Mitä voimme tehdä vähentääksemme valaistuksen saastumista katuvalosuunnittelulla?
Johdanto
Ihmiset ja heidän innovaationsa ovat enimmäkseen syyllisiä maapallolla tapahtuvaan ympäristön heikkenemiseen. Huolimatta siitä, että erilaiset tekniikat, kuten ajoneuvot, muovit ja valaistus, ovat tehneet ihmisten elämästä mukavampaa. Mutta nyt ilmaantuu useita ongelmia, kuten ilmastonmuutoksen ensisijainen syy autojen päästöt ja muovin liikakansoitus planeetallamme (maaperä ja valtameret). Vaikka valaistus parantaa yöelämää (katuvalot auttavat meitä löytämään tien kotiin, teollisuusvalaistus pitää meidät turvassa ja asuinvalaistus pitää kodissamme viihtyisiä ja valoisia), sillä on myös haitallinen vaikutus ympäristöön. Valosaaste, eli ulkona olevan keinovalon liiallinen tai väärä käyttö, vaikuttaa ihmisten terveyteen, eläinten käyttäytymiseen ja ympäristöön.
Suurin syy valosaasteongelmaan on taivaan hehku. Taivaan hehku, jota esiintyy pääasiassa suurkaupunkialueilla, on yötaivaan kirkastumista ajoneuvojen, katuvalojen, työpaikkojen, teollisuuden, ulkomainonnan, parkkipaikkojen ja rakennusten valaistuksen seurauksena. Alla oleva valokuva on vangittu NASA-satelliitilla vuonna 2016. (tietokoneella luodun yötaivaan kirkkauden maailmankartan kautta). Atlas kuvaa, miten ja missä maailmamme valaistu yöllä, ja se on luettavissa verkossa linkeistäNASAn verkkosivuilla (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights).
Mitä valosaaste oikein on?
Kun keinovaloa joutuu ympäristöön ihmisten ja eläinten toiminnan seurauksena joko suoraan tai epäsuorasti, syntyy valosaastetta. Koska liiallinen keinovalo voi vaarantaa ihmisten terveyden, elämänlaadun ja ympäristön suojelun, se luokitellaan saasteeksi. Valosaaste johtuu keinotekoisesta valon tuhlauksesta tai liiallisesta käytöstä, joka sisältää seuraavat:
1. kohteen liiallisen valaistuksen seurauksena
2. koska valo hajoaa tai karkaa suoraan taivaalle tai horisonttiin.
3. koska kohteen valaistus tapahtuu tarpeettomasti.
Kaikki edellä mainitut tekijät ovat muuttaneet yön luonnollista pimeyttä, mikä vaikuttaa haitallisesti terveyteen ja eliöihin.
Valon saastumisen vaikutukset
- Vaikutukset ihmisiin: Keinotekoinen valo voi häiritä vakavasti sekä ihmisten että eläinten luonnollista vuorokausikiertoa. Vuorokausirytmit voivat häipyä valolla yöllä. sisäinen 24-tuntikello, joka säätelee fysiologisia prosesseja ja ohjaa päivittäistä toimintaa lähes kaikissa elävissä asioissa. Yksi näistä prosesseista on melatoniinihormonin syntyminen, joka muodostuu pimeässä ja estyy valon läsnäollessa. Valon lisääminen yöllä vähentää melatoniinin synteesiä, mikä voi aiheuttaa erilaisia terveysongelmia, kuten unihäiriöitä, uupumusta, päänsärkyä, stressiä ja ahdistusta. Vaikka yövalolle altistumisen mahdollisista vaaroista on tehty tutkimuksia, viimeaikaiset tutkimukset ovat myös osoittaneet yhteyden syöpäriskin ja alentuneiden melatoniinitasojen välillä. Ihmisen melatoniinitason on havaittu laskevan vasteena siniselle valolle. Valoa lähettävät diodit (LED), jotka ovat suosittuja kotitalouksien, teollisuuden ja kaupunkien valaistuksessa energiatehokkuutensa ja pitkän käyttöikänsä vuoksi, sekä matkapuhelimet ja muut tietokonelaitteet tuottavat sinistä valoa.
- Vaikutukset eläimiin: Tutkimukset ovat osoittaneet, että valo voi saada eläimet huimautumaan ja hämmentymään. Valosaaste vaikuttaa edelleen eläinten käyttäytymiseen, mukaan lukien muuttotavat, valveillaolot ja elinympäristön kehitys. Valosaaste voi johtaa kilpikonnien ja lintujen katoamiseen ja kuolemaan, jotka muutoin vaelsivat kuun ohjauksessa. Valosaaste houkuttelee huomattavan määrän hyönteisiä keinovaloon ja kuolee sekä vaikuttaa lintuihin ja muihin olentoihin, jotka enimmäkseen syövät näitä hyönteisiä.
Ohjeita tehokkaaseen katuvalaistukseen
Valaistuksen tulee palvella tarkoitusta, joka on ilmeinen, esim
Meidän on määritettävä, onko valaistus todella välttämätön ennen uusien valaisimien lisäämistä tai vanhojen vaihtamista. Voimme tehdä päätöksen pyynnöstä, jos vaihtoehtoja on. Voimme esimerkiksi vähentää joidenkin ulkovalaistusjärjestelmien asennusta maalaamalla heijastava maali opasteisiin ja portaisiin.
Valojen tulee olla suunnattuja ja niissä on oltava selkeästi määritellyt alueet.
Tievalaistuksen tulee valaista tiepohjaa häiritsemättä kasvillisuutta ja koteja molemmilla puolilla tietä. Stadion tulee valaista stadionin valoilla häiritsemättä ympäröiviä koteja. Suosittelemme, että valaisimia ja lyhtyjä suunniteltaessa rajoitetaan valon säteily ylempään pallonpuoliskoon ja säteen tulee osua maahan mahdollisimman paljon. Tätä varten meidän on varmistettava, että sivuttaisvalon jakautuminen suunnitellaan tien leveyden ja katuvaloasennuksen korkeuden perusteella.
Valojen tulee olla vaatimattomia eivätkä kirkkaampia kuin on tarpeen.
Eri paikoissa valaistuslaissa on erityiset valaistuskriteerit. Esimerkiksi sisätyöpaikkojen (EN 12464), stadionien (EN 12193) ja katujen (EN 13201) valaistusstandardit. Meidän tulee käyttää alhaisinta saatavilla olevaa valaistustasoa täyttääksemme valaistusvaatimukset. Myös valaistut pinnat on arvioitava, koska osa niistä saattaa heijastaa liikaa valoa takaisin yötaivaalle.
Valojen tulee olla säädeltyjä ja niillä on oltava asetettu aika.
Jotta voidaan taata, että valot syttyvät tarvittaessa, mykistetään, kun ei tarvita tarpeeksi valoa, ja sammuvat, kun niitä ei tarvita, ulkovalaistuksen tulisi asettaa valaistusjaksot käyttämällä tekniikoita, kuten valonsäätimiä, ajastimia tai liiketunnistimia. Sama pätee sisävalaistukseen; Kellonajasta ja käytöstä riippuen voimme vähentää valaistuksen voimakkuutta tai sammuttaa valot kokonaan käyttämällä himmentimiä, liiketunnistimia ja älykkäitä ohjaimia.
Vähemmän sinistä valoa tai lämpimämpää CCT-valoa tulisi käyttää.
Näkyvän valon spektrialue ulottuu 390-780 nanometriin. Tutkimusten mukaan sininen valo aiheuttaa riskejä sekä ihmisille että eläimille, kun se säteilee aallonpituuksilla 380-499 nm. Näkyvän spektrin sinisen osan säteilyä on vähennettävä ja määrät on pidettävä mahdollisimman pieninä. Sinisen valon uskotaan muodostavan pienemmän osan alhaisen värilämpötilan spektrispektristä. Säännökset ovat myös alkaneet asettaa rajoituksia sinisen valon pitoisuudelle (valoteho alle 500 nm) ja vaativat sitä 5–10 prosenttia pienemmäksi.
Ehdotus katuvalojen arkkitehtuurin parantamiseksi valaistussaasteiden vähentämiseksi
Olemme lisänneet luettelon valaistusohjeista erinomaisille valaistuskäytännöille, jotka voivat vähentää ihmisiin ja eläimiin kohdistuvia vaikutuksia käyttämällä esimerkkinä ulkovalaistusta. Mielestämme seuraavat tekijät tulee ottaa huomioon valosaasteiden vähentämiseksi: lampun asennuskulma, spektrin suunnittelu, valaistussuunnittelu, virtalähteen konfiguraatio ja lamppu-LED-valojen käyttö. Käsittelemme jokaista näistä tekijöistä erikseen alla:
a. Suora matalakulmainen valaistus
Vältä valaisemasta yötaivasta kulmassa horisontin yläpuolella. Aloita valitsemalla lasi- tai aurinkovarjovaihtoehto, jotta valo vähentää sen ylöspäin tai taaksepäin suuntautuvaa säteilyä. Mahdollisuus sijoittaa valot tien keskelle julkisen valaistuksen vuoksi voi auttaa valaisimia jakaantumaan hyvin sivuttaisjakaumaan. Jos sivuttaisjakauma on huono puutteellisen spektrin suunnittelun vuoksi, kallistuskulma 0 - 15 astetta ei ole sallittu, jotta valoa ei pääse taivaalle.
b. Levitä valoa valaistulle pinnalle niin paljon kuin mahdollista.
Lampun valonsäde tulee kohdistaa hyödylliseen alueeseen, joka on valaistava hyväksyttävällä valonjakaumalla, sen sijaan, että säteilyttäisi lähellä olevaa aluetta, joka ei valaise sitä. Hyödyntäminen on mittari, joka voi määrittää, kuinka onnistuneesti valoteho kohdistetaan aiottuun sovellukseen. Se voi kertoa meille, kuinka paljon valoa tuhlataan ja mikä lisää valon saastumista, sekä kuinka paljon valoa projisoidaan arvokkaille alueille. Suosittelemme käyttämään vähintään 75 prosenttia vakiovalaistukseen.
c. Vältä käyttämästä liikaa valoja.
Ensinnäkin jokaiselle valaistustyypille on olemassa vakiintuneet valaistusstandardit. Sinun tulee olla selkeä valaistustaso, jota tarvitset projektin toteuttajana. Valaistusta simuloitaessa meidän tulee käyttää mahdollisimman vähän valaisimia ja wattia tarvittavan alueen valaisemiseen. Vältä käyttämästä valaisimia, joiden valovoimakkuus on liian suuri, ja valaisemasta niitä pintoja, jotka eivät ole välttämättömiä. Lukuisat tievalaistusstandardit on selitetty hyvin standardissa EN12301, joka mainittiin edellisessä luvussa. Oikean valaistuksen määrän määrittämiseksi tien valaisemiseksi meidän tulee noudattaa siihen liittyviä vaatimuksia ja todellinen valaistustaso on pidettävä 100–120 prosentin välillä vähimmäisnormista.
d. Valonohjausjärjestelmän käyttö.
Valaistuksen ohjausvaihtoehtojen saatavuus osuu samaan aikaan puolijohdevalaistuksen yleistymisen kanssa jokapäiväisessä elämässämme. Tämä mahdollistaa valaisinten himmentämisen tehokkuutta heikentämättä ja vastaamaan erilaisiin työtuntien valaistusvaatimuksiin. Käyttämällä antureita, esiohjelmoituja himmennysprofiileja tai langattomia signaaleja valaistuksen hallintajärjestelmä voi muuttaa julkista valaistusta (kävelijöille ja autoille) katujen, aukioiden, kävelyteiden, asuinalueiden ja ajoneuvojen teiden käyttötiheyden mukaan. . Seuraavat ovat joitain yleisimmistä katuvalaisimista:
- Ajastimen himmennys: Tämän ominaisuuden avulla voit muuttaa lampun tehoa yöllä. Vain himmennysprofiili on ohjelmoitava LED-ohjaimeen tätä ominaisuutta varten; LED-ohjain suorittaa sitten automaattisesti himmennyksen himmennysprofiilin mukaisesti. Voimme tehdä tämän tehdäksemme taivaasta tummemman puolenyön jälkeen.
- Vakio valoteho: CLO-toimintoa käytetään ottamaan huomioon valovirran asteittainen väheneminen käytön aikana, kun valonlähteen luumen lopulta heikkenee. Voimme muuttaa lampun himmennysprofiilia käyttämällä TM21-käyrää (sisäänrakennettu ohjain). Tasoittaakseen lampun heikentynyttä valovirtaa sen ollessa käytössä, virtalähde säätää asteittain lähtövirtaa lampun tehon nostamiseksi. Tämän seurauksena meidän ei tarvitse käyttää suurempitehoisia lamppuja, vaikka otamme huomioon lumenin heikkenemisen.
- Liiketunnistin: Liiketunnistin on läsnäolotunnistin, joka käynnistyy, kun se havaitsee liikkeen, ja pysyy päällä ennalta määrätyn ajan. Tämä osoittaa, että koska liiketunnistin on aktivoitu, vain katuvalojen alla tai lähellä olevat henkilöt saavat täyden valaistuksen. Tehdäkseen katuvalosta ympäristöystävällisemmän se alentaa valaistusta tai jopa sammuttaa lampun, kun mitään ei ole sen kantaman sisällä.
e. Vähennä käytetyn kylmän valon määrää.
Kylmä valo ulkovalaistuksessa tarjoaa katsojille usein selkeän ja keskittyneen visuaalisen kokemuksen. Toisaalta lämmin valo saa ihmiset tuntemaan olonsa mukavammaksi ja heikentää näkyvyyttä. Valinta kylmän ja lämpimän valon välillä julkisessa valaistuksessa on yleistä, mutta ottamalla huomioon kunkin värilämpötilan sinisen valon määrän uskomme, että pystyt tekemään tietoisen päätöksen nopeammin. Lämpimän valon värilämpötila on välillä 2700-4000, kun taas kylmän valon värilämpötila on tyypillisesti välillä 5000-6500. Jälkimmäisessä sinisen valon prosenttiosuus on huomattavasti pienempi. Nykyään keltaisen valaistuksen värilämpötila on 1800-2000 K ja se sisältää enintään 10 prosenttia sinistä valoa (perustuu LED-sirujen malliin ja vastaavaan värilämpötilaan). Valojen lähettämän sinisen valon määrää säätelevät jo useat maat lait. Esimerkiksi Chile edellyttää, että alle 500 nm:n valosäteilyn määrä on alle 10 prosenttia, kun taas Tšekin tasavalta vaatii pienemmän määrän.
Yhteenveto
Valaistusta on puututtava kiireesti, mutta jotkut alueet (kuten Afrikka) vaativat myös infrastruktuurinsa kiireellistä päivitystä. Tässä vaiheessa katuvalojen valinnalla, asennuksella ja ohjauksella on merkittävä rooli. Kehittyneiden alueiden katuvaloja uusittaessa meidän on vältettävä liiallista tai sopimatonta valaistusta, ja jos olosuhteet sallivat, voimme varustaa ne kehittyneillä ohjausjärjestelmillä. Katuvalaistuksen asennuskulman ja spektrin valinnan tulisi olla ensisijaisia näkökohtia vähemmän kehittyneillä alueilla. Yritä tarjota asiakkaille mahdollisuus ajastimeen, perinteisempään ja hyödyllisempään himmennysratkaisuun, jotta valaistus voidaan himmentää yön toisella puoliskolla, mikä vähentää valon saastumista ja estää ihmisiä palaamasta vanhaan ylivalaistuksen käytäntöön. kehittyneillä alueilla. Tämä voi myös auttaa säästämään energiaa (pienemmät valtion menot). Lukemalla tämän artikkelin toivomme, että kaikki saavat paremman tiedon valosaasteesta ja sen riskeistä. Toivomme myös, että se auttaa katuvalaistuksen suunnittelijoita, tuottajia, ostajia ja käyttäjiä tekemään päätöksiä, joilla on vähiten haitallisia ympäristövaikutuksia. Kun on kyse talouskasvusta ilman, että se vaikuttaa liikaa negatiivisesti ympäristöön.
Alla on aurinkoenergian katuvalotBENWEI, jos olet kiinnostunut siitä, voit napsauttaa verkkosivustoa saadaksesi lisätietoja.
