隨著LED顯示屏的增多,人們的投訴也越來越多。其太高的亮度和不合理的位置給人們的視力和生活帶來較大影響。目前我國還沒有限制LED顯示屏光污染的標準, 國際上也沒有針對LED顯示屏光污染提出明確的要求。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
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本文結(jié)合《戶外廣告管理辦法》和失能眩光的算法,對戶外LED顯示屏亮度標準和設(shè)立位置進行研究和探討,希望找到夜晚限制LED顯示屏光污染的辦法。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
1 研究對象及相關(guān)標準、法規(guī)6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
高亮度LED顯示屏影響最大的人群是機動車駕駛員。因為行人可以轉(zhuǎn)移自己的注視對象,而機動車駕駛員一般都需要注視前方。夜晚時LED顯示屏的眩光造成駕駛員不舒適或直接影響到覺察物體的可靠性,容易釀成交通事故。所以駕駛員對眩光控制的要求更高。顯示屏的設(shè)置如果能滿足駕駛員的要求,應(yīng)該也能滿足行人的要求。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
由于可視面積的原因,相比于平行道路軸線的顯示屏,位于交叉路口等直接面對駕駛員視線的顯示屏眩光影響更大,因此本文主要研究面向車輛行駛方向的顯示屏。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
眩光可用兩種指標衡量:1)失能眩光閾值增量TI,;2)不舒適眩光等級G。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
CIE在其1995年推薦的機動車交通道路照明標準中,對于眩光限制只推出一項評價指標 ,而放棄了對G的要求,故本文也只對吖值進行分析。實際上CIE 115-l995報告稱“在所推薦的閾值增量范圍內(nèi)設(shè)計的裝置, 其相關(guān)的不舒適眩光通常也可以接受。” 即TI,符合要求,G也能符合要求。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T 163-2008)第7.0.2條第3款規(guī)定:城市道路的非道路照明設(shè)施對汽車駕駛員產(chǎn)生的眩光的閾值增量不應(yīng)大于15% 。故LED顯示屏產(chǎn)生的TI值應(yīng)不大于15% 。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T 163-2008)第5.6.2條規(guī)定:不同環(huán)境區(qū)域、不同面積的廣告與標識照明的平均亮度最大允許值應(yīng)符合表1的規(guī)定。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
表1中E1區(qū)為天然暗環(huán)境區(qū),如國家公園、自然保護區(qū)和天文臺所在地區(qū)等;E2區(qū)為低亮度環(huán)境區(qū),如鄉(xiāng)村的工業(yè)或居住區(qū)等;E3區(qū)為中等亮度環(huán)境區(qū),如城郊工業(yè)或居住區(qū)等;E4區(qū)為高亮度環(huán)境區(qū),如城市中心和商業(yè)區(qū)等。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
《深圳市戶外廣告管理辦法》規(guī)定面積在10 m以上的電子顯示屏廣告的設(shè)置需要通過審批。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
結(jié)合以上兩條規(guī)定可知:對于深圳市來說,政府管控的LED顯示屏面積在10 m2以上。而實際上,戶外全彩色LED顯示屏絕大多數(shù)面積也超過10m2 ,且大都設(shè)置在繁華的地段(E4區(qū)),它的平均亮度最大允許值從表1可知應(yīng)為400cd/ m2 。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
2 LED顯示屏設(shè)立高度的計算6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
因為LED顯示屏產(chǎn)生的失能眩光閾值增量吖值應(yīng)不大于15% ,利用 的計算公式,我們可以求得面向車輛行駛方向的顯示屏的最小設(shè)立高度。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
式中:1)Lav為道路的平均亮度,適用范圍為0.05cd/m2<Lav <5 cd/m2。根據(jù)《城市道路照明設(shè)計標準》(CJJ 45—2006)第3.4.1條規(guī)定:主干路(含市中心或商業(yè)中心道路)道路照明平均亮度要求達到1.5或2.0cd/m2,而LED顯示屏大多處于繁華街道,可將 取為2 cd/m2。2)θ為駕駛員的視線與水平方向的夾角,適用范圍為1.5度≤θ≤60度。在進行失能眩光計算時,CIE假定車輛頂棚的擋光角度為20度,觀察者眼睛位于1.5米高處,一直注視著前方道路90米處的一點。這意味著只需考慮位于視線與水平方向夾角在20度以內(nèi)的顯示屏產(chǎn)生的眩光,20度以上的顯示屏由于車輛頂棚擋光對駕駛員無失能眩光影響。3)E 為投射在駕駛員眼睛上的顯示屏照度。4)K為常數(shù),其值和觀察者年齡有關(guān),當觀察者年齡在20~30歲之間時,若θ以度為單位,常數(shù)K取值為10;若θ以弧度為單位,常數(shù)K取值為3×10-3。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
由此可推出,θ以弧度為單位時,6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
現(xiàn)在我們來計算照度Eθ:照度計算規(guī)定,當圓形發(fā)光體直徑小于照射距離的1/5,或線光源長度小于照射距離的1/4, 就可以按點光源計算照度。由圖1可知,顯示屏的邊長遠遠小于駕駛員視距,可當作點光源計算照度,則可得到6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
式中為亮度,S為面積,d為某點到光標距離。由表1可知允許平均亮度最大值為400 cd/m2 ,故亮度在此取值400。r為等效方形的邊長,即與顯示屏的矩形面積相等的正方形的邊長。A為顯示屏中心到駕駛員眼睛的距離。h為顯示屏中心到離地1.5米處的高度。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
當θ=20°時,轉(zhuǎn)換為弧度值為0.348;而sin20°=0.342,相差僅為1.7% ??芍?theta;<20°時,θ的弧度值與sinθ近似相等。因此,6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
當TI=15% 時,r/h=0.0578 (6)6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
由此可見r與h成反比關(guān)系,顯示屏邊長越長,面積越大。越需要設(shè)立在更高的位置才能使失能眩光不超過規(guī)定值。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
當顯示屏面積為10m2時,等效方形的邊長r=3.16m,代人公式(6)得到h=54.67m,加上駕駛員眼睛高度1.5m,10m2的LED顯示屏中心離地高度應(yīng)為56.17m。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
3 結(jié)論6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
由以上研究和計算可以得出如下結(jié)論:6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
1)面積大于10 m2的LED顯示屏夜間最大平均亮度應(yīng)為400 cd/m2 。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
2)LED顯示屏大小和應(yīng)離地高度成線性反比關(guān)系。按照公式(6),可以很容易地計算出不同面積的LED顯示屏應(yīng)離地的高度。注意計算出來的h還需加上駕駛員眼睛高度1.5米。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
3) 面積大于10 m2 的平均亮度400 cd/m2 的LED顯示屏中心離地高度應(yīng)大于56.17 m。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
目前各地還沒有對LED顯示屏設(shè)立高度進行嚴格控制。有很多路口的顯示屏高度遠遠低于56.17m。結(jié)合我國的實際情況,我們可以對設(shè)立高度條件適當放寬。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司
路口顯示屏對停在路口等待紅綠燈的駕駛員影響時間較長,眩光危害最大,我們可以參照CIE的假設(shè)條件(車輛頂棚的擋光角度為20度,觀察者眼睛位于1.5米高處,一直注視著前方道路90米處的一點),規(guī)定駕駛員在路口時,顯示屏底部被車輛頂棚遮擋,不產(chǎn)生眩光,即顯示屏位于水平20°以上。因此駕駛員注視距離為90米時, 由圖1可得到LED顯示屏底部離地的最小高度H=34.26m。6uE宿遷合祥廣告制品有限公司