户外LED显示屏规划优化研究——以长沙主城区为例

王利刚 李 畅

长沙市规划勘测勘测设计研究院 湖南 长沙 410000

随着城市化进程与信息化社会的发展，LED显示屏设施在城市户外公共空间得到广泛应用。通常LED显示屏的面积、所设置点的人流量、人口密集度，是投资者所最为关心的。而LED显示屏对公共空间的营造与室外物理环境的影响则通常被忽视。随着城市户外LED显示屏设置的数量增加，城市商业氛围繁荣的同时户外LED显示屏产生的负面问题也突显出来——“光污染”。虽然住房和城乡建设部在2008年和2010年分别发布了《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T163-2008）、《城市户外广告设施技术规范》（CJJ149-2010），但不是专门针对LED显示屏的。从目前来看，还缺乏专门针对户外LED显示屏设置的国家标准规范。如何通过定量分析来评价户外LED显示屏对室外物理环境的影响是这一研究中的重点。

1.城市空间与户外LED显示屏

城市户外LED显示屏由于处于城市公共开放空间中，所产生的光照属于城市户外光环境的一部分。特别是在夜间，由于背景亮度和环境亮度的变化，对比度增大，人们对其表面亮度感知更高。这种状态所造成的结果是视觉刺烈，负面影响比白天突出，构成了新的“光污染”。通常光污染指的是，建筑物的玻璃幕墙的强烈反射光对周围建筑的不利影响，包括人的视力受损，增加室内温度，影响正常生活。对于LED显示屏的光照控制以及光污染防治，我国目前并没有专门的监测方法、评价指标或技术标准。因此，亟待建立对城市户外LED显示屏的综合评价方法，从而进行配置优化。

2.城市户外LED显示屏综合评价体系的构建

2.1 城市户外LED显示屏评价指标研究

在城市户外LED显示屏的光环境以及照度标准方面，国内外已出台了控制标准。CIE国际照明委员会的城区照明指南技术报告针对户外广告照明的最大亮度值提出了推荐值和相应的限制要求。中华人民共和国行业标准《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163-2008）和地方规范更为细致，对不同环境下、不同面积广告标识照明平均亮度最大允许值均做出了规定（表1）。

表1 户外LED显示屏相关规范照度规定对比研究

2.2 城市户外LED显示屏综合评价体系

城市户外LED显示屏综合评价体系（图1）应包括对户外LED显示屏实体配置和光环境影响两方面影响的评价。LED显示屏的单块面积与空间位置布局是影响公共开放空间的主要因素，在同一空间内LED显示屏的面积大小、空间位置（包括高度）对人的视觉、心理有着不同的影响。在光环境方面，首先需要对LED显示屏的表面亮度进行检测，其次是不同时段的背景亮度，尤其是夜晚表面亮度与背景亮度的差异所构成的亮度对比对公共开放空间的环境质量影响较大。同时，我们认为环境亮度平均值也是考察城市户外LED显示屏光环境影响的重要指标。在这样的基础上，城市户外LED显示屏综合评价才能保证是合理、可行的。

图1 城市户外LED显示屏综合评价体系

3.实例研究

本研究对长沙市东塘、黄兴路步行街、火车站等区域的户外LED显示屏亮度与设置现状进行的调研和实地测量。由于这些区域户外显示屏数量多、规格较大，且人流、车流集中，针对这一区域的户外LED显示屏的表面亮度、背景亮度、环境亮度进行定量的光环境指标实测具有一定的实际意义。

3.1 实测对象选取的考虑因素

测量实验对象的选择是根据对户外LED显示屏的设置现状来进行的，主要考虑设置空间布局因素与空间位置因素两方面。户外LED显示屏的设置空间布局一般有位于商业广场或步行街、位于道路两侧（平行或垂直于道路两侧）和位于道路交会区（“丁”字型交会区、“十”字型交会区及多条道路交会区）。户外LED显示屏设置空间位置主要分为5类，即位于多层或高层裙楼楼身、位于多层或高层裙楼顶部、高层底部、高层楼身、高层顶部。因此，实测选择的对象需要涵盖以上两方面的因素。

3.2 实测数据

通过对长沙市户外LED显示屏进行一次全面统计后选取了最具代表性的4块LED显示屏作为本次实验的实测研究对象，实验选定测量距离为30米，测量仪器高度固定在1.5米。实测数据统计如表2所示。

表2 长沙市户外LED显示屏测量数据统计

3.3 数据分析及优化建议

LED显示屏最大亮度与最小亮度的差值反应LED显示屏的画面变化幅度，幅度越大给人的视觉刺激越大，容易引起市民的焦虑情绪。长沙现状LED显示屏中白天最大表面亮度与最小表面亮度差值最大的达到4398 cd/m2，最小差值也有886 cd/m2。平均亮度与环境亮度的比值，会影响人对亮度强弱的感觉，比值越高，越容易使人产生视觉眩光。以司门口两块LED显示屏的夜间照明为例，司门口南面的显示屏亮度为89cd/m2，北侧的LED显示屏亮度高达1800cd/m2，南面的LED显示屏与周边环境亮度相当，对比和谐，北门LED显示屏亮度对比强烈，眩光严重。

4.结论

通过分析可以看出，户外LED显示屏的光污染主要来源于自身亮度的变化速度以及与周边环境的亮度对比，并由此总结出控制户外LED显示屏光污染的几个主要措施。

第一，降低LED的画面切换速度，减弱画面对比度，建议每个视频画面的播放时间应当大于5秒，画面切换应采取慢转换方式。

第二，夜间的环境亮度较低，LED显示屏亮度应相应降低，针对长沙不同区域环境特点对户外LED显示屏设置进行分区，主要分为适度设置区、控制设置区、禁止设置区，适度设置区建议平均亮度控制500-1000cd/m2之间，控制设置区建议平均亮度控制在500 cd/m2以下。

第三，降低区域环境内LED显示屏总量，实验证明LED显示屏对环境亮度提升效果明显，同一区域内LED显示屏越多，环境亮度也越高，为了达到强调效果，容易引起恶性循环。建议一块LED显示屏周边一百米范围内不再设置LED显示屏，一条商业街内，LED显示屏数量不超过5块。

第四，由于夜间LED显示屏亮度远高于周边的环境光，所以居住区附近不得设置LED显示屏，避免对市民正常作息的影响。