時間:2023-12-21 11:24:26
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關鍵詞 : 綠色材料建筑室內空間應用方法
Abstract: green material to bring architectural interior space is not only to the meaning of human life work space bring improve, make environment protected, but to bring people's spiritual pleasure and cultural high-level experience, is the unity of nature and practice.
Keywords: green building material interior space application method
中圖分類號: TU238+.2 文獻標識碼:A文章編號:
一 綠色材質的內涵
從減小材質對環境影響的角度出發,解決傳統設計中材質選擇問題的一個有效途徑是開發綠色材質。綠色材質并不是一類新材質,而主要是從它對周圍環境的功能或環境保護的貢獻的角度來進行命名的。綠色材質又稱環境協調材料
或生態材料,是指那些具有良好使用性能或功能,并對資源和能源消耗少,對生態和環境污染小,有利于人類健康,再生利用率高或可降解循環利用,在制備、使用、廢棄直至再生循環利用的整個過程中,都與環境協調共存的一大類材料。綠色材質是在人類認識到生態環境保護的特別重要戰略意義和世界各國紛紛走可持續發展道路的背景下提出來的,是國內外材料科學也是建筑工程發展的必然趨勢。
二 綠色材質的選擇
綠色材質選擇方法
綠色材質研究和應用的首要前提是綠色材料的評價與選擇,國內外學者已經在這方面做了不少研究工作,提出了一些評價和選擇方法,選擇綠色材質時應該注意以下幾點:
(1)無毒無害,包括化學穩定性和生物安全性,避免溫室效應和臭氧層破壞等;
(2)整個生命周期能量消耗和資源消耗都很低;
(3)可循環、可重復利用、容易回收;
(4)結構穩定可靠、利用率高;
(5)減少環境污染、保護凈化環境等。綠色室內環境主要指無污染、無公害、可持續、有助于消費者健康的室內環境。在設計上,盡可能選用節能型材質,充分考慮室內空間的承載量和通風量;在工藝上,盡量降低施工中粉塵、噪音、廢氣、廢水對環境的污染和破壞,并重視對垃圾的處置;在裝修材料上,嚴格選用不含甲醛的黏膠劑、大芯板、貼面板,不含苯的涂料、石膏板材等,并盡量選用利用率高、可再生利用、低資源消耗的復合型材質等。
三 綠色材質的應用方法
(一)與空間布局相和諧
綠色設計是一種新的設計思想,是配合可持續發展觀念成長起來的,它強調保護自然生態、充分利用資源、以人為本、善待環境。綠色設計不僅關注人的價值,還關注自然的價值,它著眼于人與自然的和諧發展,在技術與藝術、功能與形式、經濟與環境、環境與社會等聯系之中實現一種平衡和優化。室內空間的合理組織與設計,能最大限度地滿足通風與自然采光的要求,創造出適合人居住的物理環境。它應充分體現人的價值特征,必須以人為主題來確立設計依據,研究人的生理和心理特征,尋找和它們相適應的環境形態結構。
(二)對功能形態的回應
1.室內聲環境
(1)室內噪聲源
目前室內噪聲污染主要以中低頻聲波和振動為主,具有響度低、穿透力強、持續時間長的特點,來源主要有以下幾個:通過門窗傳進的室外噪聲;通過分戶墻傳進的鄰居生活聲音;通過室內暖氣、上下排水管道傳導的聲音;通過樓房的樓板地面傳導的聲音;通過樓房的泵房、電梯等設備傳導的聲音。
(2)噪聲危害
對于住宅臥室、客廳的允許噪聲級,國家標準要求白天應小于或等于50 分貝,夜間應小于或等于40 分貝。當室內的持續噪聲污染超過30 分貝,人的正常睡眠和休息就會受到干擾。特別是在隔聲不好的房間里,會使人產生心理障礙,出現注意力不能集中、記憶力減退、煩躁焦慮等癥狀,影響人們的正常生活和身體健康。中老年人、兒童、孕婦和具有基礎疾病或者神經緊張的人是噪聲的敏感人群,噪聲會對他們的健康造成更大的傷害。
(3)噪聲處理
生態化的室內設計針對不同的噪聲源,采取不同的措施來消除、隔絕噪聲。首先合理安排房屋格局,使有安靜要求的房間盡量遠離聲源;其次選用合適的構造方式和隔聲材質,如中空雙層玻璃窗和塑鋼平開密封窗,還可以通過正確的裝修彌補房間布局的不足,對室內管線使用隔音材質包裝來減少管道傳聲。
2. 室內光環境
(1)室內光污染
光污染即視覺環境的污染,按其位置大致可分為室內、室外、局部視環境污染三種,按其產生方式可分為白亮污染、人工白晝和彩光污染。隨著人們家居水平的不斷提高,室內光污染不容忽視。室內光污染的成因主要可概括為三個方面:室內裝修采用鏡面、釉面磚墻、磨光大理石以及各種涂料等裝飾反射光線,產生眩光;室內燈光配置設計的不合理性,致使室內光線過亮或過暗;夜間室外照明,特別是建筑物的泛光照明產生的干擾光,影響人們的正常生活。
(2)光污染危害
室內眩光的出現會影響視度,輕者降低工作效率,重則完全喪失視力,給人們的生活和工作帶來非常大的危害。有關衛生專家認為,形成近視的主要原因是視覺環境,而不是用眼習慣,為了家人健康應合理選用燈具和光源。
(3)光污染處理
盡快制定我國光污染防治的標準和規范;我國現有法律體系對光污染的規定尚呈空白狀態,針對我國的實際情況,可以修改《民法》《環境保護法》及相關法律,完善有關環境保護糾紛解決程序的法律法規,增加追究造成光污染者的行政、民事、刑事責任的規定。室內光源的選擇及布置需規范化;在保證室內合適照度的前提下,盡量避免使用反射系數較大的裝飾材料;建立室內光環境節能優化控制系統,協調自然照明與人工照明,采用可調照明燈。如香港淺水灣巴士站商業燈光設計采用簡約格調材質,營造一個舒適自然的場景,以增加視覺上的空間感。在一片素凈的背景下,不管是強烈的對比,又或是和諧的配襯,都能突顯出室內每一處設計,使原本簡單的空間變得生動起來。
3. 室內空氣污染
(1)室內空氣污染源
《室內裝飾裝修材質有害物質限量10 項強制性國家標準》對其中有害物質的污染來源做了詳細說明,其中最主要的是:人造板材及其制品、溶劑型木器涂料、內墻涂料、溶劑型膠粘劑、木制家具、各種壁紙、地毯及地毯膠粘劑。室內空氣污染是影響室內空氣質量的主要原因,與人有關的污染來自人的日常活動,如燃氣灶具、家用電器、抽煙、化妝、衛生保健等,還有人體自身的呼吸、代謝也產生污染。
(2)室內空氣污染的危害
一、熱學方面
例1 三峽工程全部建成后,每年所提供的清潔,廉價,可再生的水電相當于每年燃燒5000萬噸原煤的火力發電廠產生的電能。
(1)人認為從環保的角度看,二峽工程有助于控制①溫室效應②臭氧空洞③酸雨的形成④白色污染
你認為正確的是( )
A. ①③
B.②④
C.③④
D.①④
(2)家住三峽附近的小明認為,三峽建成后,家鄉的冬天沒有以前冷了,夏天沒有以前熱了,你認為他說的科學嗎?為什么?
解析:三峽工程水力替代火力發電,減少了CO2和SO2等氣體排放量,而CO2是一種重要的溫室氣體,SO2是形成酸雨的重要原因,故選A
三峽工程建成后水域面積變大,而水的比熱容大,在相同條件下水的溫度變化最小,水起到了很好的調節氣溫的作用。所以小明說的是有道理的。
二、噪聲方面
例2 噪聲嚴重污染環境,影響人們的生活和工作,已成為社會公害。下列措施中不能減弱減弱噪聲的是
A.機動車輛在市內嚴禁鳴笛
B.學校將高音喇叭換成許多小音箱
C.清除城市垃圾,保持環境整潔
D.在城市街道兩旁種草植樹
解析:清除城市垃圾,保持環境整潔與減弱噪聲無關,其它都能減弱噪聲。故選C
例3 城市高架道路的部分路段,兩側設有3m左右高的透明板墻,安裝這些板墻的目的是( )
A.保護車輛行駛安全
B.減小車輛噪聲污染
C.阻止車輛廢氣外泄
D.增加高架道路美觀
解析:安裝這些板墻的主要目的是減小車輛噪聲污染。故選B
三、光學方面
例4 閱讀下列材料,回答問題;光污染及防治
光污染是指因光輻射過量而對生活,生產環境以及人體健康產生的不良影響,最常見的光污染是眩光,都市中的賓館,飯店,寫字樓等地方常用玻璃、鋁合金材料裝飾其外墻。這些材料能強烈的反射太陽光,使人宛如生活在鏡子世界之中。另外,夜晚迎面駛來的汽車燈光,電焊、熔爐發出的強光,專用儀器設備產生的紅外線、紫外線等均會造成嚴重的光污染。
光污染的危害是:①導致人的視下降,白內障發病率增高,②“人工白晝污染”會使人的生物節律受到破壞,產生失眠、神經衰弱等各種不適癥,致使精力不振,③現代舞廳中的“彩光’污染使人眼花繚亂,發生頭昏、頭疼,精神緊張等癥狀,如果人體長期受到這些光源中紫外線的照射,還會誘發白血病等,
(1)以下常見的幾種職業,不易受到光污染危害的是( )
A.煉鋼工人
B.紡織工人
C.出租車司機
D.電焊工人
(2)下列的四個娛樂場所中,最易受到光污染危害的是( )
A.現代舞廳
B.電影院
C.劇場
D.音樂廳
(3)目前光污染越來越嚴重,其中白亮污染是最普遍的‘類光污染。建筑物的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石等都能造成白亮污染,形成白亮污染的主要原因是
A.光的反射
B.?光的折射
C.光有能量
D.光沿直線傳播
(4)如何有效地預防光污染,提出兩條合理化的建議。
解析:(1)題目材料中已介紹夜晚迎面駛來的汽車燈光,電焊、熔爐發出的強光,會造成嚴重的光污染,所以煉鋼工人?出租車司機、電焊工人易受到光污染危害。故選B
(2)文中提到;現代舞廳中的“彩光”污染使人眼花繚亂,發生頭昏,頭疼、精神緊張等癥。故選A
(3)白亮污染的主要原因應是光的反射。
四、電學方面
例5 電磁波給人類生活帶來日新月異的變化的同時,也帶來了電磁污染。長期使用下列哪種通訊設備會對人的健康帶來影響()
A.搖柄電話
B.拔號電話
C.移動電話
D.按鍵電話
分析:移動電話是靠電磁波傳遞信息的。故選C
例6 我國是電池生產和使用大國,年電池的產量和消費量達140億只以上,占世界總產量的三分之一,我國目前對廢電池的環境管理基本上處于空白,每年報廢的卜百億只廢電池大部分隨意丟棄,對生態環境和公眾健康構成了潛在的威脅。
請你就“防止廢電池對環境的危害”問題提出一個課題研究的初步設想:
(1)主要想解決什么具體問題?
(2)簡要說明你如何進行這項課題研究,
一不留神,將“光污染”裝進了家
不久前,老張喜遷新居,搬進了裝修得漂漂亮亮的大房子。于是,他邀請了幾位老朋友來做客,還精心準備了上好的綠茶,讓朋友們一邊喝茶聊天,一邊欣賞新家。
老張家裝修得真是沒得說,富麗又亮堂。且不說家具的豪華,單是家里的地磚和墻面,光亮得都能照出人影來;廚房和衛生間里的瓷磚也是亮面的,顏色很艷麗;還有各個房間里不同風格的燈飾,都能射出五顏六色的光。這些著實讓朋友們贊嘆,大家你一言我一語,都夸老張家漂亮,處處亮光閃閃,跟宮殿似的。老張聽了很高興,不無得意地說:“還別說,這次裝修我最講究的就是這個亮啊,家里亮堂堂的,多好啊。”
可老張的話音剛落,一直沒怎么吭聲的老耿說話了:“老張,我聽說裝修得太亮堂了并不好,會產生一種叫‘光污染’的東西。”“啥?光還有污染?老耿你是在開玩笑吧。”老張有些不信,其他人也都是頭一回聽說。老耿接著說:“其實,到底是怎么一回事,我也講不清楚。我是聽我女婿說的,我女婿是裝飾工程師,要不過幾天我把他叫來,給我們大家講講。”
認識“光污染”
沒過幾天,老耿就把女婿小吳工程師請來了。小吳給大家介紹說:“光污染大致可以分為三種:一是室外視環境污染,如建筑物的反光外墻;二是室內視環境污染,如室內的瓷磚、涂料等造成的光污染;三是局部視環境污染,如書本紙張、某些工業產品等。今天,我給大家重點講一下第二種,因室內裝修而引發的光污染吧。”
小吳喝了一口水,繼續說:“據科學測定:一般白粉墻的光反射系數為69%~80%,鏡面玻璃為82%~88%,而居室的墻壁、地面用某些瓷磚(主要指拋光磚和一部分仿古磚)裝飾后,光反射系數高達90%,比毛面裝飾物高10倍左右,這個數值大大超過了人體所能承受的生理適應范圍,所以會造成光污染。”
聽到這里,老張迫不及待地問:“那么,這會不會損害人的健康呢?” “當然會的。如果長期生活在墻面地面都光亮光滑的居室中,就會對視網膜產生刺激,使眼睛疲勞,甚至導致視覺功能降低。專家研究發現,長時間在白色光亮污染環境下工作和生活的人,視網膜和虹膜會受到傷害,導致視力下降,白內障的發病率升高。同時,還容易使人出現頭昏目眩、心煩心悸、食欲下降、情緒低落及失眠等類似神經衰弱的癥狀。”小吳略停了停,又補充道:“而且,通過調查顯示,各種光污染也是形成青少年近視的主要原因呢。”
如何避免“光污染”
“那我現在該怎么辦?”老張急切地問。“建議您平時盡量開小燈,家里最好再養一些花草,這樣不僅能調節室內光環境,而且也能愉悅心情。”“裝修前,要是先咨詢一下像你這樣的專家就好了。”老張一臉后悔。
【關鍵詞】道路燈光;光污染;治理方案
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
隨著社會經濟的不斷發展,道路照明在各個城市得到了大力發展和建設,它在滿足了人們生產和安全的目的同時,其產生的光污染也在嚴重地影響著人們的生產和生活,破壞著生態環境。因此,如何提高道路燈光的照明品質,避免光污染,使之更好地為社會服務,已經成關注的熱點。
一、道路燈光光污染的特點
(一)主動侵害。道路燈光的眩光對司機的威脅很大,但司機卻很難確定它出現的時間,即使有預感,也很難預防。
(二)難以感知。光是一種輻射。對于光來說,除了例如強光等高強度的光使人們能夠下意識做出反應外,其它例如紫外線、紅外線等都是難以感知的,人們大都是在長期的積累中莫名其妙產生頭暈、心煩以及皮膚疾病后,才能感知到道路燈光光污染的危害。
(三)損害積累。道路燈光光污染的影響是微量的,其產生的視覺疲勞,在短時間內就可以恢復正常,但長期處于此環境中,傷害就會慢慢積累,從而對人體造成明顯傷害。例如長期受到光污染的植物,會出現落葉期延遲、樹木干枯等等后果,而人長期受到光的干擾,則會出現視力下降、情緒不穩定等后果。
(四)非長期性。同水污染、大氣污染不同,道路燈光光污染只需要關閉了道路的照明設備,就能切斷污染源,污染就會停止。因此只要在道路燈光規劃設計中考慮可能會產生的光污染,并盡量避開這些污染,那么它的治理就會相對容易。
二、污染產生的原因
(一)意識與文化
路燈的設置同相應路段或區域的交通、治安等方面有著密切聯系。據研究表明,安裝了路燈或者路燈亮度足夠的地區比沒有設置路燈或路燈照明亮度嚴重不足的地區,犯罪率會相對較低。因此在實施亮化工程的時候,越亮越好的錯誤理念被堅持,人們一味的去注重光亮,卻忘記了過猶不及的道理。
(二)技術有待發展
就路燈設置來說,有下面幾個問題:首先,路燈的設置缺乏技術的支撐。在如今的路燈設置中,幾乎都是工人們依靠經驗來進行設置的,缺乏精細的測量,因此路燈高度不統一也是一個突出的問題,而當路燈設置過高時,除了造成能源的浪費外,還會影響司機的駕駛。其次,燈具的使用以及燈桿設計不合理。不合理的燈具使用和燈桿設計會使路燈的側向漏光增加,使路過的車輛或行人產生強烈的眩光。最后,在路燈的選擇上缺乏必要的照度計算。使用照度不相同的路燈,就會產生不均勻的路面照度,給司機增加疲勞感,對交通安全起到威脅作用。
三、道路燈光光污染的危害
由于道路燈光光污染的危害不明顯,可以說具有隱蔽性,因此人們容易忽視對它的防范。因此揭開道路燈光光污染的危害,引起人們的重視很有必要。
(一)生理傷害。研究表明,人造光源與兒童近視的高發生率有很大關系,如果長期在光污染的環境中工作和生活,人們的視網膜會受到不同程度的損害,導致視力下降,造成視力受損。另一方面,長時間的光污染也會使人的生物和化學體系發生變化,使生物機體失去平衡。一份關于醫院的調研顯示:長期受光污染的孕婦,早產或難產的比例明顯增高,而新生嬰兒患先天性視力受損的幾率也會更高。
(二)心理危害。如果居住區的環境夜晚過亮,居民會出現失眠、情緒低落、心理壓力大、情緒急躁、食欲下降等問題;同時,過度明亮的燈光環境會容易使人產生緊張、煩躁、恐慌等不安的情緒。
(三)危及交通安全。道路燈光會引起眩光、光泛濫、光入侵等因素,這不僅擾亂了人們正常的生理節律,同時還會降低司機的工作效率,影響司機作業,更甚者還會危及交通安全。
(四)對生物造成不良影響。由于道路燈光的照明時間都是晚上,因此就會破壞生物晝夜之分的生存周期規律,對于植物來說,長期的夜間照明會使道路兩旁的植物葉子枯黃,拖延或者提早花期等;而對于昆蟲來說,由于昆蟲的向光性,晚間路邊的燈光會使得一些益蟲撲向燈光而死亡,長此以往,益蟲的數量會減少,那么害蟲的天敵也就會減少,生態平衡就會遭到破壞。
四、治道路燈光光污染理方案
(一)管理措施
健全法規,嚴格執法。目前,包括道路燈光在內的城市夜景照明規劃至今未被列入城市規劃的編制體系之中,因此,城市建設管理部門要根據城市發展的需要,把城市夜景照明規劃作為單獨的專項規劃納入城市總體規劃,并進一步完善和規劃,可出臺具有強制力和可操作性的《城市環境照明規范》,對道路照明燈具的性質、種類、照度等級、亮度、眩光、光照區域等做出合理的規定,并認真執行和監督,并盡快制定城市照明規劃建設標準和光污染標準,避免因無序的亮度競爭帶來的電能浪費以及光污染,引導城市照明向“高效、節能、環保、健康”的方向發展。
(二)技術措施
(1)使用低壓鈉燈作為光源,減少路面的反射光。對于在建筑物旁邊的道路燈光,要考慮到因視覺對顏色強烈對比的不適應而產生的顏色污染,因此可根據建筑表面材料的反射比和色彩吸收情況,選擇寬光譜輻射的光源,而不是有著強烈色彩的有色光源。
(2)提供合理的設計。這是控制光污染最合理的方法,對于泛光照明的路燈,可采用實時模式、節假日模式以及重大節日模式等不同的設計模式,以滿足不同節日的要求,還可以對道路照明的控制采取智能化的集中管理、分散控制,例如采用微電腦定時開關或光控定時關閉的開關控制等。
(3)合理定制開關燈的時間。對于道路燈光來說,每個間隔的距離都不會太遠,因此可在午夜過后合理關閉部分的照明燈光,這樣不僅節約了能源,延長了燈具的使用壽命還能減少光污染。
(4)限制逸散光。可以采用截光型燈具或給道路燈源設防護罩等方式,以有效控制照明工具的遮光角,防止光線的逸散和眩光產生。
(5)加強科學研究,發展綠色照明技術。以節能環保、促進健康為宗旨,抓好城市綠色照明工作,積極開發新光源和新燈具,提高照明燈具的光轉化效率,提高城市照明質量,改善城市人居環境。
五、小結
對于城市道路燈光來說,不恰當的光照必然會產生光污染,因此要想真正解決光污染問題,就必須從道路燈光的規劃、設計、建設和使用全過程做好管理和控制工作,并在加快相關法律法規完善和建設的基礎上加強綠色科技的研究,這樣才能真正實現道路燈光同舒適光環境的共贏 。
參考文獻
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關鍵詞:低碳設計;室內設計;低碳材料
改革開放以來,隨著經濟快速發展,人們的生活水平不斷提高,更加綠色、健康的生活環境和生活方式被越來越多的人所向往。但由于城市化進程的加快,環境問題日益突出,使得人們對于建筑及室內環境的要求越來越高。室內設計是建筑設計的內部延伸,通過對室內空間、材質、顏色、光照等方面的細節進行設計調整,可以突出居住者的文化品味與精神寄托。 2009年的哥本哈根氣候大會把低碳概念引入到各個領域,低碳理念在設計行業也開始顯露其重要作用。低碳設計在室內環境設計中的應用就是在可持續發展理念及綠色設計理念的引導下,通過對環保節能技術及材料的大力推廣和使用,以最低的能源消耗為前提,運用設計手段來實現具有人文氣息的、綠色健康的空間。
一、低碳設計和低碳材料的重要性
1.順應時展要求
隨著人們人文理念的提高、環保意識的增強和健康理念的深入人心,加強生態文明建設、倡導綠色低碳生活已成為大家的一種共識和思想潮流。目前,低碳排放已成為國際社會的共同行動綱領,我國也提出了2020年單位GDP的二氧化碳排放量較2005年減少40%~50%的目標。人們對生活水平和居住環境的要求越來越高,這就促使室內設計逐漸要把工作重點放到房屋裝飾和環境建設上來,努力為業主提供舒適、健康的居住環境。據相關調查顯示,人們在進行房產和家飾消費時首先關注的就是房屋的環保性能和建材是否對人體健康有影響,其次考慮的才是價格。所以,低碳材料在室內設計中的運用是順應時展的必然選擇。
2.適應市場競爭要求
隨著市場經濟的高速發展,市場競爭變得日益激烈,設計行業的競爭更是如此,一些營銷商看準人們重視建筑低碳、環保性能的心理,從綠色低碳環保的角度去迎合消費者,打動消費者,促進銷售業績的提升。還有的建筑企業通過提高建筑材料的環保性能,率先打出低碳環保的宣傳牌,營造節能減排的新的企業形象,從而大大提高了其在市場營銷中的競爭力度。
二、低碳設計的應用策略
(一)與空間布局相和諧
室內空間的合理組織與設計,能最大限度地滿足通風與自然采光的要求,創造出適合人居的物理環境。它應充分體現人的價值特征,必須以人為主題來確立設計依據,研究人的生理和心理特征,尋找和它們相適應的環境形態結構。例如日本六本木商業街整體空間布局精巧嚴密,使室內空間更符合空氣動力學的特征,促進了室內氣流的合理流動,增強室內通透感,減少對空調的依賴性,以達到冬暖夏涼的效果。
(二)注意控制室內污染
1.室內噪聲污染
目前室內噪聲污染主要以中低頻聲波和振動為主,具有響度低、穿透力強、持續時間長的特點。來源主要有以下幾個:通過門窗傳進的室外噪聲;通過分戶墻傳進的鄰居生活聲音;通過室內暖氣、上下排水管道傳導的聲音;通過樓房的樓板地面傳導的聲音;通過樓房的泵房、電梯等設備傳導的聲音。當室內的持續噪聲污染超過 30 分貝,人的正常睡眠和休息就會受到干擾。特別是在隔聲不好的房間里,會使人產生心理障礙,出現注意力不能集中、記憶力減退、煩躁焦慮等癥狀,影響人們的正常生活和身體健康。
生態化的室內設計針對不同的噪聲源,采取不同的措施來消除、隔絕噪聲。首先合理安排房屋格局,使有安靜要求的房間盡量遠離聲源;其次選用合適的構造方式和隔聲材質,如中空雙層玻璃窗和塑鋼平開密封窗,還可以通過正確的裝修彌補房間布局的不足,對室內管線使用隔音材質包裝來減少管道傳聲。
2. 室內光污染
光污染即視覺環境的污染,按其產生方式可分為白亮污染和彩光污染。隨著人們家居水平的不斷提高,室內光污染不容忽視。室內光污染的成因主要可概括為三個方面:室內裝修采用鏡面、釉面磚墻、磨光大理石以及各種涂料等裝飾反射光線,產生眩光;室內燈光配置設計的不合理性,致使室內光線過亮或過暗;夜間室外照明,特別是建筑物的泛光照明產生的干擾光,影響人們的正常生活,輕者降低工作效率,重則完全喪失視力,給人們的生活和工作帶來非常大的危害。有關衛生專家認為,形成近視的主要原因是視覺環境,而不是用眼習慣,為了家人健康應合理選用燈具和光源。
3. 室內空氣污染
室內裝修材質對空氣污染的影響中最主要的是:人造板材及其制品、溶劑型木器涂料、內墻涂料、溶劑型膠粘劑、木制家具、各種壁紙、地毯及地毯膠粘劑。室內空氣污染是影響室內空氣質量的主要原因,與人有關的污染來自人的日常活動,如燃氣灶具、家用電器、抽煙、化妝、衛生保健等。
(三)與構造技術相結合
室內裝修的構造技術也是影響生態環境的重要因素。人們習慣傳統上的現場制作的構造作法,不僅浪費大量的人力、物力,而且造成嚴重的粉塵、空氣污染,這種污染通常沒有適應的保護和回收措施,因此從構造技術的角度來說,設計要盡量選用工廠加工的半成品、成品,采用裝配式的構造,以減少現場的制作。新型無機復合材質具有防火、阻燃、無毒無害,防蛀防潮,對環境無污染等特點。可代木、代鋼、代磚瓦,為國家能節約大量能源和資源。
(四)綠色陳設的置入
正常情況下,人的眼睛由于瞳孔的調節作用,對一定范圍內的光輻射都能適應。但光輻射增至一定量時將會對生活和生產環境以及人體健康產生不良影響,這稱之為光污染。一般來說,視環境中的光污染可分為三種:一是室外環境污染,如建筑物外墻,典型的是玻璃幕墻;二是室內視環境污染,如室內裝修、室內不良的光色環境等,較典型的有歌舞廳等;三是局部視環境污染,如書本紙張以及電腦等。
光污染是近視主要原因
五顏六色的燈光除對人視力危害甚大外,還會干擾大腦中樞高級神經的功能。有關衛生專家認為,形成近視的主要原因是視覺環境,而不是用眼習慣。營造環保、健康、節能和精美舒適的“綠色光環境”,除了美觀、安全、經濟的原則,還要考慮以下原則。
功能要求:根據不同的空間、場合、對象選擇不同的照明方式和燈具,并保證恰當的照度和亮度。例如,臥室要溫馨,書房和廚房要明亮實用,衛生間要溫暖、柔和。
協調要求:在選擇和設計燈光和燈具時,一是要考慮燈飾與家具的配襯協調。選購燈飾,需考慮與室內裝修風格和家具格調的和諧配套。燈具的色彩、造型、式樣,必須與室內裝修和家具的風格相稱,彼此呼應。華而不實的燈飾非但不能錦上添花,反而畫蛇添足。二是注意燈具與居室空間大小、總的面積、室內高度等條件相協調,選擇燈具的尺寸、類型和多少。三是要注意色彩的協調,即冷色、暖色視用途而定。
現在,有些年輕的父母,他們在晚間活動時,往往習慣于讓寶寶在燈光下睡覺。其實,這樣做對寶寶的健康是有害的。
裝修時應根據不同空間、場合及對象,選擇不同的照明方式。一般在室內照明中,主光源為冷色調,輔助光源宜為暖色調。此外,從房間的用途來看,書房、客廳、廚房等宜采用冷色光源,而臥室、衛生間、陽臺等宜采用暖色光源。
客廳:一般以一盞大方明亮的吊燈或吸頂燈作為主燈,搭配其他多種輔助燈飾,如壁燈、筒燈、射燈等。如果房間較高,宜用白熾吊燈或一個較大的圓形吊燈,這樣可使客廳顯得通透。如果房間較低,可用吸頂燈加落地燈,這樣客廳顯得明快大方,具有時代感。
書房:照明應以明亮、柔和為原則。主體照明采用單又吊燈和日光燈均可,寫字臺的臺燈應適應工作性質和學習需要,宜選用帶反射罩、下部開口的直射臺燈,也就是工作臺燈或書寫臺燈。臺燈的光源一定要亮度穩定。另外,書櫥內可裝設一盞小射燈,這種照明不但可幫助辨別書名,還可以保持溫度,防止書籍潮濕腐爛。
臥室:要多配幾種燈,吸頂燈、臺燈、落地燈、床頭燈等,應能隨意調整、混合使用,以營造出溫馨的氣氛。可用壁燈、落地燈來代替室內中央的頂燈。壁燈宜用表面亮度低的漫射材料燈罩,這樣可使臥室內顯得光線柔和,利于休息。
餐廳:餐桌要求水平照明,故宜選用強烈向下直接照射的燈具或拉下式燈具。燈罩宜用外表光潔的玻璃、塑料或金屬材料,以便隨時擦洗。
廚房:廚房選用的燈具通常以防水、防油煙和易清潔為原則。
衛生間"應采用明亮柔和的燈具,燈具還應具有防潮和不易生銹的特性。
科學家研究發現,任何人工光源都會產生一種微妙韻“光壓力。這種光壓力的長期存在,會使人,尤其是嬰幼兒表現得躁動不安、情緒不寧,以致難于成眠。同時,讓寶寶久在燈光下睡覺,進而影響網狀激活系統,致使他們的睡眠時間縮短,睡眠深度變淺且易于驚醒。
關鍵詞:城市亮化;光污染;環境保護
Abstract: The modern city lighting engineering has been the hot topic of the streets, people concerned about the urban landscape charm, while also starting to focus on light pollution and other environmental factors, the purpose of this paper is the response measures explore and Discussion of city lighting engineering and environmental protection.Key words: urban lighting; light pollution; Environmental Protection
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A文章編號:
隨著經濟的發展和社會的進步,城市亮化工程建設越來越引起城市人民政府的高度重視和社會各方面的廣泛關注。在城市現代化建設的進程中,道路照明、廣場照明、建筑物照明、園林綠地照明及景點、景區照明構成了城市夜晚環境的一道豐富多彩的亮麗風景線。近幾年,各城市人民政府和建設主管部門投入大量資金建設照明設施,改善城市亮化工程,取得了很大成績。但也存在不少問題,需要在管理和技術等方面進行廣泛的交流、學習和借鑒。
我國自古以來就有觀燈賞景的習俗,元宵佳節舉行觀燈集會,會上懸掛各式各樣的彩燈,燈火輝煌。如今人們也會情不自禁在佳節、喜慶之日,張燈結彩表達喜悅之情。燈文化是在國泰民安的環境中,人們物質生活改善后,對精神文化生活更高要求的展示。回首城市和建筑發展的歷史進程,我們可以清楚地看到光技術和光文化同城市和建筑同步發展的前進足跡,也看到采光照明的技術進步對城市和建筑面貌及現代城市生活產生了多么重要的作用。隨著經濟的發展和人發生活水平的提高,我國城市夜景照明事業在短短十多年里得到了迅猛發展,并取得了輝煌的成果。
一、我國城市亮化工程現狀
“城市亮化”早期就聽到這樣一件事,南京10名律師,向市長質疑城市亮化成本公司背后的“光環”,一個巨大的成本問題也擺在政府這些照明工程面前,照明的成本費用要誰為它付出?
作為一項公用事業,不能依靠政府投資,企業和個人都責無旁貸。在這里,到底是誰來“買單”,“支付”暫且不談,其實,有時候,我們應該捫心自問,難道城市亮化工程僅僅是一項面子工程?城市需要包裝和美化,但有些問題,同樣不應該被忽視,如節能和環保的因素,同時也不應導致資源的浪費。
1.根據城市自身特點,制定高標準的發展總體規劃,提高城市亮化工程的水平。城市亮化工程應反映城市藝術、文化的特點。城市景觀照明的質量,關鍵是首先要有一個良好的總體規劃。沈陽市城市亮化工程建設,按照規劃分為總體規劃和地方規劃的規劃建設與城市定位的景觀照明建設。因此,做到了特色和功能定位相吻合。城市亮化工程,在上海,大連,天津,重慶,深圳和未來的其他城市,由于更嚴格的科學的總體規劃,整個城市亮化工程的重點和鮮明的特點,更好地展示各自的城市功能和歷史文化內涵。
2.城市亮化工程已從單純追求“亮度”向追求明亮的藝術、亮的科學方向開始發展演變。不能光是讓城市亮起來,還要讓城市美起來,還要多出夜景照明精品工程。逐步實現了由照明向塑造夜間形象和照明的藝術化方向過度,成為夜景照明的佳作。
3.技術和管理方法是健全的。組織上,許多城市都成立了專門的機構和人員來管理此項工作,技術上由有關專業技術部門和人員組成亮化工作專家組,對城市亮化工程的設計、施工、調試進行研究、試驗和把關。
4.城市亮化工程,建設和管理的重點――城市亮化工程設施和照明效果的操作維護管理。城市亮化工程建設管理過程中,許多城市都制定了相關規章制度。
二、目前我國城市亮化工程中存在的問題
1.工程方面
首先,一些城市亮化工程總體規劃滯后。沒有規劃或不按規劃進行城市亮化工程設施建設,出現無秩序無控制地讓城市亮起來的現象。其次,存在照搬照抄和盲目模仿。有些城市在夜景照明過程中,不顧城市自身的特點和歷史文化特色以及自身財力情況,盲目學習其它城市燈光建設的特點,簡單模仿必然導致相互雷同,“千城一面”。再次,只抓節日,忽視平日夜景照明的通病。重視過節或重大政治活動時的夜景照明,無可厚非,但城市夜景照明絕不是僅僅為幾個節日建設的,節日燈火輝煌,過后暗淡無光,不是城市夜景照明的目的,與“以人為本”的服務宗旨相違背。最后,城市亮化工程忽視白天景觀和安全問題。有些夜景照明晚上是效果很美,但白天一看既不美觀又與周圍的環境很不協調,并且有安全的隱患。
2.光污染方面
廣義的光污染包括一些可能對人的視覺環境和身體健康產生不良影響的事物,包括生活中常見的書本紙張、墻面涂料的反光甚至是路邊彩色廣告的“光芒”亦可算在此列,光污染所包含的范圍之廣由此可見一斑。在日常生活中,人們常見的光污染的狀況多為由鏡面建筑反光所導致的行人和司機的眩暈感,以及夜晚不合理燈光給人體造成的不適。
研究人員發現,光污染不僅有損人的生理健康,在心理上也對人有影響。視覺環境已經嚴重威脅到人類健康、生活和工作效率,造成重大的損失。為此,關注視覺污染,改善視覺環境是我們的迫切需要。人工白晝還可能傷害昆蟲和鳥類,因為光可以破壞夜間昆蟲的正常生殖過程,以及候鳥夜間遷徙途中的生命保障。此前已有候鳥夜間遷徙途中因遇強光照射,產生“視盲”集體撞墻而亡的報道。而光污染對植物花芽形成的影響,則可能會導致植物休眠和冬芽的形成。
2.1 白光污染
專家們發現,人們長時間的工作和生活在白色的光污染環境中,視網膜和虹膜有不同程度的損傷破壞。夏天,玻璃幕墻強烈的反射光進入附近居民樓房內,增加了室內溫度,影響正常的生活。有些玻璃幕墻是半圓形的,反射光匯聚還容易引起火災。烈日下駕車行駛的司機會出其不意地遭到玻璃幕墻反射光的突然襲擊,眼睛受到強烈刺激,很容易誘發車禍。據光學專家研究,鏡面建筑物玻璃的反射光比陽光照射更強烈,其反射率高達82%~90%,光幾乎全被反射,大大超過了人體所能承受的范圍。長時間在白色光亮污染環境下工作和生活的人,容易導致視力下降,產生頭昏目眩、失眠、心悸、食欲下降及情緒低落等類似神經衰弱的癥狀,使人的正常生理及心理發生變化,長期下去會誘發某些疾病。夏天,玻璃幕墻強烈的反射光若照射進入附近居民樓房內,將會破壞室內原有的良好氣氛,也使室溫平均升高4℃~6℃。影響居民正常的生活。
2.2 眩光污染
汽車夜間行駛時照明用的頭燈,廠房中不合理的照明布置等都會造成眩光。某些工作場所,例如火車站和機場以及自動化企業的中央控制室,過多和過分復雜的信號燈系統也會造成工作人員視覺銳度的下降,從而影響工作效率。焊槍所產生的強光,若無適當的防護措施,也會傷害人的眼睛。長期在強光條件下工作的工人(如冶煉工、熔燒工、吹玻璃工等)也會由于強光而使眼睛受害。
2.3 人工白晝
夜幕降臨后,商場、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目,令人眼花繚亂。有些強光束甚至直沖云霄,使得夜晚如同白天一樣,即所謂人工白晝。在這樣的“不夜城”里,夜晚難以入睡,擾亂人體正常的生物鐘,導致白天工作效率低下。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲,強光可能破壞昆蟲在夜間的正常繁殖過程。目前,大城市普遍、過多使用燈光,使天空太亮,看不見星星,影響了天文觀測、航空等,很多天文臺因此被迫停止工作。據天文學統計,在夜晚天空不受光污染的情況下,可以看到的星星約為7000個,而在路燈、背景燈、景觀燈亂射的大城市里,只能看到大約20~60個星星。
2.31 彩光污染
舞廳、夜總會安總會安裝的黑光燈、旋轉燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構成了彩光污染。據測定,黑光燈所產生的紫外線強度大大高于太陽光中的紫外線,且對人體有害影響持續時間長。人如果長期接受這種照射,可誘發流鼻血、脫牙、白內障,甚至導致白血病和其他癌變。彩色光源讓人眼花繚亂,不僅對眼睛不利,而且干擾大腦中樞神經,使人感到頭暈目眩,出現惡心嘔吐、失眠等癥狀。科學家最新研究表明,彩光污染不僅有損人的生理功能,而且對人的心理也有影響。“光譜光色度效應”測定顯示,如以白色光的心理影響為100,則藍色光為152,紫色光為155,紅色光為158,黑色光最高,為187。要是人們長期處在彩光燈的照射下,其心理積累效應,也會不同程度地引起倦怠無力、頭暈,神經衰弱等身心方面的病癥。另外,有些學者還根據光污染所影響的范圍的大小將光污染分為“室外視環境污染”、“室內視環境污染”和“局部視環境污染”。其中,室外視環境污染包括建筑物外墻、室外照明等;室內視環境污染包括室內裝修、室內不良的光色環境等;局部視環境污染包括書簿紙張和某些工業產品等。
2.32 激光污染
激光污染也是光污染的一種特殊形式。據統計,中國的高中生近視率達60%以上,居世界第二位。中國每年都投入大量的資金和人力來處理的,沒有太大的效果,其原因是沒有改善視覺環境,最根本的開始。有關衛生專家認為,視覺環境,而不是用眼習慣,形成近視的主要原因。研究表明,光的噪音污染可以破壞人眼的角膜和虹膜,抑制視網膜感光細胞功能的發揮,造成疲勞和視力下降。
3.電能損耗方面
許多城市的夜晚流光溢彩,亮如白晝。中等城市照明是必要的,然而卻大量存在著過度照明、豪華照明等濫用現象。首先對所有的公共財政的浪費,二是能源的浪費。中國的發電量和用電量,均為世界第一,體現了驚人的浪費,第三是對環境的破壞。中國的電力結構熱能的75%,以煤為燃料,從工廠排放廢水廢物,環境污染造成損失每年約87億元人民幣。
筆者以為,治理光污染應著眼于低碳經濟思維。首先要破除目前頗為時髦的“不夜城”觀念。在提升城市品質和競爭力的旗號下,眾多城市管理者熱衷于打造流光溢彩的“不夜城”,似乎這才方顯城市的高貴與繁華。城市需要適度亮化,但不可過度過分,城市夜空亮如白天,不僅制造光污染,干擾市民生活,更浪費能源,增加碳排量,與當今踐行的低碳經濟背道而馳。“不夜城”違背自然規律,既不科學也不環保;既浪費又高碳,應當摒棄。
三、相關的應對措施
①合理布置光源
室外照明選擇中,要減少光污染這種都市新污染的危害,關鍵在于加強城市規劃管理,合理布置光源,加強對廣告燈和霓虹燈的管理,禁止使用大功率強光源,控制使用大功率民用激光裝置,限制使用反射系數較大的材料等措施勢在必行。作為普通民眾,一方面切勿在光污染地帶長時間滯留,若光線太強,房間可安裝百葉窗或雙層窗簾,根據光線強弱作相應調節;另一方面應全民動手,在建筑群周圍栽樹種花,廣植草皮,以改善和調節采光環境等等。
室內照明選擇中,裝修時應根據不同空間、場合及對象,選擇不同的照明方式。如臥室燈光比較溫馨,書房和廚房要求明亮實用,衛生間則盡量溫暖、柔和。照明方向和強弱也應受關注,否則強光直射入眼,會產生不良影響。可采用“二次照明”的方法,如把燈光打到天花板后反射下來,既不損傷眼睛,又增添浪漫的氛圍。
② 冷暖色彩協調
色彩選擇,一般應用在在室內照明中。通常,主光源選擇冷色調為佳,輔助光源則宜為暖色調。此外,從房間的用途來看,書房、客廳、廚房等宜采用冷色光源,而臥室、衛生間、陽臺等宜采用暖色光源。實施 “重點照明”,如需要看書,裝一個臺燈,針對區域內裝一個燈就可以,燈光不要太多,溫馨柔和就好。家庭裝修時,建議挑選反射系數較小的瓷磚。由于白色和金屬色瓷磚反光強烈,不適合大面積應用。書房和兒童房則考慮用地板代替地磚。如果安裝了明亮的拋光磚,平時應開小燈,把“光污染”降至最低。涂料的應用也有講究。由于淺色涂料對視力影響較小,可使用米黃、淺黃等代替刺眼的白色涂料粉刷墻壁,以減弱高亮度的反射光。在起居室種植花草,將大自然的清新色調引入室內,不僅能調節室內光環境,也讓人心情舒暢。沐浴時,不要持續使用“浴霸”等輔助設備,否則可能出現頭暈目眩、失眠、注意力不集中、食欲下降等癥狀。
③使用個人防護措施,并戴防護眼鏡和防毒面具。光污染護目鏡反光鏡,吸收式鏡,反射 - 吸收護目鏡,爆炸防護眼鏡,光化學反應護目鏡,光電類型護目鏡,彩色微晶玻璃型護目鏡。
除了以上一些措施,我們還可以應用更簡單便捷的方法實現預防光污染。
走在大連市的街頭會發現,在城市“空隙”中有很多綠地,綠地上則配有地燈、路燈等照明裝置。一到夜晚,一處處燈光不僅照亮了綠地,也為周邊地段帶來了光明。據了解,在城市夜景亮化工程中,大連市主張“拆一片、亮一片”。所謂“拆一片、亮一片”,就是拆除違規建筑,拆掉后的地方不建成高樓,而是建成綠地或廣場,并增添照明設施。同時,大連市還把部分單位的圍墻拆掉,用柵欄取而代之,使原來圍墻內燈光的視覺空間更大了。這簡單又有效的方式,實在值得更多的城市效仿應用。
參考文獻:
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科技教育活動作為素質教育理念施行的重要手段之一,是以實踐項目為載體,以發展學生的科學精神、知識與技能、方法與能力、行為與習慣為目的的教育活動。長期以來,一線教育工作者在組織科技教育活動時,往往面臨著度淺(活動研究深度不夠)、面窄(活動參與人數較少)等諸多的困擾。根據“多元智能理論”“豐富教學模式”的指導,針對不同智能類型、不同能力水平的學生設計不同方向、深度的項目活動,可以在一定程度上解決上述困擾。下面,我們以“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”為例,談談如何基于項目來實施分層次的科技教育活動。
一、活動背景
光污染是繼水、氣、聲和渣污染之后的一種新型污染,主要包括白亮污染、人工白晝和彩光污染。光污染的影響首先在于破壞天文觀測環境,歷史上天文臺因此而被迫搬遷的案例屢見不鮮。英國格林尼治天文臺早在1948年就為躲避光污染和大氣污染而遷往東南沿海環境優美、觀測條件更好的赫斯特蒙蘇堡地區。在美國、加拿大、日本、西班牙、葡萄牙等國,多個著名天文臺都曾幾次遷址。我國紫金山天文臺的觀測工作也全部轉移到了其他觀測站點,紫臺園區則已改建為天文博物館,以天文科普和天文旅游為主,僅保留了少量與太陽觀測有關的科研工作。
光污染的影響其實并不局限于天文觀測。居高不下的學生近視率、迷途的海龜幼崽、撞上玻璃幕墻的飛鳥、爆發性增殖的水藻、能源緊缺與氣候變暖,這些看似并無關聯的人與事,其實背后都與燈光之擾息息相關。
作為長三角地區的重要城市之一――無錫的光污染較為嚴重。在距市中心三陽廣場約6.2公里遠的天一中學校園里,天空是白的是灰的是橙的是多彩的,北斗七星中的天權是看不到的,獅子座的鐮刀是認不全的……在距三陽廣場16.9公里遠的斗山山頂,連仙女座大星系M31和獵戶座大星云M42都僅能勉強分辨,山腳下的路燈和遠近城鎮的光源清晰可見,天空泛著淺淺的灰白色……在與市區間隔有10公里的太湖十八灣地區竟連天頂附近的銀河都徹夜不現,三角座星系M33也必須要通過雙筒鏡才能被觀察到……
為提高學生及公眾對光污染的認識,學校針對性地引進了一批測光儀,并依托天一天文社加賀谷穰工作室(文化宣傳部)、達蓋爾工作室(學術委員會)、伽利略工作室(普及委員會)和斯科特工作室(項目辦公室),設計了“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”,策劃并實施了多個文宣、教育、科普和研究性項目。
二、活動目標
知識與技能:
1.理解夜空光度、光污染的概念,了解導致夜空光度增大的主要原因。
2.掌握夜空光度分級的方法,并能運用器材測量夜空光度值。
3.了解背景光對天文觀測的影響,
學會設計反映此原理的科普實驗。
過程與方法:
1.開展觀星活動、光污染攝影與夜空光度測量活動,掌握天文觀測及夜空光度測量的基本方法。
2.了解策劃、組織活動的過程,學會科學研究的一般方法,實驗設計的一般結構。
情感、態度和價值觀:
1.了解城市對自然地理環境的改變,不合理的城市亮化帶來的環境問題,敢于解決問題。
2.在活動中,提升科學素養,發展科學思維、合作創新精神。
三、參與對象與活動形式
活動對象以天一天文社社員為主體,包括國際分社約40人,少年分社約40人,高中分社約70人,榮譽分社約20人。此外,還包括無錫市中小學天文聯合會(錫天聯)下屬成員學校約150人,以及其他相關單位的學生約300人。
活動主體――天一天文社社員參與了“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”的全部項目、環節的活動,包括項目研究、實驗設計、科普觀測和攝影活動。錫天聯成員學校、無錫市少年宮等其他相關單位的學生主要參與了科普觀測和攝影活動。
四、活動的重點、難點、創新點
活動重點:搭建天文研究平臺,以光污染研究為抓手,調動學生積極性,讓更多的學生參與到天文活動中來。
活動難點:城市夜空光度測量研
究,光污染相關實驗設計。
活動創新點:由中學發起并組織
的使用國際頂尖測光儀對城市進行高覆蓋度的夜空光度測量研究,夜天光監測站點建設在世界范圍內都具有唯一性;由中學生開展科普實驗設計與教材編寫同樣具有開創性;以光污染為主題的攝影大賽在當今世界也是少見的。
五、可利用的各類科技教育資源
1.技術指導:中科院紫金山天文臺科普部、北京師范大學天文系高爽老師、國家天文臺劉博洋博士等以技術顧問的身份,參與了“城市夜空光度測量”的相關活動指導。此外,南京大學、中國科技大學、北京天文館的專家教授們也曾多次來校指導天文課程建設。
2.團隊建設:錫天聯成員學校、無錫市少年宮等作為天一天文社緊密的合作伙伴,不僅為開展與夜空光度相關的科普活動提供了場地與學生支持,而且還有一批教師參與共同開展天文教研活動,形成了教研團隊。
3.資金支持:天一中學為開展天文教育投入了大量的資金,已多批次采購天文實驗器材如望遠鏡、測光儀、相機、野營設備、圖書等,并已建設完成天文創新實驗室一間;天文創新實驗室作為學校“STS綜合創新課程基地”的重要組成部分,還得到了省市區各級教育部門的專項建設資金支持;錫天聯成員學校、無錫市少年宮等單位也配套投入了相關的天文基地建設。
六、活動內容
“多層次城市夜空光度測量科技教育活動”的全部項目、環節的活動,包括項目研究、實驗設計、觀測實踐和攝影活動等多個層次,分別由天一天文社斯科特工作室(項目辦公室)、伽利略工作室(普及委員會)、達蓋爾工作室(學術委員會)和加賀谷穰工作室(文化宣傳部)等四大工作室具體負責。表1為各工作室的智能類型列表。
(一)主題活動一:城市夜空光度測量(項目研究)
1.選題背景及意義:
無錫作為長三角地區的重要城市之一,經濟發達,城市光污染情況總體比較嚴重,但是不同區域的污染程度也存在明顯差異。夜空光度是衡量城市光污染程度的重要指標,通過使用專門的測光儀器,對無錫城區進行高覆蓋度的光度測量,從而了解無錫城區整體的污染程度,不同區域的污染水平差異,以及分析光污染產生的背景,并嘗試提出防治的建議,有利于提高公眾對光污染的認識,也能為城市管理部門在優化城市燈光設置時提供參考。
2.活動過程和步驟:
(1)編寫《無錫市夜空光度測量指導》方案。指導學生收集、整理與夜空光度測量相關的研究論文及其他材料,對“光污染”“夜空光度”等概念進行界定,并組織編寫《無錫市夜空光度測量指導》方案,就測量時間、地點、方法及報告填寫的格式予以統一規范。
(2)撰寫開題報告。指導學生撰寫《無錫城市夜空光度測量》開題報告,對研究背景、要解決的問題、選題意義及研究價值,核心概念的界定、相關現狀、參考文獻,研究目標、研究內容、研究假設,研究思路、研究計劃,預期成果等內容進行項目論證。經論證后的項目被中國教育學會地理教學專業委員會研究性學習課題專家組立項。
(3)開展測量活動。指導學生開展城市夜空光度測量活動,具體步驟有:
①儀器編號:為支持本課題組
的研究工作,學校從加拿大購置了9臺SQM測光儀,并予以編號(以分辨儀器本身存在的機械誤差)。
②路線設計:將無錫市區劃分為
不同的片區,并設計好測光的具體行
進路線和測光任務。
③實地測量:將課題組成員分成不同的小組,每組由3人組成,分別負責儀器操作、數據記錄和坐標定位,每個坐標點測5個數據,以減小誤差。
④數據處理:將測光所得的數據(經度、緯度、時間、測光值)輸入EXCEL表格,進行誤差分析,取平均值,得到各坐標點夜空光亮度的最終值。
(4)撰寫結題論文。指導學生根據開題報告中預期成果的要求對收集的數據進行不同角度的分析,并將結論撰寫成結題論文《無錫城市夜空光度測量研究》。結題論文主要結構包括:夜空光概述,測量儀器及方法,數據分析及測量結果(數據測量與分析步驟、夜空光亮度的地區分異、夜空光亮度的地區變化、夜空光亮度的地平高度及方位分異、夜空光亮度的時間變化),反思及討論等。于2015年第4期《地理教學》雜志。
3.活動效果及呈現方式:
活動進行過程中及之后,我們得到了諸多媒體的關注:指導教師受邀赴上海復旦大學為2015年第六屆全國天文社團發展論壇作了《也談高中天文社團建設》的專題報告,赴江陰為2015年第二屆無錫市高中生峰會作了《城市天文學》的專題報告。項目組還收到了國際天文學聯合會普及工作委員會及香港大學物理系的邀請函,受邀加入國際夜空光度監測網絡并赴香港大學開展項目交流與培訓。
在前期活動的基礎上,天一天文社發起成立了錫天聯、無錫城市夜空光度監測網絡兩個組織,吸引了南菁中學、青陽中學、山明中學、旺莊實驗小學等多家單位參與,將在無錫建設若干城市夜空光度監測站,并以此為抓手,開展進一步的天文教育活動。
(二)主題活動二:光學相關實驗設計(科普實驗)
1.選題背景及意義:
激發學生對科學的熱情,培養并學習掌握科學研究的方法與技能是我國進行素質教育的目的之一。科學研究的方法和技能至少應包括:分析和觀察周圍世界的技能,發現問題、提出問題、作出假設、安排實驗的技能,真實地記錄觀察結果與數據的技能,按照正確方法處理數據的技能。
天文因為不屬于中小學必修課程而不被大多數學生所了解,中學階段非常缺乏天文科普實驗或科技制作的教學內容,非常有必要利用天一天文社的資源優勢整理、設計一些科普天文實驗或制作,這些源自我們身邊的天文科學知識將極大地激發學生對天文的興趣,增加他們對天文的認識,促進天文知識在基礎教育階段的普及。
2.活動過程和步驟:
(1)編寫“光學相關實驗設計”模板。指導學生學習《高中物理實驗手冊》等專業書籍,在此基礎上,編寫“光污染相關實驗設計”模板:活動目標、概念與方法、材料準備、活動步驟、活動建議、活動拓展等,同時,設計一份樣稿《在微光中辨認顏色》。
(2)開展“光學相關實驗設計”。指導學生開展“光學相關實驗設計”,具體步驟有:
①創意征集:發動學生提出光學
相關實驗(及制作)設計的創意,組織人員從投稿的創意中精選可操作性較高的方案。
②方案編寫:制訂編寫計劃,并為課題組每一位學生分配編寫方案(草案),指導他們根據模板和樣稿的格式及要求進行方案編寫。
③實驗驗證:將課題組成員分成不同的小組,每組2人,以小組為單位對所編寫的方案進行實驗驗證。
(3)組織“光學相關實驗設計”比賽。面向全校師生組織開展“光學相關實驗設計”比賽,吸引對天文有興趣、樂于動手實踐的學生參加“在微光中辨認顏色”“彗星為什么長尾巴”“簡易望遠鏡制作”等比賽,并評優頒獎。
(4)舉辦“光學相關實驗設計”科普活動。面向錫天聯成員學校、無錫市少年宮及無錫地區其他中小學、幼兒園開展“光學相關實驗設計”科普活動,針對不同年齡階段的受眾舉辦光污染科普講座或科普游戲。
3.活動效果及呈現方式:
學生編寫的“光學相關實驗設計”將被編入校本教材《中小學生天文學習指南3》,這是一本專門介紹天文相關科普實驗及科技制作的教材,受眾定位為中小學天好者及天文指導教師。
上述科普實驗及科技制作被引入天文社“宇宙意識”少兒天文科普項目及“天文全球化”社區天文科普項目,作為寓教于樂的教學素材向少年兒童及社區的天好者推廣。
(三)主題活動三:星空光害旅行團(觀測實踐)
1.選題背景及意義:
對業余天好者來說,觀星是極大的樂趣所在。然而,嚴重的光污染正將燦爛的星空從我們身邊
奪走。
為便于普通學生及其他業余天好者通過對比觀測,直觀地了解無錫各地的光污染情況,我們依托天一天文社組織的“天一觀星營”項目,開展了“星空光害旅行團”活動,帶領旅行團的團員們利用晚上的時間,去往錫城不同的地點,實地觀測、考察并對比分析星星的數目,從而普及光污染的防治意識、夜空光度的概念。
2.活動過程和步驟:
(1)編寫觀測方案。指導學生編寫觀測方案,使用最常見的目視極限星等法,即通過肉眼能觀察到的最暗星等來進行估算:選擇2個或2個以上地平高度大于40°的定標天區,數出該天區內能觀察到的恒星數目,與國際流星組織提供的表格對應來確定極限星等。同時,為便于零天文基礎的團員參與,我們設計了簡易觀測法,請同學們觀測標志性星座所在天區的恒星數量,來比較不同地點的光污染程度。
(2)開展觀測實踐。帶領旅行團的團員們利用晚上的時間,去往無錫城不同的地點,實地觀測、考察并對比分析星星的數目。具體觀測過的地點有太湖廣場、馨和苑廣場、天一中學、斗山、保利廣場、崇安寺廣場、南禪寺廣場、安鎮高鐵新城、太湖十八灣等。(見圖9、圖10)
3.活動效果及呈現方式:
通過“星空光害旅行團”活動,結識了一批無錫地區的成年及未成年業余天好者。以此為抓手,天一天文社發起成立了“無錫市業余天
好者協會”QQ群。以此活動為素材撰寫的《星星都去哪兒了》發表在《天好者》雜志2016年第2期。
(四)主題活動四:光污染攝影大賽(文化藝術)
1.選題背景及意義:
為推動公眾思考光污染在無錫及其所在社區的狀況,讓公眾參與光污染活動,我們發起了“光污染攝影大賽”活動。邀請公眾使用攝影設備捕捉各種光污染的畫面,從而了解及思考無錫地區乃至全世界日益嚴重的光污染問題。比賽主題分為:光污染與生態、光污染與健康、光污染與能源、光污染的分布、光污染的來源等。評選標準主要有:攝影照片視覺美感、作品說明表達技巧、光污染意涵、手法創意等。
2.活動過程和步驟:
指導學生起草“光污染攝影大賽章程”,包括組織單位、大賽目的、比賽主題、參賽資格、參賽設備、照片格式、相關權益、比賽日程、評選規則等。
章程起草完畢后,通過錫天聯官網、錫天聯微信公眾號(AUWS2015)、無錫市業余天好者協會QQ群(91462404)、牧夫天文論壇無錫天協專版等渠道向外比賽信息。
投稿截止后,組織專家對作品進行評審,并舉辦頒獎儀式。
3.活動效果及呈現方式:
通過光污染攝影比賽,一方面間接了解了無錫地區光污染的來源、分布情況,另一方面,在公眾中對光污染進行了有效的宣傳與普及。光污染攝影作品還被制作成海報,用于專題展覽。
七、活動可能出現的問題及解決預案
1.項目研究中的技術問題:
考慮到光污染問題在大陸地區的研究仍處于起步階段,即便在世界范圍內也未引起足夠的重視,我們在開展夜空光度測量時會遇到各種各樣的技術問題。對此我們的解決方案主要是:
(1)開題報告與測量指南兩個指
導性文件必須花大力氣保證質量,保證指導性和可操作性。
(2)爭取學校在測光儀采購上的
支持,以及年級組、班主任在學生活動時間上的支持。
(3)遇到實在難以解決的技術問題,請教中科院紫金山天文臺等相關研究機構。
2.科普實驗中的素材問題:
中學生的專業知識儲備畢竟是有限的,對生活的觀察能力也仍有待提高,這直接導致了科普實驗素材的缺乏。對此我們的解決方案主要是:
(1)大量、深度閱讀中小學階段及國外的實驗手冊,學習實驗編寫的一般結構,積累與光學相關的實驗和科技制作素材。
(2)通過天文科普書籍和天文歷
史故事,尋求實驗和科技制作素材。
(3)面向全校發起光污染相關實
驗和科技制作素材的征集活動。
3.觀測實踐中的安全問題:
夜間開展天文觀測實踐活動遇到的最大挑戰是人身與財產安全問題,很多學生、家長或教師不支持天文活動也主要是對此有深深的顧慮。對此我們的解決方案主要是:
(1)與參加活動的學生簽訂合同,
并要求學校同意、學生簽字、家長簽字。
(2)統一、強制購買意外險,分擔風險。
(3)與有資質、口碑好的旅行社合作,聯系包車或食宿。
(4)對每一個觀測地點進行事先
的實地探訪,確保觀測地的安全性,遠離陡坡與水體。
4.攝影大賽中的發動問題:
攝影大賽看似簡單,就是摁一下快門的事。但真正要發動公眾參加,激發大家的熱情卻并不是一件簡單的事。對此我們的解決方案主要是:
(1)通過錫天聯成員學校的天文
指導教師,發動學生中的天好者參賽。
(2)通過官網、微信公眾號、QQ群等網絡平臺推送攝影大賽比賽通知。
(3)積極聯系贊助,為獲獎選手準備證書、獎杯及獎品。
八、效果評價標準與方式
在評價的過程中,堅持“主體多元”“方式多樣”“向度多維”等原則。
1.主體多元:
在活動過程中,要求學生首先進行自評和互評,不同組別之間也可以進行他評。這有利于加深學生對評價標準的認識與理解,可以促進學生自我反思和自我發展。教師在此基礎上,對學生自評、互評及他評進行再評價,保證了評價的指導性。
2.方式多樣:
在活動過程中,靈活運用即時評價與延時評價。即時評價有利于表揚先進,糾正缺陷;延時評價則體現了尊重、關愛與期待。此外,還將口頭評價與書面評價,一次評價與多次評價,診斷性評價、過程性評價與終結性評價等多樣化的評價方式相結合,以保護學生的積極性,強化學生的成就感。
3.向度多維: