Как уменьшить загрязнение воздуха от осветительных установок аэропорта

Растущая проблема загрязнения воздуха в аэропортах

Аэропорты являются важной инфраструктурой для современных перевозок, но их системы освещения все чаще подвергаются тщательному изучению за их воздействие на окружающую среду. Световое загрязнение от установок освещения аэропортов влияет не только на непосредственную близость, но и выходит далеко за пределы аэропортов, влияя на экосистемы, здоровье человека и видимость ночного неба. Авиационная промышленность несет ответственность за решение этих проблем, сохраняя строгие стандарты безопасности, которые регулируют работу аэропорта. Поиск правильного баланса между эксплуатационными требованиями и экологическим управлением достижим благодаря продуманному дизайну, современным технологиям и сотрудничеству с сообществом.

Федеральное управление гражданской авиации (FAA) и Международная организация гражданской авиации (ICAO) разработали руководящие принципы для освещения аэропортов, но эти стандарты в первую очередь ориентированы на безопасность и видимость. По мере того, как сообщества становятся более осведомленными о проблемах светового загрязнения, аэропорты испытывают растущее давление, чтобы принять меры, которые уменьшают ненужное излучение света без ущерба для безопасности пилотов или операционной эффективности. В этой статье рассматриваются источники и последствия светового загрязнения аэропортов и представлены действенные стратегии для смягчения последствий.

Понимание легкого загрязнения из аэропортов

Световое загрязнение проявляется в нескольких формах, и аэропорты способствуют всем им: светофор (освещение ночного неба над населенными районами), блики (чрезмерная яркость, которая вызывает визуальный дискомфорт), проникновение света (свет, проливающийся в районы, где он не нужен) и беспорядок (чрезмерные группировки огней, которые вызывают путаницу). Установки освещения аэропорта особенно проблематичны, потому что они предназначены для высокой видимости с воздуха и земли, работая в течение ночи с небольшими изменениями.

Ключевые источники светового загрязнения аэропорта включают в себя фонари на передних кромках взлетно-посадочной полосы, указатели наведения рулежных дорожек, системы подъездного освещения, прожекторы перрона, освещение здания терминала, освещение стоянки и освещение зоны обслуживания. Каждый из этих источников имеет специфические характеристики, которые определяют его вклад в световое загрязнение, и каждый из них требует индивидуального подхода к смягчению последствий. Например, системы освещения на подъездных путях, как правило, очень яркие и направлены вверх, чтобы направлять пилотов во время посадки, что делает их значительным источником светового сигнала. Огни на передних кромках взлетно-посадочной полосы, хотя и направлены вниз, многочисленны и могут производить значительный разлив света, если не защищены должным образом.

Виды светового загрязнения в аэропортах

• Скайглово вызвано светом, который отражается или рассеивается в атмосферу, создавая купол света над аэропортом и окружающей средой.Это самая распространенная форма светового загрязнения и может быть обнаружена за мили.
• Свет от ярких, неэкранированных огней может временно ослепить или доставить дискомфорт пилотам, наземному экипажу и близлежащим жителям, создавая как проблемы безопасности, так и качества жизни.
• Переход света происходит, когда освещение аэропорта распространяется на прилегающие жилые, сельскохозяйственные или природные районы, нарушая режим сна и поведение диких животных.
• Загромождаемый свет от плохо организованного или чрезмерно избыточного освещения может создать путаницу для пилотов и авиадиспетчеров, особенно во время сложных операций на рулежных дорожках.

Последствия легкого загрязнения аэропортов

Влияние светового загрязнения в аэропортах выходит далеко за рамки простого раздражения. Научные исследования документально подтвердили значительные экологические, медицинские и астрономические последствия, которые требуют серьезного внимания со стороны операторов аэропортов и регулирующих органов. Понимание этих воздействий обеспечивает мотивацию для реализации стратегий смягчения последствий и помогает создать обоснование для инвестиций в лучшие системы освещения.

Экологический сбой

Искусственный свет ночью (ALAN) оказывает глубокое влияние на дикую природу, особенно на перелетных птиц, насекомых и ночных млекопитающих. National Geographic задокументировал, как перелетные птицы становятся дезориентированными при освещении аэропортов, сталкиваясь со структурами или кружа до истощения. Корифеи морских черепах, которые полагаются на естественные световые сигналы для поиска океана, привлекаются внутрь страны яркими огнями аэропортов в прибрежных регионах. Насекомые, основа многих пищевых сетей, привлекаются к огням в большом количестве, истощая местные популяции и нарушая опыление и отношения хищника и жертвы.

Аэропорты, расположенные вблизи чувствительных мест обитания, таких как водно-болотные угодья, прибрежные зоны или природные заповедники, сталкиваются с особым вниманием.Кумулятивный эффект нескольких источников освещения в аэропортах может фрагментировать места обитания, изменять поведение в отношении кормления и размножения и уменьшать биоразнообразие. В некоторых случаях аэропорты были обязаны модифицировать свои системы освещения для соответствия оценкам воздействия на окружающую среду.

Воздействие на здоровье человека

Воздействие искусственного света ночью нарушает циркадный ритм человека, внутренние биологические часы, которые регулируют циклы сна-бодрствования, высвобождение гормонов и другие физиологические процессы. Исследования, опубликованные в журнале клинической эндокринологии и ампер; Метаболизм , связывают воздействие ночного света с повышенным риском нарушений сна, депрессии, ожирения, диабета и некоторых форм рака. Жители, живущие вблизи аэропортов, часто сообщают о трудностях засыпания, часто пробуждения в течение ночи и испытывают снижение качества сна из-за нарушения света из аэропортовых сооружений. Синий свет, излучаемый светодиодными светильниками, особенно проблематичен, потому что он подавляет выработку мелатонина более эффективно, чем теплый свет.

Астрономическая интерференция

Для профессиональных и любительских астрономов световое загрязнение аэропортов представляет собой существенное препятствие. Скайглов из аэропортов может ухудшить качество наблюдений в обсерваториях, расположенных за десятки или даже сотни миль. Международная ассоциация темного неба (IDA) обозначила несколько заповедников темного неба, которые требуют сотрудничества из близлежащих аэропортов для ограничения световых выбросов. Даже для широкой публики потеря естественной темноты уменьшает культурный и эстетический опыт ночного неба, отключая людей от их естественной среды.

Нормативно-правовые рамки и стандарты

Для борьбы с легким загрязнением в аэропортах требуется навигация по сложной нормативной базе, которая включает международные стандарты, национальные правила и местные постановления. Понимание этой структуры имеет важное значение для разработки соответствующих и эффективных стратегий смягчения последствий.

Приложение 14, том I, устанавливает международные стандарты для освещения аэродромов, определяя требования к интенсивности, цвету и конфигурации различных систем освещения. Консультативные циркуляры FAA предоставляют подробные рекомендации для аэропортов США, включая спецификации для освещения взлетно-посадочной полосы и рулежных дорожек, которые отдают приоритет безопасности и видимости. Однако эти стандарты явно не касаются светового загрязнения, создавая пробел, который операторы аэропортов и производители освещения должны заполнять добровольными передовыми методами и инновационными вариантами дизайна. Некоторые страны и муниципалитеты приняли постановления о ночном освещении, которые применяются к аэропортам, вводя комендантский час, требования к экранированию или ограничения яркости.

В Европе Европейская комиссия профинансировала исследовательские проекты, такие как проект Horizon 2020, который изучает воздействие освещения аэропортов на окружающую среду и предлагает меры по смягчению последствий. Эти инициативы помогают создать базу знаний, которая может информировать будущие обновления нормативных актов и отраслевые стандарты. По мере роста доказательной базы, вероятно, регуляторы начнут включать критерии светового загрязнения в свои требования, делая раннее принятие лучших практик стратегическим преимуществом для перспективных аэропортов.

Стратегии по сокращению легкого загрязнения

Сокращение светового загрязнения от осветительных установок в аэропортах не требует жертвования безопасностью или эффективностью эксплуатации. Во многих случаях более совершенный дизайн и современные технологии могут одновременно улучшить оба результата. Следующие стратегии представляют собой проверенные подходы, которые могут реализовать аэропорты всех размеров.

Светильник Shield and Fully Cutoff

Установка экранированных светильников, направляющих свет вниз и предотвращающих излучение вверх или вбок, является одним из наиболее эффективных способов уменьшения светового свечения и светового трезвого прохода. Полностью отсечные светильники, которые не излучают свет выше 90 градусов от вертикали, должны быть стандартом для всех неавиационных осветительных приборов в аэропортах, включая парковки, зоны обслуживания и подходы к терминалам. Для освещения в воздухе частичная защита, которая не мешает требуемым моделям видимости, все еще может обеспечить существенное сокращение разлива света. Современные конструкции щитов используют прецизионную оптику для доставки света именно там, где это необходимо, устраняя отходы и улучшая видимость для наземных экипажей.

Адаптивные и димминговые системы

Операции в аэропортах резко различаются в течение дня, но многие системы освещения работают с полной интенсивностью круглосуточно. Адаптивные системы освещения используют датчики, данные о погоде и информацию о воздушном движении для регулирования уровней освещения в режиме реального времени. Светофор взлетно-посадочной полосы и рулежных дорожек может быть затемнен в периоды низкого трафика, хорошей погоды или когда действуют правила визуального полета. Прожекторы могут быть активированы движением или запланированы для снижения выходной мощности в спокойные периоды. Эти системы не только уменьшают световое загрязнение, но и генерируют значительную экономию энергии, как правило, достигая 30-60 % снижения потребления энергии освещения.

Соображения по внедрению адаптивных систем

• Интеграция с управлением воздушным движением: Корректировка освещения должна согласовываться с ATC, чтобы гарантировать, что изменения не создают путаницы или рисков безопасности для прибывающих и вылетающих самолетов.
• Градуальные переходы: Резкие изменения уровней освещения могут дезориентировать. Системы должны осуществлять плавные, постепенные переходы, которые едва заметны пилотам и наземному персоналу.
• Компенсация погоды: Адаптивные системы должны автоматически повышать уровень освещения в условиях тумана, дождя или низкой видимости и тусклыми, когда условия благоприятны.
• Контроллеры башни и операторы аэропортов должны сохранять возможность отменять автоматизированные системы в любое время по соображениям безопасности или во время чрезвычайных операций.

LED-ретрофиты и управление цветовой температурой

Светодиодное освещение предлагает множество преимуществ для снижения светового загрязнения по сравнению с традиционными металлогалогенидными, натриевыми или флуоресцентными светильниками высокого давления. Светодиоды имеют высокую направленность, что облегчает управление там, где идет свет. Они диммируемы и совместимы с адаптивными системами управления. Важно отметить, что светодиоды доступны в диапазоне цветовых температур, от теплого янтаря (около 2700K) до холодного синего (5000K и выше). Использование тепло-белых или янтарных светодиодов снижает излучение синего света, что является длиной волны, наиболее ответственной за подавление мелатонина и рассеяние скайфлота. Многие аэропорты в настоящее время стандартизируют на 3000K или более низких светильниках для всех неавиационных применений, а некоторые изучают янтарные светодиоды узкого спектра для использования на воздухе.

Уменьшение уровня освещенности до минимально необходимых стандартов

Стандарты освещения аэропортов определяют минимальные уровни освещения для обеспечения безопасности, но операторы иногда превышают эти требования по привычке или ошибочному убеждению, что более яркое освещение является более безопасным. Проведение комплексного аудита освещения для проверки того, что все освещение соответствует, но не превышает применимые стандарты, является простым, недорогим способом снижения светового загрязнения. Для некоторых применений, таких как маркеры кромки рулежной дорожки, светоотражающие материалы могут дополнять или заменять активное освещение в целом, уменьшая как световое загрязнение, так и потребление энергии.

Проектирование и планирование

Реагирование на световое загрязнение наиболее эффективно при интеграции в процесс проектирования с самого начала. Возможна модернизация существующих установок для уменьшения светового загрязнения, но часто более дорогостоящая и менее эффективная, чем проектирование для низкого воздействия с самого начала. Следующие принципы проектирования должны направлять новые проекты освещения аэропортов и крупные модернизации.

Осветительное зонирование и размещение

Аэропорты должны развивать внутренние зоны освещения, которые определяют различные ограничения для разных районов на основе близости к чувствительным рецепторам, таким как жилые кварталы, места обитания диких животных и астрономические обсерватории.Осветление периметра должно быть расположено и направлено внутрь, чтобы содержать свет в границах аэропорта.Буферные зоны с пониженным освещением могут быть установлены вокруг периметра аэропорта, чтобы создать постепенные переходы между операциями аэропорта и окружающими районами.Тщательное размещение приспособлений относительно местности, растительности и зданий также может уменьшить рассеяние света.

Сроки и расписание

Не все освещение в аэропортах должно работать всю ночь. Сроки и расписания могут отключать или тусклое освещение для закрытых терминалов, закрытых залов, парковочных мест и грузовых объектов в течение ночных периодов. Даже стратегическое сокращение освещения в течение часов с 10 вечера до 6 утра может существенно уменьшить общее световое загрязнение. Аэропорты должны разрабатывать графики освещения, которые соответствуют фактическому рабочему спросу, а не только стандартным операционным предположениям.

Материальные и поверхностные соображения

Поверхности, по которым попадает свет, также влияют на световое загрязнение. Светоотражающие поверхности увеличивают рассеяние света, в то время как более темные поверхности поглощают больше света. Растительность может использоваться в качестве естественного светового барьера, при этом деревья и кустарники высаживаются вдоль границ аэропорта для поглощения и блокирования разлива света. Поверхности зданий могут быть спроектированы с материалами с низким коэффициентом отражения или углов для отражения света вниз, а не наружу.

Тематические исследования и лучшие практики

Аэропорты по всему миру демонстрируют, что значительное сокращение светового загрязнения достижимо без ущерба для безопасности или эксплуатации. Эти примеры дают ценные уроки для других объектов, рассматривающих возможность аналогичной модернизации.

Аэропорт Цюриха, Швейцария внедрил комплексную систему управления освещением, которая использует более 1000 индивидуально управляемых светодиодных светильников на аэродроме. Система регулирует уровни освещения в зависимости от условий видимости, объема трафика и времени суток, достигая 40% снижения потребления энергии и измеримого снижения светового сияния. Аэропорт также использует тепло-белые светодиоды (3000K) для всего периметра и освещения перрона, уменьшая излучение синего света.

В международном аэропорту Денвера, штат Колорадо установлены экранированные светильники полного среза для всех наземных стоянок и перешли на светодиодные светильники с регуляторами затемнения на аэродроме. В дизайне освещения аэропорта предусмотрены светоуменьшение световых перегородок на подходе и направленная оптика, которые минимизируют световое излучение вверх. Эти меры значительно уменьшили жалобы на нарушение светового прохода от соседних сообществ при сохранении видимости, необходимой для безопасных операций.

Лондонский городской аэропорт, Великобритания работает под строгими ограничениями ночного освещения в качестве условия разрешения на планирование. В аэропорту установлены адаптивные системы освещения, которые автоматически тускнеют при освещении аэродрома между 10 вечера и 6 утра, используют исключительно тепло-белые светодиоды для неавиационного освещения и защищают все ограждения периметра для предотвращения нарушения светового режима. Эти меры позволили аэропорту поддерживать хорошие отношения с густонаселенными районами, окружающими его.

Аэропорт Крайстчерч, Новая Зеландия, сотрудничал с местным астрономическим сообществом для разработки плана освещения, который защищает близлежащий заповедник темного неба. В аэропорту установлены низкоцветные светодиоды, используется прецизионная оптика для контроля распределения света и устранено несущественное освещение на аэродроме в ночное время. План служит моделью для аэропортов, расположенных вблизи заповедников темного неба и получил международное признание Международной ассоциации темного неба.