建筑玻璃幕墙光反射影响分析标准探讨

徐 杰

上海市环境保护事业发展有限公司

0 引言

近年来，建筑玻璃幕墙光反射对环境的影响受到日益关注，上海、杭州、深圳等地相继出台了管理规定，以控制这一问题。2015年，《玻璃幕墙光热性能》（GB/T18091-2015）发布，标志着国家层面开始关注玻璃幕墙光反射问题。要对建筑玻璃幕墙反射光的环境影响进行控制，就需对其进行定量分析，而定量分析的前提，则是需要有相应的分析标准。

目前，相关的分析标准主要有两个：《建筑玻璃幕墙光反射影响分析报告编制要求》（沪环保评〔2015〕522号文附件1）（以下简称“上海市标准”）和《玻璃幕墙光热性能》（GB/T18091-2015）（以下简称“国家标准”）。

1 两个标准的比较

1)分析范围

分析范围的合理确定对光反射影响分析工作的开展非常重要。范围大，则对周边受体的分析更全面，但工作量也相应增加；反之，则可能遗漏部分可能受影响的受体，导致分析不全面。

上海市标准分析范围的规定是：当幕墙玻璃全部为竖直时，为建筑外墙向外至建筑物高度5倍距离的范围，其他情况为不小于建筑物高度的5倍。

国家标准则未有明确规定。

2)分析对象

分析对象即为反射光的影响受体，上海市标准与国家标准对分析对象的规定见表1。

表1 分析对象对比

由表1可知，两个标准对分析对象的规定基本一致，但上海市标准范围略广，包括养老院、除幼儿园及中小学外的大专院校。

3)对建筑造成影响的判定参数

对建筑造成影响的判定参数包括：反射光与视线的夹角；反射光亮度；影响时长。

(1)反射光与视线的夹角

由于反射光在空气中为直线传播，具有唯一的方向性，因此，反射光与视线的夹角是受体是否受到影响的首要条件。参考相关资料，人对眩光的感觉和反射光与视线的夹角成反比，见表2。

表2 反射光与视线的夹角和眩光感觉的关系

上海市标准将反射光与视线的夹角分为三个区间：15°以下、15°～30°和30°以上。前两个区间根据反射光的强度再划分为强影响、轻微影响和可接受三种程度，最后一个区间则直接将影响程度判定为可接受，这与造成中等以上眩光的角度范围是较为吻合的。

国家标准重点关注45°以下夹角可能造成的影响，是与人感觉微弱眩光的范围一致的。

因此，在反射光与视线夹角这一因素上，国家标准要严格于上海市标准。

(2)反射光亮度

反射光亮度也是判定对受体影响程度的关键因素。根据资料，当反射光亮度达到8 000 cd/m2时，人将有受到明显影响的感觉；当亮度为6 000 cd/m2时，人有受到影响的感觉；当亮度为4 000 cd/m2时，人有受到轻微影响的感觉；当亮度为2 000 cd/m2时，则基本没有感觉。

上海市标准：当反射光与视线夹角小于15°、亮度小于1 500 cd/m2时，影响程度为可接受；亮度为1 500～2 000 cd/m2时，为轻微影响；亮度大于等于2 000 cd/m2时，为强影响。当反射光与视线夹角为15°～30°、亮度小于2 000 cd/m2时，影响程度为可接受；亮度为2 000～4 000 cd/m2时，为轻微影响；亮度大于等于4 000 cd/m2时，为强影响。由此可见，上海市标准对反射光亮度的规定与造成轻微影响感觉的亮度是一致的，且对反射光与视线夹角较小的情况，对亮度作了更为严格的要求。

国家标准未对反射光亮度作具体规定，仅对玻璃的可见光反射比作了规定，以达到间接控制亮度的目的。

(3)影响时长

一般而言，环境影响存在时间积累问题，即当影响持续一段时间后，才会显现真正的影响。

上海市标准未设置影响时长这一参数，即未考虑时间累积因素。但根据其对计算精度应精确至1 min的要求，可理解为影响程度只要达1 min，即判定为出现了影响程度。

国家标准则规定反射光在建筑窗台面上连续滞留时间不应超过30 min，相较于上海市标准则宽泛很多。

4)对道路造成影响的判定参数

上海市标准对道路造成影响的判定参数为反射光与视线的夹角和反射光亮度两个参数，国家标准为反射光与视线的夹角和连续受影响的行车距离（可间接反映为连续受影响的时长）。因此，两个标准对道路造成影响的判定参数和对建筑的判定参数相同。

道岔铺设阶段的工程质量与技术方法，是影响铁路道岔质量与道岔设备后续维修保养工作的重要因素。在道岔铺设阶段，道岔现场组装的尺寸以毫米为精度单位，其对技术与工程质量的要求极高。同时，道岔功能的实现要求其结构设计中包含了辙叉、转辙等较为复杂的结构，对这些部分进行铺设时若不能采取科学有效的固定和铺设技术手段，将会使道岔结构整体的高度和方向受到不良影响，进而导致列车运行的安全性和稳定性无法得到有力保障。

2 两个标准中存在的问题及建议

1)分析范围确定不合理

上海市标准以建筑物高度作为基数进行计算存在不合理之处，即当建筑物高度与玻璃幕墙高度不一致时，会造成分析范围与实际可能影响范围存在偏差。如在对一幢超高层建筑改造项目中，仅对裙房外立面进行改造，却仍以整幢建筑的高度计算分析范围，则比实际的影响范围大百倍，徒增了大量工作量。

国家标准未明确分析范围，使分析缺乏依据，无法有效指导实际工作。

其实，分析范围即为可能产生影响的最大范围，可在最不利的情况下，即不考虑对太阳光和反射光的任何遮挡，通过初步建模得出一个最大的可能影响范围，即为分析范围。如此，对后续工作具有较好的指导意义，使分析更具有针对性。

2)影响受体的特点未考虑

反射光的直接影响受体为建筑和道路，但真正受影响的是建筑内的人和道路上行驶的驾驶员，而非建筑或道路本身。因此，仅考虑反射光与窗户法线的夹角会存在一些问题。如在学校、医院住院楼等，学生上课、住院床位的视线方向一般与窗户的法线方向垂直，此时如再考虑反射光与窗户法线方向的夹角，则会出现夹角越大，则与视线夹角越小，影响越大的情况，反之亦然。因此，应根据不同受体的特点来具体分析影响情况。

3)反射光的衰减未考虑

反射光在空气中传播时，其亮度会发生衰减，但两个标准均未考虑这一因素。反射光在空气中的衰减主要包括距离衰减和散射衰减两种。

距离衰减主要与反射面的形状及受体与反射面的距离有关。由于太阳光为平行光，因此，当反射面为平面时，不会发生距离衰减；当反射面为圆弧面时，反射光的强度与到圆心的距离成反比，见式1；当反射面为球面时，反射光的强度与到球心的距离的平方成反比，见式2。

其中：B-影响受体处的反射光强度

B0-玻璃幕墙处的反射光强度

R-玻璃幕墙半径

L-影响受体与玻璃幕墙的距离

散射衰减是由于空气中存在的水汽、空气分子和微粒使反射光发生散射而形成的。但一般而言，受反射光影响的范围较近，散射衰减较少，可忽略。

4)反射光的叠加未考虑

由于同一受体可能会受到不同建筑、同一建筑不同单体或某些特殊形状的玻璃幕墙反射光的影响，因此，在分析其受到的影响时有必要考虑反射光的叠加影响，但两个标准中均未考虑这一因素。

由于反射光具有明确的方向，因此，无法将来自不同方向的反射光亮度、影响时长直接进行加和计算，但应在叠加时充分考虑这一关键因素。由于受体的视线在同一时间只能朝一个方向，因此，可只考虑夹角在一定范围内的叠加影响。根据反射光与视线的夹角和眩光感觉的关系，可重点考虑夹角在15°以内的叠加影响，但如何计算，仍需进一步研究。

5)影响时长设定不合理

由于真正受影响的是敏感目标中的人，因此，影响时长实际上反映的是人受影响的概率，即影响时间越长，受影响的概率越高，反之概率越低。

上海市标准将影响时长达1 min即判定为产生影响过于严格，而国家标准影响时长不应超过30 min则相对宽松。在定义影响时长时，应考虑单次连续影响时长、日累计影响时长及年累计影响时长，以充分反映反射光对人造成影响的概率。

3 结语

建筑玻璃幕墙光反射影响分析工作是一个受到越来越多关注的领域，分析标准的建立对其至关重要。目前的上海市标准和国家标准为此作出了积极的尝试，为大力推进这项工作的开展作出了努力。但不可否认的是，这些标准还存在如分析范围确定不合理，影响受体的特点、反射光的衰减、反射光的叠加未考虑，影响时长设定不合理等问题，需进一步完善和提升，使标准更为科学、更好地发挥作用。