中国建筑第二工程局有限公司 北京市 101101
摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，工程在夜间施工时，会产生光污染，对环境和人体造成危害。本文以某市一个建筑施工现场，以DIALux软件模拟为主，施工现场实地监测为辅，将建筑施工现场还原，并通过调整工地照明灯具的组合方式进行灯光照明优化，最终减少了建筑施工现场的夜间光污染，同时亦改善了施工工作面的照度。
关键词：光污染；软件模拟；实地监测；施工现场
引言
近年来，我国十分重视生态环境保护和生态文明建设，但夜间光污染作为环境问题，尚未得到足够重视，缺少夜间光污染的监测和防治措施。为了推进生态环境保护、建设美丽中国，需要提高对于夜间光污染危害的认知，大力开展夜间光污染的监测和管控，营造出人与自然和谐发展的夜间光环境。
1光污染特点分析
(1）光污染具有短暂性。光污染属于物理性质的污染。其污染性质与空气污染、水污染等这些具有化学性质的污染有所区别。光污染具有短暂性，例如白昼光污染的产生往往在光线最充足的中午，因为此时光线是一天之中最为强烈的，建筑表面玻璃幕墙等反光材料更容易反射，但夜间没有强光照射，白亮污染便不具备发生的客观条件。而夜间光污染在宵禁后，人工光源逐渐关闭，其污染程度得到了一定的控制。光污染由于其物理性质决定了它不会长期累积。因此光污染的短暂性的一方面有利于通过控制光源来迅速遏制光污染现象，但却给相关的执法部门的有效取证带来一定困难。因此通过对夜间光污染进行源头控制，防治光污染现象能够提高治理效率。(2)光污染具有潜在性。光污染造成的危害除强光造成的眩光现象外，一般需要一定时间积累才能释放其对环境及人体造成的危害及损伤，因而具有潜在性。由于环境本身可以在一定范围内消化我们正常生产生活所带来的环境废物，其具有净化功能。但是我们必须认识到环境的净化能力有一定限度，一旦超过自身的承受程度，多余废物就会积累，当废物累积到一定水平，就会产生污染。就像空气、水污染的先例。但是树木、植被吸收和减轻光辐射的能力是一定且有限的。短暂处于光污染环境下，也是不可避免的，且不会造成很大的危害。(3)光污染具主动侵害性光污染往往具有主动侵害性，即不可避免的遭受其影响。我们都知道眩光是由于强光反射入人眼而产生视觉短暂失灵现象，但是对于白昼光污染及夜间光污染都不可避免的产生眩光，不仅很难做到提前预防，也不能采取闭眼不看的行为。尤其是夜间行驶在路上的驾驶员就常常遭受光污染的主动侵害，却无法躲避。因此会造成一定的安全隐患。(4)光污染测定具有复杂性。夜间光污染的测定具有复杂性，这是由于夜间光污染主要来自夜间室外越来越多样化的人工照明，因此具体光污染源从何而来，如何控制，且污染水平无法得知。这是受限于现有的技术手段，且光污染具有短暂性的原因，例如城市夜晚宵禁前与宵禁后的夜天空亮度水平呈现很大的差别。所以光污染的测定标准具有复杂性。以现有技术测量方法，通常以人眼对光污染忍耐的最大限度作为是否造成环境光污染的评判标准。但是由于光污染影响具有个体差异性，因而测定标准的制定方式还需不段探索研究。
2施工现场夜间光污染的软件模拟方法
背景工程为某市某医院新建医疗综合楼项目，工程分为地下3层，地上22层（不包括设备层），建筑物总高91.8m，层高为3.9～4.8m不等。从周围建筑来看，北侧建筑为住宅楼（住宅一），此栋建筑所受光污染最为严重。西边有正在新建的公共建筑工地，东边是医院的专家楼。东南角属于医院急诊的病房区域，同样受夜间光污染影响严重。预计受光污染严重的区域是此次工地夜间光污染软件模拟的重点对象。本文使用DIALux软件进行模拟测试。DIALux是由DIALGmbH公司所开发的一款专业用于照明分析计算的辅助设计软件。
专家楼前灯具D1以及医院急诊病房前灯具D2以钢管支架的方式，安装在施工场地两侧，安装高度为离水平工作面4m，且探照角度为30°，灯光照明方向均朝向施工场地中心。灯具D1、D2的参数如下：灯具光通量为165533lm，光输出比为82.8%，光效率为70.4lm/W，功率为2000W。塔吊上安装有D3、D4、D5等3台灯具，安装高度为19.5m，3个照射方向如箭头所示，探照角度30°。
3夜间施工照明的软件模拟优化
3.1空间模型数据转换
空间信息数据库主要用于空间模型数据转换。针对城市区域各空间信息，通过聚类分析、层次分析、主成分分析等方法，通过地理信息系统软件(如GIS、GPS/INS)和数据分析软件(如SPSS、Matlab)等建立各信息数据之间的关系模型。根据数据模型，结合实测，建立光地理信息空间分布模型。该转换数据的作用主要为后期监测的光信息和地理信息进行叠加整合做准备，其中地理信息主要包括区域地形、建筑模型、土地利用矢量数、光源设置(包括数量、位置、高度等信息)等基本信息。
3.2周围建筑外表面垂直照度的优化分析
根据建筑住宅一外表面A数据优化的对比：原始值曲线相对偏高，最大的垂直照度值达到19.1lx，远高于限值5.0lx，且最低值也不符合标准限值；第1次调整之后的数值变化不大，且每个编号都略高于原始值，观察模型发现，仅仅通过改变灯光高度的方式并不能降低光污染，因为随着灯具高度的升高，在灯具照射角度不变的情况下，灯光的污染会随之扩散，会造成更严重的光污染；第2次调整了灯具的照射角度，使灯具的照射角度集中在水平工作面的区域，垂直照度值得到了很明显的改善；在第2次调整的基础上，第3次调整时选用了光通量、功率均更小的灯具，调整后的数据也得到了一定的改善；在第3次调整的基础上，第4次调整时将整体灯具的照明高度调低，发现数据却比第3次调整的情况高，由此可见，灯具照明高度不能过低，也不能过高，应该处于一个合理的照明高度，才能有效减少周围建筑的光污染；第5次调整的优化结果是最明显的，其大部分数据均处于限值5.0lx之下，有18个数据略高于限值，有57.2%的合格率，且相较于其他曲线更加平滑稳定，对周围建筑的光污染影响最小。
3.3开展监测和评价
国内目前夜间光污染监测与研究工作开展得很少，而且主要是由建筑领域的机构开展，生态环境领域的机构需要加强这方面的工作，将光污染纳入生态环境监测范畴。通过实地调查与遥感观测相结合的方式，大力开展夜间光污染的监测工作，获取各个城市夜间光污染的准确和详细资料。在此基础上，制定科学合理的评价体系，对各个城市夜间光污染现状进行评价，为夜间光污染的防治和应对提供科学参考。
结语
综上所述，夜间光污染是伴随着科技与社会发展产生的一种新的环境问题，正影响着人们的生活和生态环境，并且呈现出加剧的趋势。目前，政府和公众对于夜间光污染的认识还不足，光污染尚没有被真正纳入环境保护工作的范畴。为了保护身体健康、改善人居环境和生态环境，需要大力发展遥感与地面监测手段相结合的夜间光污染监测与评价技术，切实开展夜间光污染的监测和防治工作，营造人与自然和谐发展的夜间环境，建设美丽中国。
参考文献
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