LED照明發(fā)展中五個(gè)問(wèn)題亟待解決

1、.：.；最適宜的LED照明燈具色溫范圍，應(yīng)該是接近太陽(yáng)自然白光的色溫范圍才是最科學(xué)的選擇；較低照射強(qiáng)度的自然白光，就可以到達(dá)其他非自然白光不可比較的照射效果；最經(jīng)濟(jì)的路面亮度范圍應(yīng)該在2cd/m2以內(nèi)；提高照明總均勻度和消除眩光是節(jié)能降耗的最有效途徑。 引言 在白熾燈、高壓鈉燈的年代，人們對(duì)照明燈具的色溫沒(méi)有選擇的余地，只好默默地接受與順應(yīng)。但是，進(jìn)入了可以選擇色溫的LED照明燈具時(shí)代，選擇什么樣的LED照明燈具色溫，就變成了一個(gè)亟待對(duì)它有明確清醒看法的問(wèn)題了。這是事關(guān)節(jié)能與照明質(zhì)量的大事，容不得我們馬虎應(yīng)對(duì)。 有一種說(shuō)法，傾向于搬用歐洲的嗜好，選擇2700-3200K的色溫范圍。聽(tīng)說(shuō)這是歐洲

2、人偏愛(ài)的色溫范圍。對(duì)此，本人有不同的看法，謹(jǐn)提出來(lái)與大家商討： 1、人腦對(duì)事物的識(shí)別與應(yīng)對(duì)機(jī)制 人腦經(jīng)過(guò)眼睛得到外界事物影象的第一反響，就是把所獲取的影象與本來(lái)存儲(chǔ)在大腦記憶體中影象信息相比對(duì)而識(shí)別，接著馬上做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)動(dòng)作。假設(shè)所獲取的影象信息與原存儲(chǔ)信息越接近，識(shí)別的速度就越快，應(yīng)對(duì)也越矯捷。駕駛員晚上假設(shè)在與白天自然光相差越遠(yuǎn)的低色溫?zé)艄庀?，?duì)所獲取的影象的識(shí)別就越費(fèi)力，識(shí)別速度就越慢，應(yīng)對(duì)速度也跟著越慢。應(yīng)對(duì)速度減慢0.1秒的結(jié)果就足以讓事故發(fā)生率猛然突增。為補(bǔ)償這種晝夜色溫差別照明所帶來(lái)的缺陷，獨(dú)一的方法就是加大照明強(qiáng)度，以提高在低色溫下的識(shí)別速度，這就意味著添加能耗。 從動(dòng)物進(jìn)化

3、到人類(lèi)的數(shù)十萬(wàn)年漫長(zhǎng)過(guò)程當(dāng)中，人類(lèi)不斷都是生活在太陽(yáng)的自然光底下，進(jìn)展著一切消費(fèi)與社會(huì)活動(dòng)。漫長(zhǎng)的自然選擇與進(jìn)化的結(jié)果，使得人類(lèi)的眼睛最順應(yīng)的色溫范圍就是太陽(yáng)自然白光的色溫范圍5500-7500K。人類(lèi)的眼睛在這個(gè)色溫范圍內(nèi)，對(duì)動(dòng)、靜物體的辨識(shí)才干最強(qiáng)；在這個(gè)色溫范圍內(nèi)，人類(lèi)對(duì)外界事物的應(yīng)對(duì)才干也最矯捷。由于，人們大腦記憶信息庫(kù)里面所儲(chǔ)存的物體影象信息，大都是在自然白光的照射下構(gòu)成的。所以，最適宜的LED照明燈具的色溫范圍，應(yīng)該是接近太陽(yáng)自然白光的色溫范圍，才是最科學(xué)的選擇。 2、歐洲人喜歡低色溫的生物、地理緣由 那末，為什么歐洲人喜歡低色溫呢？這是有其人種與地理上的緣由的。歐洲人為白皮膚人種

4、，白色的光線會(huì)使白皮膚的人顯得慘白。甚至有夸張的說(shuō)法，就像死人的顏色，所以他們偏愛(ài)暖顏色是很自然的。但是我們是黃種人啊，太陽(yáng)自然白光的顏色并不會(huì)使我們顯得慘白。還有，歐洲大部分地域地處高緯度、氣溫較低的地帶，這也是促成他們偏愛(ài)暖顏色的地理緣由。但是，我們是地處四季清楚的溫帶，并沒(méi)有漫長(zhǎng)的冰冷冬季，跟隨歐洲人選擇太暖的顏色，就有點(diǎn)大可不用了。 3、黃光雨霧穿透才干的適宜運(yùn)用場(chǎng)所 還有一種說(shuō)法，就是低色溫的黃色光穿透雨霧的才干較好，所以應(yīng)該選擇它。我們并不否認(rèn)黃光對(duì)雨霧的穿透才干比白光好這個(gè)現(xiàn)實(shí)。但是，我們應(yīng)該明白，大量的道路路燈，是任務(wù)在晴天占絕大部分時(shí)間的條件下，雨霧天氣畢竟占的比例比較少。選

5、擇順應(yīng)雨霧天氣的暖色溫?zé)艟撸M不是喧賓奪主、本末倒置？在特定的場(chǎng)所，比如多霧的港口場(chǎng)所，才是選擇低色溫照明燈具的合理做法。普通道路的照明燈具，還是應(yīng)該選擇接近太陽(yáng)自然白光的色溫范圍，才是既科學(xué)又節(jié)能的做法。 上面，我們僅從人腦的識(shí)別與應(yīng)對(duì)機(jī)制來(lái)闡明照明色溫應(yīng)該選擇接近自然白光的理由。下面，我們?cè)龠M(jìn)一步從顯色指數(shù)的角度，來(lái)對(duì)這個(gè)論點(diǎn)做進(jìn)一步分析。 4、自然白光的高顯色指數(shù)優(yōu)點(diǎn) 太陽(yáng)的自然白光，經(jīng)過(guò)三菱鏡的折射，可以分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等延續(xù)光譜、波長(zhǎng)380nm-760nm的七種光線。太陽(yáng)自然白光含有完好延續(xù)的可見(jiàn)光譜。人眼之所以能看到物體，是由于從物體發(fā)散或者反射出來(lái)的光線，進(jìn)入了我

6、們的眼睛而感知。照明的根本機(jī)理就是把光線照射到物體上，經(jīng)過(guò)物體的吸收與反射，然后從物體的外外表反射進(jìn)入到人眼中來(lái)，讓人們感知到該物體的顏色與外貌。但是，假設(shè)這束照明的光線只是某單一顏色的光線，那末，我們所能看到的也就僅是帶有該種顏色的物體。不言而喻，假設(shè)該束光線是帶有完好延續(xù)光譜的光線，那末，物體所顯現(xiàn)出來(lái)的容貌，就會(huì)與我們?cè)谧匀话坠庀滤炜吹降?，一樣顏色逼真的容與貌。 這里就得引出了一個(gè)顯色指數(shù)Ra-colorrenderingindex/CRI的概念。太陽(yáng)的自然白光含有完好的延續(xù)光譜，物體在太陽(yáng)自然白光的照射下，由于各色光線的共同作用，因此可以顯示出物體的真實(shí)顏色與外貌。所以我們把太陽(yáng)自然

7、白光的顯色指數(shù)定義為100，意味著它能百分之一百地顯示出物體原來(lái)的真實(shí)顏色。這也是根據(jù)人眼在太陽(yáng)自然白光下，所察看到的物體的顏色為基準(zhǔn)，而制定的規(guī)范。 從嚴(yán)厲意義上講，在自然規(guī)范白光的照射下，每一條看似平淡普通的物體的輪廓線，都可以分解成規(guī)范色標(biāo)板所顯示的各種色標(biāo)。也就是說(shuō)，假設(shè)我們用規(guī)范的白光去照射任何顏色的一個(gè)物體，我們看到的它的輪廓線最為“濃密明晰。但是，假設(shè)運(yùn)用單色光，或者顏色不是很豐富的，偏離規(guī)范太陽(yáng)自然光的燈光去照射該物體，那么，它的輪廓線，就會(huì)由于光源的“先天缺乏而顯得不“濃密明晰，甚至模糊。 傳統(tǒng)高壓鈉燈的主導(dǎo)光譜為589.2nm和589.6nm，是兩條非常接近的譜線，接近于單

8、色光。高壓鈉燈的顯色指數(shù)只需20-30。所以，高壓鈉燈下的各種物體，才會(huì)顯得模模糊糊。為了使人們看清物體的真實(shí)原貌，就需求加強(qiáng)燈具照明的強(qiáng)度，才可以到達(dá)使人眼努力看清物體真實(shí)原貌的需求。加強(qiáng)照度，就意味著添加能量的耗費(fèi)。即使如此，鈉燈下察看物體的明晰度與真實(shí)顏色，是永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)自然白光下的真實(shí)效果的。這就是大量的夜間購(gòu)物者，到白天時(shí)才發(fā)現(xiàn)夜間所購(gòu)物品，并非他們所喜歡的顏色，大呼上當(dāng)，始作俑者，正是低顯色指數(shù)的燈光所為也。街邊鈉燈下夜市燈光的低顯色性弱點(diǎn)，更是喜歡逛夜市的人必需第一留意的要點(diǎn)哦。 5，低色溫的低顯色指數(shù)代價(jià) 太陽(yáng)光從早到晚照射地球，并非每個(gè)時(shí)辰我們所感遭到的太陽(yáng)光，都必然是自然白

9、光的。由于它還要遭到厚度不一的云層的吸收與折射、反射的干擾，構(gòu)成自然白光的各種譜線的成分與比例，就會(huì)發(fā)生變化的。早晚的太陽(yáng)光，更要遭到厚重云層、照射角度與折射的嚴(yán)重影響，因此此時(shí)段的金色陽(yáng)光，其顯色指數(shù)曾經(jīng)遠(yuǎn)離了100，就更不能算是自然白光了。 按照Kevlin的色溫定義，2800K-10000K都屬于太陽(yáng)光的色溫范圍，這就是廣義的太陽(yáng)光的色溫定義范圍。但是，只需色溫6500K的光線也稱(chēng)D65被訂為白光的規(guī)范色溫，它也就是CIE的規(guī)范照明體D65。色溫6500K的光線所含的光譜最齊全，最接近于自然白光。偏離自然白光色溫越遠(yuǎn)的光源，它的顯色指數(shù)就越低。 很明顯，色溫越低的LED，其顯色指數(shù)就會(huì)比

10、白光的LED來(lái)得更低。在低顯色指數(shù)的燈光下，要看清楚物體的真實(shí)原貌，就需求較高的燈光照度來(lái)彌補(bǔ)顯色指數(shù)的缺乏。這就意味著人們得加大光源能量的輸入，才干獲得接近自然白光下所顯示的物體的真實(shí)原貌。 實(shí)際證明，運(yùn)用接近自然白光的光源，僅需求遠(yuǎn)小于其他光源的照度，就可以讓人們真實(shí)地感知物體的真實(shí)顏色與原貌。低照度就意味著低的能量輸入，就意味著節(jié)能。所以我們建議采用接近自然白光的光源作為我們的照明光源。 6、低色溫LED的光強(qiáng)度下降代價(jià)由于LED封裝技術(shù)上的緣由，參雜了紅黃色素的LED，其光衰比起白光LED更快，也即其發(fā)光強(qiáng)度必然比白光LED下降得更快。彌補(bǔ)這種光強(qiáng)下降損失的代價(jià)，就是添加燈具LED的組

11、裝數(shù)量，也就是意味著本錢(qián)與能量的添加，這也是很無(wú)法的結(jié)果。 7、修正照明規(guī)范的時(shí)代必然性 照明的最終目的就是要讓人們獲得對(duì)動(dòng)、靜物體真實(shí)影像的察看明晰度。如今有顯色指數(shù)達(dá)70-90、接近太陽(yáng)自然白光的LED燈具的出現(xiàn)，正是我們提高照明質(zhì)量，降低能耗的一個(gè)很好的契機(jī)。 高壓鈉燈的顯色指數(shù)僅為20-30。在以它主導(dǎo)路燈系統(tǒng)的年代，為了到達(dá)獲得在其燈光下對(duì)物體察看的辨識(shí)力與明晰度，就只能用加大照度值的方法來(lái)努力到達(dá)目的。建立部的，就是基于低顯色指數(shù)的鈉燈為主導(dǎo)照明光源的背景下制定的，這些規(guī)范本來(lái)是無(wú)可厚非的。但是，到了以高顯色指數(shù)的LED為照明光源的條件下，這個(gè)規(guī)范就顯得過(guò)高了。由于，在高顯色指數(shù)的

12、LED光源下，要獲得對(duì)物體真實(shí)影像的辨識(shí)與察看的明晰度，僅需遠(yuǎn)小于對(duì)高壓鈉燈的照度要求的規(guī)范。按照我們多年的實(shí)際閱歷，只需求小于建立部30%的照度強(qiáng)度，就能到達(dá)與高壓鈉燈一樣，甚至更好的辨識(shí)與明晰度的照明效果。 采用與高壓鈉燈一樣的照度規(guī)范來(lái)規(guī)范LED光源，就意味著能量的無(wú)謂浪費(fèi)。過(guò)高強(qiáng)度的LED照明，甚至還會(huì)引來(lái)LED燈光過(guò)于“刺眼的贊揚(yáng)；降低了照射強(qiáng)度，不但可以獲得能量的節(jié)約，還可以獲得“柔和的燈光環(huán)境。 對(duì)于高壓鈉燈與LED燈具這兩種顯色指數(shù)相差2-3倍的燈具，照度規(guī)范的修正一定是必然的結(jié)局。在我們的國(guó)家尚未對(duì)道路照明規(guī)范實(shí)行修正的情況下，唯有提請(qǐng)實(shí)施的專(zhuān)家們留意這個(gè)問(wèn)題了。在不冒犯現(xiàn)有

13、國(guó)家照明規(guī)范的前提下，建議還是采用該規(guī)范的低檔值為明智。 因此，LED照明燈具色溫范圍與照明規(guī)范的選擇，與照明質(zhì)量及節(jié)能降耗息息相關(guān)。選擇接近太陽(yáng)自然白光色溫的LED照明燈具和適當(dāng)?shù)恼彰饕?guī)范，才是明智與科學(xué)、符合節(jié)能原那么的選擇。8、照亮堂度越高越好嗎 目前，大多數(shù)國(guó)內(nèi)城市照明的亮度，都超越國(guó)家規(guī)定的數(shù)倍之多，好似這樣才干顯示出該城市的特征，其實(shí)這是非常浪費(fèi)能源的錯(cuò)誤做法。 請(qǐng)先看看國(guó)際照明委員會(huì)CIE，2003-2007)主席范.波莫工程師Ir.W.J.M.vanBommel對(duì)平均亮度與可見(jiàn)度的研討結(jié)果吧：圖一 圖一，路面平均亮度與顯示才干RP的關(guān)系 這是一條路面平均亮度與顯示才干(RP)的

14、關(guān)系曲線。顯示才干RP是指人眼可以看到路面上妨礙物的概率，也就是通常所說(shuō)的可見(jiàn)度。 上面的研討曲線清楚地向我們傳送了這樣的信息： 通常情況下，當(dāng)路面平均亮度為0.6cd/m2時(shí)，顯示才干RP只需10%；當(dāng)平均亮度到達(dá)2cd/m2時(shí)，RP可到達(dá)80%。而當(dāng)?shù)孛嫫骄炼仍偻咸岣咭槐兜?cd/m2時(shí)，可見(jiàn)度才到達(dá)91.5%，也就是說(shuō)，能量多耗費(fèi)一倍，但是可見(jiàn)度只提高11.5%。即使地面上的平均亮度提高到五倍，讓地面平均亮度到達(dá)10cd/m2，可見(jiàn)度也只能提高到95%。多花四倍的能耗，才干提高可見(jiàn)度15%。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度上看，這是非常不合算的。從優(yōu)選法的角度看，平均亮度0.6-2cd/m2才是最優(yōu)化

15、的經(jīng)濟(jì)選擇。 漫反射外表的亮度與照度的關(guān)系L=E/，是一個(gè)與地面反射系數(shù)和照度乘積正相關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系。這就闡明，平均照度也不是越高越好的，也是服從上述曲線所表達(dá)的根本規(guī)律的。 明白了這條曲線的變化規(guī)律之后，我們的決策者就會(huì)很自然地選擇0.6-2cd/m2的路面平均亮度范圍，而不會(huì)也不應(yīng)該一味追求越亮越好了。9、追求高效率照明的主攻方向 首先，再讓我們先看看國(guó)際照明委員會(huì)主席范.波莫先生在同一篇研討論著里面，向我們提示的另一組曲線的關(guān)系圖吧圖二點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 圖二，照明總均勻度對(duì)顯示才干RP的影響 這是一組研討照亮堂度總均勻度對(duì)顯示才干RP影響的關(guān)系曲線。圖表顯示，當(dāng)眩光的閥值增量同樣處

16、在7%，同時(shí)照明平均亮度L=1cd/m2不變的條件下，當(dāng)照明總均勻度U0從0.2提高一倍到0.4時(shí)，顯示才干RP就由5%提高到75%。也就是說(shuō)，當(dāng)照明均勻度提高一倍時(shí)，可見(jiàn)度提高了15倍！這就闡明照明總均勻度，比起平均亮度重要得多。它是提高照明質(zhì)量的關(guān)鍵因數(shù)。這就向我們提示了一個(gè)非常重要的節(jié)能途徑： 要降低能耗，而又不影響照明可見(jiàn)度這個(gè)最終目的的前提下，最重要的主攻方向就是努力提高照明的總均勻度。良好的照明總均勻度，就可以適當(dāng)?shù)亟档驼彰鞯钠骄炼?，這樣能到達(dá)同樣的識(shí)別識(shí)別物體的視覺(jué)效果，同時(shí)又能到達(dá)節(jié)能降耗的目的。 再把照明總均勻度這個(gè)概念說(shuō)清楚一些?？偩鶆蚨?，指的是整條路面的照明總均勻度，尤

17、其是指路面中心線的總均勻度，而非僅指單個(gè)燈具的照明均勻度而已。當(dāng)然，總均勻度是由多個(gè)單一燈具的均勻度來(lái)構(gòu)筑的。這里就向我們提出了另一個(gè)路面燈具布設(shè)設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題。一味地追求大的燈具間距，以為這樣才干節(jié)省能耗，這是一種得不償失的錯(cuò)誤做法，由于它必然損害到照明總均勻度這個(gè)對(duì)比亮堂度更為重要的目的。在單個(gè)燈具的均勻照明范圍無(wú)法再擴(kuò)展的情況下，我們只能適當(dāng)減少燈具布設(shè)的間距來(lái)與之配合，這樣才不會(huì)影響道路照明的總均勻度。道路照明設(shè)計(jì)者第一需求照顧的參數(shù)，應(yīng)該是照明總均勻度。 在LED還沒(méi)有出現(xiàn)的單一光源作為燈具的獨(dú)一光源的年代，要提高照明的均勻度，只能在燈光反射罩上去做文章。但是，進(jìn)入了LED這個(gè)由多個(gè)

18、小光源構(gòu)成整體燈具的年代，我們就應(yīng)該改動(dòng)思想，對(duì)這些單個(gè)小光源做起文章來(lái)了。如何經(jīng)過(guò)調(diào)控這些個(gè)體小光源，來(lái)到達(dá)提高照明均勻度的目的，就應(yīng)該列為燈具制造者的主攻方向了。10、另一條提高照明效率的捷徑 還是讓我們?cè)傧瓤纯捶?波莫先生的另一個(gè)研討成果吧圖三點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 圖三，相對(duì)閾值增量與顯示才干RP的關(guān)系 這是一組提示眩光等級(jí)的相對(duì)閥值增量與顯示才干RP關(guān)系的曲線。先解釋一下兩個(gè)概念： 1、失能眩光disabilityglare降低視覺(jué)對(duì)象的可見(jiàn)度，但不一定產(chǎn)生不溫馨覺(jué)得的眩光。 2、閾值增量thresholdincrementTI失能眩光的度量。表示在存在眩光源時(shí)，為了到達(dá)同樣看清物體的目的，在物體及其背景之間的亮度對(duì)比所需求添加的百分比。 這組曲線向我們顯示了，在照明總均勻度均為0.4時(shí)，在不同的眩光閾值增量TI條件下，顯示才干RP的變化情況。比如，在一樣平均亮度L=1cd/m2時(shí)，眩光等級(jí)由TI=30%降低為7%時(shí)，那末，顯示才干RP那么