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     1 引言

     近年來(lái)，LED顯示屏技術(shù)飛速發(fā)展，憑借其表現(xiàn)力強(qiáng)、傳播效果好、價(jià)格逐漸下降的優(yōu)勢(shì)，已廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，各大城市LED顯示屏如雨后春筍般豎立在街頭巷尾。可是隨著LED顯示屏增多，LED顯示屏產(chǎn)生的“光污染”問(wèn)題越來(lái)越多，并引起了廣泛的重視。

     2 光污染的定義與分類(lèi)

     光污染泛指影響自然環(huán)境，對(duì)人類(lèi)正常生活、工作、休息和娛樂(lè)帶來(lái)不利影響，損害人們觀(guān)察物體的能力，引起人體不適和損害人體健康的各種光。在我國(guó)頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中“光污染“的定義是干擾光或過(guò)量的光輻射含可見(jiàn)光、紫外和紅外光輻射對(duì)人、生態(tài)環(huán)境和天文觀(guān)測(cè)等造成的負(fù)面影響的總稱(chēng)。一般將現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)生的過(guò)量的或不適當(dāng)?shù)墓廨椛鋵?duì)人類(lèi)生活和生產(chǎn)環(huán)境所造成的不良影響的現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為“光污染”。

     光污染主要有以下幾類(lèi)：

     (1)眩光污染

     眩光是指由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜，或存在極端的對(duì)比，以致引起不舒適感覺(jué)或降低觀(guān)察細(xì)部或目標(biāo)能力的視覺(jué)現(xiàn)象。

     (2)輻射污染

     目前在城市燈光建設(shè)中廣泛使用的大功率光源在發(fā)出可見(jiàn)光的同時(shí)也輻射出非可見(jiàn)的射線(xiàn)，這些射線(xiàn)的一部分對(duì)人體或建筑材料具有損害作用，主要表現(xiàn)為紫外輻射和紅外輻射(熱輻射)。

     (3)光泛濫

     光泛濫表現(xiàn)在宏觀(guān)上使城市天空溢散光水平提高，導(dǎo)致夜空發(fā)亮;在微觀(guān)上，表現(xiàn)為光線(xiàn)的過(guò)量溢散。光泛濫可歸結(jié)為光誤用和光干擾兩個(gè)方面。

     (4)視單調(diào)

     視覺(jué)單調(diào)表現(xiàn)為空間單調(diào)、色彩單調(diào)和光形單調(diào)等。

     (5)視遮蔽

     視遮蔽是人的視界被不適當(dāng)?shù)恼诒蔚默F(xiàn)象，包括燈光遮蔽和燈光設(shè)施遮蔽。

     (6)瀕閃

     頻閃指在以一定頻率(通常在50Hz下)變化的光的照射下，觀(guān)察到物體運(yùn)動(dòng)顯現(xiàn)出不同于實(shí)際運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

     3 LED顯示屏產(chǎn)生光污染的危害

     LED屏幕產(chǎn)生光污染對(duì)屏幕周邊生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)層面產(chǎn)生多種危害，主要表現(xiàn)為對(duì)周邊人群、動(dòng)植物、交通等產(chǎn)生或大或小的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

     3.1 對(duì)附近居民的影響

     當(dāng)LED屏幕射出光線(xiàn)直接侵入附近居民的窗戶(hù)時(shí)，就很可能對(duì)居民的正常生活產(chǎn)生負(fù)面的影響。這些影響包括：入夜后LED屏幕發(fā)出光線(xiàn)使居民的睡眠受到影響。LED屏幕播放畫(huà)面產(chǎn)生頻繁閃爍的光線(xiàn)使房屋內(nèi)的居民感到煩躁難以進(jìn)行正常的活動(dòng)。

     3.2 對(duì)附近行人的影響

     當(dāng)?shù)缆放訪(fǎng)ED屏幕設(shè)備安裝不合理時(shí)，會(huì)對(duì)附近的行人產(chǎn)生眩光，當(dāng)屏幕畫(huà)面切換時(shí)會(huì)瞬間降低或完全喪失正常的視覺(jué)功能。這一方面影響到行人對(duì)周?chē)h(huán)境的認(rèn)知，同時(shí)增加了發(fā)生交通事故的危險(xiǎn)性。并且當(dāng)LED屏幕本身的亮度照射路面等處產(chǎn)生的高亮度反射面出現(xiàn)在行人的視野范圍內(nèi)時(shí)，因?yàn)槌霈F(xiàn)很大的亮度對(duì)比，行人將無(wú)法看清周?chē)^暗的地方，使之成為盲區(qū)，從而產(chǎn)生道路交通安全隱患。

     4 LED屏幕光污染環(huán)境影響評(píng)價(jià)的幾個(gè)因素

     (1)光強(qiáng)

     發(fā)光強(qiáng)度簡(jiǎn)稱(chēng)光強(qiáng)，國(guó)際單位是candela(坎德拉)簡(jiǎn)寫(xiě)cd。對(duì)于LED顯示屏這種主動(dòng)發(fā)光體一股采用cd·m-2作為發(fā)光強(qiáng)度單位，并配合觀(guān)察角度為輔助參數(shù)，其等效于屏體表面的照度單位勒克司，將此數(shù)值與屏體有效顯示面積相乘，得到整個(gè)屏體在視角上的發(fā)光強(qiáng)度，假設(shè)屏體中每個(gè)像素的發(fā)光強(qiáng)度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定，則此數(shù)值可被認(rèn)為也是整個(gè)屏體的光通量。

     (2)光的頻閃度

     電光源頻閃是指電光源光通量波動(dòng)的深度。當(dāng)電光源的光通量波動(dòng)深度越大，頻閃越嚴(yán)重。光的閃爍會(huì)引發(fā)視覺(jué)疲勞、偏頭痛，造成人眼分辯能力下降，視力下降，還會(huì)引發(fā)心跳過(guò)速等，這種現(xiàn)象稱(chēng)為頻閃效應(yīng)(或閃爍現(xiàn)象)。有時(shí)光源的發(fā)光強(qiáng)度并不大，但它不斷閃爍，造成視覺(jué)混亂，產(chǎn)生了光污染。光的閃爍度可以用Hz每秒所閃爍的次數(shù)(次/秒)來(lái)計(jì)量。人眼較敏感的閃爍頻率是8. 8Hz，當(dāng)閃爍40Hz以上感覺(jué)就不靈敏，至50Hz以上時(shí)則完全感覺(jué)不到。

     (3)光照與周邊環(huán)境的對(duì)比度

     同樣的光照強(qiáng)度和頻閃度的情況下，如果與周邊環(huán)境照度的對(duì)比越大，產(chǎn)生光污染的強(qiáng)度就越大，例如同樣的LED屏幕在白天觀(guān)看并不是十分刺眼，而在夜晚觀(guān)看卻十分刺眼。

     目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多認(rèn)為對(duì)光污染評(píng)價(jià)應(yīng)通過(guò)對(duì)上述指標(biāo)的綜合評(píng)定來(lái)確定光污染的等級(jí)。例如國(guó)際照明學(xué)會(huì)(CIE)CIE對(duì)住宅干擾光照度和光強(qiáng)均有嚴(yán)格的規(guī)定，并對(duì)相關(guān)區(qū)域宵禁前后照度和光強(qiáng)進(jìn)行了限定，如表1所示。

     在國(guó)內(nèi)上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布《城市環(huán)境(裝飾)照明規(guī)范》DB31/T 316-2004中對(duì)廣告、招牌的最大允許亮度的限值的相關(guān)內(nèi)容(見(jiàn)表2)。

     注：在其他區(qū)域中設(shè)置此類(lèi)廣告、招牌其允許亮度應(yīng)酌情降低，行政辦公(工業(yè))區(qū)或公共活動(dòng)區(qū)應(yīng)按表中所列最大允許亮度值乘以0.4，居住小區(qū)應(yīng)按表中所列最大允許亮度值乘以0.1。

     北京和南京等大城市都出臺(tái)了《戶(hù)外電子顯示屏設(shè)置規(guī)范》，規(guī)定在商業(yè)區(qū)及其周邊設(shè)置的戶(hù)外電子顯示屏，夜間亮度值應(yīng)不大于1000 cd·m-2;在其他地區(qū)設(shè)置的戶(hù)外電子顯示屏，夜間亮度值應(yīng)不大于400 cd·m-2。

     所以根據(jù)上述指標(biāo)，我們可以得出，當(dāng)LED屏幕的光強(qiáng)超出表中所列強(qiáng)度時(shí)，認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生光污染，且超出越高產(chǎn)生光污染的強(qiáng)度越高。

     同時(shí)LED屏幕的光強(qiáng)與周邊環(huán)境的照度對(duì)比同樣也是影響光污染的重要因素，相同的光強(qiáng)下，當(dāng)與周邊環(huán)境照度對(duì)比強(qiáng)烈時(shí)，光污染的強(qiáng)度會(huì)增大。根據(jù)對(duì)人群進(jìn)行主觀(guān)感覺(jué)測(cè)試的得出不同環(huán)境照度下屏幕光強(qiáng)的臨界值(見(jiàn)表3)，當(dāng)光強(qiáng)超過(guò)臨界值時(shí)，人們會(huì)感覺(jué)刺眼和不適。

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     LED屏幕播放靜止畫(huà)面是本身刷新都高于50HZ對(duì)人眼影響不大，但在播放動(dòng)態(tài)畫(huà)面時(shí)，特別是在切換對(duì)比強(qiáng)烈的畫(huà)面時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃爍感，對(duì)人眼刺激較大，所以L(fǎng)ED播放動(dòng)態(tài)畫(huà)面應(yīng)避免強(qiáng)對(duì)比度畫(huà)面的切換，切換畫(huà)面要柔和，減少財(cái)人眼的刺激。

     綜上所述，LED屏幕對(duì)環(huán)境產(chǎn)生光污染的因素主要有LED屏幕的光強(qiáng)、屏幕光強(qiáng)與周邊環(huán)境的對(duì)比度、LED屏幕播放內(nèi)容產(chǎn)生的頻閃度幾個(gè)方面。

     5 減少LED屏幕產(chǎn)生光污染的幾個(gè)措施

     5.1 LED屏幕亮度控制

     LED屏幕亮度對(duì)人眼的影響是隨周邊環(huán)境的亮度影響的，同樣的屏幕亮度在白天，人們看起來(lái)并不刺眼，而到了夜間或光照不好時(shí)就顯得十分刺眼。所以建議LED屏幕增加亮度自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功能，通過(guò)對(duì)周邊環(huán)境亮度的感知，自動(dòng)調(diào)節(jié)LED屏幕本身的亮度，從而減少取所產(chǎn)生的光污染同時(shí)也可以達(dá)到節(jié)約能源的效果。

     5.2 LED屏幕播放內(nèi)容評(píng)估

     LED屏幕在頻繁切換大對(duì)比度，色彩鮮艷的畫(huà)面時(shí)，會(huì)給人眼帶來(lái)頻繁閃爍的效果，所以對(duì)LED屏幕播放的內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行評(píng)估與控制，對(duì)色彩對(duì)比度大的畫(huà)面要采取漸進(jìn)切換的方式，同時(shí)播放動(dòng)態(tài)畫(huà)面時(shí)適當(dāng)降低播放速度，減少對(duì)人眼的刺激。

     5.3 特殊時(shí)段或條件下關(guān)閉大屏幕

     為了減少LED屏幕光源對(duì)周?chē)用窈托腥说挠绊?，在特殊的時(shí)段如深夜，由于LED屏幕的光線(xiàn)會(huì)影響周邊居民的睡眠。特殊天氣，如雨天，LED屏幕的光線(xiàn)投射到路面會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的反射應(yīng)用駕駛員看清路面，所以在每天的特殊時(shí)段和特殊天氣條件線(xiàn)關(guān)閉大屏幕以減少屏幕對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)的影響。

     6 結(jié)語(yǔ)

     光污染已成為21世紀(jì)人們關(guān)注的問(wèn)題，城市越來(lái)越多的LED屏幕已從多個(gè)方面影響著人們的生活和工作環(huán)境，現(xiàn)已引起廣泛的重視與關(guān)心。LED光污染環(huán)境影響評(píng)價(jià)是LED屏幕建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境管理的一項(xiàng)新內(nèi)容。目前我國(guó)對(duì)LED屏幕的光污染評(píng)價(jià)還沒(méi)有建立起一套完善的統(tǒng)一的指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)。希望本文可以為相關(guān)政府職能部門(mén)制定法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等提供了一些參考。