Введение

Большая часть загрязнения окружающей среды на Земле исходит от людей и их изобретений. Хотя удобства в жизнь человека привнесли различные технологии, такие как автомобили, пластик и освещение. Но теперь грядут всевозможные проблемы, например, выхлопы автомобилей — главный источник изменения климата, а пластик затопляет нашу землю (почву и океан). Освещение облегчает жизнь в ночное время (уличные фонари ведут нас домой, заводское освещение обеспечивает безопасность, а домашнее освещение делает наши дома уютными и яркими), но оно также оказывает негативное влияние на окружающую среду. Световое загрязнение, чрезмерное или ненадлежащее использование наружного искусственного света, влияет на здоровье человека, поведение диких животных и окружающую среду.

Световое загрязнение является глобальной проблемой и в основном вызвано свечением неба. Свечение неба — это осветление ночного неба за счет освещения автомобилей, уличных фонарей, офисов, заводов, наружной рекламы, автостоянок и зданий, преимущественно в городских районах. Изображение ниже представляет собой спутниковую фотографию, сделанную НАСА в 2016 году (с помощью компьютерной карты мира яркости ночного неба). Атлас, доступный онлайн на связанном сайте НАСА (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights), показывает, как и где наша планета освещается ночью.

Что такое световое загрязнение?

Световое загрязнение возникает в результате прямого или косвенного введения искусственного света в окружающую среду, связанного с деятельностью человека и животных. Чрезмерное искусственное освещение определяется как загрязняющее вещество, поскольку его присутствие в окружающей среде может представлять риск для здоровья людей, качества жизни людей и защиты окружающей среды. Световое загрязнение связано с расточительством или неправильным использованием искусственного света, включая следующее:

1. потому что цель слишком освещена

2. потому что свет уходит прямо или рассеивается к горизонту или небу

3. потому что цель подсвечивается в ненужный момент

Все вышеперечисленное изменило естественную темноту ночи, негативно влияя на организмы и здоровье людей.

Воздействие светового загрязнения

Воздействие на человека: искусственный свет может нарушить естественные ритмы тела людей и животных. Ночной свет может нарушить сон и нарушить циркадные ритмы. Внутренние 24-часовые часы, управляющие суточной активностью и влияющие на физиологические процессы практически во всех живых организмах. Одним из таких процессов является выработка гормона мелатонина, который высвобождается в темноте и подавляется при наличии света. Повышенное освещение ночью снижает выработку мелатонина, что может привести к недосыпанию, усталости, головным болям, стрессу, беспокойству и другим проблемам со здоровьем. Недавние исследования также показали связь между пониженным уровнем мелатонина и раком, в то время как есть исследования потенциальных рисков воздействия ночного света. Было показано, что синий свет снижает уровень мелатонина у людей. Синий свет содержится в сотовых телефонах и другом компьютерном оборудовании, а также в светодиодах (LED), которые популярны для домашнего, промышленного и городского освещения из-за их энергоэффективности и длительного срока службы.

Воздействие на животных: исследования показали, что свет может беспокоить и сбивать с толку животных. Световое загрязнение продолжает влиять на поведение животных, например, на модели миграции, привычки сна при бодрствовании и формирование среды обитания. Из-за светового загрязнения это может привести к потере и смерти черепах и птиц, которые в противном случае ориентировались бы на лунный свет во время миграции.В результате светового загрязнения большое количество насекомых привлекает искусственный свет и умирает, в то время как птицы и другие животные, которые полагаются на этих насекомых как на основной источник пищи, погибают. также пострадал.

Принципы хорошего уличного освещения

Освещение должно иметь четкую цель, т.е.

Перед установкой новых светильников или заменой существующих светильников мы должны оценить, действительно ли освещение необходимо. Если есть альтернативы, мы можем выбрать по запросу. Например, используя светоотражающую краску на указателях и ступенях, мы можем сократить установку некоторых светильников наружного освещения.

Освещение должно иметь четко очерченные зоны, т.е. направленное

Дорожное освещение должно освещать дорожное покрытие, не затрагивая озеленение и жилые дома по обеим сторонам дороги. Освещение стадиона должно освещать стадион, не затрагивая близлежащие жилые районы. Мы предлагаем при проектировании светильников и фонарей ограничивать излучение света в верхнюю полусферу, а луч должен как можно больше падать на землю, а значит, мы должны следить за тем, чтобы боковое светораспределение проектировалось исходя из ширины дороги. и высота установки уличного освещения.

Освещение не должно превышать необходимую освещенность, т.е. низкий уровень

Правила освещения имеют определенные требования к освещенности для различных областей. Например, стандарт требований к уличному освещению EN12193, стандарт освещения стадиона EN12193, стандарт освещения рабочих мест в помещении EN 12464 и т. д. При соблюдении требований к освещению мы должны использовать минимально возможный уровень освещения. Также нам необходимо оценить освещенные поверхности, так как некоторые поверхности могут отражать слишком много света обратно в ночное небо.

Освещение должно иметь определенное время, т.е.

Наружное освещение должно иметь определенное время освещения с использованием таких технологий, как управление освещением, таймеры или датчики движения, чтобы гарантировать, что свет включается, когда это необходимо, приглушается, когда не требуется слишком много света, и выключается, когда лампы не нужны. То же самое касается внутреннего освещения: с помощью диммеров, датчиков движения и интеллектуальных элементов управления мы можем снизить уровень освещения или полностью выключить свет в зависимости от времени суток и интенсивности использования.

Освещение должно быть с более теплым цветовым охватом, т.е. с меньшим количеством синего света.

Спектр видимого света составляет от 390 до 780 нм. Исследования показали, что световое излучение с длиной волны от 380 до 499 нм представляет опасность синего света для людей и животных. Поэтому мы должны свести к минимуму излучение синей части видимого спектра и ограничить количества до минимально возможного уровня. Считается, что низкая цветовая температура имеет меньше синего света в спектральном диапазоне. Кроме того, существуют также правила, которые начали ограничивать долю синего света (светоотдача ниже 500 нм), требуя, чтобы она была менее 10% или менее 5%.

Рекомендации по снижению светового загрязнения с помощью уличного освещения

Используя наружное освещение в качестве примера, мы перечислили ряд практических рекомендаций по освещению, которые могут свести к минимуму воздействие на людей и животных. Согласно основным принципам предыдущей главы, мы считаем, что необходимо учитывать угол установки лампы, дизайн спектра, конструкцию освещения, конфигурацию источника питания и использование светодиодов лампы, и мы объяснит их один за другим ниже, чтобы показать, как они уменьшают световое загрязнение.

а. Прямой свет под малым углом

Избегайте съемки света под углом над горизонтом к ночному небу. Прежде всего, выберите решение со стеклом или солнцезащитным козырьком для лампы, чтобы уменьшить ее восходящее или обратное излучение. Общественное освещение позволяет устанавливать светильники посередине дороги, что может способствовать хорошему распределению света в боковых направлениях. Если боковое распределение плохое, а спектр недостаточно спроектирован, угол наклона 0-15° недопустим, что может отбрасывать свет в небо.

б. Максимальное попадание света на освещаемую поверхность

Разумное распределение освещения должно концентрировать световой пучок светильника на полезной площади, которую необходимо осветить, а не облучать соседнюю область, не нуждающуюся в освещении. Использование — это измерение, которое может оценить, насколько хорошо световое излучение направлено на полезную площадь. Он может сказать нам, сколько света проецируется туда, где это полезно, и сколько ненужно и создает световое загрязнение. Для обычного освещения мы рекомендуем использование более 75%.

Коэффициент использования светового потока (U) = сумма светового потока, получаемого освещаемой поверхностью, / выходного потока лампы

в. Избегайте избыточного уровня освещения

Во-первых, освещение в разных помещениях имеет соответствующие стандарты освещения. Как исполнитель проекта, вы должны четко понимать, какой уровень освещения вам нужен. При моделировании освещения мы должны использовать минимальное количество светильников и мощность, чтобы обеспечить достаточное освещение в нужной области. Следует избегать чрезмерного уровня силы света в используемых светильниках, а также применения освещения к ненужным поверхностям. EN12301, упомянутый в предыдущей главе, содержит четкое объяснение различных стандартов дорожного освещения. Мы должны следовать соответствующим стандартам, чтобы выбрать соответствующий уровень освещенности для освещения дороги, а фактический уровень освещенности должен контролироваться в пределах 100-120% от минимального стандарта.

д. Применение системы управления освещением

Поскольку полупроводниковое освещение стало очень распространенным явлением в нашей жизни, одновременно появляются возможности управления освещением. Это позволяет им регулировать яркость светильников в соответствии с потребностями освещения в разное рабочее время без снижения производительности. Система управления освещением может регулировать общественное освещение (пешеходов и транспортных средств) в соответствии с плотностью использования улиц, площадей, тротуаров, жилых районов и автомобильных дорог с помощью датчиков, предварительно запрограммированных профилей диммирования или беспроводных сигналов. Наиболее широко используемые на уличных фонарях включают следующее:

Затемнение по таймеру: он может регулировать мощность лампы в ночное время. Эта функция не требует дополнительного внешнего контроллера, необходимо только запрограммировать профиль затемнения в драйвере светодиода, и драйвер светодиода автоматически выполнит затемнение в соответствии с профилем затемнения. Таким образом, мы можем сделать небо после полуночи более темным.

Постоянный световой поток: световой поток источника света постепенно затухает, и функция CLO используется для компенсации затухания светового потока во время использования. С помощью кривой TM21 мы можем настроить профиль затемнения лампы (встроенный драйвер). Во время использования лампы источник питания будет медленно регулировать выходной ток для увеличения мощности лампы, чтобы компенсировать затухание светового потока лампы. Таким образом, нам не нужно использовать более высокую мощность ламп при рассмотрении снижения светового потока.

Датчик движения: датчик движения — это датчик присутствия, который загорается, когда распознает, что кто-то находится в пределах досягаемости, и горит в течение заданного времени. Это означает, что только люди находятся под или рядом с уличными фонарями, свет будет работать на 100% мощности, потому что датчик движения занят. Пока он пуст в своем диапазоне, он будет приглушать свет лампы или даже выключать лампы, чтобы сделать уличный свет более экологичным.

Беспроводное управление: управление Zigbee и LoRa хорошо используется в уличном освещении. Если вам интересно узнать больше, пожалуйста, проверьте здесь.

е. Минимизируйте использование холодного света

В наружном освещении холодный свет часто может дать пользователям яркий и сфокусированный визуальный опыт. Наоборот, теплый свет дает людям более теплое ощущение и меньшую видимость. В уличном освещении вам часто приходится выбирать между холодным и теплым светом, но, учитывая долю синего света в разных цветовых температурах, мы уверены, что вы сделаете свой выбор быстрее и точнее. Цветовая температура холодного света обычно составляет от 5000 до 6500, а цветовая температура теплого света — от 2700 до 4000. Доля синего света в последнем еще меньше. В настоящее время цветовая температура янтарного освещения составляет от 1800 до 2000 К, а доля синего света составляет 10% или ниже (на основе модели светодиодных чипов и соответствующей цветовой температуры). В некоторых странах уже существуют правила, регулирующие долю синего света в лампах. Например, Чехия требует, чтобы доля светового излучения ниже 500 нм составляла менее 10%, а Чили требует, чтобы эта доля была ниже.

Решение для уличного освещения ZGSM

Requirement	ZGSM solution	Photo
a. Low angle direct light	When ZGSM is doing project design, the installation angle is 0 degrees either it’s horizontally installed and post top installed. If the customer’s pole has a certain inclination angle, we will also recommend the customer to adjust the light-emitting surface of the lamp to the 0°horizontal plane through the angle adjustment function that comes with the Rifle series street light.
b. Maximize the application of light to the illuminated surface	ZGSM’s Rifle street light provides more than 10 kinds of lighting distributions for customers to choose from. The main reason is that the road conditions of different projects vary widely. In this way, we can find the most suitable lighting distribution for the project through screening, which can not only illuminate the road, but also reduce the impact on the surrounding environment to the minimum.
c. Avoid excess lighting levels	Road projects have clear requirements for illumination. What we can do as a supplier is to select the most suitable street lights (wattage) and lighting distribution through Dialux lighting simulation, so as to ensure the needs of the project. At the same time, the illumination should not be too high (generally within 20% is appropriate).
d. Application of lighting control system	The lighting control solution of ZGSM includes the following three types Street light with timer Street light with motion sensor Street light with smart lighting control(smart ready)
e. Minimize the use of cold light	ZGSM’s solution is as follows, choose LEDs with lower color temperature, such as Lumileds 3030 LEDs with 2200K or 2700K. But as we all know, the lower the color temperature, the less the lighting brightness. If possible, you can switch the color temperature by installing two-color temperature LED chips and a power supply with two channels.

Примечания: Схема и основной принцип двухканального выхода, управляемого светодиодом, следующие. ZGSM использует драйвер Inventronics и имеет два независимых выходных канала, которые можно использовать для подключения источника холодного белого света и источника теплого белого света. Регулировку CCT можно осуществить, установив диммер на диммерный кабель CCT. Конечно, также поддерживается затемнение по времени, что относительно просто. Например, проект уличного освещения ZGSM может выбрать выходную цветовую температуру 3000K в первой половине ночи. Во второй половине ночи мы можем использовать этот режим затемнения, чтобы отрегулировать цветовую температуру до 2700K или 2200K, что оказывает меньшее влияние на окружающую среду.

Резюме

Световое загрязнение — это область, которую необходимо срочно решить, но инфраструктура в некоторых местах (например, в Африке) также нуждается в срочном обновлении. В это время выбор, установка и управление уличным освещением становятся очень важными. В развитых районах при замене уличных фонарей нужно избегать чрезмерного и несоответствующего освещения, а если позволяют условия, то можно оборудовать их интеллектуальными системами управления. В малоосвоенных районах при установке уличных светильников главными факторами должны быть угол установки и выбор спектра уличных фонарей. В то же время постарайтесь позволить клиентам выбрать таймер, более традиционное и практичное решение для затемнения, чтобы освещение можно было уменьшить во второй половине ночи, чтобы уменьшить световое загрязнение и не дать им вступить на старый путь чрезмерного освещения. освещения в развитых районах, оно также может экономить энергию (более низкие государственные расходы). Благодаря этой статье мы надеемся, что каждый имеет определенное представление о световом загрязнении и его опасностях, и в то же время предоставить рекомендации и предложения для дизайнеров уличных фонарей, производителей, покупателей и пользователей, и старайтесь выбирать решения для уличных фонарей, которые оказывают наименьшее воздействие на окружающую среду. В случае экономического развития, не вызывая слишком большой нагрузки на окружающую среду.

Сопутствующие продукции

Сопутствующие блоги

Сопутствующие проекты

Люди также спрашивают

Введение автора