LED燈設計如何可以最大程度地減少光污染

“假期，這意味著房屋和企業(yè)都裝飾有節(jié)日燈，其中許多都裝有LED。這些裝飾物會在整個晚上點亮幾周，但是全年常亮的所有永久性照明裝置又如何呢？

就像曾經(jīng)在夜晚飛過城市的人所知道的那樣，所有這些燈光的景象令人著迷，但不幸的是，它們促成天空發(fā)光，這可能導致嚴重的負面影響，尤其是對野生動植物和植被。

隨著照明行業(yè)繼續(xù)從傳統(tǒng)的光源（例如用于戶外照明的高壓鈉或金屬鹵化物）過渡過來，人們越來越關注使室外LED裝置造成的光污染最小化的方法。

GFZ德國地球科學研究中心最近在亞利桑那州圖森發(fā)布了一項關于城市街道照明的研究，深入了解了LED燈具的良好設計如何可以最大程度地減少光污染。Tucson處于向LED過渡的最前沿，因為幾乎所有的路燈都已升級，并且包括無線通信和調光功能。該研究于2019年3月和4月進行了10天，使用美國Suomi國家極地軌道合作伙伴（NPP）衛(wèi)星在夜間獲取圖森地區(qū)的圖像。在某些夜晚中，將總計19,500個路燈中的大約14,000個的燈光級別設置為全亮度，而將其他夜晚的亮度設置為全亮度。

這些由NASA衛(wèi)星Suomi NPP捕獲的圖像顯示了圖森設置為全亮度和30％亮度的路燈夜間照明。

研究團隊得出的結論是，圖森市夜間照明的大約20％歸因于街道照明，其余部分則由標志和立面，商店櫥窗，運動場等產生。這些結論，如果可以轉移到其他城市，則可以證明其程度。 LED照明設計可以解決哪些潛在的光污染問題。

可以說，就最大限度地減少光污染或雜散光而言，燈具設計人員的武器庫中最重要的工具被稱為“ BUG”等級，代表背光，遠光和眩光。BUG評級系統(tǒng)是由照明工程協(xié)會（IES）與國際黑暗天空協(xié)會（IDA）聯(lián)合開發(fā)的，旨在提供一種一致的方法來評估室外照明逃逸的雜散光的數(shù)量。

室外環(huán)境中的雜散光是不希望有的，不僅因為它會導致天空發(fā)光，而且還因為它會導致不必要的能耗。雜散光的示例包括侵入光（即，在意想不到的位置投射的光，例如從進入附近窗戶的路燈射出的光），有助于向天空發(fā)光的上光和眩光（即，眼睛水平的過多光會導致不適或視覺障礙） ）。

BUG額定值是根據(jù)下圖中所示的三個區(qū)域中每個區(qū)域中測得的流明輸出得出的。

BUG額定值是根據(jù)這些區(qū)域中每個區(qū)域的測量流明輸出得出的。

顧名思義，背光是指在照明設備后方發(fā)出的光。背光區(qū)域進一步分為四個子區(qū)域，分別對應于發(fā)射角度從0度（即，光向下指向地面）到90度（即，光大部分與地面平行向外指向）。同樣，眩光區(qū)域也分為四個子區(qū)域，分別對應于從低眩光到高眩光的發(fā)射角度增加。上照明區(qū)域僅包括兩個子區(qū)域，一個子區(qū)域用于主要指向上方的光與主要用于向外指向的光。

BUG等級是根據(jù)IES TM-15-11（室外燈具的燈具分類系統(tǒng)）中提供的查找表中參考的上述每個分區(qū)的測量流明確定的，每個參數(shù)分配為0–5 。例如，將BUG等級B0 U0 G0分配給具有高度定向的向下光輸出的照明器。B2 U0 G2的BUG等級將分配給一個燈具，該燈具的大部分光輸出都向前和向后發(fā)射，但不向上發(fā)射。請注意，BUG評級只是確定照明器是否適合特定照明應用的因素之一，但通常，BUG評級越低，光污染的可能性就越低。

編輯：hfy