เราทำอะไรได้บ้างเพื่อลดมลภาวะทางแสงด้วยการออกแบบไฟถนน

เราทำอะไรได้บ้างเพื่อลดมลภาวะทางแสงด้วยการออกแบบไฟถนน

การแนะนำ
มนุษย์และนวัตกรรมของพวกเขาส่วนใหญ่เป็นต้นเหตุของความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นบนโลก แม้จะมีความจริงที่ว่าเทคโนโลยีต่างๆ เช่น ยานพาหนะ พลาสติก และแสงสว่าง ได้ทำให้ชีวิตสะดวกสบายมากขึ้นสำหรับผู้คน แต่ปัจจุบันปัญหาหลายอย่างกำลังเกิดขึ้น เช่น สาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคือการปล่อยมลพิษจากรถยนต์และจำนวนประชากรพลาสติกมากเกินไปบนโลกของเรา (ดินและมหาสมุทร) แม้ว่าแสงไฟจะช่วยปรับปรุงการใช้ชีวิตในตอนกลางคืน (ไฟถนนช่วยให้เราหาทางกลับบ้านได้ แสงไฟจากโรงงานอุตสาหกรรมช่วยให้เราปลอดภัย และแสงไฟในที่อยู่อาศัยช่วยให้บ้านของเราอบอุ่นและสว่างสดใส) แต่ก็ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมด้วย สุขภาพของมนุษย์ พฤติกรรมของสัตว์ และสิ่งแวดล้อมล้วนได้รับผลกระทบจากมลพิษทางแสง ซึ่งก็คือการใช้แสงประดิษฐ์กลางแจ้งมากเกินไปหรือไม่เหมาะสม

ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดมลพิษทางแสงคือแสงจากท้องฟ้า การเรืองแสงบนท้องฟ้า ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในพื้นที่เมืองใหญ่ คือความสว่างของท้องฟ้ายามค่ำคืนอันเป็นผลมาจากแสงสว่างจากยานพาหนะ ไฟถนน สถานที่ทำงาน อุตสาหกรรม การโฆษณากลางแจ้ง ลานจอดรถ และอาคารต่างๆ ภาพถ่ายด้านล่างถ่ายโดยดาวเทียม NASA ในปี 2559 (ผ่านแผนที่โลกแสดงความสว่างของท้องฟ้ายามค่ำคืนที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์) แผนที่แสดงให้เห็นว่าโลกของเราสว่างไสวอย่างไรและที่ใดในตอนกลางคืน และเข้าถึงได้ทางออนไลน์ที่ลิงก์เว็บไซต์ของนาซ่า (https://earthobservatory.nasa.gov/features/NightLights).

มลพิษทางแสงคืออะไรกันแน่?

เมื่อแสงประดิษฐ์ถูกนำเข้าสู่สิ่งแวดล้อมอันเป็นผลจากกิจกรรมของมนุษย์และสัตว์ มลพิษทางแสงจะถูกสร้างขึ้นไม่ว่าจะทางตรงหรือทางอ้อม เนื่องจากอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้คน คุณภาพชีวิต และการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม แสงประดิษฐ์ที่มากเกินไปจึงถูกจัดว่าเป็นมลพิษ มลพิษทางแสงเป็นผลจากการใช้แสงโดยเปล่าประโยชน์หรือมากเกินไป ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

1. อันเป็นผลมาจากแสงที่มากเกินไปบนเป้าหมาย

2. เพราะแสงกระเจิงหรือเล็ดลอดขึ้นสู่ท้องฟ้าหรือขอบฟ้าโดยตรง

3. เนื่องจากการส่องสว่างของเป้าหมายเกิดขึ้นโดยไม่จำเป็น

ความมืดตามธรรมชาติของกลางคืนถูกเปลี่ยนแปลงโดยปัจจัยที่กล่าวมาทั้งหมด ซึ่งส่งผลเสียต่อสุขภาพและสิ่งมีชีวิต

ผลกระทบจากมลภาวะทางแสง

• ผลกระทบต่อผู้คน: วงจรชีวิตตามธรรมชาติของมนุษย์และสัตว์อาจถูกรบกวนอย่างรุนแรงจากแสงประดิษฐ์ จังหวะแบบเซอร์คาเดียนอาจถูกกลบด้วยแสงไฟในตอนกลางคืน นาฬิกาภายใน 24-ชั่วโมงที่ควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาและควบคุมกิจกรรมประจำวันในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด การสร้างฮอร์โมนเมลาโทนินซึ่งผลิตในที่มืดและถูกยับยั้งเมื่อมีแสงเป็นหนึ่งในกระบวนการเหล่านี้ การเพิ่มแสงสว่างในตอนกลางคืนจะลดการสังเคราะห์เมลาโทนิน ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพต่างๆ รวมถึงการอดนอน อ่อนเพลีย ปวดหัว เครียด และวิตกกังวล ในขณะที่มีการศึกษาเกี่ยวกับอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับแสงในเวลากลางคืน การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ยังได้แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างความเสี่ยงในการเกิดมะเร็งและระดับเมลาโทนินที่ลดลง ระดับเมลาโทนินของมนุษย์ลดลงเมื่อตอบสนองต่อแสงสีน้ำเงิน ไดโอดเปล่งแสง (LED) ซึ่งเป็นที่นิยมสำหรับการให้แสงสว่างในครัวเรือน อุตสาหกรรม และในเมือง เนื่องจากประหยัดพลังงานและมีอายุการใช้งานยาวนาน เช่นเดียวกับโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่นๆ ล้วนสร้างแสงสีน้ำเงิน

• ผลกระทบต่อสัตว์: การวิจัยพบว่าแสงอาจทำให้สัตว์วิงเวียนและสับสน พฤติกรรมของสัตว์ รวมถึงรูปแบบการย้ายถิ่น รูปแบบการตื่นนอน และการพัฒนาที่อยู่อาศัย ยังคงได้รับผลกระทบจากมลพิษทางแสง มลพิษทางแสงอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียและการตายของเต่าและนกที่อาจอพยพภายใต้การนำทางของดวงจันทร์ มลพิษทางแสงทำให้แมลงจำนวนมากถูกแสงประดิษฐ์และตาย รวมทั้งส่งผลกระทบต่อนกและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ส่วนใหญ่กินแมลงเหล่านี้

คำแนะนำสำหรับไฟถนนที่มีประสิทธิภาพ

การให้แสงสว่างควรเป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่ชัดเจน กล่าวคือ
เราต้องพิจารณาว่าไฟส่องสว่างนั้นจำเป็นจริงๆ หรือไม่ ก่อนที่จะเพิ่มโคมใหม่หรือเปลี่ยนโคมเก่า เราสามารถตัดสินใจได้ตามความต้องการหากมีทางเลือกอื่น ตัวอย่างเช่น เราอาจลดการติดตั้งระบบไฟภายนอกบางส่วนโดยการใช้สีสะท้อนแสงบนป้ายและขั้นบันได

ไฟควรถูกกำกับและมีพื้นที่ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน
โดยไม่รบกวนพืชพรรณและบ้านเรือนสองข้างทาง ไฟถนนควรส่องสว่างพื้นถนน สนามกีฬาควรสว่างไสวด้วยไฟสนามกีฬาโดยไม่รบกวนบ้านที่อยู่โดยรอบ เราแนะนำว่าในการออกแบบตะเกียงและตะเกียง เราควรจำกัดการปล่อยแสงให้อยู่ในซีกโลกด้านบน และลำแสงควรตกกระทบพื้นมากที่สุด ในการทำเช่นนี้ เราต้องแน่ใจว่าการกระจายแสงด้านข้างได้รับการออกแบบตามความกว้างของถนนและความสูงของการติดตั้งไฟถนน

ไฟควรอยู่ในระดับพอประมาณและไม่สว่างเกินความจำเป็น
สำหรับสถานที่ต่างๆ กฎหมายเกี่ยวกับแสงสว่างมีเกณฑ์การส่องสว่างโดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น มาตรฐานแสงสว่างสำหรับสถานที่ทำงานในร่ม (EN 12464) สนามกีฬา (EN 12193) และท้องถนน (EN 13201) เป็นต้น เราควรใช้ระดับแสงที่ต่ำที่สุดที่มีอยู่เพื่อตอบสนองความต้องการแสง นอกจากนี้ เราจะต้องประเมินพื้นผิวที่มีแสงสว่างเนื่องจากพื้นผิวบางส่วนสามารถสะท้อนแสงกลับคืนสู่ท้องฟ้าได้มากเกินไป

ไฟควรมีการควบคุมและมีเวลาที่กำหนด
เพื่อรับประกันว่าจะเปิดไฟเมื่อจำเป็น ปิดเสียงเมื่อไม่ต้องการแสงเพียงพอ และปิดเมื่อไม่ต้องการ ไฟกลางแจ้งควรกำหนดระยะเวลาการส่องสว่างโดยใช้เทคโนโลยี เช่น เครื่องควบคุมไฟ ตัวจับเวลา หรือตัวตรวจจับการเคลื่อนไหว เช่นเดียวกับแสงสว่างภายในห้องโดยสาร ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวันและการใช้งาน เราอาจลดความเข้มของแสงหรือปิดไฟทั้งหมดโดยใช้สวิตช์หรี่ไฟ เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว และระบบควบคุมอัจฉริยะ

ควรใช้แสงสีฟ้าน้อยลงหรือแสงที่มี CCT ที่อุ่นขึ้น
ช่วงของสเปกตรัมของแสงที่ตามองเห็นมีตั้งแต่ 390 ถึง 780 นาโนเมตร จากการศึกษาพบว่าแสงสีน้ำเงินก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อทั้งคนและสัตว์เมื่อถูกปล่อยออกมาที่ความยาวคลื่นระหว่าง 380 ถึง 499 นาโนเมตร การปล่อยส่วนสีน้ำเงินของสเปกตรัมที่มองเห็นจะต้องลดลง และต้องรักษาปริมาณให้น้อยที่สุด เชื่อกันว่าแสงสีน้ำเงินเป็นส่วนเล็กๆ ของสเปกตรัมสเปกตรัมของอุณหภูมิสีต่ำ กฎระเบียบยังได้เริ่มกำหนดข้อจำกัดเกี่ยวกับปริมาณแสงสีน้ำเงิน (แสงที่ส่งออกต่ำกว่า 500 นาโนเมตร) โดยเรียกร้องให้มีปริมาณลดลงระหว่าง 5 เปอร์เซ็นต์ถึง 10 เปอร์เซ็นต์

ข้อเสนอแนะในการปรับปรุงสถาปัตยกรรมไฟถนนเพื่อลดมลภาวะทางแสง
เราได้รวมรายการแนวทางการจัดแสงสำหรับแนวปฏิบัติด้านแสงที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถลดผลกระทบต่อผู้คนและสัตว์โดยใช้แสงกลางแจ้งเป็นตัวอย่าง เราเชื่อว่าควรคำนึงถึงปัจจัยต่อไปนี้เพื่อลดมลพิษทางแสง: มุมการติดตั้งของหลอดไฟ การออกแบบสเปกตรัม การออกแบบแสงสว่าง การกำหนดค่าของแหล่งจ่ายไฟ และการใช้หลอดไฟ LED เราจะอธิบายแต่ละปัจจัยเหล่านี้แยกกันด้านล่าง:

ก. แสงมุมต่ำโดยตรง

หลีกเลี่ยงการส่องแสงท้องฟ้ายามค่ำคืนในมุมเหนือเส้นขอบฟ้า ในการเริ่มต้น ให้เลือกตัวเลือกกระจกหรือม่านบังแดดสำหรับแสงเพื่อลดการเปล่งแสงจากด้านบนหรือด้านหลัง ความสามารถในการติดไฟที่กลางถนนเนื่องจากการส่องสว่างของสาธารณะสามารถช่วยให้โคมไฟมีการกระจายแสงที่ดีในการกระจายด้านข้าง หากการกระจายด้านข้างไม่ดีเนื่องจากการออกแบบสเปกตรัมที่ไม่เพียงพอ จะไม่อนุญาตให้ทำมุมเอียง 0 ถึง 15 องศา เพื่อป้องกันไม่ให้แสงถูกส่งขึ้นไปบนท้องฟ้า

ข. ใช้แสงลงบนพื้นผิวที่มีแสงสว่างมากที่สุด
ลำแสงของหลอดไฟควรเน้นไปที่พื้นที่ที่มีประโยชน์ซึ่งจำเป็นต้องให้แสงสว่างในการกระจายแสงที่ยอมรับได้ แทนที่จะฉายรังสีบริเวณใกล้เคียงซึ่งไม่ได้ฉายรังสี การใช้งานเป็นเมตริกที่อาจกำหนดว่าแสงที่ส่องสว่างจะโฟกัสไปยังแอปพลิเคชันที่ต้องการได้สำเร็จเพียงใด สามารถแจ้งให้เราทราบปริมาณแสงที่สูญเสียไปและก่อให้เกิดมลพิษทางแสง รวมทั้งปริมาณแสงที่ฉายในพื้นที่ที่มีค่า เราแนะนำให้ใช้อย่างน้อย 75 เปอร์เซ็นต์สำหรับการส่องสว่างมาตรฐาน

ค. หลีกเลี่ยงการใช้ไฟมากเกินไป
ก่อนอื่น มีการกำหนดมาตรฐานแสงสว่างสำหรับการส่องสว่างแต่ละประเภท คุณควรมีความชัดเจนเกี่ยวกับระดับการส่องสว่างที่คุณต้องการในฐานะผู้ดำเนินโครงการ เมื่อจำลองการจัดแสง เราควรใช้ฟิกซ์เจอร์และวัตต์น้อยที่สุดที่จำเป็นเพื่อให้แสงสว่างในพื้นที่ที่ต้องการ หลีกเลี่ยงการใช้โคมไฟที่มีความเข้มของการส่องสว่างสูงเกินไป และใช้ไฟส่องสว่างกับพื้นผิวที่ไม่จำเป็น มีการอธิบายมาตรฐานไฟถนนมากมายใน EN12301 ซึ่งระบุไว้ในบทก่อนหน้านี้ ในการกำหนดปริมาณไฟส่องสว่างที่เหมาะสมในการส่องสว่างถนน เราควรปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง และระดับการส่องสว่างที่แท้จริงควรอยู่ในช่วง 100–120 เปอร์เซ็นต์ของค่ามาตรฐานขั้นต่ำ

ง. การใช้ระบบควบคุมแสงสว่าง
ความพร้อมใช้งานของตัวเลือกการควบคุมแสงเกิดขึ้นพร้อมกับการนำโซลิดสเตตไลท์มาใช้อย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันของเรา ซึ่งช่วยให้หรี่แสงได้โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน เพื่อรองรับความต้องการแสงสว่างในเวลาทำงานที่หลากหลาย ด้วยการใช้เซ็นเซอร์ โปรไฟล์การหรี่แสงที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า หรือสัญญาณไร้สาย ระบบจัดการแสงอาจปรับเปลี่ยนการส่องสว่างสาธารณะ (สำหรับทางเดินและรถยนต์) ตามความหนาแน่นของการใช้งานของถนน ลานกว้าง ทางเดิน พื้นที่อยู่อาศัย และถนนสำหรับยานพาหนะ . ต่อไปนี้คือบางส่วนที่พบได้ทั่วไปบนโคมไฟถนน:

• การหรี่แสงในตัวจับเวลา: คุณสมบัตินี้ช่วยให้คุณเปลี่ยนเอาต์พุตของหลอดไฟในเวลากลางคืน ต้องตั้งโปรแกรมเฉพาะโปรไฟล์การหรี่แสงลงในไดรเวอร์ LED สำหรับคุณสมบัตินี้ จากนั้นไดรเวอร์ LED จะดำเนินการลดแสงโดยอัตโนมัติตามโปรไฟล์การหรี่แสง เราสามารถทำเช่นนี้เพื่อทำให้ท้องฟ้ามืดลงหลังเที่ยงคืน

• เอาต์พุตลูเมนคงที่: ฟังก์ชัน CLO ใช้เพื่ออธิบายการลดลงอย่างต่อเนื่องของฟลักซ์การส่องสว่างตลอดการใช้งาน เนื่องจากลูเมนของแหล่งกำเนิดแสงจะลดลงในที่สุด เราอาจเปลี่ยนโปรไฟล์การหรี่แสงของหลอดไฟโดยใช้เส้นโค้ง TM21 (ไดรเวอร์ในตัว) เพื่อชดเชยฟลักซ์การส่องสว่างที่ลดลงของหลอดไฟในขณะที่ใช้งาน แหล่งจ่ายไฟจะค่อยๆ ปรับกระแสเอาต์พุตเพื่อเพิ่มกำลังวัตต์ของหลอดไฟ ด้วยเหตุนี้ ในขณะที่พิจารณาการลดลงของลูเมน เราไม่จำเป็นต้องใช้หลอดไฟที่มีกำลังวัตต์สูงกว่า

• เซ็นเซอร์จับการเคลื่อนไหว: เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวคือเซ็นเซอร์ตรวจจับการครอบครองที่จะเปิดเมื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวและเปิดค้างไว้ตามระยะเวลาที่กำหนดไว้ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าเนื่องจากเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวเปิดใช้งานอยู่ เฉพาะผู้ที่อยู่ใต้หรือใกล้กับไฟถนนเท่านั้นที่จะได้รับแสงสว่างเต็มที่ เพื่อให้ไฟถนนเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ไฟจะหรี่แสงลงหรือแม้แต่ปิดไฟในขณะที่ไม่มีสิ่งใดอยู่ในระยะ

อี ลดปริมาณการใช้แสงเย็น
แสงเย็นในแสงกลางแจ้งมักจะทำให้ผู้ชมได้รับประสบการณ์การรับชมที่ชัดเจนและมีสมาธิ ในทางกลับกัน แสงโทนอุ่นทำให้ผู้คนรู้สึกสบายขึ้นและบดบังทัศนวิสัย การเลือกระหว่างแสงเย็นและแสงอุ่นภายใต้แสงสาธารณะเป็นเรื่องปกติธรรมดา แต่โดยคำนึงถึงปริมาณแสงสีน้ำเงินที่มีอยู่ในแต่ละอุณหภูมิสี เราคิดว่าคุณจะสามารถตัดสินใจโดยมีข้อมูลประกอบได้รวดเร็วยิ่งขึ้น แสงโทนอุ่นมีอุณหภูมิสีระหว่าง 2700 ถึง 4000 ในขณะที่แสงโทนเย็นมักจะมีอุณหภูมิสีระหว่าง 5,000 ถึง 6500 ในช่วงหลัง เปอร์เซ็นต์ของแสงสีน้ำเงินจะต่ำกว่ามาก ปัจจุบัน แสงสีเหลืองอำพันมีอุณหภูมิสีระหว่าง 1,800 ถึง 2,000 K และมีแสงสีน้ำเงิน 10 เปอร์เซ็นต์หรือน้อยกว่า (ขึ้นอยู่กับรุ่นของชิป LED และอุณหภูมิสีที่สัมพันธ์กัน) ปริมาณแสงสีน้ำเงินที่เปล่งออกมาอยู่ภายใต้กฎหมายของหลายประเทศ ตัวอย่างเช่น ชิลีกำหนดให้ปริมาณการแผ่รังสีของแสงที่ต่ำกว่า 500 นาโนเมตรต้องน้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่สาธารณรัฐเช็กกำหนดให้มีปริมาณน้อยกว่า

สรุป

มีความจำเป็นเร่งด่วนในการแก้ไขปัญหามลพิษทางแสง แต่บางภูมิภาค (เช่น แอฟริกา) จำเป็นต้องมีการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานอย่างเร่งด่วนเช่นกัน ณ จุดนี้ การเลือก ติดตั้ง และควบคุมไฟถนนถือว่ามีบทบาทสำคัญ ในขณะที่สร้างไฟถนนใหม่ในพื้นที่ที่พัฒนาแล้ว เราต้องหลีกเลี่ยงการใช้แสงที่มากเกินไปหรือไม่เหมาะสม และถ้าสถานการณ์เอื้ออำนวย เราก็สามารถติดตั้งระบบควบคุมที่ซับซ้อนได้ มุมการติดตั้งและการเลือกสเปกตรัมของไฟถนนควรเป็นข้อพิจารณาหลักในภูมิภาคที่มีการพัฒนาน้อย พยายามเสนอทางเลือกแก่ลูกค้าด้วยตัวจับเวลาซึ่งเป็นโซลูชันการหรี่แสงแบบดั้งเดิมและมีประโยชน์มากขึ้น เพื่อให้แสงสว่างสามารถหรี่ลงได้ในช่วงครึ่งหลังของคืน เพื่อลดมลภาวะทางแสงและป้องกันไม่ให้ผู้คนกลับไปใช้การส่องสว่างมากเกินไปแบบเดิมๆ ใน พื้นที่ที่พัฒนาแล้ว นอกจากนี้ยังสามารถช่วยประหยัดพลังงาน (ลดการใช้จ่ายของรัฐบาล) เมื่ออ่านบทความนี้ เราหวังว่าทุกคนจะมีความรู้ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับมลภาวะทางแสงและความเสี่ยงของมัน เรายังหวังว่าจะช่วยให้นักออกแบบไฟถนน ผู้ผลิต ผู้ซื้อ และผู้ใช้ตัดสินใจได้ว่าจะส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด เมื่อเป็นการเติบโตทางเศรษฐกิจโดยไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมมากเกินไป

ด้านล่างนี้คือไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเบนเวยหากคุณสนใจ คุณสามารถคลิกเว็บไซต์เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติม