在天文观测区附近做灯光设计,目标不是把灯都关掉,而是把必要的光“控制好、引导好、谱线优化好”,把光污染(向天空散射和光漫射)降到最低,同时保证人、车和设施的安全与使用便利。
核心设计原则(四个关键词)
1. 定向(Shielding)——所有光只照需要照的地方,避免向上或四周溢散。
2. 低蓝光(Spectral control)——减少短波蓝光,优选黄橙光或窄谱光源。
3. 最小必要照度(Minimize lumen output)——采用任务导向照明,限制总流明数并分级控制。
4. 智能控光(Temporal control)——按需点亮、分区分时调光或关闭。
具体技术措施
一、选用合适的灯具与光学
全遮蔽(full cutoff / fully shielded)灯具:光线出射角严格 ≤ 90°,无直接上射光。优先选 BUG(Backlight-Uplight-Glare)评级中 U0 或 U1 的产品。
定向聚光与光学透镜:道路、停车和作业区用窄光束或定向配光,避免漫射照明。
灯具安装角度与高度:尽量采用较低安装高度并通过角度调整限定投射范围。若必须高装(如大型场地),需加强遮光板与遮挡设计确保无上射。
漏光与缝隙控制:灯具外壳无缝隙、接缝处带密封,灯具表面尽量平滑、易清洁。
二、光谱与色温控制
低色温优先:优选 CCT ≤ 3000K 的暖白灯(理想 2200K 或更低),以降低蓝光分量。
窄谱或单色光源:在允许范围内使用黄光(如 590 nm)或琥珀色 LED,可显著减少大气散射产生的天空亮度。
避免白光中高比例短波蓝光:蓝光被大气分子和微粒散射更强,造成远距离光污染。
三、限制总光输出与分级照明
采用“最低可接受照度”原则:为不同功能区设定严格的照度上限(例如:通行路径低至 1 lx 至 5 lx,工作区按任务精度设定,但尽量集中照明)。
区域分级控制:把观测区、缓冲区、服务区、居民区分为不同照明区,观测区内只保留必要的应急和微弱引导照明。
时间分段与场景控制:非关键时间段(观测高峰)实施更严格的光限制或关闭大部分灯具;使用运动感应或手动授权点亮。
四、智能与应急控制
中央化控制系统:可远程调度、记录亮度历史、按日历或天象自动切换(比如在重要观测窗口前自动降光)。
运动触发与短时点亮:只有有人或车辆靠近时才短时点亮,且恢复为低亮度或关闭。
应急照明策略:应急灯应为低亮度并受遮挡,采用向下定向且带局部遮罩的光源,避免长期点亮造成光污染。
五、地面与环境设计
采用低反射(低反射率)地面材料与暗色围栏:减小地面反射和漫反射入空中。
绿化与障碍带:利用树带、土埂、挡光墙作为地面光屏障,阻止侧向和上射光进入天空或远方视线。
维护与清洁:灰尘和污染会提高散射,定期清洁灯具与更换老化部件是必要措施。
六、管理与政策手段
建立缓冲区与管控带:在天文台周边划定光控缓冲区(如 1 km、5 km 分级),通过规划限制商业照明和大型户外广告灯。
制定照明规范与验收:施工前提交照明发光图、ULR/BUG 参数、竖向和水平照度模拟。验收时测量实际上射比和地表照度是否符合要求。
社区与公众教育:协调周边居民与企业配合夜间减灯、使用遮蔽灯具和低色温光源。
可量化的设计指标(参考值,可根据项目细化)
上射光比例 ULR(Upward Light Ratio):目标尽量接近 0%(实际争取 < 1%)。
BUG 中 U = 0 或 U = 1。
道路/通行路径水平照度:1 lx 至 5 lx(观测区缓冲时段可降至 0.2 lx)。
色温 CCT:优先 ≤ 3000K,推荐 2200K 或使用 590 nm 琥珀 LED。
夜间活动后大多数公共照明亮度降低 50% 以上或关闭。
实施流程(工程落地步骤)
1. 现场光环境基线测量:记录现状天空亮度、近场照度与远场光源方向。
2. 灯光规划与模拟:用光学模拟软件进行天顶方向亮度和地面照度分布仿真,验证 BUG/ULR 与天空增亮影响。
3. 设备选型与样灯试验:选几款暖色全遮蔽灯具现场试装并测量实际散射影响。
4. 安装、调试与验收:按模拟结果精确对位,现场测 UL R / 上射量与地面照度是否满足。
5. 运维与监测:长期监控系统并定期发布光污染报表,必要时调整控制策略。
小结与建议
对于天文观测区,最有效的三件事是:用全遮蔽灯具、降低蓝光(低 CCT / 窄谱)和智能化分区控光。三者配合,通常能把对天空的影响降到可接受甚至可忽略的水平。
项目从设计初期就应把光污染控制作为规划硬约束,结合法规、社区协作与技术实现,才能长期保持低光害环境。