Comment l’éclairage public LED contribue-t-il à réduire la pollution lumineuse ?

Le monde de la lumière satisfait les besoins fonctionnels des gens en matière de "vision", et joue également une fonction décorative en mettant en valeur l'atmosphère environnementale, en rendant l'environnement urbain et en mettant en valeur la forme tridimensionnelle. Chaque ville du monde est faiblement éclairée, la texture urbaine est plus claire et les lumières de la ville en pointillés décorent la terre sous la nuit avec un éclat incomparable.

De nos jours, dans un milieu de vie à forte densité, c'est devenu un luxe pour les gens de "regarde le ciel étoilé". Selon une analyse scientifique, la luminosité du ciel causée par l'éclairage artificiel du ciel nocturne est 9 fois supérieure à celle du fond naturel. Des chercheurs italiens et américains ont étudié les données satellitaires sur la pollution lumineuse dans les zones résidentielles et industrielles du monde entier et ont découvert que les habitants des deux tiers de la planète ne peuvent pas voir le ciel étoilé, en particulier en Europe occidentale et aux États-Unis. , où jusqu'à 99 % des habitants ne peuvent pas voir le ciel étoilé. Le ciel étoilé est remplacé par des lampadaires qui éclairent les rues comme s'il faisait jour, des enseignes au néon éblouissantes, un éclairage laser qui jaillit dans le ciel... Des millions de lumières urbaines illuminent nos villes chaque nuit, mais seulement une partie de cette lumière. est en fait utilisé pour éclairer les rues ou les trottoirs - le reste est perdu et réfléchi au-dessus de l'horizon, illuminant le ciel nocturne, provoquant ce qu'on appelle la pollution lumineuse.

Définition de la pollution lumineuse

Le problème de la pollution lumineuse est un nouveau type de pollution environnementale, et c'est également un problème international. Les pays du monde lui ont donné différents titres. En Europe et aux États-Unis, on l'appelle "lumière dérangeante", au Japon on l'appelle "pollution lumineuse", et en Chine on l'appelle généralement "pollution lumineuse" Ou "pollution sonore et lumineuse". Le problème de la pollution lumineuse est très vaste, il existe de nombreuses disciplines de conception et les problèmes sont relativement complexes. Il existe différentes opinions sur la définition et la compréhension de la pollution lumineuse dans les cercles théoriques nationaux et étrangers.

La pollution lumineuse présente les caractéristiques suivantes:

1. Au niveau technique, la pollution lumineuse produite par l'éclairage artificiel dépasse certaines normes internationales ou nationales en termes de quantité, de luminosité, d'intensité et autres mesures et calculs d'éclairement ;

2. Sur le plan subjectif, la pollution lumineuse affecte non seulement les sentiments physiologiques et les besoins esthétiques des personnes, mais également leurs sentiments psychologiques et leurs pensées esthétiques, et menace également l'équilibre de l'environnement naturel. et écologie;

3. Portée d'influence, la pollution lumineuse fait référence à la partie de la pollution lumineuse qui ne sort pas de la zone ou des limites cibles. La pollution lumineuse, au sens large, est un terme général désignant les effets négatifs d’un rayonnement lumineux excessif, notamment la lumière visible, les rayonnements ultraviolets et infrarouges, sur la santé humaine et sur l’environnement de vie humain.

Pollution lumineuse dans l’éclairage nocturne urbain

La pollution lumineuse dans l’éclairage nocturne urbain comprend principalement la pollution lumineuse atmosphérique, l’intrusion lumineuse, l’éblouissement, etc.

1) Pollution lumineuse atmosphérique

Sous l’action de la réflexion et de la diffusion de poussières, de vapeur d’eau ou d’autres particules en suspension, la lumière artificielle générée au sol pénètre dans l’atmosphère et fait briller le ciel au-dessus de la ville, ce qu’on appelle la pollution lumineuse atmosphérique.

Il y a deux raisons principales à la pollution lumineuse atmosphérique : la première est que la lumière directe pénètre dans l’atmosphère ; l'autre est que la lumière pénètre dans l'atmosphère en raison de la réflexion du sol ou d'autres surfaces réfléchissantes.

2) intrusion de lumière

L'intrusion de lumière fait référence au phénomène selon lequel la lumière directe adjacente ou la lumière réfléchie dépasse la plage qui doit être éclairée, éclaire d'autres choses autour et produit des effets néfastes.

3) Éblouissement

L'éblouissement provient principalement du fait de voir l'éblouissement directement dans le champ de vision. L'éblouissement peut provoquer une gêne visuelle, de la gêne, de la fatigue, etc., et dans les cas graves, il endommagera la vue et même entraînera des risques pour la sécurité. L’éclairage routier, l’éclairage de sécurité, l’éclairage sportif, l’éclairage publicitaire et de signalisation, ainsi que les phares des voitures peuvent tous être des sources d’éblouissement, qui sont plus prononcées la nuit lorsque l’environnement devient plus sombre. La ligne de mire des gens est généralement horizontale. Lorsque l'angle entre la direction normale de la lampe et le plan horizontal est petit ou que la lampe émet trop de lumière dans cette direction, cela interférera sérieusement avec le repos ou les activités normales des personnes. De plus, un contraste de luminosité excessif produira également des éblouissements. Lorsque les gens déplacent leurs yeux des objets trop lumineux vers le fond sombre derrière eux à une certaine vitesse, leurs yeux ne verront pas clairement pendant un certain temps. Il est donc très important de contrôler la luminosité et son uniformité dans l’éclairage extérieur. En outre, l'utilisation aléatoire de lumière colorée dans l'éclairage des scènes nocturnes interférera également avec le jugement normal du conducteur concernant les feux de circulation et le paysage environnant.

Les dangers de la pollution lumineuse

(一)Dommage à la biosphère

1. Impact humain

① Dommages à la vue

② Déséquilibre de santé

③Impatience émotionnelle

④Réduire le sentiment de sécurité

2.impact sur les organismes naturels

①Animaux

Avec l’augmentation de l’éclairage nocturne, les animaux nocturnes ont du mal à s’adapter aux nuits bien éclairées, la désorientation provoque une mort généralisée et des perturbations métaboliques et réduit la productivité.

② plantes

L'exposition à long terme des lampadaires la nuit fait que les plantes passent une longue période "jour", donc ils vieillissent tôt.

(二)Nui à la vie sociale

① Mettre en danger la sécurité routière

L'éblouissement, l'inondation de lumière et l'intrusion de lumière provoqués par la pollution lumineuse interfèrent non seulement avec les rythmes circadiens des personnes, mais réduisent également l'efficacité du travail du conducteur et provoquent même des accidents de la route, etc. , affectant le travail du conducteur et mettant en danger la sécurité routière.

② Affecte l'observation astronomique

À mesure que la luminosité du ciel augmente, le télescope ne peut pas filtrer la lumière présentant certaines caractéristiques spectrales dans le ciel, et la lumière directe de l'éclairage urbain affectera directement les activités d'observation astronomique, ce qui obligera l'observatoire à déménager dans des zones éloignées. la ville.

③ J'ai perdu le beau ciel nocturne

Dans le ciel nocturne bleu foncé, les étoiles scintillantes deviennent les protagonistes de l’environnement nocturne et la ressource naturelle la plus précieuse pour l’être humain. Les êtres humains ne devraient pas développer une technologie d’éclairage avancée au prix de perdre le magnifique ciel nocturne.

④ gaspillage d'énergie

La pollution lumineuse gaspille beaucoup de ressources énergétiques. Lorsque l'angle du luminaire n'est pas correctement réglé, que la lumière ne brille pas sur la cible prévue ou que la source lumineuse brille sur le ciel, cela entraînera un gaspillage d'énergie.

(三）Dommages à l’environnement urbain

①Influence sur la scène nocturne urbaine

Un éclairage décoratif qui n’a aucun but ou qui manque d’expression artistique est susceptible de former une lumière obscurcissante, préjudiciable à la vue nocturne de la ville et gênante.

② Impact sur le climat urbain

Les déchets gazeux émis par la production d'électricité ont exacerbé la tendance à la hausse de la température mondiale, entraînant "effet d'îlot de chaleur", et a également formé des pluies acides continues dans les villes, détériorant l'environnement urbain.

Analyse des causes de la pollution lumineuse des scènes nocturnes urbaines

1. Manque de planification globale de l’éclairage

2. Manque de sensibilisation aux sciences humaines et à la protection de l’environnement

3. Manque d’entretien et de gestion des équipements d’éclairage

4. Manque d'amélioration technique

5. Un investissement en capital instable

Comment faire en sorte que l’éclairage public réduise la pollution lumineuse ?

Si de nombreux facteurs contribuent à la pollution lumineuse, l’éclairage public assure la visibilité et la sécurité et est nécessaire en milieu urbain. Étant donné que le nombre de lampes ne peut pas être réduit, il est préférable de concevoir et d'améliorer la technologie des lampes d'éclairage dès la fin, et c'est le rôle clé joué par les fabricants de lampes, les architectes et les designers. Alors que l'industrie de l'éclairage continue de s'éloigner des sources de lumière traditionnelles telles que le sodium haute pression ou les halogénures métalliques pour l'éclairage extérieur, on s'intéresse de plus en plus aux moyens de minimiser la pollution lumineuse provenant des installations LED extérieures.

Le Centre allemand de recherche en géosciences GFZ a récemment publié une étude sur l'éclairage public urbain à Tucson, en Arizona, qui donne un aperçu de la manière dont une bonne conception des luminaires LED peut minimiser la pollution lumineuse. Tucson est à l'avant-garde de la transition vers les LED, puisque presque tous les lampadaires ont été améliorés et incluent des capacités de communication et de gradation sans fil. L'étude a été menée pendant 10 jours en mars et avril 2019, à l'aide du satellite Suomi National Polar Orbiting Partnership (NPP) pour acquérir des images de la région de Tucson la nuit. Certaines nuits, les niveaux d'éclairage d'environ 14 000 des 19 500 lampadaires au total ont été réglés à pleine luminosité, et d'autres nuits, la luminosité a été réglée à pleine luminosité.

Ces images, capturées par le satellite Suomi NPP de la NASA, montrent des lampadaires illuminés la nuit à Tucson réglés à pleine luminosité et à 30 % de luminosité.

L'équipe de recherche a conclu qu'environ 20 % de l'éclairage nocturne de Tucson est imputable à l'éclairage public, le reste étant généré par les enseignes et les façades, les vitrines des magasins, les terrains de sport, etc. Ces conclusions, si elles étaient transférables à d’autres villes, en démontreraient l’ampleur. Quels problèmes potentiels de pollution lumineuse peuvent être résolus par la conception d’un éclairage LED.

L'outil le plus important de l'arsenal d'un concepteur de luminaires lorsqu'il s'agit de minimiser la pollution lumineuse ou la lumière parasite est sans doute connu sous le nom de "BUG" indice, qui signifie rétroéclairage, feux de route et éblouissement. Le système d'évaluation BUG a été développé conjointement par l'Illuminating Engineering Society (IES) et l'International Dark-Sky Association (IDA) pour fournir une méthode cohérente d'évaluation de la quantité de lumière parasite s'échappant de l'éclairage extérieur.

La lumière parasite dans les environnements extérieurs n’est pas souhaitable non seulement parce qu’elle fait briller le ciel, mais également parce qu’elle entraîne une consommation d’énergie inutile. Des exemples de lumière parasite comprennent l'intrusion (c'est-à-dire la lumière projetée dans des endroits inattendus, comme celui d'un lampadaire entrant dans une fenêtre voisine), les vitrages qui contribuent à l'éblouissement du ciel et l'éblouissement (c'est-à-dire trop de lumière au niveau des yeux qui provoque une gêne ou une gêne visuelle). déficience).

Les évaluations BUG sont basées sur la puissance lumineuse mesurée dans chacune des trois zones indiquées dans le tableau ci-dessous.

Les évaluations BUG sont dérivées de la puissance lumineuse mesurée pour chacune de ces zones.

Le rétroéclairage, comme son nom l’indique, fait référence à la lumière émise derrière l’équipement d’éclairage. La zone rétroéclairée est divisée en quatre sous-régions, correspondant à des angles d'émission allant de 0 degré (c'est-à-dire la lumière pointant vers le bas vers le sol) à 90 degrés (c'est-à-dire la lumière pointant principalement vers l'extérieur parallèlement au sol). De même, la zone d'éblouissement est également divisée en quatre sous-zones correspondant à l'augmentation de l'angle d'émission de faible éblouissement à fort éblouissement. La zone d'éclairage supérieure ne comprend que deux sous-zones, une pour la lumière dirigée principalement vers le haut et une pour la lumière dirigée principalement vers l'extérieur.

L'indice BUG est déterminé en fonction des lumens mesurés pour chacune des divisions ci-dessus référencées dans le tableau de recherche fourni dans IES TM-15-11 (Système de classification des luminaires pour luminaires extérieurs), chaque paramètre étant attribué une valeur de 0 à 5. . Par exemple, attribuez la classe BUG B0 U0 G0 à un luminaire avec un flux lumineux hautement directionnel vers le bas. Un niveau BUG de B2 U0 G2 serait attribué à un luminaire qui émet la majeure partie de sa puissance lumineuse vers l'avant et vers l'arrière, mais pas vers le haut. Notez que l'indice BUG n'est qu'un des facteurs permettant de déterminer si un luminaire est adapté à une application d'éclairage particulière, mais généralement, plus l'indice BUG est bas, plus la probabilité de pollution lumineuse est faible.

Du point de vue de la conception, il existe trois étapes pour minimiser la pollution lumineuse : utiliser des couleurs plus chaudes, atténuer la lumière et la bloquer. Premièrement, au lieu d'utiliser la lumière bleue - la lumière bleue a un plus grand impact sur le rythme circadien - il est recommandé d'utiliser des LED à basse température, qui éclairent avec des teintes plus douces, plus jaunes ou plus rouges (généralement pas plus de 3 000 K). En plus d'avoir la même efficacité énergétique et un prix similaire aux alternatives bleues, ces produits diffusent moins de lumière et sont donc plus respectueux du ciel nocturne. De plus, pour une durabilité à long terme, les niveaux d’éclairage doivent être modérés, uniformes et adaptés à l’utilisation, à la zone, à l’heure de la journée et au trafic. En fait, la plupart des éclairages extérieurs peuvent être atténués de 25 % sans aucune perte de visibilité.

Autre facteur clé : s’assurer que la lumière est efficacement projetée vers le point de destination, plutôt que de la diffuser dans le ciel. Comment? Tous les luminaires doivent bloquer ou empêcher complètement la lumière de s'échapper vers le haut. De cette façon, la lumière n'est pas projetée vers le haut, mais vers le bas, de préférence sous un angle étroit, ce qui réduit encore davantage l'éblouissement au-dessus de la ville.

En termes de technologie, les mesures de prévention et de contrôle suivantes devraient être adoptées pour la pollution lumineuse de l'éclairage des scènes nocturnes urbaines:

A. Le moyen le plus fondamental de contrôler la pollution lumineuse consiste à proposer une conception raisonnable pour l’éclairage des scènes nocturnes. Le contrôle de l'éclairage des scènes nocturnes urbaines doit adopter une gestion centralisée intelligente et un contrôle décentralisé. Par exemple, le mode normal, le mode vacances et le mode festival majeur peuvent être utilisés pour l'éclairage par projecteurs, et les minuteries de micro-ordinateur ou les minuteries d'arrêt contrôlées par la lumière peuvent être utilisées pour la publicité, la décoration, l'éclairage routier et l'éclairage des projecteurs.

B. Personnalisez le temps d'extinction des lumières et minimisez le temps d'allumage des lumières. La publicité, la décoration, l'éclairage routier et l'éclairage des bâtiments peuvent être éteints ou partiellement éteints après minuit, ce qui non seulement permet d'économiser de l'énergie, mais réduit également la pollution lumineuse et prolonge la durée de vie des luminaires.

C. Utilisez des lumières LED à haute efficacité pour améliorer l’efficacité de l’éclairage. Réduire l'urbain "effet d'îlot de chaleur" et protéger l’environnement écologique urbain.

D. Le meilleur moyen de limiter la lumière parasite est d'utiliser des lampes à coupure ou d'installer des grilles, des toiles d'ombrage, des capots de protection, etc. pour que la source de lumière contrôle efficacement l'angle d'ombrage des luminaires et empêche la lumière directe de s'échapper et d'éblouir. Pour les bâtiments équipés de projecteurs, la méthode de projection de la lumière de haut en bas est adoptée pour empêcher la fuite de la lumière réfléchie ; pour les bâtiments dotés de grands murs-rideaux en verre, la transmission lumineuse interne peut être utilisée pour mettre en valeur l’image du bâtiment.

E. Une construction sûre et fiable est également l’une des mesures efficaces pour garantir la qualité de l’éclairage nocturne urbain et prévenir et contrôler la pollution lumineuse. Emplacement et contrôle de la lampe. Le réglage raisonnable de l'équipement empêche non seulement la pollution de la lumière parasite, mais empêche également la pollution visuelle causée par l'exposition des lampes et des équipements de contrôle. Dans le même temps, les mesures de protection du bâtiment lors de l'installation évitent également les dommages au paysage urbain et à la façade du bâtiment lui-même, qui pourraient entraîner une pollution visuelle du paysage.

F. L'entretien quotidien des lampes et des équipements d'éclairage nocturne urbain tels que les publicités, les décorations, les routes et les bâtiments est également l'une des mesures efficaces pour prévenir la pollution lumineuse, et c'est également une garantie importante pour éviter les chutes et les blessures aux personnes, les accidents de fuite électrique. et la pollution du paysage urbain.

Compte tenu du rôle que le design peut jouer, nous présentons plusieurs exemples inspirants de lampadaires dont la conception intègre un ou plusieurs des points ci-dessus, apportant ainsi une contribution positive à la réduction de la pollution lumineuse.

1. Lampadaire LED CHZ-GD32

Le luminaire Ce luminaire émet un faisceau symétrique dirigé vers le bas et non éblouissant. L'abat-jour supérieur en forme de capuchon à large bord empêche la lumière d'être émise vers le haut, tandis que les reflets laqués créent une répartition lumineuse diffuse et confortable. Le système de contrôle intelligent personnalise le temps de commutation des lumières, ce qui non seulement permet d'économiser de l'énergie mais réduit également la pollution lumineuse.

2. CHZ-ST29  Réverbère LED

Simple et pratique, ce luminaire utilise des modules LED multi-puces, +-15 pour projeter une lumière douce, diffuse et inclinée sur la route.