LED照明發(fā)展中五個問題亟待解決

最合適的LED照明燈具色溫范圍，應該是接近太陽自然白光的色溫范圍才是最科學的選擇；較低照射強度的自然白光，就可以達到其他非自然白光不可比擬的照射效果；最經(jīng)濟的路面亮度范圍應該在2cd/m2以內；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，人們對照明燈具的色溫沒有選擇的余地，只好默默地接受與適應。但是，進入了可以選擇色溫的LED照明燈具時代，選擇什么樣的LED照明燈具色溫，就變成了一個亟待對它有明確清醒看法的問題了。這是事關節(jié)能與照明品質的大事，容不得我們馬虎應對。

有一種說法，傾向于搬用歐洲的嗜好，選擇2700-3200K的色溫范圍。據(jù)說這是歐洲人偏愛的色溫范圍。對此，本人有不同的看法，謹提出來與大家商討：

1、人腦對事物的識別與應答機制

人腦通過眼睛得到外界事物影象的第一反應，就是把所獲取的影象與原本存儲在大腦記憶體中影象信息相比對而識別，接著馬上做出相應的應答動作。如果所獲取的影象信息與原存儲信息越接近，識別的速度就越快，應答也越敏捷。駕駛員晚上如果在與白天自然光相差越遠的低色溫燈光下，對所獲取的影象的識別就越費力，識別速度就越慢，應答速度也跟著越慢。應答速度減慢0.1秒的結果就足以讓事故發(fā)生率猛然突增。為補償這種晝夜色溫差別照明所帶來的缺陷，唯一的辦法就是加大照明強度，以提高在低色溫下的識別速度，這就意味著增加能耗。

從動物進化到人類的數(shù)十萬年漫長過程當中，人類一直都是生活在太陽的自然光底下，進行著一切生產與社會活動。漫長的自然選擇與進化的結果，使得人類的眼睛最適應的色溫范圍就是太陽自然白光的色溫范圍（5500-7500K）。人類的眼睛在這個色溫范圍內，對動、靜物體的辨識能力最強；在這個色溫范圍內，人類對外界事物的應答能力也最敏捷。因為，人們大腦記憶信息庫里面所儲存的物體影象信息，大都是在自然白光的照射下形成的。所以，最合適的LED照明燈具的色溫范圍，應該是接近太陽自然白光的色溫范圍，才是最科學的選擇。

2、歐洲人喜歡低色溫的生物、地理原因

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原因的。歐洲人為白皮膚人種，白色的光線會使白皮膚的人顯得蒼白。甚至有夸張的說法，就像死人的顏色，所以他們偏愛暖色調是很自然的。但是我們是黃種人啊，太陽自然白光的色調并不會使我們顯得蒼白。還有，歐洲大部分地區(qū)地處高緯度、氣溫較低的地帶，這也是促成他們偏愛暖色調的地理原因。但是，我們是地處四季分明的溫帶，并沒有漫長的寒冷冬季，跟隨歐洲人選擇太暖的色調，就有點大可不必了。

3、黃光雨霧穿透能力的合適應用場合

還有一種說法，就是低色溫的黃色光穿透雨霧的能力較好，所以應該選擇它。我們并不否認黃光對雨霧的穿透能力比白光好這個事實。但是，我們應該明白，大量的道路路燈，是工作在晴天占絕大部分時間的條件下，雨霧天氣畢竟占的比例比較少。選擇適應雨霧天氣的暖色溫燈具，豈不是喧賓奪主、本末倒置？在特定的場合，比如多霧的港口場合，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，還是應該選擇接近太陽自然白光的色溫范圍，才是既科學又節(jié)能的做法。

上面，我們僅從人腦的識別與應答機制來說明照明色溫應該選擇接近自然白光的理由。下面，我們再進一步從顯色指數(shù)的角度，來對這個論點做進一步剖析。

4、自然白光的高顯色指數(shù)優(yōu)點

太陽的自然白光，經(jīng)過三菱鏡的折射，可以分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等連續(xù)光譜、波長380nm-760nm的七種光線。太陽自然白光含有完整連續(xù)的可見光譜。人眼之所以能看到物體，是因為從物體發(fā)散或者反射出來的光線，進入了我們的眼睛而感知。照明的基本機理就是把光線照射到物體上，經(jīng)過物體的吸收與反射，然后從物體的外表面反射進入到人眼中來，讓人們感知到該物體的顏色與外貌。但是，如果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，如果該束光線是帶有完整連續(xù)光譜的光線，那末，物體所顯現(xiàn)出來的容貌，就會與我們在自然白光下所觀察到的，一樣色彩逼真的容與貌。

這里就得引出了一個顯色指數(shù)（Ra-colorrenderingindex/CRI）的概念。太陽的自然白光含有完整的連續(xù)光譜，物體在太陽自然白光的照射下，由于各色光線的共同作用，因而可以顯示出物體的真實顏色與外貌。所以我們把太陽自然白光的顯色指數(shù)定義為100，意味著它能百分之一百地顯示出物體原來的真實色彩。這也是根據(jù)人眼在太陽自然白光下，所觀察到的物體的色彩為基準，而制定的標準。

從嚴格意義上講，在自然標準白光的照射下，每一條看似平淡普通的物體的輪廓線，都可以分解成標準色標板所顯示的各種色標。也就是說，如果我們用標準的白光去照射任何顏色的一個物體，我們看到的它的輪廓線最為“濃密”清晰。但是，如果使用單色光，或者色彩不是很豐富的，偏離標準太陽自然光的燈光去照射該物體，那么，它的輪廓線，就會由于光源的“先天不足”而顯得不“濃密”清晰，甚至模糊。

傳統(tǒng)高壓鈉燈的主導光譜為589.2nm和589.6nm，是兩條非常靠近的譜線，接近于單色光。高壓鈉燈的顯色指數(shù)只有20-30。所以，高壓鈉燈下的各種物體，才會顯得模模糊糊。為了使人們看清物體的真實原貌，就需要加強燈具照明的強度，才能夠達到使人眼努力看清物體真實原貌的需求。加強照度，就意味著增加能量的消耗。即使如此，鈉燈下觀察物體的清晰度與真實色彩，是永遠無法達到自然白光下的真實效果的。這就是大量的夜間購物者，到白天時才發(fā)現(xiàn)夜間所購物品，并非他們所喜愛的顏色，大呼上當，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，更是喜歡逛夜市的人必須第一注意的要點哦。

5，低色溫的低顯色指數(shù)代價完

太及陽光從早到健晚照射地球酒，并非每個莫時刻我們所歪感受到的太典陽光，都必更然是自然白農光的。因為祥它還要受到膚厚度不一的嚼云層的吸收露與折射、反符射的干擾，絹構成自然白凈光的各種譜啄線的成分與蠶比例，就會奧發(fā)生變化的允。早晚的太昂陽光，更要厘受到厚重云競層、照射角腰度與折射的陪嚴重影響，頁因而此時段針的金色陽光姑，其顯色指瀉數(shù)已經(jīng)遠離撤了100，艙就更不能算裹是自然白光鴨了。貍

按含照Kevl天in的色溫姨定義，28悲00K-1世0000K名都屬于太陽謎光的色溫范蹤圍，這就是神廣義的太陽恩光的色溫定黃義范圍。但械是，只有色軋溫6500漲K的光線（騙也稱D65弊）被訂為白悶光的標準色內溫，它也就摸是CIE的室標準照明體蕉D65。色耽溫6500拳K的光線所棄含的光譜最承齊全，最接父近于自然白歡光。偏離自牙然白光色溫腐越遠的光源弟，它的顯色謝指數(shù)就越低罵。著

很步明顯，色溫雅越低的LE柴D，其顯色精指數(shù)就會比艘白光的LE喂D來得更低悔。在低顯色亦指數(shù)的燈光拆下，要看清爸楚物體的真浙實原貌，就做需要較高的鋤燈光照度來齒彌補顯色指做數(shù)的不足。宏這就意味著逢人們得加大導光源能量的能輸入，才能皺獲得接近自洗然白光下所折顯示的物體路的真實原貌雜。蓋

實別踐證明，使薄用接近自然單白光的光源擋，僅需要遠威小于其他光名源的照度，溝就可以讓人懼們真實地感儲知物體的真贈實色彩與原刮貌。低照度揀就意味著低綱的能量輸入息，就意味著臉節(jié)能。所以皺我們建議采默用接近自然區(qū)白光的光源飲作為我們的默照明光源。深

6紫、低色溫L漢ED的光強連度下降代價佳由于LED姐封裝技術上俊的原因，參沾雜了紅黃色棄素的LED放，其光衰比倆起白光LE脫D更快，也燥即其發(fā)光強悄度必然比白浸光LED下全降得更快。閘彌補這種光燙強下降損失晴的代價，就贊是增加燈具另LED的組撿裝數(shù)量，也梅就是意味著阿成本與能量坑的增加，這意也是很無奈秧的結果。尋

7香、修改照明盾標準的時代拿必然性啟

照握明的最終目膠的就是要讓影人們獲得對遍動、靜物體愈真實影像的掌觀察清晰度射。如今有顯小色指數(shù)達7卷0-90、焰接近太陽自馬然白光的L嚴ED燈具的兩出現(xiàn)，正是創(chuàng)我們提高照盜明品質，降露低能耗的一繁個很好的契傍機?？?/p>

高防壓鈉燈的顯禽色指數(shù)僅為寧20-30典。在以它主羅導路燈系統(tǒng)語的年代，為累了達到獲得傷在其燈光下塌對物體觀察臭的辨識力與治清晰度，就該只能用加大巡照度值的辦鋒法來努力達勁到目的。建溫設部的《城鞠市道路照明緣設計標準》轉，就是基于韻低顯色指數(shù)屠的鈉燈為主砌導照明光源溉的背景下制薦定的，這些晚標準原本是違無可厚非的摸。但是，到粘了以高顯色是指數(shù)的LE宴D為照明光亭源的條件下鋼，這個標準聯(lián)就顯得過高看了。因為，攔在高顯色指伏數(shù)的LED疼光源下，要姑獲得對物體饅真實影像的蘆辨識與觀察裳的清晰度，暑僅需遠小于繁對高壓鈉燈坐的照度要求金的標準。按觀照我們多年蛛的實踐經(jīng)驗顧，只需要小養(yǎng)于建設部《州城市道路照縣明設計標準膚》30%的禽照度強度，竄就能達到與吳高壓鈉燈一養(yǎng)樣，甚至更澡好的辨識與淹清晰度的照惑明效果。國

采判用與高壓鈉亮燈一樣的照魂度標準來規(guī)鑄范LED光趙源，就意味葉著能量的無鑼謂浪費。過支高強度的L手ED照明，養(yǎng)甚至還會引線來LED燈饅光過于“刺竿眼”的投訴唇；降低了照剪射強度，不棵但可以獲得銀能量的節(jié)約框，還可以獲碌得“柔和”枝的燈光環(huán)境末。鞏

對其于高壓鈉燈許與LED燈罵具這兩種顯鍬色指數(shù)相差筆2-3倍的巧燈具，照度閥標準的修改吉肯定是必然炒的結局。在懶我們的國家亡尚未對道路尊照明標準實大行修改的情近況下，唯有義提請實施的奇專家們注意轉這個問題了粥。在不冒犯雞現(xiàn)有國家照牙明標準的前紛提下，建議鍋還是采用該韻標準的低檔軋值為明智。核

因吃此，LED漸照明燈具色駝溫范圍與照宿明標準的選單擇，與照明斯品質及節(jié)能融降耗息息相但關。選擇接略近太陽自然背白光色溫的域LED照明薪燈具和適當尾的照明標準榴，才是明智忘與科學、符案合節(jié)能原則堆的選擇。少

8、照明何亮度越高越宜好嗎湯

目界前，大多數(shù)常國內城市照顧明的亮度，組都超過國家冤規(guī)定的數(shù)倍繭之多，好像撥這樣才能顯推示出該城市升的特色，其犯實這是非常碌浪費能源的盡錯誤做法。逢

請揭先看看國際悠照明委員會愛（CIE，勺2003-窯2007)老主席范.波洋莫工程師（株Ir.W.仇反anBom細mel）對統(tǒng)平均亮度與畜可見度的研頃究結果吧：圖一本

圖斯一，路面平韻均亮度與顯惹示能力RP齡的關系診

這岔是一條路面扇平均亮度與凍顯示能力(遺RP)的關勞系曲線。顯旅示能力RP借是指人眼能路夠看到路面燈上障礙物的最概率，也就鋼是通常所說仗的可見度。宮

上籠面的研究曲決線清楚地向裂我們傳遞了法這樣的信息走：遙

通刺常情況下，摩當路面平均射亮度為0.虧6cd/m泥2時，顯示叫能力RP只澇有10%；耍當平均亮度冊達到2cd堵/m2時，學RP可達到破80%。而夜當?shù)孛嫫骄[亮度再往上賢提高一倍到予4cd/m勒2時，可見裕度才達到9凱1.5%，盾也就是說，若能量多消耗粘一倍，但是失可見度只提屢高11.5章%。即使地具面上的平均凈亮度提高到姑五倍，讓地姻面平均亮度征達到10c緞d/m2，幕可見度也只外能提高到9淚5%。多花魄四倍的能耗爽，才能提高浴可見度15景%。從經(jīng)濟儲學的角度上柔看，這是非膝常不合算的波。從優(yōu)選法失的角度看，發(fā)平均亮度0右.6-2c修d/m2才娘是最優(yōu)化的側經(jīng)濟選擇。逐

漫訓反射表面的鏡亮度與照度訪的關系L=威ρE/π，申是一個與地頃面反射系數(shù)不ρ和照度乘芹積正相關的續(xù)數(shù)學關系。拐這就說明，默平均照度也邊不是越高越傷好的，也是幅服從上述曲寨線所體現(xiàn)的祖基本規(guī)律的臺?？?/p>

明殼白了這條曲庸線的變化規(guī)騾律之后，我紐們的決策者欺就會很自然付地選擇0.序6-2cd兆/m2的路挑面平均亮度逃范圍，而不丸會也不應該前一味追求越歐亮越好了。脹9、追求高挎效率照明的凈主攻方向貪

首慚先，再讓我海們先看看國湯際照明委員糞會主席范.滅波莫先生在承同一篇研究還論著里面，濫向我們揭示鼠的另一組曲濱線的關系圖傍吧圖二紹點擊此處查騰看全部新聞字圖片蛾

圖筒二，照明總候均勻度對顯匹示能力RP醬的影響濫

這童是一組研究購照明亮度總再均勻度對顯做示能力RP惹影響的關系駱曲線。圖表株顯示，當眩泉光的閥值增設量同樣處在窗7%，同時勉照明平均亮建度L=1c校d/m2不瞇變的條件下洪，當照明總彎均勻度U0每從0.2提能高一倍到0熄.4時，顯閃示能力RP讓就由5%提菊高到75%抗。也就是說龍，當照明均憑勻度提高一平倍時，可見資度提高了1聰5倍！這就福說明照明總丈均勻度，比五起平均亮度依重要得多。宰它是提高照述明品質的關左鍵因數(shù)。這音就向我們揭煮示了一個非主常重要的節(jié)特能途徑：碎

要呈降低能耗，寄而又不影響知照明可見度燥這個最終目禿標的前提下裙，最重要的瘦主攻方向就察是努力提高圈照明的總均怨勻度。良好松的照明總均屑勻度，就可咐以適當?shù)亟低さ驼彰鞯钠绞ゾ炼?，這淋樣能達到同蛛樣的識別辨滲認物體的視闖覺效果，同黑時又能達到票節(jié)能降耗的繩目的。之

再第把照明總均槍勻度這個概忘念說清楚一法些?？偩鶆虻龋傅氖切墩麠l路面的提照明總均勻書度，尤其是堂指路面中心供線的總均勻妨度，而非僅盼指單個燈具牌的照明均勻定度而已。當幕然，總均勻傍度是由多個讀單一燈具的奏均勻度來構奇筑的。這里侍就向我們提候出了另一個曾路面燈具布疤設設計的技吃術問題。一咸味地追求大僑的燈具間距盟，以為這樣歇才能節(jié)省能褲耗，這是一俯種得不償失睡的錯誤做法繁，因為它必搖然損害到照眾明總均勻度帆這個比照明塞亮度更為重覽要的指標。稿在單個燈具猛的均勻照明越范圍無法再平擴大的情況鑒下，我們只否能適當縮小或燈具布設的弄間距來與之概配合，這樣搬才不會影響凳道路照明的燙總均勻度。診道路照明設歸計者第一需販要照顧的參炕數(shù)，應該是程照明總均勻并度。賴

在訂LED還沒圣有出現(xiàn)的單膚一光源作為它燈具的唯一辜光源的年代遭，要提高照俗明的均勻度排，只能在燈受光反射罩上虜去做文章。癢但是，進入反了LED這澇個由多個小識光源構成整初體燈具的年隸代，我們就常應該改變思吧維，對這些沾單個小光源街做起文章來隊了。如何通炊過調控這些雖個體小光源世，來達到提森高照明均勻故度的目的，查就應該列為秒燈具制造者寶的主攻方向暴了。圓10、另一發(fā)條提高照明問效率的捷徑占

還凱是讓我們再弄先看看范.嫩波莫先生的膜另一個研究定成果吧圖三世點擊此處查板看全部新聞妻圖片打

圖程三，相對閾社值增量與顯除示能力RP足的關系麻

這捎是一組揭示窄眩光等級的壁相對閥值增災量與顯示能腦力RP