羅臻擎，蘇 航，王卓力，楊 彪

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)建筑學(xué)院，廣東 深圳 518055；2.華潤(rùn)置地有限公司，廣東 深圳 518057)

引言

隨著城市的夜間經(jīng)濟(jì)需求的飛速增長(zhǎng)以及照明技術(shù)的不斷提升，城市夜間光環(huán)境逐漸趨向動(dòng)態(tài)化，但其中部分缺乏指導(dǎo)管控的動(dòng)態(tài)照明易造成城市光污染。光污染會(huì)對(duì)人類活動(dòng)造成危害，包括生理影響(如視力下降[1]、提高患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)[2]等)、心理影響(如造成抑郁、煩躁、厭倦等情緒[3])以及暗天空資源的破壞[4]。

雖然在光污染領(lǐng)域中，學(xué)者們對(duì)于靜態(tài)光污染的研究較為全面，但以動(dòng)態(tài)光污染為對(duì)象的研究還比較匱乏?，F(xiàn)有多數(shù)關(guān)于動(dòng)態(tài)光的研究關(guān)注其對(duì)個(gè)體的影響，研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光模式相較于靜態(tài)光模式更易造成人體的不適感[5]，動(dòng)態(tài)光會(huì)對(duì)人的活動(dòng)造成包括生理(如褪黑素[6,7])以及心理的影響(警覺(jué)性[8,9]、疲勞度[10]、焦躁、抑郁[3]以及愉悅[11]等)。隨后在城市視角下學(xué)者們發(fā)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)光污染對(duì)人群的不同影響：Liu等[12]、孟瑩瑩等[13]發(fā)現(xiàn)頻閃動(dòng)態(tài)在人群中造成的不利影響；劉鳴等[5]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)燈光閃爍頻率越高，人們的不適感越強(qiáng)；汪亞江等[14]發(fā)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)光光色變化越快滿意度評(píng)價(jià)越低；于娟等[15]發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光光色因素對(duì)人的容忍度造成影響，且人對(duì)藍(lán)色紅色動(dòng)態(tài)光的包容程度最小。現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)光污染對(duì)人群的影響研究相關(guān)文獻(xiàn)梳理并總結(jié)見(jiàn)表1，其中灰色標(biāo)注出的是涉及到定量和動(dòng)態(tài)參數(shù)的研究。

表1 已有城市動(dòng)態(tài)光污染的研究Table 1 Past Studies on dynamic lighting pollution

目前，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)規(guī)范與規(guī)劃對(duì)動(dòng)態(tài)光的控制沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。其中，《城市夜間照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T 163—2008)[16]和《室外照明干擾光限制規(guī)范》(DB11/T 731—2010)[17]以亮度為分級(jí)依據(jù)設(shè)置了媒體立面以及LED顯示屏的四級(jí)分級(jí)；2021年出臺(tái)的《深圳照明專項(xiàng)規(guī)劃》[18]中對(duì)動(dòng)態(tài)光的限制僅有描述性語(yǔ)言(包括“以靜態(tài)照明為主，允許少量動(dòng)態(tài)照明”等)。在適配城市建設(shè)用地的分類(分為8大類、35種類)進(jìn)行照明規(guī)劃時(shí)略顯粗糙，難以適配城市建設(shè)用地的分類(分為8大類、35種類)，容易形成控制不足或過(guò)度管控，進(jìn)而限制了城市的高質(zhì)量發(fā)展。

綜上所述，目前針對(duì)城市動(dòng)態(tài)光污染的研究數(shù)量較少，且缺乏動(dòng)態(tài)光污染影響的量化研究，科學(xué)依據(jù)不足以對(duì)城市動(dòng)態(tài)光污染進(jìn)行分級(jí)分類，難以形成可以指導(dǎo)城市規(guī)劃、建設(shè)和管理實(shí)踐的策略。

本研究以從照明參數(shù)的角度對(duì)城市動(dòng)態(tài)光污染進(jìn)行分級(jí)分類為目標(biāo)，首先通過(guò)對(duì)深圳市羅湖區(qū)動(dòng)態(tài)光環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)研，結(jié)合典型動(dòng)態(tài)光參數(shù)的理論分類得出動(dòng)態(tài)光的分類模式。然后通過(guò)對(duì)不同城市功能區(qū)中典型動(dòng)態(tài)光環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室復(fù)現(xiàn)，以滿意度和可忍受閾值速度為變量開(kāi)展實(shí)證實(shí)驗(yàn)，并嘗試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出一套動(dòng)態(tài)光的精細(xì)化分級(jí)建議。

1 城市動(dòng)態(tài)光污染的分類

為獲取城市動(dòng)態(tài)光污染的基本分類，本研究采用實(shí)地調(diào)研法對(duì)深圳市羅湖區(qū)中的城市夜間動(dòng)態(tài)照明現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合城市動(dòng)態(tài)照明的理論特征參數(shù)，歸納出動(dòng)態(tài)光污染的基本分類，以作為后續(xù)實(shí)證實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)變量。

1.1 理論分類

動(dòng)態(tài)光是某些參數(shù)(亮度、光譜、速度和變化方式等)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的光。常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)光參數(shù)包括變化方式(突變/漸變，2種)、色彩類型(單色/彩色，2種)以及亮度模式(恒定亮度/變化亮度，2種)，根據(jù)以上三種動(dòng)態(tài)光定性參數(shù)的排列組合，可以初步得到8(2×2×2=8)種理論分類，如表2所示。

表2 理論的動(dòng)態(tài)光污染分類Table 2 Theoretical dynamic light pollution classification

1.2 調(diào)研方案

根據(jù)《深圳市照明專項(xiàng)規(guī)劃》[18]對(duì)羅湖區(qū)照明的劃分，選取深圳市羅湖區(qū)具有代表性的四個(gè)街區(qū)開(kāi)展動(dòng)態(tài)光調(diào)研，調(diào)研街道的選取如圖3所示。依據(jù)相關(guān)規(guī)范《LED顯示屏干擾光現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法》(GB/T 34973—2017)[19]要求，首先通過(guò)距離換算法計(jì)算測(cè)點(diǎn)位置以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為記錄動(dòng)態(tài)光的完整信息，調(diào)研全程使用錄像設(shè)備記錄光源的變化過(guò)程。本次調(diào)研使用KM LS-150手持亮度計(jì)，在一個(gè)變化周期內(nèi)對(duì)光源進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，每個(gè)光源測(cè)量5次取平均值。

表3 深圳市羅湖區(qū)動(dòng)態(tài)光調(diào)研街道的選取Table 3 Selection of target streets for dynamic lighting survey in Luohu District,Shenzhen

1.3 實(shí)際分類

調(diào)研過(guò)程中共計(jì)發(fā)現(xiàn)了61組動(dòng)態(tài)光，通過(guò)對(duì)調(diào)研對(duì)象動(dòng)態(tài)光變化參數(shù)進(jìn)行提取，并根據(jù)上述8種理論分類對(duì)其進(jìn)行歸類，進(jìn)一步完善對(duì)城市動(dòng)態(tài)光的分類。調(diào)研對(duì)象的歸類結(jié)果如表4所示，每行中僅展示3個(gè)具有代表性的動(dòng)態(tài)光圖片。

表4 實(shí)際調(diào)研中動(dòng)態(tài)光及其動(dòng)態(tài)特征的歸類結(jié)果Table 4 Results of classification on dynamic lighting and its feature in the field survey

對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行梳理歸納后，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光的理論分類與實(shí)際分類并不完全一致。實(shí)際動(dòng)態(tài)光分類如表5所示。漸變單色變亮度動(dòng)態(tài)光在實(shí)際調(diào)研中一例也未出現(xiàn)，另外，在實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)了一類理論分類中沒(méi)有包含的動(dòng)態(tài)光，此類動(dòng)態(tài)光的共性特征是周期性播放的媒體里面，其亮度變化并不明顯(某一時(shí)刻的實(shí)際亮度由具體畫面決定)，暫且命名為周期動(dòng)畫光。

表5 深圳市羅湖區(qū)調(diào)研中實(shí)際動(dòng)態(tài)光的分類Table 5 Fieldphotos and dynamic features from the survey

2 動(dòng)態(tài)光精細(xì)化分級(jí)實(shí)證實(shí)驗(yàn)

通過(guò)調(diào)研獲取城市動(dòng)態(tài)光特征參數(shù)及其初步分類后，本研究進(jìn)一步采用控制變量法，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)城市功能區(qū)與典型動(dòng)態(tài)光進(jìn)行場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)，探究各城市功能區(qū)中不同動(dòng)態(tài)光對(duì)滿意度以及動(dòng)態(tài)光可忍受閾值速度的影響，擬以此結(jié)果作為城市動(dòng)態(tài)光污染的分級(jí)依據(jù)。

2.1 光環(huán)境的評(píng)價(jià)方法

動(dòng)態(tài)光在各個(gè)功能區(qū)的心理影響可以劃分為兩種路徑，一種是對(duì)動(dòng)態(tài)光的正向評(píng)價(jià)(Positive Evaluation)，另一種是對(duì)動(dòng)態(tài)光的負(fù)向評(píng)價(jià)(Negative Evaluation)。本研究在確定因變量是將兩者結(jié)合起來(lái)使用，正向評(píng)價(jià)采用滿意度評(píng)價(jià)，其結(jié)果可以挖掘動(dòng)態(tài)光的優(yōu)勢(shì)，提高動(dòng)態(tài)光的控制的精確程度。

本研究提出以可忍受速度閾值作為負(fù)向評(píng)價(jià)的指標(biāo)，讓志愿者自主調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)光變化的速度并記錄其閾值。可忍受閾值速度是指人所能忍受的最大動(dòng)態(tài)光變化速度，通過(guò)速度數(shù)值來(lái)反映人對(duì)動(dòng)態(tài)光的忍耐能力，可忍受閾值速度的結(jié)果可以探索出動(dòng)態(tài)光的干擾，有助于厘清負(fù)面清單。

2.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.2.1 變量選取

由于城市商業(yè)區(qū)、開(kāi)放區(qū)、居住區(qū)與生態(tài)區(qū)為夜間動(dòng)態(tài)照明的主要分布區(qū)域，因此本實(shí)驗(yàn)將對(duì)上述功能區(qū)逐一進(jìn)行研究。由于實(shí)驗(yàn)條件受限，無(wú)法完全模擬全部的8種動(dòng)態(tài)光，本研究采用超大屏幕顯示器作為模擬動(dòng)態(tài)光源，不具備還原周期變化動(dòng)態(tài)光以及呼吸變化動(dòng)態(tài)光的條件，所以本研究不考慮這三類典型動(dòng)態(tài)光類型：周期性動(dòng)畫、漸變彩色變亮度動(dòng)態(tài)光和突變彩色變亮度光。

本實(shí)驗(yàn)的自變量為城市功能區(qū)與典型動(dòng)態(tài)光。其中，城市功能區(qū)共4種，包括商業(yè)區(qū)、開(kāi)放區(qū)、居住區(qū)與生態(tài)區(qū)；典型動(dòng)態(tài)光共5種，包括漸變單色變亮度動(dòng)態(tài)光、突變單色變亮度動(dòng)態(tài)光、漸變彩色變亮度動(dòng)態(tài)光、突變彩色變亮度動(dòng)態(tài)光以及突變單色恒定亮度動(dòng)態(tài)光(圖1)，并設(shè)置高、中、低三種平均亮度，共得到11種動(dòng)態(tài)光模式 (表6)。

表6 實(shí)驗(yàn)自變量所采用的11種動(dòng)態(tài)光模式Table 6 Eleven dynamic lighting modes as independent variable

圖1 實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的5`類典型動(dòng)態(tài)光變化模式示意圖Fig.1 Diagram showing the five dynamic light modes adopt in the experiment

2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

本次實(shí)驗(yàn)選取在校學(xué)生共計(jì)14名作為志愿者，其中男女各7人，年齡分布均在18～28歲的范圍之內(nèi)。所有志愿者均無(wú)色盲色弱情況，且視力及矯正視力均正常。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地選擇在哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)建筑學(xué)院城市規(guī)劃分析與仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)內(nèi)部封閉且能夠有效防止其他光源干擾的暗室。實(shí)驗(yàn)將1.5 m×3 m的顯示屏作為光源模擬典型動(dòng)態(tài)光，以5 m×10 m的幕布投影實(shí)現(xiàn)城市各功能區(qū)場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖(左側(cè)投影模擬城市功能區(qū)變量，右側(cè)顯示器模擬動(dòng)態(tài)光變量)Fig.2 Experimental setting diagram (projector on the left simulates functional urban area,and the right display simulates dynamic lighting modes)

實(shí)驗(yàn)由14名志愿者參與，每位志愿者需要經(jīng)歷4個(gè)功能區(qū)場(chǎng)景，每一個(gè)功能區(qū)場(chǎng)都對(duì)應(yīng)11個(gè)動(dòng)態(tài)光模式，共計(jì)44個(gè)實(shí)驗(yàn)單元和616組數(shù)據(jù)，每人實(shí)驗(yàn)總持續(xù)時(shí)間為1.5～2 h。以一個(gè)實(shí)驗(yàn)單元(約3 min)為例對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體流程描述如下：

(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前志愿者首先進(jìn)行5 min的暗適應(yīng)；(2)場(chǎng)景沉浸：在5 m×10 m的幕布上投放城市功能區(qū)的實(shí)景照片并維持30 s，使志愿者充分沉浸于場(chǎng)景中；(3)動(dòng)態(tài)光播放：在1.5 m×3 m的顯示器屏幕上播放預(yù)設(shè)動(dòng)態(tài)光，以復(fù)現(xiàn)城市中的典型動(dòng)態(tài)光模式；(4)問(wèn)卷收集：志愿者在動(dòng)態(tài)光場(chǎng)景中填寫滿意度調(diào)查問(wèn)卷(共17題)；(5)動(dòng)態(tài)光可忍受閾值速度測(cè)量：志愿者通過(guò)自主調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)光播放速度，將顯示器上的動(dòng)態(tài)光調(diào)節(jié)至可忍受的最大速度臨界值，由實(shí)驗(yàn)人員對(duì)其進(jìn)行記錄。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 各城市功能區(qū)中動(dòng)態(tài)光的影響

各實(shí)驗(yàn)條件下的數(shù)據(jù)結(jié)果匯總?cè)绫?所示，將四個(gè)動(dòng)態(tài)光參數(shù)(變化方式、色彩模式、亮度變化參數(shù)以及平均亮度參數(shù))在四個(gè)功能區(qū)(生態(tài)區(qū)、居住區(qū)、開(kāi)放區(qū)以及商業(yè)區(qū))內(nèi)的滿意度值和可忍受閾值速度值進(jìn)行算數(shù)平均數(shù)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位均無(wú)量綱，其中滿意度采用7分制(7分表示最滿意，1分表示最不滿意)，可忍受閾值速度采用視頻倍速表示(0.1表示最慢播放速度，3表示最快播放速度)，可忍受閾值速度越高表示人對(duì)動(dòng)態(tài)光的忍耐極限越高。

表7 各實(shí)驗(yàn)條件下的數(shù)據(jù)結(jié)果匯總Table 7 Summary of experimental data under all conditions

根據(jù)分級(jí)分類的研究目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果首先應(yīng)關(guān)注不同功能區(qū)之間的配對(duì)對(duì)比。表8為四種功能區(qū)之間的動(dòng)態(tài)光滿意度兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果，用于判斷各動(dòng)態(tài)光在不同功能分區(qū)影響滿意度的顯著性差異情況。

表8 四種功能區(qū)之間的動(dòng)態(tài)光滿意度兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果Table 8 Paired t-test results of the dynamic light on satisfaction between each functional areas

結(jié)果表明：1)漸變動(dòng)態(tài)光影響下的滿意度值在生態(tài)區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.015)和商業(yè)區(qū)(p=0.003)，且居住區(qū)對(duì)應(yīng)值顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.031)和商業(yè)區(qū)(p=0.012)；2)突變動(dòng)態(tài)光影響下滿意度值在生態(tài)區(qū)處顯著低于居住區(qū)(p=0.026)、開(kāi)放區(qū)(p=0.033)和商業(yè)區(qū)(p=0.006)；3)黑白動(dòng)態(tài)光影響下滿意度數(shù)據(jù)在生態(tài)區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.039)和商業(yè)區(qū)(p=0.003)，且居住區(qū)對(duì)應(yīng)數(shù)值顯著低于商業(yè)區(qū)(p=0.006)；4)恒亮動(dòng)態(tài)光影響下滿意度值在居住區(qū)顯著低于商業(yè)區(qū)(p=0.045)，變亮度動(dòng)態(tài)光影響下滿意度值在保護(hù)區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.031)和商業(yè)區(qū)(p=0.006)，且居住區(qū)對(duì)應(yīng)值顯著低于商業(yè)區(qū)(p=0.004)；5)低亮動(dòng)態(tài)光影響下滿意度值在居住區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.033)和商業(yè)區(qū)(p=0.006)。中亮動(dòng)態(tài)光影響下滿意度值在生態(tài)區(qū)顯著低于居住區(qū)(p=0.029)、開(kāi)放區(qū)(p=0.018)以及商業(yè)區(qū)(p=0.014)。

綜上所述，動(dòng)態(tài)光在四種功能區(qū)內(nèi)造成的光環(huán)境滿意度影響存在顯著差異，動(dòng)態(tài)光造成滿意度影響的數(shù)據(jù)結(jié)果總結(jié)如下：動(dòng)態(tài)光對(duì)生態(tài)區(qū)滿意度的影響最強(qiáng)，居住區(qū)其次，開(kāi)放區(qū)與商業(yè)區(qū)相近。因此，生態(tài)區(qū)應(yīng)該避免設(shè)置動(dòng)態(tài)光，但恒定亮度動(dòng)態(tài)光對(duì)生態(tài)區(qū)光環(huán)境滿意度的影響較小，必要的動(dòng)態(tài)光可采取恒定亮度的動(dòng)態(tài)光；居住區(qū)應(yīng)該控制動(dòng)態(tài)光的變化方式、色彩類型與亮度模式，但可允許動(dòng)態(tài)光的平均亮度有較大的控制范圍。

表9為四種功能區(qū)之間的動(dòng)態(tài)光可忍受閾值速度兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果，用于判斷各動(dòng)態(tài)光在不同功能分區(qū)影響可忍受閾值速度的顯著性差異情況。

表9 四種功能區(qū)之間的動(dòng)態(tài)光可忍受閾值速度兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果Table 9 Paired t-test results of the dynamic light on tolerable speed threshold between each functional areas

結(jié)果表明：1)在漸變動(dòng)態(tài)光影響下可忍受閾值速度對(duì)應(yīng)的數(shù)值在生態(tài)區(qū)顯著低于居住區(qū)(p=0.005)、開(kāi)放區(qū)(p=0.001)以及商業(yè)區(qū)(p<0.001)，突變動(dòng)態(tài)光影響下可忍受閾值速度對(duì)應(yīng)的數(shù)值在生態(tài)區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p<0.001)和商業(yè)區(qū)(p<0.001)，在開(kāi)放區(qū)的值顯著小于商業(yè)區(qū)(p=0.027)；2)黑白動(dòng)態(tài)光的影響下可忍受閾值速度對(duì)應(yīng)的數(shù)值在生態(tài)區(qū)顯著低于居住區(qū)(p=0.004)、開(kāi)放區(qū)(p=0.014)以及商業(yè)區(qū)(p=0.001)，彩色動(dòng)態(tài)光的影響下動(dòng)態(tài)光速度值在生態(tài)區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.003)和商業(yè)區(qū)(p=0.004)；3)變亮度動(dòng)態(tài)光的影響下動(dòng)態(tài)光速度值在生態(tài)區(qū)顯著低于開(kāi)放區(qū)(p=0.036)和商業(yè)區(qū)(p=0.001)；4)三種平均亮度影響下可忍受閾值速度對(duì)應(yīng)的數(shù)值值均呈現(xiàn)出，生態(tài)區(qū)顯著低于居住區(qū)(低亮p=0.034，中亮p=0.044)、開(kāi)放區(qū)(低亮p=0.003，中亮p=0.013，p=0.003)以及商業(yè)區(qū)(中亮p=0.001，高亮p=0.004)。

綜上所述，動(dòng)態(tài)光在四種功能區(qū)內(nèi)造成的可忍受閾值速度影響存在顯著差異，造成的影響結(jié)果匯總?cè)缦拢簞?dòng)態(tài)光在生態(tài)區(qū)內(nèi)形成的可忍受閾值速度的影響最強(qiáng)，居住區(qū)其次，開(kāi)放區(qū)與商業(yè)區(qū)相近。因此，生態(tài)區(qū)應(yīng)該避免設(shè)置動(dòng)態(tài)光，但恒定亮度動(dòng)態(tài)光在生態(tài)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的可忍受閾值速度的影響較??；開(kāi)放區(qū)中突變動(dòng)態(tài)光對(duì)可忍受閾值速度的影響較大。

2.3.2 動(dòng)態(tài)光參數(shù)之間的影響對(duì)比

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得動(dòng)態(tài)光參數(shù)在特定功能區(qū)內(nèi)造成的影響(滿意度或可忍受閾值速度)是否有顯著差異，可以判斷該參數(shù)對(duì)人影響的敏感度，并以此作為分級(jí)的依據(jù)。

如表10所示，對(duì)于四個(gè)功能區(qū)內(nèi)的滿意度值來(lái)說(shuō)，變化方式對(duì)全部四個(gè)功能區(qū)來(lái)說(shuō)均有顯著性影響，色彩類型和亮度模式對(duì)三個(gè)功能區(qū)有顯著性影響，而平均亮度僅在兩個(gè)功能區(qū)有顯著性差異，其中商業(yè)區(qū)的p值為0.042，非常接近0.05的顯著性閾值。

表10 動(dòng)態(tài)光參數(shù)在各個(gè)分區(qū)中的滿意度的差異顯著性Table 10 Significant difference of tolerable threshold speed and satisfaction of dynamic light parameters

如表11所示，對(duì)于四個(gè)功能區(qū)內(nèi)的可忍受閾值速度來(lái)說(shuō)，變化方式對(duì)全部四個(gè)功能區(qū)來(lái)說(shuō)均有顯著性影響，色彩類型和亮度模式對(duì)三個(gè)功能區(qū)有顯著性影響，而平均亮度對(duì)全部四個(gè)功能區(qū)來(lái)說(shuō)均無(wú)顯著性影響。

表11 動(dòng)態(tài)光參數(shù)在各個(gè)分區(qū)中對(duì)可忍受閾值速度影響的差異顯著性Table 11 Significant difference of tolerable threshold speed and satisfaction of dynamic light parameters

根據(jù)表10和表11，可以大致得到動(dòng)態(tài)光參數(shù)對(duì)人影響大小的排序：變化方式>色彩類型>亮度模式，平均亮度并無(wú)影響。為了進(jìn)一步確認(rèn)各動(dòng)態(tài)光參數(shù)具體類型的光污染情況，需要將其對(duì)滿意度和可忍受閾值速度的影響分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，結(jié)果如表12所示。其中滿意度和可忍受閾值速度的平均值越高，說(shuō)明該動(dòng)態(tài)光所造成的光污染的程度越低。由此可得出三種參數(shù)排列組合下的動(dòng)態(tài)光污染程度的排序。例如，當(dāng)亮度模式為“變化亮度”時(shí)，滿意度和可忍受閾值速度均為最低；當(dāng)變化方式為漸變時(shí)，滿意度和可忍受閾值速度均為最高。

由表12可以看出，對(duì)于滿意度和可忍受閾值速度來(lái)說(shuō)，突變的動(dòng)態(tài)光變化方式比漸變的動(dòng)態(tài)光變化方式會(huì)造成更嚴(yán)重的光污染，變化亮度的動(dòng)態(tài)光亮度模式比恒定亮度的動(dòng)態(tài)光亮度模式會(huì)造成更嚴(yán)重的光污染。但對(duì)色彩類型來(lái)說(shuō)，雖然彩色動(dòng)態(tài)光的滿意度明顯更高，但其可忍受閾值速度卻更低，并無(wú)一致性的結(jié)論?？赡苁且?yàn)槿藗儗?duì)動(dòng)態(tài)光的豐富色彩會(huì)更滿意，但對(duì)其變化速度也更為敏感。因此對(duì)動(dòng)態(tài)光分級(jí)來(lái)說(shuō)，只考慮變化方式和亮度模式這兩個(gè)有一致性結(jié)論的動(dòng)態(tài)光參數(shù)，暫不考慮對(duì)色彩類型進(jìn)行等級(jí)區(qū)分。

表12 動(dòng)態(tài)光分級(jí)參數(shù)的可忍受閾值速度與滿意度值Table 12 Tolerable threshold speed and satisfaction value of rating parameters

3 動(dòng)態(tài)光分級(jí)討論

綜合上述動(dòng)態(tài)光對(duì)滿意度和可忍受閾值速度影響能力大小的統(tǒng)計(jì)分析可知：對(duì)于動(dòng)態(tài)光來(lái)說(shuō)，變化方式、色彩類型和亮度模式三個(gè)參數(shù)是造成動(dòng)態(tài)光污染的主要因素。其對(duì)光污染程度的影響排序是：變化方式最大，色彩類型次之，亮度模式再次。具體到三個(gè)動(dòng)態(tài)光參數(shù)的變量時(shí)，色彩類型對(duì)滿意度和可忍受閾值速度的影響并無(wú)一致結(jié)論。對(duì)于變化方式和亮度模式的四個(gè)組合來(lái)說(shuō)，其光污染程度的大小排序?yàn)樽兓炼?突變>恒定亮度>漸變，這個(gè)由實(shí)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出的排序，可以作為確定動(dòng)態(tài)光污染分級(jí)的科學(xué)證據(jù)。

除了“變化方式(突變和漸變)”和“亮度模式(變化亮度和恒定亮度)”之外，對(duì)與平時(shí)和節(jié)假日兩種模式的區(qū)分使用已成為照明行業(yè)內(nèi)的共識(shí)，在動(dòng)態(tài)光的分級(jí)中也可以作為進(jìn)一步精細(xì)化分級(jí)的指標(biāo)。由此可以將動(dòng)態(tài)光從“禁止設(shè)置任何形式的動(dòng)態(tài)光”到“對(duì)動(dòng)態(tài)光不做限制”進(jìn)行精細(xì)化的9級(jí)分級(jí)，具體分級(jí)和控制要求如表13所示。

表13 城市夜間光環(huán)境中動(dòng)態(tài)光的9級(jí)分級(jí)及其控制要求Table 13 Hierarchical classification and control requirement of dynamic light in urban lit environment at nighttime

4 結(jié)論與展望

本研究以從照明規(guī)劃的角度對(duì)城市夜間動(dòng)態(tài)光污染進(jìn)行分級(jí)分類為主要目標(biāo)，先對(duì)深圳市羅湖區(qū)動(dòng)態(tài)光環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)研，結(jié)合典型動(dòng)態(tài)光參數(shù)的理論分類，得到8種動(dòng)態(tài)光的分類模式。然后通過(guò)對(duì)不同城市功能區(qū)中典型動(dòng)態(tài)光環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室復(fù)現(xiàn)，以滿意度和可忍受閾值速度為變量開(kāi)展實(shí)證實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，變化方式、色彩類型和亮度模式三個(gè)參數(shù)是造成動(dòng)態(tài)光污染的主要因素，其對(duì)光污染程度的影響排序是：變化方式>色彩類型>亮度模式。通過(guò)對(duì)三個(gè)動(dòng)態(tài)光參數(shù)具體變量的分析，發(fā)現(xiàn)色彩類型對(duì)滿意度和可忍受閾值速度的影響并無(wú)一致結(jié)論，而對(duì)于變化方式和亮度模式的四個(gè)組合來(lái)說(shuō)，其動(dòng)態(tài)光污染程度的大小排序?yàn)椋鹤兓炼?突變>恒定亮度>漸變。

最后，綜合調(diào)研和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合已有照明規(guī)劃對(duì)節(jié)假日模式的考慮，得到了一套動(dòng)態(tài)光的精細(xì)化分級(jí)(9級(jí))。研究結(jié)果可以為城市規(guī)劃和城市管理部門對(duì)光污染分級(jí)管控提供依據(jù)和參考。

本研究中所使用的動(dòng)態(tài)光模擬設(shè)備的亮度控制范圍有限，后續(xù)研究可以在動(dòng)態(tài)光源種類、動(dòng)態(tài)光參數(shù)范圍和動(dòng)態(tài)變化速度的精細(xì)化設(shè)置上進(jìn)行改進(jìn)。