同的侵?jǐn)_時(shí)段。

4 光侵?jǐn)_防治規(guī)范的探討

在限制城市室外照明設(shè)施產(chǎn)生的光污染方面，目前已有CIE出版物《限制室外照明設(shè)施產(chǎn)生的干擾光影響指南》CIE 150—2003和《城區(qū)照明指南》CIE 136—2000的部分內(nèi)容。CIE《限制室外照明設(shè)施產(chǎn)生的干擾光影響指南》CIE 150—2003指出照明對(duì)居住者的影響通常與暗黑的居室里射入的戶外照明光線在窗上形成的垂直照度相關(guān)，并將照明環(huán)境分為四個(gè)等級(jí)及兩種時(shí)段，設(shè)置了居住建筑窗戶外表面產(chǎn)生的垂直面照度最大允許值的標(biāo)準(zhǔn)要求。CIE限制室外照明光污染標(biāo)準(zhǔn)是通過大量調(diào)研，總結(jié)了世界各國防治光污染的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的，具有較高的權(quán)威性，我國《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T 163—2008即按“等同采用”和“修改采用”的原則使用此標(biāo)準(zhǔn)。[3]

依以上標(biāo)準(zhǔn)，天津市內(nèi)六區(qū)應(yīng)為“城區(qū)”，屬“E4”區(qū)域，居住建筑窗戶外表面產(chǎn)生的垂直面照度最大允許值為：宵禁前25lx，宵禁后5lx。另外，天津工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《天津市城市景觀照明工程技術(shù)規(guī)范》DB 29-71—2004也給出了垂直照度最大值的建議，標(biāo)明居住區(qū)在亮背景下為20lx，暗背景下為10lx。

本調(diào)研同時(shí)測(cè)量了問卷調(diào)查對(duì)應(yīng)的(14個(gè)居住區(qū))52例窗口的外表面垂直照度，如圖10虛線所示，僅3例超出宵禁前最大允許值25lx，4例超出亮背景下建議最大值20lx，15例(占28.8%)超出暗背景下建議最大值10lx，即：所調(diào)研居住建筑窗口外表面垂直照度絕大部分滿足以上規(guī)范要求(因調(diào)查和測(cè)量時(shí)間在23:00前，故不與“宵禁后”的要求做比較)。

圖10 52例窗口外表面垂直照度Fig.10 The vertical illuminance of the outer surface of the 52 windows

但在上述主觀調(diào)查中有51.9%的居民認(rèn)為受到光侵?jǐn)_的影響。因此，以現(xiàn)有相關(guān)文件和標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“垂直照度”單一指標(biāo)來限定光侵?jǐn)_，不足以限制光侵?jǐn)_現(xiàn)象。探討其原因，筆者認(rèn)為主要有以下幾方面：

(1)光環(huán)境分區(qū)粗放

CIE150文件中劃分的光環(huán)境分區(qū)是依據(jù)國外的居住模式，國外居住區(qū)大多區(qū)域獨(dú)立，居住區(qū)與城區(qū)分屬“E2/E3”和“E4”分區(qū)。我國雖沿用此標(biāo)準(zhǔn)，但我國的城市“居住區(qū)”形態(tài)與國外居住模式大不相同，且居住區(qū)與其它性質(zhì)用地(如商業(yè)、辦公等)混雜，均涵蓋在“城區(qū)”之內(nèi)，這一“城區(qū)”涵蓋內(nèi)容復(fù)雜，導(dǎo)致該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國居住區(qū)光侵?jǐn)_的指標(biāo)限值不能完全適用。我國“城區(qū)”光環(huán)境分區(qū)需更細(xì)致。依據(jù)其用地性質(zhì)，劃分更為合理的分區(qū)，從而限制“城區(qū)”的居住區(qū)周邊光環(huán)境的亮度等級(jí)，以降低光侵?jǐn)_影響。

(2)缺乏針對(duì)我國居民的研究

CIE限制室外照明光污染標(biāo)準(zhǔn)是通過大量調(diào)研，總結(jié)了世界各國防治光污染的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的，如：對(duì)于“E2”光環(huán)境區(qū)域的“在熄燈時(shí)段”的窗戶垂直面照度為1lx的標(biāo)準(zhǔn)，即是采納了德國提出的建議，它是基于德國41個(gè)地方的調(diào)查，考慮了大多數(shù)住民對(duì)窗戶垂直面照度的反應(yīng)。[3]反觀我國，鮮見關(guān)注居民感受的光侵?jǐn)_環(huán)境研究，這將是進(jìn)一步研究的方向，以建立針對(duì)我國居民的光侵?jǐn)_防治標(biāo)準(zhǔn)。

(3)侵?jǐn)_因素增加

新的侵?jǐn)_因素，包括“閃動(dòng)”、“持續(xù)時(shí)間”、“光色”等因素的出現(xiàn)，與“亮度”侵?jǐn)_共同作用影響。光侵?jǐn)_的防治在“亮度”參數(shù)要求的基礎(chǔ)上，需增加對(duì)應(yīng)于新侵?jǐn)_因素的指標(biāo)，使得對(duì)光侵?jǐn)_的限制更為全面。

5 結(jié)論及建議

天津市居住建筑光侵?jǐn)_具有來源多樣化，侵?jǐn)_因素復(fù)雜化的特點(diǎn)，不同類別的光侵?jǐn)_對(duì)居民產(chǎn)生不同的侵?jǐn)_程度，且具有不同的侵?jǐn)_因素，如閃動(dòng)、光色、侵?jǐn)_時(shí)間等因素。因此，我國光侵?jǐn)_的防治亟需新的技術(shù)規(guī)范，筆者建議在細(xì)致劃定光環(huán)境分區(qū)條件下，還需增加對(duì)光侵?jǐn)_的持續(xù)時(shí)間、閃動(dòng)和色彩等參數(shù)的相關(guān)內(nèi)容。以此標(biāo)準(zhǔn)來限制居住區(qū)周邊夜間照明環(huán)境，提升住宅室內(nèi)光環(huán)境的舒適性。

[1] Ian Le Win, FIES LC. Light Trespass and Light Pollution-Practical Approaches to Dealing with Problems[C]. Minnesota IESNA Street and Area Lighting conference Minneapolis, 2000.

[2] 于娟.天津市居住建筑夜間光侵?jǐn)_評(píng)價(jià)研究[D].天津：天津大學(xué)，2013.

[3] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 5700—2008照明測(cè)量方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[4] CIE. CIE 150—2003 Guide on the Limitation of the Effects of Obtrusive Light from Outdoor Lighting Installations[S]. Vienna: CIE Central Bureau, 2003.

[5] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ/T163—2008城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.