本文是一篇建筑学论文,本研究以城市环境中动态光污染的分级分类依据为研究对象,以探究精细化的动态光污染分级分类标准为研究目标。采用了多因素组内实验设计,通过测量人的主观情绪、满意度以及可忍受阈值速度值,获取大量动态光对人心理影响的数据。
第1章 绪论
1.1 研究背景
在城市夜经济快速发展的背景下,本文以“光污染”为议题展开研究。研究内容主要是城市动态光的分级分类。研究背景将分为三个部分介绍,第一部分通过消费数据与相关性验证展示夜间经济与夜间照明之间的关系,第二部分列举了生活中动态光造成的影响,分为建筑中的动态光和夜间照明中的城市动态光,第三部分从人与自然的角度介绍了光污染带来的危害。
1.1.1 夜间经济与夜间照明
夜间经济是英国在20世纪70年代为缓解城市中心空巢现象而提出了一词,它是指在当日下午6点到第二天早晨6点这段时间中所形成的现代消费经济[1]。夜间经济对人们生活与工作的影响正在迅速扩大,随着LED照明技术的发展,夜间照明也在夜间经济的影响下不断扩张,夜间经济对夜间照明的影响以及未来夜间经济的的发展趋势将从环境的客观因素和人的主观意愿两个方面展开描述。
经济的发展将人们的活动时间向更晚推进。城市旅游业的快速发展推动了夜间经济的发展,例如2020年节假日夜间旅游的分布如图1-1所示。根据《旅游夜生活趋势洞察》,中国旅游研究院在2020年监测与统计夜间本地游客和外地游客的数据,针对国内游客夜间旅游消费数据的调查结果如图1-2所示,发现在所有受访群体中90后受访者中有近70%的人表示有强烈的夜游意愿[2]。超过60%的85年以后年轻人表示会在夜间出游,并有超过7成的受访者愿意接受超过10点后的消费,且人均的消费金额在200元以上,这些都证实了夜间旅游市场发展的趋势和潜力,由此可见夜游市场需求正在强势增长。
1.2 研究目的和意义
1.2.1 研究目的
针对动态光污染日益严重的问题,本研究通过探究城市动态光在城市功能区内对人的影响程度,来为城市动态光污染的分级分类提供科学基础,并以最终实现城市动态光和谐发展为目标。城市就像一台机器时刻在运行不同的功能,夜间经济活动需要明亮且变化多样的照明环境,而休息与工作活动则需要相对单一且稳定的照明环境环境,因此城市光环境干扰休息活动的情况无可避免的时刻都在发生。不加控制的城市夜间照明不仅会造成资源浪费,还会加重光污染,对人的活动以及身心健康造成破坏,因此通过科学的手段探究动态光环境的精细化控制方案就显得十分重要。
本文的主要目的有三点:第一,研究动态光对不同功能区中的人群是否有不同影响,从而确定城市动态光分级分类的必要性;第二,确定对人有显著影响的动态光参数,该结果将作为动态光分级的首要因素;第三,动态光对人的时间感知能力有什么样的影响。并进一步采用研究的结果来指导罗湖区各功能区的照明品质。
1.2.2 研究意义
本研究聚焦于城市动态光污染控制,具有以下意义:
(1)学术意义:从学术研究的角度来看,本研究主要针对城市的动态光环境,找出了以往光环境研究的不足之处,拓展光环境治理的研究视角,填补研究空白。本研究主要围绕城市夜间动态光的影响差异,探究不同动态光控制参数对人的影响。动态照明的迅速增长引发的光污染已经受到了全球的关注,建筑和照明领域已经制定了一系列完整的静态照明标准与规范,但静态的规范对城市动态光环境难以起到调控作用,因此本研究能够为城市动态光的精细化控制提供参考。
(2)社会意义:在碳中和的大背景下,该研究能够实现源头上的能耗控制,分时段分地区的动态光分级分类控制既能够起到节能减排的作用,也能保证城市光环境的因地制宜,既有助于从源头控制光污染,同时也增强不同功能区内人群的工作生活体验。
第2章 城市动态光污染的基础研究
2.1 照明规划的案例分析
城市照明专项规划是照明管理的基础性规划依据,它是为明确城市照明发展目标,避免城市照明野蛮生长造成混乱无序和平庸类同而建立的在时间与空间上全覆盖的管理平台[65]。本小节通过对照明专项规划案例的整理,提取出现有与城市动态光相关的控制方式。
2.1.1 深圳市城市照明专项规划
2021年深圳城管局通过了《深圳市城市照明专项规划(2021-2035)》[66]。该规划立足于深圳空间形态和多样城市文化共资源系统,兼具人文、自然和历史特征,确定城市照明在空间景观上形成“三轴·四核·五湾·六点”的总体结构,如图2-1所示。
2.2 照明规划的分级分区依据
照明的分级分区是为了使城市照明规划能够提供在时间和空间上“全覆盖”的照明控制策略,为城市管理部门提供管理依据,避免城市夜间照明过度发展[71]。本小节将对已完成的规划和规范标准进行整理,提取出最通用的分区逻辑,后文将再结合动态光的特性,形成适用于动态光的分级分区体系。
2.2.1 照明规划的分区依据
每个空间场所在时间的影响下,都被赋予了人文活动、社会文化、历史事件等文脉意义,都具有独特的场所属性[72]。因此,夜间环境中不同的属性的区域也应该不同的光环境与其适配。城市功能相似的区域,常常具有类似的属性,将相似属性的区域进行类型总结,然后对各属性进行针对性的夜间观研究与规划指引,这是实现夜间环境多样化的重要途径。
分区是指将较大规模的整体地域划分成多个分别有相同控制标准的组成部分,在规划中城市照明的分区与行政分区、自然分区、规划结构分区以及功能分区都有着密切联系,且又有其独特的内涵[65]。主流的分区依据有两种,包括功能分区和环境亮度分区[72]。
(1)按照功能划分
其中有8大类(R居住用地、A公共管理与公共服务用地、B商业服务业设施用地、M工业用地、W物流仓储用地、S交通枢纽用地、U公用设施用地、G绿地广场用地)、35中类、42小类[73]。以《深圳市城市照明专项规划》为例,其中参考了城市规划中用地功能的分类,针对城市照明为城市区域属性进行八类划分,包括“商业照明区、商务办公照明区、 城市公共设施照明区、工业及仓储照明区、居住照明区、 城市开放空间照明区、生态照明区及其他照明区”[66]。
第3章 深圳市罗湖区动态光调研 ............................ 34
3.1 城市动态光调研方案 .............................. 34
3.1.1 调研时间与地点 .............................. 34
3.1.2 调研设备与调研方法 .................................... 34
第4章 动态光污染分级依据的探究实验 ............................ 55
4.1 实验设计 .............................................. 55
4.1.1 实验变量设计 .............................. 56
4.1.2 实验数据采集 .................................. 57
第5章 深圳市罗湖区动态光控制的改进方案 ................... 91
5.1 深圳市罗湖区照明控制现状 ................................ 91
5.1.1 罗湖区景观照明规划 ........................... 91
5.1.2 罗湖区动态光的相关控制 .................. 92
第5章 深圳市罗湖区动态光控制的改进方案
5.1 深圳市罗湖区照明控制现状
本章节对罗湖区照明控制现状的分析分为两个部分,第一部分先根据夜景观控制体系,描述罗湖区照明规划的现状。第二部分提取出其中与动态光相关的部分并且分析具体的动态分级问题,然后在下一章节给出解决方案。
5.1.1 罗湖区景观照明规划
罗湖区照明规划的定为“缤纷罗湖”:建设发展以高端商务办公与商贸服务等为核心,通过高新技术、智能照明等方面全新理念应用,营造出罗湖国际消费中心缤纷多彩、活色生香的区域特色,展现城市夜间的商业活力和都市魅力[66]。如图 5-1所示。
结论
本研究以城市环境中动态光污染的分级分类依据为研究对象,以探究精细化的动态光污染分级分类标准为研究目标。采用了多因素组内实验设计,通过测量人的主观情绪、满意度以及可忍受阈值速度值,获取大量动态光对人心理影响的数据。通过数据的结果实现对真实城市动态光环境的提升改进方案。本文主要得到以下研究成果:
(1)提出了动态光的8种分类,且每种动态光对心理的影响存显著的差异 首先对已经实施的照明规划案例进行分析,确定以城市功能分区以及动态光种类作为城市动态光分类分级的影响因素;然后通过对生态区、居住区、开放区以及商业区(均选自罗湖区)的调研,归纳出8类城市动态光:彩色渐变动态光、彩色突变动态光、彩色呼吸渐变动态光、彩色呼吸突变动态光、单色渐变动态光、单色突变动态光、恒定亮度动态光和周期动画动态光。最后以动态光的分类结果作为实验变量,发现不同的动态光对人的心理影响差异显著:突变动态光的影响大于渐变动态光(P<0.001)、黑白动态光的影响大于彩色动态光(P<0.001)、高亮动态光的影响大于低亮低亮动态光(P=0.039)以及变化亮度动态光的影响大于恒定亮度动态光(P=0.004)。
(2)发现了人在不同的城市功能区内对动态光的感受不同 在严格控制变量的多因素组内实验下,通过收集人的自我评估、满意度、可忍受动态光阈值速度以及时间感知数据,评估在不同城市功能区内动态光对人心理的影响。研究发现各功能区受动态光影响的程度度呈现商业区>开放区>居住区>生态区,且突变动态光对四种功能区的光环境满意以及可忍受阈值速度的影响