地铁车站玻璃幕墙光污染问题的研究

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地铁车站玻璃幕墙光污染问题的研究

王 南

（青岛市西海岸轨道交通有限公司，山东󰀃青岛󰀃26600）

摘 要：随着我国道路交通事业的快速发展，地铁车站玻璃幕墙形成的反射眩光成为新的污染源。文章基于地铁车站玻璃幕墙的光污染问题，分析了地铁车站玻璃幕墙建筑产生光污染的因素和地铁车站幕墙玻璃的构造，阐述了地铁车站玻璃幕墙光污染问题的解决途径。

关键词：地铁车站；玻璃幕墙；光污染；反射眩光中图分类号：U291.12；X50󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃1 地铁车站玻璃幕墙光污染问题概述

随着我国道路交通事业的快速发展，地铁车站玻璃幕墙形成的反射眩光成为新的污染源。地铁车站玻璃幕墙光污染是指可见光、红外线和紫外线等过量的光辐射对人类工作、生活环境带来的严重影响。

地铁车站建筑玻璃幕墙在设计选用镀膜玻璃和镜面玻璃时，在很多情况下选用了光反射率超过30～70%的不同材质和镜面形态的玻璃，使固有的物理形态自然光发生改变，致使人类物理觉察可靠性急剧降低，在交通驾驶中常使驾驶员产生镜像迷惑、瞬间眩晕、视野受阻的情况，给交通和行人安全带来巨大的安全隐患，导致交通安全事故的发生。对于那些具有聚光作用的地铁车站凹型玻璃幕墙，若其强烈的反射光线直射到可燃物或汽车油箱上，非常容易发生火灾、爆炸等恶性事故。及时解决地铁车站玻璃幕墙的光污染问题，具有重要的现实意义。

2 地铁车站玻璃幕墙产生光污染的因素

车站玻璃幕墙因以下因素会产生光污染：（1）地铁车站玻璃幕墙大面积运用了反射率较高的镜面金属板和镀膜镜面玻璃材质，在特定时间和采用南、西、西南光照朝向的情况下，形成强烈反射炫光。（2）采用凸、凹弧度造型的车站玻璃幕墙外墙，形成聚焦反射光线或发散反射光线。（3）人们的视线距离1.6m左右，视觉夹角小于±15°时，会因车站玻璃幕墙的位置、方向及高度形成的反射炫光，给视觉造成伤害。

3 地铁车站幕墙玻璃构造

定向反射光强度决定了幕墙玻璃反射光的影响程度，选用全透明玻璃使反射光强度减弱最为适宜。但因直接光线急剧增多的情况，室内温度迅速升高，会因空调制冷消耗大量能耗。当前有两种利用减弱反射光起节能、环保、降耗作用的幕墙玻璃构造形式。3.1 智能玻璃幕墙构造

智能玻璃幕墙构造是一种能根据自然环境变化，自动调节幕墙遮阳、保温、通风等功能效果的设备系统。这种智能玻璃幕墙构造也称为双层玻璃幕墙通风构造，它既能营造出舒适、宜人、健康的室内空间环境，又能起到降低能耗的作用。夏季可以去除大部分热辐射，冬季可以利用玻璃空气层，防止热能散失发挥保温层作用。

作者简介：王南（1985—），男，本科，工程师，研究方向：地铁工程施工项目管理。

󰀃󰀃文章编号：2096-27（2019）10-0021-02

3.2 光电玻璃幕墙构造

光电玻璃幕墙是运用幕墙系统、光电板系统组成的可以热能、太阳能和电能的一种新型的玻璃幕墙。该系统利用两种途径把太阳能转化为热能和电能。主要是借助介质膜镀层的透红外特性，通过吸热水管实现太阳能向热能的转化，还可以借助太阳能光伏发电系统实现太阳能向电能的转化。

采用这种构造的光电玻璃幕墙，具有发电装饰和隔热降噪等功能，是依据密封在双层钢化玻璃幕墙中的转换模板来达到能量转化的；以透明钢化平板玻璃为幕墙结构，防高温、低反射和高通过率的功能特点表现效果尤为突出，是应用于太阳能转换等装置的优秀环保材料，广泛应用于光电玻璃幕墙，能起到环保、节能、降耗，降低光污染的作用。

4 地铁车站玻璃幕墙光污染问题的解决途径

玻璃性能对玻璃幕墙具有重要作用，为防止地铁车站玻璃幕墙光污染，必须依据参数要求，选择采用特殊构造幕墙或科学选择具有防眩光功能类型的幕墙玻璃，以实现减少光污染的目标。

4.1 地铁车站玻璃幕墙建筑设计时，应注意玻璃幕墙朝向和方位

设计地铁玻璃幕墙，要根据反射光的影响规律和建筑特点，秉承环保理念、意识超前地考虑有害反射光的控制问题，要将地铁车站建筑的方位、朝向和建筑平面等因素考虑进去，有效减少光污染。

以下是根据玻璃幕墙建筑的不同方位、朝向和建筑平面进行的电脑演示实验结果，示意图如图1所示。

图1 各个朝向玻璃幕墙形态示意图

形成反射光的强弱、多少，是由玻璃幕墙墙面朝向的不同选择决定的。根据同等条件下的影响情况看：幕墙朝北眩光最少，只在夏至季节产生少量眩光；幕墙朝

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| 研究成果 | Research Findings

向为东偏南向30°或西偏南向30°时，玻璃幕墙面产生的反射眩光最多，全年受到的影响是北向产生炫光的18倍左右。

由模拟实验可知，不同朝向的玻璃幕墙产生反射眩光量的相对值也有所不同。实验结果如图2所示。

图2 不同朝向的玻璃幕墙产生反射眩光量的相对值

朝北旋转越多的玻璃幕墙，有害反射眩光产生的会

越少；南向旋转的玻璃幕墙，有害反射眩光的产生数量相对较多。玻璃幕墙立面方位的选择，必须按照不同朝向来区分考虑，应把东向到南向玻璃幕墙产生反射眩光的建筑集中区域作为重点来考虑。玻璃幕墙立面方位的选择，应减少或控制使用东向到南向的玻璃幕墙，若出现不可避免的情况，就必须将立面玻璃幕墙的使用面积降到最小的程度；由于北向到东（西）偏北60°之间朝向的玻璃幕墙产生眩光量最少，按这个朝向设置的幕墙墙面是最理想的选择。

4.2 设计时避免采用曲面幕墙来解决光污染问题

地铁车站玻璃幕墙建筑，设计时其外墙尽可能避免选择曲面镜面玻璃幕墙结构，以使临近街道、公路或小区，因外凸式幕墙发生光反射情况；而选择曲面内凹式幕墙，则可消除因反射光聚焦而造成火灾等严重后果。

地铁车站玻璃幕墙建筑平面形成不同形态反射眩光，通常包括平、凸、凹三种形式的平面。这三种平面形态对玻璃幕墙产生反射，形成汇聚的、平行的或分散的反射光，都将产生各自的影响。根据计算机模拟结果，幕墙立面朝向的不同，会导致不同的结果。对车站玻璃幕墙平面形态的设计，必须按照朝向进行科学设置。

玻璃幕墙朝南，凸形平面反射眩光量极力增大；玻璃幕墙朝北，凹形平面反射眩光量会降到最小。进行幕墙平面设计时，方向朝南平面要考虑建筑需求，适当对平面进行凹折处理，以使反射眩光的影响程度和范围降到最小。对于幕墙朝南的情况，对凸形平面玻璃幕墙的使用须严格加以。

对于玻璃幕墙朝东西方向的车站建筑，其凸、凹形平面形成反射眩光的影响范围都会大幅降低。设计东西向幕墙平面时，可按照需求合理对平面进行凸（凹）折处理，将弧度控制到最大的程度，以使反射眩光的影响程度降到最小。

综上所述，地铁车站玻璃幕墙平面形态设计的原则如表1所示。

4.3 沿街首层外墙避免采用大面积镜面玻璃幕墙

地铁幕墙临街建筑首层外墙，尽可能不采用镜面玻璃，以避免地铁车站玻璃幕墙产生强烈的反射眩光对交

2019年第10期

表1 玻璃幕墙平面形态设计原则

朝向凸形平面凹形平面

南向不宜采用

建议采用，控制凹形弧度，并讨论焦点

区域位置

东西向

建议采用，在适当条件建议采用，在适当条件下弧度较大为宜，下弧度较大为宜并讨论焦点区域位置

通或居家环境造成光污染现象。采用非镜面金属板、非镜面铝塑板、花岗石板或白色钢化中空玻璃为材料，是最理想的选择。

4.4 玻璃幕墙采用低反射率玻璃贴膜或智能玻璃

采用内表面贴有PET聚酯薄膜玻璃幕墙窗玻璃，既可以阻挡太阳紫外线辐射，又可以隔热节能、吸收有害光谱、调顺光谱视频，使50%以上的太阳强光被有效阻挡，进而避免反射眩光污染，营造出舒适、柔和的室内环境。

在建设生态中国的进程中，运用智能玻璃构造玻璃幕墙将是适应时代发展的必然趋势。智能玻璃的双层特殊构造，具有节能环保，调节光线，减少光污染等使用功能要求，在崇尚节能、环保、降耗的当今世界得到了快速发展。地铁车站玻璃幕墙采用低反射率玻璃贴膜或智能玻璃材料，是避免光污染的有效途径。4.5 采用光电玻璃幕墙

光电玻璃幕墙是利用太阳能的光伏发电幕墙。Low-E玻璃对红外线反射率高达98%，夏季可以有效阻止热辐射，避免热辐射直接透过的作用；冬季可以有效阻止热能外留，确保室内具有冬暖夏凉的效果；Low-E玻璃在辐射率低情况下，具有升温慢、吸热或放热少的特点；不同工艺的Low-E膜其太阳能透过量有所不同，遮阳系数范围广（0.2～0.7）是它显著的特点，这种Low-E玻璃可以满足不同气候环境地区的使用需要。地铁车站玻璃幕墙采用这种辐射低、污染少的LOW-E玻璃，对解决地铁车站玻璃幕墙光污染问题将起到越来越大作用。

5 结束语

地铁车站玻璃幕墙形成的反射眩光成为影响城市交通的新污染源。文章基于地铁车站玻璃幕墙的光污染问题，先分析了地铁车站玻璃幕墙建筑产生光污染的因素和地铁车站幕墙玻璃的构造，进而阐述了地铁车站玻璃幕墙光污染问题的解决途径。希望能有效控制或降低地铁车站玻璃幕墙建筑造成的光污染，对解决地铁车站玻璃幕墙光污染问题具有一定的参考价值。

参考文献：

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[D].上海:上海师范大学,2017.[2]杨侦.玻璃幕墙建筑反射眩光防控设计策略研究[D].天津:

天津大学,2017.[3]张玉明.铁路车站玻璃幕墙光污染问题的研究[J].铁道工

程学报,2008(9):84-87.