于 娟，曹 阳，金纹青，郭鹏飞，张明宇

(1.天津大学，天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室，天津 300072；2.郑州大学建筑学院，河南郑州 450001；3.天津美术学院环境艺术设计系，天津 300141)

引言

北美照明工程协会(IESNA)将光侵扰(light trespass)分为两种类型： 来自相临地域的非必要照明和在视野内有过高照度的灯光(侵扰眩光)，并指出“非必要光线会导致烦扰、不适、注意力分散和能见度降低”。[1]居住建筑中发生的光侵扰则来自于室外透入室内的非必要照明。

光侵扰的界定具有很大的主观性，但现今的研究多重其防治措施，较少有人关注受侵扰居民的主观感受。同时，近年来城市夜景照明的大规模建设，使得侵扰光来源变得日益复杂，除路灯等引起的亮度侵扰外，如LED灯具及其广告屏幕等，形成了新的彩色光和动态光的侵扰形式，光侵扰对室内环境影响的侵扰因素也随之增加，此类研究的难度较大。

本文以天津地区居住建筑为研究对象，以调查居民的主观感受为出发点，从光侵扰影响居民的程度、影响的活动类型、侵扰因素、侵扰时间、侵扰来源等展开主观问卷调查，旨在掌握居民对光侵扰的基本主观反映，为进一步深入研究奠定基础。

1 光侵扰现象调查的方式、方法

本次主观调查的范围为天津市市内六区受光侵扰的典型居住建筑。调研首先对2000年之后新建和在建的天津市内48个居住区进行了初步调研[2]，通过调研人员初步筛选出光侵扰程度为中等及以上的12个小区(见图1)。同时，向社会征集居民认为受到室外照明光侵扰的居住区，共7个小区，详见表1。此19个小区居住建筑光侵扰程度较高，具有代表性，一定程度上能够反映天津市市内六区居住环境整体的光侵扰特点。

采用调查问卷(表2)的方式，以入户调查为主，对上述19个小区进行光侵扰主观评价调查。因故不得入户的小区，采用随机采访居住区内对应居民的方式进行调查。有效调查14个小区，发放问卷106份(表1)。

图1 天津市市内六区48小区光侵扰程度统计Fig.1 The statistics about the degree of the light trespass in 48 residential quarters of Tianjin

表1 开展光侵扰主观调查的居住区Table 1 The residential quarters that involved in the subjective investigation of light trespass.

表2 调查问卷设计Table 2 Questionnaire design

2 光侵扰的来源及分类

现场调研中发现，临街建筑所处的光环境较为复杂，存在路灯、沿街商户霓虹灯或标识牌、公交站牌、楼体装饰性照明、大面积商业广告、动态照明(LED屏)等多种侵扰来源。同时调查问卷统计结果表明，居民认为产生影响的室外光侵扰源，占最大比例43.4%的是公交站牌和商业牌匾；其次是占38.7%的动态显示屏等；路灯排第三位，占32.1%；楼宇装饰照明占25.5%；“E其他”是过往车辆的车灯影响，如图2所示。彩色光和动态光侵扰产生的影响高于路灯等引起的亮度侵扰。

在调查过程中还发现，不同来源的光侵扰，居民有不同的主观感受。为科学分析光侵扰的侵扰因素，需将光侵扰进行合理分类。目前国内外尚无相关分类标准，本文为课题研究方便，综合实地调研和问卷调查情况，考虑侵扰源的发光面积、颜色、动/静等属性，将光侵扰按其来源初步划分为四大类，见表3。

图2 光侵扰来源调查统计Fig.2 The statistics about the sources of the light trespass

表3 光侵扰来源分类Table 3 Classification of the light trespass sources

3 天津市居住建筑光侵扰影响因素分析

对应于四种光侵扰分类，将106份调查问卷分组(表4)。在四个组别中，对应的侵扰来源占最大比例，但因实地光环境较为复杂，存在多种光侵扰源，各组中同时存在一定比例的其他光侵扰，致使影响各自侵扰因素的判定。就此问题，本文对四个组别统计结果进行了对比分析，以明确四类光侵扰各自形成的侵扰因素。从以下四方面展开分析。

3.1 影响程度

如图3所示，106份调查问卷中，没有感觉到室外光侵扰影响的仅占13.2%，认为受到影响及以上的居民占51.9%的较大比例。数据说明，大多数居民认为受光侵扰的影响，天津市居住建筑存在较为普遍的光侵扰现象。

表4 问卷分组Table 4 The groups of the questionnaire

图3 光侵扰影响程度调查统计Fig.3 The statistics about the degree of light trespass

如图4所示，“点光源”和“静态面光源”类的居民认为“刚刚感觉到，但影响不大”的比例较大；而“动态面光源”和“大体量光源”类的居民认为“受到些影响”的比例较大。统计“受到些影响”和“影响很大”两选项的比例：“点光源”和“静态面光源”类分别为43.8%和43.2%，而“动态面光源”类为80.7%，“大体量光源”类为75%。可见，“动态面光源”与“大体量光源”两类光侵扰对居民的影响远大于“点光源”和“静态面光源”光侵扰。

图4 四类光侵扰影响程度对比Fig.4 The comparison for the degree of the four light trespass kinds

3.2 影响的主要活动类型

如图5所示，所调研的93.4%的居民认为光侵扰影响“睡眠休息”，其次，“学习工作”和“休闲娱乐”两个选项占36.8%，比例较高。

如图6所示，各类光侵扰影响的活动类型仍表现为 “睡眠休息”占最大比例，其次为 “学习工作”“休闲娱乐”。“动态面光源”和“大体量光源”两类的居民100%认为影响“睡眠休息”，“动态面光源”类对于居民“学习工作”和“休闲娱乐”的影响较其他侵扰类别比例有所提升，达50%，同时“大体量光源”类在“吃饭就餐”选项出现12.5%比例分布。

图 5 光侵扰影响的活动类型调查统计Fig.5 The statistics about the types of activities that influenced by light trespass

图6 四类光侵扰影响活动类型对比Fig.6 The comparison for the types of activities that influenced by the four light trespass kinds

3.3 侵扰因素

如图7所示，各选项均有一定比例存在，最大比例是“有闪动”和“休息之后还亮着”，选项“太亮了”排第四位。由此可见，天津市居住建筑光侵扰的侵扰因素包括“闪动”、“持续时间”、“光色”、“亮度”。仅关注“亮度”参数是不充分的，侵扰源的“持续时间”和“闪动”、“光色”等参数亦是需要引起重视的重要侵扰因素。“F其他”是来源于过往车辆的车灯影响，可理解为短暂性的强光眩光(本文从略)。

注：D代表“光色交替变换”，E代表“休息之后还亮着”。

如图8所示，将侵扰因素对应侵扰类型来综合分析。

图8 四类侵扰光的侵扰因素对比Fig.8 The comparison for the factors of the four light trespass kinds

(1)“休息之后还亮着”这一时间因素为“点光源”、“静态面光源”、“大体量光源”类别占最大比例的侵扰因素，即“侵扰时间”是三类光侵扰最主要的侵扰因素；

(2)“点光源”类的主要侵扰因素为“太亮了”这一亮度因素；

(3)“静态面光源”类的主要侵扰因素为“光的颜色”和“太亮了”；

(4)“动态面光源”类的主要侵扰因素为“有闪动”和“光的颜色”，“休息之后还亮着”、“光色交替变换”、“太亮了”选项也占较大比例；

(5)“大体量光源”类的主要侵扰因素为“太亮了”。

3.4 侵扰时间

如图9所示，64.2%的居民选择“23:00之后”，其次是“21:00—23:00”，另外，“天黑后一直存在”选项也有一定比例。调查人员发现，选择 “天黑后一直存在”选项，大多对应于“闪动”光源。由此可推断，天津居民对动态光侵扰的包容度要小于静态光侵扰。

注：A代表“天黑后一直存在”。

而在四类光侵扰的对比中，“动态面光源”类中选“天黑后一直存在”选项仅占11.5%，小于其他三类侵扰，与调查人员现场所发现的情况相矛盾，本文针对此问题再次统计，并分析如下：

(1)选择“闪动”选项的35份调查问卷中，31份存在其他类别光侵扰，占88.6%；

(2)在“动态面光源”类光侵扰组中，17份选择“有闪动”的问卷中14份同时选择“太亮了”，占82%。可见，“有闪动”这一侵扰因素是在“动态面光源”具备一定亮度的情况下引起居民注意的；

(3)其他三类光侵扰组中，选择“有闪动”的问卷100%存在亮度侵扰。

由此，本文推断，“闪动”是基于一定的亮度基础而成为光侵扰的侵扰因素。

3.5 总结

综上所述，“侵扰时间”和“亮度”是静态光源(点光源、静态面光源和大体量光源)类别的主要侵扰因素，而“动态面光源”类增加了“闪烁”和“颜色”因素；四类光侵扰对室内人员活动影响最明显的均为“睡眠休息”，其次是“学习工作”和“休闲娱乐”。侵扰时间段主要为“21:00—23:00”和“23:00之后”，但不同类别的光侵扰存在不同的侵扰时段。

4 光侵扰防治规范的探讨

在限制城市室外照明设施产生的光污染方面，目前已有CIE出版物《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》CIE 150—2003和《城区照明指南》CIE 136—2000的部分内容。CIE《限制室外照明设施产生的干扰光影响指南》CIE 150—2003指出照明对居住者的影响通常与暗黑的居室里射入的户外照明光线在窗上形成的垂直照度相关，并将照明环境分为四个等级及两种时段，设置了居住建筑窗户外表面产生的垂直面照度最大允许值的标准要求。CIE限制室外照明光污染标准是通过大量调研，总结了世界各国防治光污染的实践经验的基础上提出的，具有较高的权威性，我国《城市夜景照明设计规范》JGJ/T 163—2008即按“等同采用”和“修改采用”的原则使用此标准。[3]

依以上标准，天津市内六区应为“城区”，属“E4”区域，居住建筑窗户外表面产生的垂直面照度最大允许值为：宵禁前25lx，宵禁后5lx。另外，天津工程建设标准《天津市城市景观照明工程技术规范》DB 29-71—2004也给出了垂直照度最大值的建议，标明居住区在亮背景下为20lx，暗背景下为10lx。

本调研同时测量了问卷调查对应的(14个居住区)52例窗口的外表面垂直照度，如图10虚线所示，仅3例超出宵禁前最大允许值25lx，4例超出亮背景下建议最大值20lx，15例(占28.8%)超出暗背景下建议最大值10lx，即：所调研居住建筑窗口外表面垂直照度绝大部分满足以上规范要求(因调查和测量时间在23:00前，故不与“宵禁后”的要求做比较)。

图10 52例窗口外表面垂直照度Fig.10 The vertical illuminance of the outer surface of the 52 windows

但在上述主观调查中有51.9%的居民认为受到光侵扰的影响。因此，以现有相关文件和标准中规定的“垂直照度”单一指标来限定光侵扰，不足以限制光侵扰现象。探讨其原因，笔者认为主要有以下几方面：

(1)光环境分区粗放

CIE150文件中划分的光环境分区是依据国外的居住模式，国外居住区大多区域独立，居住区与城区分属“E2/E3”和“E4”分区。我国虽沿用此标准，但我国的城市“居住区”形态与国外居住模式大不相同，且居住区与其它性质用地(如商业、办公等)混杂，均涵盖在“城区”之内，这一“城区”涵盖内容复杂，导致该标准对我国居住区光侵扰的指标限值不能完全适用。我国“城区”光环境分区需更细致。依据其用地性质，划分更为合理的分区，从而限制“城区”的居住区周边光环境的亮度等级，以降低光侵扰影响。

(2)缺乏针对我国居民的研究

CIE限制室外照明光污染标准是通过大量调研，总结了世界各国防治光污染的实践经验的基础上提出的，如：对于“E2”光环境区域的“在熄灯时段”的窗户垂直面照度为1lx的标准，即是采纳了德国提出的建议，它是基于德国41个地方的调查，考虑了大多数住民对窗户垂直面照度的反应。[3]反观我国，鲜见关注居民感受的光侵扰环境研究，这将是进一步研究的方向，以建立针对我国居民的光侵扰防治标准。

(3)侵扰因素增加

新的侵扰因素，包括“闪动”、“持续时间”、“光色”等因素的出现，与“亮度”侵扰共同作用影响。光侵扰的防治在“亮度”参数要求的基础上，需增加对应于新侵扰因素的指标，使得对光侵扰的限制更为全面。

5 结论及建议

天津市居住建筑光侵扰具有来源多样化，侵扰因素复杂化的特点，不同类别的光侵扰对居民产生不同的侵扰程度，且具有不同的侵扰因素，如闪动、光色、侵扰时间等因素。因此，我国光侵扰的防治亟需新的技术规范，笔者建议在细致划定光环境分区条件下，还需增加对光侵扰的持续时间、闪动和色彩等参数的相关内容。以此标准来限制居住区周边夜间照明环境，提升住宅室内光环境的舒适性。

[1] Ian Le Win, FIES LC. Light Trespass and Light Pollution-Practical Approaches to Dealing with Problems[C]. Minnesota IESNA Street and Area Lighting conference Minneapolis, 2000.

[2] 于娟.天津市居住建筑夜间光侵扰评价研究[D].天津：天津大学，2013.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国标准化管理委员会.GB/T 5700—2008照明测量方法[S].北京：中国标准出版社，2008.

[4] CIE. CIE 150—2003 Guide on the Limitation of the Effects of Obtrusive Light from Outdoor Lighting Installations[S]. Vienna: CIE Central Bureau, 2003.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T163—2008城市夜景照明设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.