1 引言

     近年來，LED顯示屏技術(shù)飛速發(fā)展，憑借其表現(xiàn)力強、傳播效果好、價格逐漸下降的優(yōu)勢，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”問題越來越多，并引起了廣泛的重視。

     2 光污染的定義與分類

     光污染泛指影響自然環(huán)境，對人類正常生活、工作、休息和娛樂帶來不利影響，損害人們觀察物體的能力，引起人體不適和損害人體健康的各種光。在我國頒布的行業(yè)標準《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》中“光污染“的定義是干擾光或過量的光輻射含可見光、紫外和紅外光輻射對人、生態(tài)環(huán)境和天文觀測等造成的負面影響的總稱。一般將現(xiàn)代社會產(chǎn)生的過量的或不適當?shù)墓廨椛鋵θ祟惿詈蜕a(chǎn)環(huán)境所造成的不良影響的現(xiàn)象統(tǒng)稱為“光污染”。

     光污染主要有以下幾類：

     (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，或存在極端的對比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細部或目標能力的視覺現(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)出可見光的同時也輻射出非可見的射線，這些射線的一部分對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)在宏觀上使城市天空溢散光水平提高，導致夜空發(fā)亮;在微觀上，表現(xiàn)為光線的過量溢散。光泛濫可歸結(jié)為光誤用和光干擾兩個方面。

     (4)視單調(diào)

     視覺單調(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?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，觀察到物體運動顯現(xiàn)出不同于實際運動的現(xiàn)象。

     3 LED顯示屏產(chǎn)生光污染的危害

     LED屏幕產(chǎn)生光污染對屏幕周邊生態(tài)系統(tǒng)的各個層面產(chǎn)生多種危害，主要表現(xiàn)為對周邊人群、動植物、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 對附近居民的影響

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

     3.2 對附近行人的影響

     當?shù)缆放訪ED屏幕設(shè)備安裝不合理時，會對附近的行人產(chǎn)生眩光，當屏幕畫面切換時會瞬間降低或完全喪失正常的視覺功能。這一方面影響到行人對周圍環(huán)境的認知，同時增加了發(fā)生交通事故的危險性。并且當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，因為出現(xiàn)很大的亮度對比，行人將無法看清周圍較暗的地方，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)境影響評價的幾個因素

     (1)光強

     發(fā)光強度簡稱光強，國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd。對于LED顯示屏這種主動發(fā)光體一股采用cd·m-2作為發(fā)光強度單位，并配合觀察角度為輔助參數(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，得到整個屏體在視角上的發(fā)光強度，假設(shè)屏體中每個像素的發(fā)光強度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定，則此數(shù)值可被認為也是整個屏體的光通量。

     (2)光的頻閃度

     電光源頻閃是指電光源光通量波動的深度。當電光源的光通量波動深度越大，頻閃越嚴重。光的閃爍會引發(fā)視覺疲勞、偏頭痛，造成人眼分辯能力下降，視力下降，還會引發(fā)心跳過速等，這種現(xiàn)象稱為頻閃效應(yīng)(或閃爍現(xiàn)象)。有時光源的發(fā)光強度并不大，但它不斷閃爍，造成視覺混亂，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)來計量。人眼較敏感的閃爍頻率是8. 8Hz，當閃爍40Hz以上感覺就不靈敏，至50Hz以上時則完全感覺不到。

     (3)光照與周邊環(huán)境的對比度

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

     目前國內(nèi)外學者大多認為對光污染評價應(yīng)通過對上述指標的綜合評定來確定光污染的等級。例如國際照明學會(CIE)CIE對住宅干擾光照度和光強均有嚴格的規(guī)定，并對相關(guān)區(qū)域宵禁前后照度和光強進行了限定，如表1所示。

     在國內(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中對廣告、招牌的最大允許亮度的限值的相關(guān)內(nèi)容(見表2)。

     注：在其他區(qū)域中設(shè)置此類廣告、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了《戶外電子顯示屏設(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，我們可以得出，當LED屏幕的光強超出表中所列強度時，認為會產(chǎn)生光污染，且超出越高產(chǎn)生光污染的強度越高。

     同時LED屏幕的光強與周邊環(huán)境的照度對比同樣也是影響光污染的重要因素，相同的光強下，當與周邊環(huán)境照度對比強烈時，光污染的強度會增大。根據(jù)對人群進行主觀感覺測試的得出不同環(huán)境照度下屏幕光強的臨界值(見表3)，當光強超過臨界值時，人們會感覺刺眼和不適。

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     LED屏幕播放靜止畫面是本身刷新都高于50HZ對人眼影響不大，但在播放動態(tài)畫面時，特別是在切換對比強烈的畫面時會產(chǎn)生閃爍感，對人眼刺激較大，所以LED播放動態(tài)畫面應(yīng)避免強對比度畫面的切換，切換畫面要柔和，減少財人眼的刺激。

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

     5 減少LED屏幕產(chǎn)生光污染的幾個措施

     5.1 LED屏幕亮度控制

     LED屏幕亮度對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，人們看起來并不刺眼，而到了夜間或光照不好時就顯得十分刺眼。所以建議LED屏幕增加亮度自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功能，通過對周邊環(huán)境亮度的感知，自動調(diào)節(jié)LED屏幕本身的亮度，從而減少取所產(chǎn)生的光污染同時也可以達到節(jié)約能源的效果。

     5.2 LED屏幕播放內(nèi)容評估

     LED屏幕在頻繁切換大對比度，色彩鮮艷的畫面時，會給人眼帶來頻繁閃爍的效果，所以對LED屏幕播放的內(nèi)容應(yīng)進行評估與控制，對色彩對比度大的畫面要采取漸進切換的方式，同時播放動態(tài)畫面時適當降低播放速度，減少對人眼的刺激。

     5.3 特殊時段或條件下關(guān)閉大屏幕

     為了減少LED屏幕光源對周圍居民和行人的影響，在特殊的時段如深夜，由于LED屏幕的光線會影響周邊居民的睡眠。特殊天氣，如雨天，LED屏幕的光線投射到路面會產(chǎn)生較強的反射應(yīng)用駕駛員看清路面，所以在每天的特殊時段和特殊天氣條件線關(guān)閉大屏幕以減少屏幕對周邊環(huán)境帶來的影響。

     6 結(jié)語

     光污染已成為21世紀人們關(guān)注的問題，城市越來越多的LED屏幕已從多個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)境影響評價是LED屏幕建設(shè)項目環(huán)境管理的一項新內(nèi)容。目前我國對LED屏幕的光污染評價還沒有建立起一套完善的統(tǒng)一的指標、標準。希望本文可以為相關(guān)政府職能部門制定法律法規(guī)、標準等提供了一些參考。