過度照明不只是光害,還造成生態保育危機

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過度照明不只是光害,還造成生態保育危機

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《光害:都是愛迪生惹的禍》啟動光害改造運動


作者:林憲德趙又嬋

光害無所不在,過度照明的浪費行徑也到處可見,而厭倦於五光十色的人們已經不在少數,並且民眾對於光害的投訴更日益增多。尤其台灣近年來在飽受九二一地震、土石流、都市洪水等大地反撲之後,對於環境破壞的危機意識日漸普及,對於光害的議題也日益關心,因此環境議題中的光害改善更刻不容緩。

綠建築標章率先防制光害

2003年起,台灣的內政部建築研究所在綠建築標章評估系統中,首先將戶外照明的眩光、玻璃反光列為評估要項,同時也限制霓虹燈、跑馬燈、閃光燈、雷射燈等設計,對建築業界產生震撼教育。接著,2009年起營建署也在建築技術規則中新增防止玻璃反光公害的規定,禁止採用可見光反射率高於0.25的玻璃,開啟了以法律進行光害防制的新紀元。

經過上述光害防制的啟蒙運動之後,行政院也開始編列工程預算以改造中央政府所屬辦公廳舍與大專院校舊有建築物的照明品質。自2008年起,在行政院「生態城市綠建築推動方案」總目標之下,由內政部建築研究所推動「綠建築更新診斷及改造計畫」與「建築能源效率提升計畫」,委託「財團法人台灣建築中心」,每年遴選一、二十件照明品質不良案例,以全額補助方式提供照明光害與能源效率的設計與改善工程,獲得各方熱烈的迴響。

非防眩光型燈具不僅無法有效照明且浪費能源,所造成的眩光現象還會影響學生上課視力,也降低室內閱讀之舒適性;圖片來源:新自然主義 使用防眩光照明燈具適度地照明,不僅達到能源的有效利用,也改善室內照明之舒適度;圖片來源:新自然主義

此計畫對於室內照明的改善部分,將許多辦公廳低效率的日光燈與眩光危害的照明燈具更換為具有防眩光遮光百葉的T5高效率燈具。對於戶外照明的改善部分,則在於防止眩光危害、超量設計與低效率燈具,例如將低效率的水銀燈更換成高壓鈉氣燈,或將外露燈泡的燈具改為遮光型燈具,或將過量的路燈減半設置。其結果不但達到節能減碳的目的,同時也因為防眩光燈具增加了照明的均齊度,減少了人們的工作疲勞度與光害的困擾。

改善案例一:辦公室大放光明且更省電

在「綠建築更新診斷及改造計畫」中,對於經濟部標準檢驗局新竹分局桃園辦事處大樓之案例,原來使用傳統電感式燈具,而且因為燈具設有壓克力罩,使用15年後泛黃且妨礙效能,經量測後的實測照度只有200~350 lx,全辦公室處於明顯照明不足的慘狀。

經執行團隊評估後,將原有使用的傳統型T9螢光燈具,更換為高效率電子式T5螢光燈具,一下子就節省了20%以上的照明耗電量。另外也在走廊增設熱感式自動開關,以便在無人時自動關閉燈具,同時也在一樓營業大廳示範設置光控調光系統,在室外光線充足的情況下,讓使用者能依需求調整照度,以達到省能之目的。為了追蹤研究,增設了照明電力分析系統,以多功能電力紀錄監測器採現場固定式量測,有效監測照明設備的耗電量,作為日後照明設施改善及控制開關之依據。

整個案子在改善後,實測平均照度值由 309 lx 提升至659 lx,整體用電量則減少約50%,總計每年預估可節省照明用電費用約24萬元。不僅提高平均照度到達CNS辦公室照度標準500 lx以上,有效提升室內照明環境的健康及舒適性,更大幅減少照明耗電量。

改善案例二:校園夜間更明亮且更安全

第二個戶外照明改善案例為成功大學的校園路燈,該校園面積廣大,然而校園燈具老舊,眩光與光害情形嚴重,不僅光線大多向天空逸散,部分燈具也缺少防眩裝置與良好的截光。

因此執行團隊將原本效率差的燈具汰換,並選用效率高、向上光束比低、有良好眩光控制的燈具。經此改造之後,校園在夜間的路面變得更亮,路燈變得不刺眼,地形地物變得更清楚,開車更安全,學生感到更安心,而且學校也更省電。

改善前,成功大學的戶外照明總計有水銀燈79盞、鈉燈22盞、白熾燈7盞與PL燈55盞,總功率為30,085 W;改善後全面淘汰高污染性之水銀燈,改用高壓鈉氣燈101盞、3U省電燈14盞與PL省電燈55盞,總功率降為17,237 W,舉手之勞就節能43%,同時有效減少燈具光逸散對生物之侵擾與光害問題。

改善案例三:讓公園成為對生態友善的環境

台中都會公園位於台中縣市交界的大肚山台地,面積88公頃,是具有休閒遊憩、生態、保育及環境教育等多功能的大型都市森林公園。除了提供大台中都會區民眾休閒遊憩的空間,同時也兼具有都市綠地緩衝帶及防災避難的功能,園區內的植被及水池濕地等環境也提供了動物棲息的場所。

然而,園區內燈具於設置時並未考量到光害的相關議題,以致於產生了上射光與眩光的問題,夜晚時也會影響周邊生態,故其戶外照明需加以改善。

經執行團隊現場評估後,選定台中都會公園的入口區作為照明改善示範區。原有效率較差的250W水銀燈皆為漫射型燈具,因應實際需求可選用低瓦數光源與替換燈罩型式來滿足夜間照明並防止眩光,因此將主要入口與道路的照明降為150W的高壓鈉燈,其餘部分考慮到以庭園照明為主,更降低為70W高壓鈉燈。

改善之前,燈具總瓦數為10,750W,每月耗電量為1,290度;改善後燈具總瓦數4,850W,每月耗電量582度,用電量節省約55%,每年預估可節省電費約3萬元,此舉不僅節能且兼顧安全之照度;另外,該園區更控制夜間照明時間,於晚上九點過後關閉燈具,對自然環境的干擾達到最小,變成了真正友善又生態的戶外照明設計。

照明教育必須再深耕

以上列舉政府對於近年照明光害與浪費能源的改善實例,其成果雖然輝煌,但卻突顯了許多照明專業教育的問題,亦即許多民眾、建築師、照明工程師與景觀設計者對照明品質的認知嚴重不足,假如當初對光害與照明效率有基本認識,根本不必如此耗用國民納稅錢來改造。

對於這些改善案例,使用民眾都說:這是怎麼辦到的?為何更亮還可以更省電?改善之後的感覺真舒服,早知如此,當初就這樣設計不就好了嗎?此乃光害防制的知難行易之處也。畢竟這是光害防制的第一道曙光,但願能藉此擴大其教育效果,漸漸杜絕光害之後患。
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光污染問題簡介

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光污染問題簡介


主講/ 洪景川

什麼是光污染

光污染又名光害,是過度使用照明系統而產生的問題,使得城市裡甚至 城市外的夜空星光被都會的燈光覆蓋而消失,也使天文學家的觀測研 究受到影響,甚至破壞了生態的平衡。幸自1980年代初,全球『暗空運動』 開始推展,目的就是要鼓勵人們減少使用不必要或是不當的照明系統,以減 輕光污染的危害。

光污染是工業化的副產品,最主要是來自居家的照明、廣告招牌、辦公 室、工廠、街燈以及露天大型運動場的照明。受光污染影響較嚴重的國家主 要是已開發國家,例如歐美及日本等國。

光污染是嚴重而有礙健康也是浪費能源的問題。光污染的量與地區釋放 出的光線量成正比。政界人士也希望能減少光污染,但是他們也指出:在現 實生活中,硬要人們關掉照明系統是不切實際的─因為現代工業社會的經濟 成長極度依賴照明系統。所以這是一個傳統的污染問題,很難阻止其長遠而負面的影響。因此得到的結論是:光污染只能靠 人們的自覺來逐漸改變生活習慣而設法減輕,並 沒有具體的方法可以徹底解決!

但卻有些工業團體認為光污染是重要的問 題。例如英國照明工程師公會為其會員提供了與 光害相關的資訊、光害所製造的問題以及該如何 減少光害的方法。廣告商和廣告的業主基本上都 希望透過耀眼的強光來吸引顧客的注意;然而他 人卻可能覺得反感!另一種常見的光污染則是居 家照明系統的光線,越過了自家的界線而照向鄰 居的私人領域,而且都是些對人毫無助益的光, 這當然會使人感到極度的厭惡與困擾。

至於那些光線可以被接受?那些人須要為光污染負責?諸如此類的問 題常有不同的見解;因此 在不同團體之間,有時須 要進行協商。即便是各國 政府的相關部門,對光污 染問題也多採取彈性處理 的手法:主要是參考該光 源背後的利益、信念與社 會所能接受的程度,並進 而根據估計所得的結果, 將超過標準的光線限制在 法定可以接受的範圍之 內。

光污染的種類

光污染是由多種問題 匯集而成的,大部份均來自低效率和令人煩厭以及非必要性的人造光源。 主要的光污染種類可分為以下五大來源。通常令 人厭煩的光污染光線多半來自其中的一種或多種混成:

1. 光侵犯 (Light Trespass,又稱為光害騷擾)

光侵犯是指不必要的光線進入了他人的私有 領域。例如自家的居家照明過於耀眼而影響到鄰 居,使他人感到不適。照明系統的強光照向鄰居 家中阻礙其睡眠,就是常見的光害騷擾。
光侵犯對天文同好而言問題很大,因為群星 的微弱星光經常會被城市的強烈燈光所掩蔽,使 得同好們進行觀星活動時變得極為困難,即使被 迫移師到漆黑而寂靜的高山上或鄉間來進行,還 不見得能完全躲得掉呢!

2. 過度照明(Over-illumination)

過度照明是光線的過度使用。在美國國內, 過度照明一天大約會浪費掉相當於二百萬桶原油的 能量。 這是以美國一天會消耗等同於五千萬桶石 油的能源為基礎來估算的。 但其實60%的美國能 源供應來自於天然氣、水力發電和其他非石油的能 源。等同一天的石油消耗桶數只是一種簡易表達方
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能源危機歐洲城市關燈 專家:黑暗天空有龐大好處

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能源危機歐洲城市關燈 專家:黑暗天空有龐大好處


今年冬天確保電力不中斷,社會不動亂,是歐洲國家要務。現在歐洲多國實施節能措施,關閉地標、紀念碑和市政廳、博物館和圖書館等著名建築夜燈,或減少照明時間。科學家稱關燈不只節能省電,黑暗夜晚對人類生理機制與生物多樣性都有大好處。

受俄羅斯切斷天然氣供應衝擊最大的德國 9 月上路《節能條例》,正式禁止公共建築外部照明,私人企業如德意志銀行和其他金融機構也關閉室內燈,以及下班後室外照明,預計可節省相當於關閉 49,000 個燈泡 1 小時電量。

能源危機迫使人們開始反省不必要的照明和其他類電力,認真計算浪費的能源和金錢,以及碳排放量。法國土魯斯大學研究照明經濟學物理學家表示,由於 LED 普及,全球照明電力比重過去十年從約 20% 下降到 13%。LED 從 2010 年占全球光源不到 1% 上升到現在約一半,到 2030 年有望達近 90%。

但 LED 節能反而造成浪費,讓人更沒有省電意識,特別是富裕國更不在乎照明耗電。但照明加總耗電量與碳排量仍很可觀,照明一年碳排放量與 2.48 億輛車一樣多。罪魁禍首是辦公和商業建築,占歐洲城市約一半照明相關能源。

關掉照明除了省電和省錢,較暗城市對氣候和生物多樣性都有很多好處。美國非營利組織國際黑暗天空協會估計,夜間戶外照明約三分之一沒有任何好處,關掉這些不必要照明,每年可節省 30 億美元,還有助減少空氣污染和有害排放。印度過度照明每年會排放 1,200 萬噸二氧化碳,相當於印度每年空中和海上交通總量一半。

除了有益環境,夜間黑暗也有益健康,研究顯示人造光與眼睛傷害、失眠、肥胖,以及某些情況與憂鬱症有關,關鍵在褪黑激素,褪黑激素是天黑才釋放的激素。美國 2020 年研究發現生活在人造光充足地區的兒童和青少年睡眠不足,且更容易有情緒問題。

過度照明不只干擾人類生理機制,昆蟲也會受到影響,德國每年夏天估計有 1 千億隻夜行性昆蟲死亡,就是因為夜間照明。過度光線也會干擾珊瑚、候鳥、新孵化的海龜生存。對植物生長也有影響,研究顯示,與在黑暗生長的相同植物相比,路燈附近生長的植物夜間授粉頻率明顯降低,且產生果實也更少。樹木也會感受到夜間光線的影響,導致更早產生芽,葉子更晚落下。

今天全世界超過 80% 人口生活在光污染的天空下,歐洲和美國高達 99%,科學家估計,地球一年比一年亮 2%。現代人幾乎不曾經歷真正黑暗,若能源危機能讓富裕國反省過度照明對環境的龐大代價,或許戰爭不全然是件壞事。

Rich countries need to start switching off the lights at night
Analysis: Europe's banks dim lights as they brace for winter blackout
Energy crisis: Why we benefit from darker cities
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