定向照明和亮度控制，是实现美观、安全与环境可持续性的关键。过度或不当的照明不仅浪费能源，还会干扰天文观测、破坏自然昼夜节律、影响野生动植物，并造成令人不适的眩光。以下是如何有效运用这两种方法进行光污染防控：
一、 定向照明 (Directional Lighting)
核心目标：将光线精准地投射到需要照明的物体或区域表面，最大程度减少向上方（天空）、相邻区域（溢出光）和不需要的方向（如窗户）的光线逸散。
具体方法与实践
选用截光型灯具 (Full Cutoff Fixtures):
- 这是最基本也是最重要的要求。截光型灯具的设计确保所有光线都从灯具下方水平面或以下射出，零向上光线。
- 灯具外壳（遮光罩/挡板）有效地将光线限制在目标区域。
- 检查灯具的光度分布图，确认其符合“截光”或“全截光”标准。
精确的光束控制 (Beam Control):
- 选择合适的配光类型： 根据被照物体（如树木、雕塑、建筑立面）的形状和大小，选择窄光束、中光束、宽光束或非对称光束（如蝙蝠翼配光）的灯具。窄光束用于高杆远距离投射或强调重点；宽光束用于均匀洗墙；蝙蝠翼配光更适合道路或人行道照明，提供均匀的水平照度同时减少垂直面（如窗户）的亮度。
- 利用光学器件： 高质量的反射器、透镜（如TIR透镜）可以精确塑造光束角度和方向，提高光效，减少散射。
安装角度与位置优化:
- 严格控制安装角度： 灯具应尽可能以接近垂直的角度（略微向下倾斜）安装。避免灯具向上仰角过大（通常建议仰角不超过10-15度），这是造成天空辉光的主要原因之一。
- 靠近目标安装： 在安全可行的前提下，将灯具安装在靠近被照物体的位置。这样可以使用更低功率、更窄光束的灯具，更容易将光线集中在目标上，减少溢出。
- 使用遮光罩、格栅或百叶:
- 遮光罩： 安装在灯具开口处，物理阻挡光线向不需要的角度发散（特别是向上和侧向）。
- 格栅/百叶： 内部或外部的格栅/百叶系统能进一步细化光束控制，减少眩光，特别是在需要低眩光要求的区域（如行人路径旁）。
自下而上的照明 (Uplighting) 的谨慎使用:
- 虽然有时为了突出建筑或树木特征需要自下而上照明，但这极易造成天空光污染和眩光。
- 严格限制使用： 只在绝对必要时使用，且必须：
- 使用带有精确光束控制（窄光束角）和严格遮光罩的专用上照灯。
- 确保光线完全落在目标物体上，不会溢出到天空或邻近区域。
- 控制亮度（见下文）。
- 考虑使用定时器或仅在特定时间段开启。
避免不必要的泛光照明 (Floodlighting):
- 泛光灯通常光束角宽且控制性差，极易造成严重的光溢出和天空光污染。应尽量避免使用，或仅在严格需要大面积均匀照明且能有效控制方向（如大型低矮建筑立面）时使用，并配合截光罩和精确瞄准。
二、 亮度控制 (Luminance/Brightness Control)
核心目标：在满足功能性和审美需求的前提下，使用最低必要亮度水平。过亮不仅浪费能源，加剧光污染，还会产生强烈眩光，降低视觉舒适度。
具体方法与实践
遵循照明标准与规范:
- 参考并严格遵守国际、国家及地方的照明设计标准（如IESNA RP-系列推荐做法、CIE指南、EN 12464系列、中国《城市夜景照明设计规范》JGJ/T 163等）。这些标准通常规定了不同区域（环境亮度区）和不同被照物类型（如建筑立面、广告牌、道路）的最大允许亮度或照度水平。
环境亮度分区 (Lighting Zones):
- 根据区域对黑暗的需求程度进行分区（如国际暗天协会IDA的E0-E4区）：
- E0 (暗保护区)： 如国家公园核心区、天文台周边，要求最严格，基本不允许人工光。
- E1 (低亮度区)： 如乡村自然区、居民区外围，亮度要求极低。
- E2 (中等亮度区)： 如郊区居民区、小型社区。
- E3 (中高亮度区)： 如城市中心区、商业区。
- E4 (高亮度区)： 如主要城市中心、娱乐区（通常不推荐）。
- 在不同分区内设定相应的亮度上限值。
选择合适的灯具功率与光通量:
- 根据目标亮度、被照物反射率、照射距离和光束角，精确计算所需的光通量（流明），选择刚好满足需求的灯具功率和光源。避免“越亮越好”的思维。
调光控制 (Dimming Control):
- 分时段调光： 在深夜或人流量稀少时段（如午夜至凌晨5点），自动降低亮度水平（例如降低到50%或30%）。这能显著减少能耗和光污染。
- 场景调光： 根据不同活动或节日需求预设不同的亮度场景。
- 自适应调光： 利用光传感器根据环境自然光亮度自动调节人工光亮度（例如在月光较亮的夜晚调暗）。
控制光源色温 (Correlated Color Temperature - CCT):
- 优先选择暖白光： 推荐使用3000K以下的暖白光（<3000K）。高色温光源（>4000K，特别是>5000K的冷白光）含有更多的蓝光成分，对夜空辉光的贡献更大（瑞利散射），对野生动物（尤其是昆虫）和人类昼夜节律的干扰也更强，眩光感也更明显。
- 避免使用高色温光源： 除非有特殊需求（如某些安全区域），否则在景观照明中应严格限制高色温光源的使用。
亮度对比与层次感:
- 通过设计不同区域、不同元素的亮度对比来营造层次感和视觉焦点，而不是一味提高整体亮度。重点区域适度提亮，非重点区域保持较低亮度。
表面反射率考量:
- 被照表面的材质和颜色（反射率）直接影响所需的入射光量和最终亮度。深色、低反射率表面需要更多光照才能达到与浅色、高反射率表面相同的视觉效果。设计时应考虑材质特性，避免为达到亮度而过度用光。
使用光通量密度 (LPD) 指标:
- 在项目设计阶段，计算单位面积上的总安装功率（W/m²）或总光通量（lm/m²），并与相关标准或最佳实践进行对比，确保总量控制。
综合应用与最佳实践
- 规划设计先行： 在项目初期就将光污染防控纳入整体设计策略，明确目标区域的亮度分区和光污染控制要求。
- 模拟与计算： 使用专业的照明设计软件进行光学模拟，预测光线分布、照度/亮度水平以及潜在的溢出光，优化灯具选型、位置和角度。
- 现场调试与测量： 安装完成后，必须进行现场调试，使用亮度计、照度计测量关键位置的数值，确保符合设计要求和标准规范，调整灯具角度和方向以消除溢出和眩光。
- 维护管理： 定期清洁灯具和光学器件，更换老化光源，确保照明系统持续高效运行，避免因污损导致效率下降而被迫提高亮度。
- 智能控制系统： 结合物联网技术，实现远程监控、智能调光、定时开关、场景切换等功能，提升控制的灵活性和精确度。
总结来说，有效防控景观照明光污染的核心在于：
“指哪打哪”： 通过
定向照明（截光灯具、精确光束、优化安装、物理遮挡）确保光线只落在需要的地方。
“够用就好”： 通过
亮度控制（遵循标准、分区管理、降低功率、实施调光、选择暖色温）将亮度严格控制在满足功能与审美所需的最低水平。
通过综合运用定向照明和亮度控制这两大核心策略，并辅以科学的设计、严格的选型和智能的管理，可以在创造迷人夜间景观的同时，最大程度地减少对夜空、生态和人类健康的不利影响，实现可持续的夜景照明。
