Vad kan vi göra för att minska belysningsföroreningarna med gatubelysningsdesign?
Introduktion
Människor och deras innovationer är mest skyldiga till den miljöförstöring som sker på jorden. Trots att en mängd olika tekniker, som fordon, plast och belysning, har gjort livet bekvämare för människor. Men nu dyker det upp en mängd olika problem, som den främsta orsaken till klimatförändringarna är bilutsläpp och överbefolkningen av plast på vår planet (jord och hav). Även om belysning förbättrar livet på natten (gatljus hjälper oss att hitta hem, industriell belysning håller oss säkra och bostadsbelysning håller våra hus mysiga och ljusa), har den också en skadlig effekt på miljön. Människors hälsa, djurs beteende och miljön påverkas alla av ljusföroreningar, vilket är överdriven eller felaktig användning av konstgjord ljus utomhus.
En stor bidragande orsak till frågan om ljusföroreningar är skyglöd. Skyglöd, som främst förekommer i storstadsområden, är natthimlens ljusning som ett resultat av belysning från fordon, gatubelysning, arbetsplatser, industrier, utomhusreklam, parkeringsplatser och byggnader. Fotografiet nedan togs av en NASA-satellit 2016. (via en datorgenererad världskarta över natthimlens ljusstyrka). Atlasen skildrar hur och var vår värld är upplyst på natten och är tillgänglig online på länkenNASA hemsida (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights).
Vad är egentligen ljusföroreningar?
När artificiellt ljus förs in i miljön som ett resultat av människors och djurs aktivitet, antingen direkt eller indirekt, skapas ljusföroreningar. Eftersom det kan äventyra människors hälsa, livskvalitet och bevarandet av miljön, klassas överdrivet konstgjort ljus som en förorening. Ljusföroreningar är ett resultat av artificiellt ljusavfall eller överanvändning, vilket inkluderar följande:
1. som ett resultat av överdriven belysning på målet
2. för att ljus sprids eller flyr direkt till himlen eller horisonten.
3. eftersom belysningen av målet sker i onödan.
Nattens naturliga mörker har förändrats av alla de ovan nämnda faktorerna, vilket har en skadlig inverkan på hälsa och organismer.
Ljusföroreningars effekter
- Påverkan på människor: Både människors och djurs naturliga dygnscykler kan störas allvarligt av artificiellt ljus. Dygnsrytmer kan kastas ut av ljus på natten. en intern 24-timklocka som reglerar fysiologiska processer och kontrollerar daglig aktivitet i nästan alla levande varelser. Skapandet av hormonet melatonin, som produceras i mörker och hämmas i närvaro av ljus, är en av dessa processer. Ökat ljus på natten minskar melatoninsyntesen, vilket kan orsaka olika hälsoproblem, inklusive sömnbrist, utmattning, huvudvärk, stress och ångest. Även om det har gjorts studier om de möjliga farorna med exponering för nattljus, har nyare forskning också visat ett samband mellan cancerrisk och minskade melatoninnivåer. Mänskliga melatoninnivåer har observerats minska som svar på blått ljus. Ljusemitterande dioder (LED), som är populära för hushålls-, industri- och stadsbelysning på grund av sin energieffektivitet och långa livslängd, samt mobiltelefoner och andra datorenheter genererar alla blått ljus.
- Effekter på djur: Forskning har visat att ljus kan göra djur yr och förvirrade. Djurens beteende, inklusive migrationsmönster, vakna sömnmönster och livsmiljöutveckling, påverkas fortfarande av ljusföroreningar. Ljusföroreningar kan leda till förlust och död av sköldpaddor och fåglar som annars skulle vandra under månens ledning. Ljusföroreningar gör att ett betydande antal insekter dras till artificiellt ljus och dör, samt påverkar fåglar och andra varelser som mestadels äter dessa insekter.
Riktlinjer för effektiv gatubelysning
Belysning ska tjäna ett syfte som är självklart, dvs
Vi måste avgöra om belysningen verkligen är nödvändig innan vi lägger till nya armaturer eller byter ut gamla. Vi kan fatta beslut på begäran om det finns alternativ. Till exempel kan vi minska installationen av vissa yttre belysningssystem genom att applicera reflekterande färg på skyltar och steg.
Ljus ska vara riktade och ha tydligt definierade områden.
Utan att störa växtlighet och bostäder på vardera sidan av vägen ska vägbelysningen lysa upp vägbädden. Arenan ska vara upplyst av stadionljus utan att störa de omgivande bostäderna. Vi föreslår att när vi designar lampor och lyktor bör vi begränsa ljusemissionen till den övre halvklotet och strålen ska träffa marken så mycket som möjligt. För att göra detta måste vi se till att lateral ljusfördelning utformas utifrån vägens bredd och höjden på gatubelysningsinstallationen.
Belysningen bör vara blygsam nivå och inte ljusare än nödvändigt.
För olika platser har belysningslagar särskilda kriterier för belysningsstyrka. Till exempel belysningsstandarderna för inomhusarbetsplatser (EN 12464), arenor (EN 12193) och gator (EN 13201), bland annat. Vi bör använda den lägsta tillgängliga belysningsnivån för att tillfredsställa belysningskraven. Vi måste också bedöma upplysta ytor eftersom vissa av dem kan reflektera för mycket ljus tillbaka till natthimlen.
Ljus ska vara reglerade och ha en inställd tid.
För att garantera att lamporna tänds när det behövs, dämpas när det inte behövs tillräckligt med ljus och stängs av när det inte behövs, bör utomhusbelysning ha ställt in belysningsperioder med hjälp av tekniker som ljuskontroller, timer eller rörelsedetektorer. Detsamma gäller för interiörbelysning; beroende på tid på dygnet och användning kan vi minska belysningsintensiteten eller helt släcka lamporna genom att använda dimmers, rörelsesensorer och smarta kontroller.
Mindre blått ljus, eller belysning med en varmare CCT, bör användas.
Det synliga ljusets spektrum spänner över 390 till 780 nanometer. Enligt studier utgör blått ljus risker för både människor och djur när det sänds ut vid våglängder mellan 380 och 499 nm. Emissionen av den blå delen av det synliga spektrumet måste minskas och mängderna måste hållas till ett minimum. Blått ljus tros utgöra en mindre del av en låg färgtemperaturs spektrum. Regler har också börjat sätta gränser för mängden blått ljus (ljuseffekt under 500 nm), som kräver att det ska vara mellan 5 procent och 10 procent lägre.
Förslag för att förbättra gatubelysningens arkitektur för att minska belysningsföroreningarna
Vi har inkluderat en lista med riktlinjer för belysning för utmärkta belysningsmetoder som kan minska påverkan på människor och djur med utomhusbelysning som exempel. Vi anser att följande faktorer bör beaktas för att minska belysningsföroreningarna: lampans installationsvinkel, utformningen av spektrumet, ljusdesignen, strömförsörjningens konfiguration och användningen av lampans lysdioder. Vi kommer att gå igenom var och en av dessa faktorer individuellt nedan:
a. Direkt lågvinkelbelysning
Undvik att lysa upp natthimlen i en vinkel över horisonten. För att börja, välj ett alternativ för glas eller solskydd för att minska ljusets uppåt- eller bakåtstrålning. Möjligheten att sätta ljus i mitten av vägen på grund av offentlig belysning kan hjälpa lamporna att få en bra ljusfördelning på sidofördelningen. Om sidofördelningen är dålig på grund av otillräcklig spektrumdesign, tillåts inte en lutningsvinkel på 0 till 15 grader för att förhindra att ljus kastas mot himlen.
b. Applicera ljus på den upplysta ytan så mycket som möjligt.
Lampans ljusstråle bör fokuseras på det användbara området som behöver belysas i en acceptabel ljusfördelning, snarare än att bestråla det närliggande området som inte gör det. Utnyttjande är ett mått som kan avgöra hur framgångsrikt ljuseffekten fokuseras på den avsedda applikationen. Den kan informera oss om hur mycket ljus som går till spillo och bidrar till ljusföroreningar, samt hur mycket ljus som projiceras i värdefulla områden. Vi rekommenderar en användning på minst 75 procent för standardbelysning.
c. Undvik att använda för mycket ljus.
För det första finns det etablerade belysningsstandarder för varje typ av belysning. Du bör vara tydlig med vilken belysningsnivå du behöver som projektutförare. När vi simulerar belysning bör vi använda så få armaturer och watt som behövs för att belysa det önskade området. Undvik att använda armaturer med alltför höga ljusstyrkor och applicera belysning på ytor som inte är nödvändiga. De många vägbelysningsstandarderna är väl förklarade i EN12301, som angavs i föregående kapitel. För att bestämma rätt mängd belysning för att belysa vägen bör vi följa de relaterade kraven, och den verkliga belysningsnivån bör hållas inom intervallet 100–120 procent av miniminormen.
d. Användning av ett ljusstyrningssystem.
Tillgången till val av belysningsstyrning sammanfaller med den utbredda användningen av solid-state belysning i våra dagliga liv. Detta gör det möjligt för dem att dämpa armaturerna utan att påverka prestanda för att tillgodose varierande arbetstiders belysningskrav. Med användning av sensorer, förprogrammerade dimningsprofiler eller trådlösa signaler kan ljusstyrningssystemet ändra offentlig belysning (för vandrare och bilar) i enlighet med användningstätheten för gator, torg, gångvägar, bostadsområden och fordonsvägar . Följande är några av de vanligaste som finns på gatlyktor:
- Dimning på en timer: Med den här funktionen kan du ändra lampans effekt på natten. Bara dimningsprofilen måste programmeras in i LED-drivrutinen för denna funktion; LED-drivrutinen kommer då automatiskt att utföra dimning i enlighet med dimningsprofilen. Vi kan göra detta för att göra himlen mörkare efter midnatt.
- Konstant lumeneffekt: CLO-funktionen används för att ta hänsyn till ljusflödets progressiva minskning under användningen eftersom ljuskällans lumen så småningom kommer att avta. Vi kan komma att ändra lampans dimningsprofil med hjälp av TM21-kurvan (inbyggd drivrutin). För att kompensera för lampans minskade ljusflöde medan den är i drift, justerar nätaggregatet gradvis utströmmen för att höja lampans watt. Som ett resultat, samtidigt som vi överväger lumenförsämring, behöver vi inte använda glödlampor med högre wattal.
- Rörelsesensor: En rörelsesensor är en närvarosensor som slås på när den känner av rörelse och förblir på under en förutbestämd tidsperiod. Detta indikerar att eftersom rörelsesensorn är aktiverad kommer endast personer som befinner sig under eller nära gatubelysningen att uppleva full belysning. För att göra gatubelysningen mer ekologiskt vänlig kommer den att sänka belysningen eller till och med släcka lampan medan ingenting är inom dess räckvidd.
e. Minska mängden kallt ljus som används.
Kallt ljus i utomhusbelysning ger ofta tittarna en tydlig och koncentrerad visuell upplevelse. Å andra sidan får varmt ljus individer att känna sig mysigare och minskar synligheten. Att välja mellan kallt och varmt ljus under offentlig belysning är en vanlig företeelse, men genom att ta hänsyn till mängden blått ljus som finns i varje färgtemperatur tror vi att du kommer att kunna fatta ett välgrundat beslut snabbare. Varmt ljus har en färgtemperatur mellan 2700 och 4000, medan kallt ljus vanligtvis har en färgtemperatur mellan 5000 och 6500. I det senare är andelen blått ljus betydligt lägre. Numera har bärnstensbelysning en färgtemperatur mellan 1800 och 2000 K och innehåller 10 procent eller mindre blått ljus (baserat på LED-chipmodell och korrelerad färgtemperatur). Mängden blått ljus som lampor avger styrs redan av lagar i flera länder. Till exempel kräver Chile att mängden ljusstrålning under 500 nm är mindre än 10 procent, medan Tjeckien kräver en mindre mängd.
Sammanfattning
Det finns ett akut behov av att ta itu med belysningsföroreningar, men vissa regioner (som Afrika) kräver också en brådskande uppdatering av sin infrastruktur. Vid denna tidpunkt spelar val, installation och kontroll av gatubelysning en betydande roll. När vi bygger om gatubelysning i utvecklade regioner måste vi undvika att använda överdriven eller olämplig belysning, och om omständigheterna tillåter kan vi utrusta dem med sofistikerade styrsystem. Installationsvinkel och spektrumval av gatubelysning bör vara de primära övervägandena i mindre utvecklade regioner. Försök att erbjuda kunderna möjligheten till en timer, en mer konventionell och användbar dimningslösning, så att belysningen kan dämpas under andra halvan av natten för att minska belysningsföroreningarna och hindra människor från att återgå till den gamla praxisen med överbelysning i utvecklade områden. Detta kan också bidra till att spara energi (lägre statliga utgifter). Genom att läsa den här artikeln hoppas vi att alla ska få en bättre kunskap om ljusföroreningar och dess risker. Vi hoppas också att det kommer att hjälpa gatubelysningsdesigners, producenter, inköpare och användare att fatta beslut som kommer att ha de minsta negativa effekterna på miljön. När det gäller ekonomisk tillväxt utan att påverka miljön negativt för mycket.
Nedan finns Solar gatubelysning avBENWEI, om du är intresserad av det kan du klicka på webbplatsen för mer information.
