提倡人性化的科學的智能照明設計
提倡人性化的科學的智能照明設計,摘 要: 面臨全球能源資源枯竭、生態環境惡化及光的非視覺效應對人類帶來傷害等嚴酷事實,全球各國各地區近年來都不約而同地呼喚出“保護人身安全、保障人類可持續生存和發展”的新祈求。作為能源資源巨大消耗源頭之一、由現代城鎮功能與景觀照明構建出無處不在的“光籠”,已經使“城市人工照明”成為全球各方最關注和緊扣的標的,多年廣泛運營的傳統照明理念確實已經到了必須徹底扭轉的關鍵時刻。 從保護人身健康安全、保障人類和自然界可持續生存、發展的根本點出發,從“以人為本”的高度努力研發低耗能照明新光源、探究能最大程度保護人身及自然
關鍵詞: 城市照明 人性化照明
一、 前言
人類由大自然雷電引燃林木草地而認識光、知道光可照亮夜間景物,又一步步學會制作油燈、發明煤油燈、電熱燈、各種新光源一直發展到今天遍及全球的城鎮照明建設事業,人類的照明建設理念經過了順序漸進的各個階段:用自然現象和人工技術手段照亮夜間城鎮的技術發展階段(可簡稱為延續了千萬年的“亮起來”階段),由看得見向更好看、更漂亮的城市美化照明(近百年來進展快速的“美起來”城市景觀照明階段)、近二十年來進入了更新更深層次的城市照明發展階段--借用技術手段營造出反映現代人類精神文明發展需求的新階段(由表面看見的感官刺激深延到精神層次理性思維的“光文化”階段),這是符合事物客觀發展規律的進程。
進入21新世紀以來,不但由于近年來日益嚴重的全球能源資源短缺、環境污染加劇、生態破壞嚴重等等全球性惡化現狀,而且發現和證實了光對人類本身及自然生態造成的非視覺光生化效應所引發的危害,全球各方各層次都警覺起來、對于不但是能源資源消耗大戶而且還日益嚴重危害人身和生態的的城市照明“另眼相待”了!近年來遍及全球的“保護人身、拯救生態”呼聲以及我國政府提出“以人為本”、建設“和諧社會”等的國家發展理念、新指導思想以及其他種種緣由,都使人們開始用與以前絕然不同的警覺甚至憎惡的眼光“重新審查”讓全球幾十億人眾和遍及大陸和海洋的生物界都陷入“光籠”、消耗全球總電功耗10%以上的城市照明建設事業!時代變了、人們面臨的困境變了,城市照明事業按照老觀念、老樣子發展、繼續消耗或危害下去肯定不行了;人們必須更新理念、應該更多、更深入地為人類的安全、生存和可持續發展考慮,也應從保護大自然生態角度認真注意別只顧人類的貪求而導致全球荒漠化的嚴重后果。
“人性化照明”新理念就是全球人類和生態可持續生存、發展期望下的必然,我們提出并呼吁這新理念,不是玩弄詞句、不是“杞人憂天”,而是希望先敲響警鐘、呼吁全球照明業界及時、切實警覺,認真關注城市照明事業發展面臨的新形勢、新問題,為人類和我們的星球的可持續發展做出應有的工作和貢獻!更多更深入地為人類的生存、安全和可持續發展考慮、也應從保護大自然生態角度認真注意別只顧人類的貪求而導致全球荒漠化的嚴重后果。
“人性化照明”理念絕不是簡單的減少、降低一些光度和資源能源消耗的“降量”概念:從瘋狂、無限制“大上快上”城市照明、渲染“比亮閃”、“比花哨”、“比輝煌”、“比政績”,退回到“理性些”、降低點、減少點燈數、瓦數、縮短些亮燈時段等等,這種希望從“瘋狂”返回些“理性”的減量概念根本不能解決新時代面臨的新問題、尤其不能保障人類的安全、生存和發展!人性化照明是要求轉變思維、從保護人和大自然安全、健康、生存和可持續發展的高度去看待和發展城市照明事業!當然,交通安全、商業繁華、城市“名片”甚至“成就輝煌”、“政績顯示”都還是需要的,也是可以且應該通過城市照明予以適當保障;問題的本質在于從什么角度、高度去思考、發展城市照明,要把人放在第一位!人的安全、生存、可持續發展必須在一切之上!決不是簡單的“量多還是量少”或“瘋狂還是理性”的差距而已。
二、 人工照明是現代城市經濟、文化發展的必需,有其利、但也有其不利或有害之處
古代人們只能靠太陽,“日出而起,日落而息”,即使學會夜間用火(油燈之類)照亮洞穴或住房、看清近距離周圍東西,也只是簡單地為了簡易的起居或短距離行走而已。
進入大規模人群集居、形成村落、市鎮以后,人們不得不遠離住處做各種活動,在白天活動時間越來越不夠的情況下、必須利用天黑以后的夜間繼續做各種各樣的諸如種植、打獵等活動、才能養活更多人眾;村落、市鎮的功能化照明隨著人類社會的發展,變得越來越必需、道路照明也體現出越來越重要的交通、安全、安居等等功能;隨著人類商業活動的興起和發展,大城市出現了,加上旅游、商業宣傳和廣告的出現以及涉及繁華、政績等的因素,促使夜間燈光更加繁多地擔負起了新的任務,即城鎮夜間景觀照明逐漸出現、發展、繁多甚至超出城市功能照明的重要性和功耗量。
可以想到,近代城鎮照明具有很大的促進城鄉經濟發展、讓市民安居樂業的作用,對人類社會發展是極有利的,近代在歐美出現無數的“不夜城”(諸如紐約、拉斯維加斯、巴黎等等),是現代城市夜景照明功能的淋漓盡致演繹;近些年來在發展中國家(尤其在中國)城市照明事業突飛猛進、甚至被很多人看作為社會發展程度的標志。
任何事物都有其兩面性、有其利也必有其不利之處。近年來,全球能源資源危機、生態惡化等問題日趨嚴重,照明用電的能源消耗也成為現代大城市日益沉重的大負擔!此外,在許多現代城市中,早就出現了許多前所未聞、現代醫學都不明其緣由的“現代城市病”。所有這一切,都使人們不得不用另一種審視的眼光來觀察城市照明問題、開始以懷疑和“權衡利弊”的角度檢討城市照明事業可繼續發展的方向和具體建設事宜。
2002年,美國Brown大學的D.M.Berson在《科學》上發表了論文[3],發現并證實了人眼還有非視覺生化作用,即視網膜上有一種神經節細胞受到光輻射后,會形成以下不導致視覺的其他光生化效應:人眼受到光輻射→產生特殊訊號傳至大腦下丘腦視交叉上核和松果體→產生特殊的光致生化作用(非視覺效應)→參與調節和控制許多人體生化反應(例如人體生命體征的變化、激素的分泌、興奮程度變化等等)→對人體健康產生種種不同作用、導致前所不知的損害。
D.M.Berson發表的此論文、在學術上具有重大意義;其實,人們早就在實踐中、在切身體驗中感覺到人眼的這種“非視覺效應”作用。例如,我們走進用不同色調、不同明亮程度照明的房間里就會有絕然不同的感覺和心情(諸如陰冷、溫暖、憂郁、興奮……),這是現代裝修技術與藝術領域早就重視的大事。好多醫院里大夫(尤其在手術室內)不再穿白色工作服而改成綠色、兒童病房墻面油漆成淺粉色、精細工作實驗室用淺藍色燈光、老年人看見年輕人喜歡的五顏六色的廣告燈光就頭暈甚至血壓升高……。所以,這種光照造成的“非視覺效應”是大家以前就熟知、只是沒有做過仔細的實驗研究和理論論證、給出科學的結論而已。
因此,我們即使需要發展現代化城市、需要建設甚至擴大城市功能和景觀照明事業,但在這“保護人身、呵護生態”成為現代城市可持續發展重大原則的今天,人們不能再繼續無視城市照明的“不利”這不可回避的另一面!
城市過度照明或不適當照明,造成的夜間天空散射亮度太大、以致夜空不黑、星星不見,大城市兒童根本沒有“數星星、唱兒歌”的生活意境、天文臺不得不搬遷到遠離城鎮的荒漠地區、熱鬧市中心住房臥室因室外光過強導致很多人長期失眠或睡眠質量低劣等等社會性斥責,則早已為人們熟知。
種種“光籠”說、“鳥不叫、花不開”之類的罪名也被加到城市照明事業頭上;而一些地方為“形象工程”、“官員政績”而無所顧忌瘋狂地“大干快上”的“亮化”形象更是人們深惡痛絕。
我們做任何事,都要“揚其利、棄其弊”,尤其對會危害人體、傷及生態的事更應“三思再三思”,并及時提醒照明業界,這也是本文作者寫作的初衷。
三、城市照明事業中非人性化照明的種種現象
由于現代政治、經濟和其他種種緣由,加上全球性的城市化進程加速發展的需要,城市照明事業在全球都得到了超乎意料的快速發展,尤其在中國這樣的發展中國家、連區區幾萬人口的小鎮也在追求夜如白晝的“發展業績”,因此種種非人性化的城鄉照明建設怪現象潮涌而出!把種種非人性化照明現象粗略歸結一下,大致有以下幾類:
(一) “追求利潤性”照明
為了追求利潤最大化、吸引眼球,城市商家不計后果采用高亮度、眩色彩、高頻跳動變化的燈光照耀門臉和櫥窗,以期達到突出自己壓倒競爭對手、招引顧客的目的;不少企業、公司紛紛動用樓體投光、霓虹勾邊、水幕投影造形、激光掃描等高能耗、高污染、高傷害的特殊照明手段。為了利潤、把照明當做追求利潤最大化的手段,不計能耗、不管光污染后果、不考慮行人顧客的生理心理安全……這是幾乎所有大城市居民都深惡痛絕的照明手段被歪用、而且有日益嚴重趨勢的非人性化照明現象!
(二)“政績性”照明
地方政府、行政官員為了炫耀地方發展“成就”、凸出自己的“政績”,也經常將照明作為手段、有選擇或根本不作規劃地將所謂“標志性成就”的大樓、廣場、車站、碼頭甚至政府辦公樓、交通道口、劇場、游樂場所等等用強光營造“不夜城”、“繁榮富強”的表象,這已經成為全球性的“發展新潮”。在中國,這種炫耀政績、夸大形象不計成本不考慮后果的“政績性”照明更是地方政府和官員趨之不及、唯恐落后的“高招”。在中國竟然有那么多的偏僻小城甚至“貧困縣”,都敢且都能投下幾千萬、幾億巨資建造出堪比美國國會大廈或京城宮殿的“縣政府大廈”、“鎮辦公樓”、或能與天安門廣場比高下的“××縣廣場”!在這樣的“大手筆”下,再加多少萬“添點”形象照明工程使“政績”更加“光輝燦爛”,豈非順理成章、“錦上添花”?問題還在于:這些并不是偶然事件、而是遍及全國東西南北大小角落隨處可見并時時“你追我趕”相互“趕超”著。
某城市政府辦公樓,投資30億元建的74層豪華超五星級大酒店的外觀和內部過道,其夜間照明工程不能僅用“不理性照明”一語輕松帶過。這類“政績性”照明工程滿足了政府和少數官員的炫耀和繼續向上爬的愿望,不但違反了人民的生存、發展意愿,而且極大地浪費人民財產、嚴重地破壞地區生態、隱性但持續地傷害人們的健康,客觀上還敗壞了城市照明事業原本的聲譽。
(三)“嘩眾取寵性”照明
地方政府、官員或事業企業單位為了私利或達到某種局部或小單位利益(諸如“評比”、“歡迎領導視察”、“招商引資”、夸大“旅游特色”或“獨家創新”等等),商家為了“擺噱頭”搶眼球,都會別出心裁地搞些華而不實、嘩眾取寵的照明“創舉”,而且已成為當今很多城市照明的熱潮。為了一己短期利益或眼前榮華夸耀,不顧民生不管對人對自然生態的長期傷害,更勿論還會浪費大量能源資源、留下嚴重污染爛攤子等大問題。
(四)“爭風斗氣性”照明
為了名望、政績甚至個人私利,不少城鎮、企事業單位、商家將照明作為爭風斗氣的手段:“你亮我更亮”、“看誰更鮮艷奪目”!見到相鄰城鎮建了燈光項目,自己就不計后果立刻趕著上更“揚眉吐氣”的大照明項目;鄰家商店裝了霓虹燈飾、我就大上樓體投光、激光掃描等,至于耗能、光污染、行人受害等問題都不予考慮!這類非人性化爭風斗氣性的城鄉照明怪劇在中國各地已經屢見不鮮!
(五)“偏廢性”照明
在城市照明建設事業中,還存在種種顧此失彼的“偏廢性”照明的非人性化弊端。例如,為了強調青少年視覺保護而不適當地提高教室照明亮度、無選擇地使用高色溫光源,沒有全面考慮非視覺生物傷害的長期后果,導致好心辦了壞事;為了提高夜間旅游消費收益,很多地方大上景觀照明建設,短期內確實增加了一些旅游和商業收益,但卻破壞了地域自然景觀特色、淪入“千篇一律”的窘境,丟失了長期吸引游客的獨特優勢、更勿論強烈光照對當地民眾和自然生態的長期危害了。又如為了響應領導提倡使用LED新光源,在節能口號下既無規劃無詳細設計、也沒做實地試驗論證、對燈具和電源也不作選擇就一哄而上大搞LED路燈項目,往往就會遭遇“斑馬線”、眩光、燈具壽命、行人感覺刺眼以及所謂“節能不省錢”等意料外的困難。
四、“人性化照明”對照明業者提出的要求
“人性化照明”對大多數人來說似乎是新理念,為此照明事業業者確實有許多重要而又急迫的事要做:
(一)理解“人性化照明”的核心是保障人類的生存和可持續發展,是應立即在城市照明建設實踐中認真貫徹落實的準則。
人類社會一切政治、經濟、科技、文化、商業、生活事業的最終目的都是為了人的生存和可持續發展,因此任何揮霍人們賴以生存發展的資源能源、破壞與人類休戚與共的生態環境、直接或間接傷害人類和自然的事情,都會危及人類的生存與發展、都必須堅決糾正。城市照明雖然只是人類生存發展全部事業中的一小部分,但也不應有害于整體、已經發現的問題和偏向必須予以糾正、轉向。
(二)廣泛宣傳“人性化照明”理念的內涵及其重要性,使之不但在照明業圈內被理解、接受和執行,而且能為政府、官員、商家和廣大城市居民接受、能配合實施一系列相關的建設、營運、維護措施,達到“以人為本”的確實效果。
(三)認真研究為貫徹“人性化照明”準則將會遇到的種種政、經、技、商、營的問題和困難以及相應的應對、解決辦法。
怎么宣講“人性化照明”理念的意義和重要性,如何克服來自政、經各方及緣于傳統、習俗而產生的不理解、壓力和阻力,應該開展哪些科技研究項目、研發什么樣的新光源、新照明監控系統,預期要解決哪些研發、生產、應用中的具體政經、技術問題,如何在現代化城市照明工程建設中認真達到保護人們健康、防止或克服人工照明帶來的短時或持久傷害,等等,都是需要全球全國政經、理化、工程、照明、生物、醫學領域科技人員共同關注、持之以恒地攻關的新課題,都是需要假以時日予以解決的大事、更是每一個照明工作者都值得付出心血的努力方向,尤其在人口最多、城市化進程加速的中國更是可持續發展面臨的大事。
(四)根據已有的研究成果和長久以來積累的光照對人類和自然界生存、發展造成影響的相關知識,研究、制定適應不同地點、場合的更新照明規范,對于光生化效應及其可能的后果進行持久、認真、定量的監測、審查和監管,確是馬上應該著手的大事、不能再置之不理或抱“等待”態度。這是考核照明工作者是否對人與自然負責、對工作認真踏實、是否具有科學前瞻精神的新標準。
(五)在科學實驗基礎上研討、確定不同場合、不同要求的人性化城市照明建設項目的總體規劃、總體設計一直到光源、燈具和電源的具體設計、選用以及建設過程的施工、監管、維護等所有環節,使“人性化照明”準則得以正確、全面、持續貫徹落實。
(六)及時總結、交流貫徹“人性化照明”準則的執行進程及具體項目的成敗經驗與教訓,不斷完善、健全相關的理論、規范、標準以及一系列具體制度、措施。
對于中國來說,黨政領導對于我國“十二五計劃”及國家長久可持續發展已經提出“以人為本,和諧發展”的基本方針,因此在照明領域提出“人性化照明”、強調照明應以人為本、與大自然和諧發展、并作為今后城鄉照明建設事業可持續發展準則,完全是符合國家和民族長遠利益、可以合理合法高聲呼吁的!
五、中國科技工作者對照明事業的利弊因素做了大量研究和實踐工作
D.M.Berson在《科學》上發表其著名論文前后,中國有關建筑、光學、照明、生物、醫學各領域的科技工作者在照明對于人體、動植物界的影響以及如何對旅游景點、文化故跡實施預防性保護等等問題,做了大量的研究和實踐工作。
如天津大學的精密儀器與光電子工程學院、建筑學院,復旦大學電光源與照明工程系,重慶大學城市規劃建筑學院,同濟大學建筑學院等等單位,不少教授與研究生都已經有很多相關的研究成果[4~8]。
至于散見于中國報刊的通俗性、科普性的照明利弊性介紹文章,這些年來一直受到業界和普通讀者的歡迎和好評,這說明中國很重視這個問題、對于城市照明事業建設利弊的認識是清醒的、受到密切關注的。
總之,城市照明建設事業這些年來對于中國經濟、社會、精神文明的發展起了很大的推動作用,中國已經成為世界照明光源和燈具的制造大國,中國照明業界同仁是辛苦的、有功績的,這是應該肯定的;對于由種種原因造成的過度或不適當照明對人體造成的危害和對生態的不利影響,中國也是有深切體會的;中國的科技學術界、建筑業界、照明業界、生物學界、醫學界等也是清醒的,做過許多有意義的研究和實踐工作、也與國外同行有不少聯系與交流。
我們在此鄭重提出和呼吁確立“人性化照明”新理念,是為了再加一把勁、明確提醒一下,為推動中國和世界的城市照明事業可持續發展再做貢獻。
六、 結束語
本文以確立“人性化照明”新理念,推動城市照明(功能照明和景觀照明)事業可持續發展為題,從人類照明事業發展進程談到新世紀新世界應該以人為本、保護人類安全、生存、可持續發展以及應該更好呵護生態,作為城市照明事業可持續發展的宗旨與方向,這也是城市從“亮起來”、“靚起來”、“光文化”發展階段,向今后更深入層次、可持續發展的必然。希望得到大家的認可和支持。
文中觀點和一些提法,屬個人思維、不當之處誠請指正。
參考文獻
1 范世福.“城市夜景照明的文化思考”,《首屆全國城市夜景照明學術研討會》論文集,(1999),天津
2 范世福.“發揚“光文化”理念,構建世界先進的天津市城市照明新體系”,《第三屆中國(天津)城市夜景照明“光文化”學術研討會》論文集,(2010),天津
3 David M.Berson,Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clocks,《J.Science》,2002,295,1070-1073
4 居家奇.陳大華.林燕丹.“照明的非視覺生物效應及其實踐意義”,《照明工程學報》,2009,3,Vol.20,No.1,25-28
5 翁季.陳仲林.胡英奎.劉英嬰.“光生物效應研究綜述”,《燈與照明》,2007,3,Vol.31,No.1,1-4
6 姚其.居家奇.程雯婷.林燕丹.“不同光源的人體視覺及非視覺生物效應的探討”《照明工程學報》,2008,6,Vol.19,No.2,14-19
7 劉剛.馬劍.“夜間照明會傷害動植物嗎?”,《照明工程學報》,2007,6,Vol.18,No.2,81--83
8 牛盛楠.梁浩.楊獻國.“人工照明中光生物效應的應用”,《光源與照明》,2009,6,No.2,36-37
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