建筑玻璃幕墻光反射影響分析標準探討

徐 杰

上海市環境保護事業發展有限公司

0 引言

近年來，建筑玻璃幕墻光反射對環境的影響受到日益關注，上海、杭州、深圳等地相繼出臺了管理規定，以控制這一問題。2015年，《玻璃幕墻光熱性能》（GB/T18091-2015）發布，標志著國家層面開始關注玻璃幕墻光反射問題。要對建筑玻璃幕墻反射光的環境影響進行控制，就需對其進行定量分析，而定量分析的前提，則是需要有相應的分析標準。

目前，相關的分析標準主要有兩個：《建筑玻璃幕墻光反射影響分析報告編制要求》（滬環保評〔2015〕522號文附件1）（以下簡稱“上海市標準”）和《玻璃幕墻光熱性能》（GB/T18091-2015）（以下簡稱“國家標準”）。

1 兩個標準的比較

1)分析范圍

分析范圍的合理確定對光反射影響分析工作的開展非常重要。范圍大，則對周邊受體的分析更全面，但工作量也相應增加；反之，則可能遺漏部分可能受影響的受體，導致分析不全面。

上海市標準分析范圍的規定是：當幕墻玻璃全部為豎直時，為建筑外墻向外至建筑物高度5倍距離的范圍，其他情況為不小于建筑物高度的5倍。

國家標準則未有明確規定。

2)分析對象

分析對象即為反射光的影響受體，上海市標準與國家標準對分析對象的規定見表1。

表1 分析對象對比

由表1可知，兩個標準對分析對象的規定基本一致，但上海市標準范圍略廣，包括養老院、除幼兒園及中小學外的大專院校。

3)對建筑造成影響的判定參數

對建筑造成影響的判定參數包括：反射光與視線的夾角；反射光亮度；影響時長。

(1)反射光與視線的夾角

由于反射光在空氣中為直線傳播，具有唯一的方向性，因此，反射光與視線的夾角是受體是否受到影響的首要條件。參考相關資料，人對眩光的感覺和反射光與視線的夾角成反比，見表2。

表2 反射光與視線的夾角和眩光感覺的關系

上海市標準將反射光與視線的夾角分為三個區間：15°以下、15°～30°和30°以上。前兩個區間根據反射光的強度再劃分為強影響、輕微影響和可接受三種程度，最后一個區間則直接將影響程度判定為可接受，這與造成中等以上眩光的角度范圍是較為吻合的。

國家標準重點關注45°以下夾角可能造成的影響，是與人感覺微弱眩光的范圍一致的。

因此，在反射光與視線夾角這一因素上，國家標準要嚴格于上海市標準。

(2)反射光亮度

反射光亮度也是判定對受體影響程度的關鍵因素。根據資料，當反射光亮度達到8 000 cd/m2時，人將有受到明顯影響的感覺；當亮度為6 000 cd/m2時，人有受到影響的感覺；當亮度為4 000 cd/m2時，人有受到輕微影響的感覺；當亮度為2 000 cd/m2時，則基本沒有感覺。

上海市標準：當反射光與視線夾角小于15°、亮度小于1 500 cd/m2時，影響程度為可接受；亮度為1 500～2 000 cd/m2時，為輕微影響；亮度大于等于2 000 cd/m2時，為強影響。當反射光與視線夾角為15°～30°、亮度小于2 000 cd/m2時，影響程度為可接受；亮度為2 000～4 000 cd/m2時，為輕微影響；亮度大于等于4 000 cd/m2時，為強影響。由此可見，上海市標準對反射光亮度的規定與造成輕微影響感覺的亮度是一致的，且對反射光與視線夾角較小的情況，對亮度作了更為嚴格的要求。

國家標準未對反射光亮度作具體規定，僅對玻璃的可見光反射比作了規定，以達到間接控制亮度的目的。

(3)影響時長

一般而言，環境影響存在時間積累問題，即當影響持續一段時間后，才會顯現真正的影響。

上海市標準未設置影響時長這一參數，即未考慮時間累積因素。但根據其對計算精度應精確至1 min的要求，可理解為影響程度只要達1 min，即判定為出現了影響程度。

國家標準則規定反射光在建筑窗臺面上連續滯留時間不應超過30 min，相較于上海市標準則寬泛很多。

4)對道路造成影響的判定參數

上海市標準對道路造成影響的判定參數為反射光與視線的夾角和反射光亮度兩個參數，國家標準為反射光與視線的夾角和連續受影響的行車距離（可間接反映為連續受影響的時長）。因此，兩個標準對道路造成影響的判定參數和對建筑的判定參數相同。

道岔鋪設階段的工程質量與技術方法，是影響鐵路道岔質量與道岔設備后續維修保養工作的重要因素。在道岔鋪設階段，道岔現場組裝的尺寸以毫米為精度單位，其對技術與工程質量的要求極高。同時，道岔功能的實現要求其結構設計中包含了轍叉、轉轍等較為復雜的結構，對這些部分進行鋪設時若不能采取科學有效的固定和鋪設技術手段，將會使道岔結構整體的高度和方向受到不良影響，進而導致列車運行的安全性和穩定性無法得到有力保障。

2 兩個標準中存在的問題及建議

1)分析范圍確定不合理

上海市標準以建筑物高度作為基數進行計算存在不合理之處，即當建筑物高度與玻璃幕墻高度不一致時，會造成分析范圍與實際可能影響范圍存在偏差。如在對一幢超高層建筑改造項目中，僅對裙房外立面進行改造，卻仍以整幢建筑的高度計算分析范圍，則比實際的影響范圍大百倍，徒增了大量工作量。

國家標準未明確分析范圍，使分析缺乏依據，無法有效指導實際工作。

其實，分析范圍即為可能產生影響的最大范圍，可在最不利的情況下，即不考慮對太陽光和反射光的任何遮擋，通過初步建模得出一個最大的可能影響范圍，即為分析范圍。如此，對后續工作具有較好的指導意義，使分析更具有針對性。

2)影響受體的特點未考慮

反射光的直接影響受體為建筑和道路，但真正受影響的是建筑內的人和道路上行駛的駕駛員，而非建筑或道路本身。因此，僅考慮反射光與窗戶法線的夾角會存在一些問題。如在學校、醫院住院樓等，學生上課、住院床位的視線方向一般與窗戶的法線方向垂直，此時如再考慮反射光與窗戶法線方向的夾角，則會出現夾角越大，則與視線夾角越小，影響越大的情況，反之亦然。因此，應根據不同受體的特點來具體分析影響情況。

3)反射光的衰減未考慮

反射光在空氣中傳播時，其亮度會發生衰減，但兩個標準均未考慮這一因素。反射光在空氣中的衰減主要包括距離衰減和散射衰減兩種。

距離衰減主要與反射面的形狀及受體與反射面的距離有關。由于太陽光為平行光，因此，當反射面為平面時，不會發生距離衰減；當反射面為圓弧面時，反射光的強度與到圓心的距離成反比，見式1；當反射面為球面時，反射光的強度與到球心的距離的平方成反比，見式2。

其中：B-影響受體處的反射光強度

B0-玻璃幕墻處的反射光強度

R-玻璃幕墻半徑

L-影響受體與玻璃幕墻的距離

散射衰減是由于空氣中存在的水汽、空氣分子和微粒使反射光發生散射而形成的。但一般而言，受反射光影響的范圍較近，散射衰減較少，可忽略。

4)反射光的疊加未考慮

由于同一受體可能會受到不同建筑、同一建筑不同單體或某些特殊形狀的玻璃幕墻反射光的影響，因此，在分析其受到的影響時有必要考慮反射光的疊加影響，但兩個標準中均未考慮這一因素。

由于反射光具有明確的方向，因此，無法將來自不同方向的反射光亮度、影響時長直接進行加和計算，但應在疊加時充分考慮這一關鍵因素。由于受體的視線在同一時間只能朝一個方向，因此，可只考慮夾角在一定范圍內的疊加影響。根據反射光與視線的夾角和眩光感覺的關系，可重點考慮夾角在15°以內的疊加影響，但如何計算，仍需進一步研究。

5)影響時長設定不合理

由于真正受影響的是敏感目標中的人，因此，影響時長實際上反映的是人受影響的概率，即影響時間越長，受影響的概率越高，反之概率越低。

上海市標準將影響時長達1 min即判定為產生影響過于嚴格，而國家標準影響時長不應超過30 min則相對寬松。在定義影響時長時，應考慮單次連續影響時長、日累計影響時長及年累計影響時長，以充分反映反射光對人造成影響的概率。

3 結語

建筑玻璃幕墻光反射影響分析工作是一個受到越來越多關注的領域，分析標準的建立對其至關重要。目前的上海市標準和國家標準為此作出了積極的嘗試，為大力推進這項工作的開展作出了努力。但不可否認的是，這些標準還存在如分析范圍確定不合理，影響受體的特點、反射光的衰減、反射光的疊加未考慮，影響時長設定不合理等問題，需進一步完善和提升，使標準更為科學、更好地發揮作用。