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LED照明发展中五个亟待解决的问题

上传人:刘志勇

上传时间: 2008-10-08

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  5,低色温的低显色指数代价

  太阳光从早到晚照射地球,并非每个时刻我们所感受到的太阳光,都必然是自然白光的。因为它还要受到厚度不一的云层的吸收与折射、反射的干扰,构成自然白光的各种谱线的成分与比例,就会发生变化的。早晚的太阳光,更要受到厚重云层、照射角度与折射的严重影响,因而此时段的金色阳光,其显色指数已经远离了100,就更不能算是自然白光了。

  按照Kevlin的色温定义,2800K-10000K都属于太阳光的色温范围,这就是广义的太阳光的色温定义范围。但是,只有色温6500K的光线(也称D65)被订为白光的标准色温,它也就是CIE的标准照明体D65。色温6500K的光线所含的光谱最齐全,最接近于自然白光。偏离自然白光色温越远的光源,它的显色指数就越低。

  很明显,色温越低的LED,其显色指数就会比白光的LED来得更低。在低显色指数的灯光下,要看清楚物体的真实原貌,就需要较高的灯光照度来弥补显色指数的不足。这就意味着人们得加大光源能量的输入,才能获得接近自然白光下所显示的物体的真实原貌。

  实践证明,使用接近自然白光的光源,仅需要远小于其他光源的照度,就可以让人们真实地感知物体的真实色彩与原貌。低照度就意味着低的能量输入,就意味着节能。所以我们建议采用接近自然白光的光源作为我们的照明光源。

  6、低色温LED的光强度下降代价

  由于LED封装技术上的原因,参杂了红黄色素的LED,其光衰比起白光LED更快,也即其发光强度必然比白光LED下降得更快。弥补这种光强下降损失的代价,就是增加灯具LED的组装数量,也就是意味着成本与能量的增加,这也是很无奈的结果。

  7、修改照明标准的时代必然性

  照明的最终目的就是要让人们获得对动、静物体真实影像的观察清晰度。如今有显色指数达70-90、接近太阳自然白光的LED灯具的出现,正是我们提高照明品质,降低能耗的一个很好的契机。

  高压钠灯的显色指数仅为20-30。在以它主导路灯系统的年代,为了达到获得在其灯光下对物体观察的辨识力与清晰度,就只能用加大照度值的办法来努力达到目的。建设部的《城市道路照明设计标准》,就是基于低显色指数的钠灯为主导照明光源的背景下制定的,这些标准原本是无可厚非的。但是,到了以高显色指数的LED为照明光源的条件下,这个标准就显得过高了。因为,在高显色指数的LED光源下,要获得对物体真实影像的辨识与观察的清晰度,仅需远小于对高压钠灯的照度要求的标准。按照我们多年的实践经验,只需要小于建设部《城市道路照明设计标准》30%的照度强度,就能达到与高压钠灯一样,甚至更好的辨识与清晰度的照明效果。

  采用与高压钠灯一样的照度标准来规范LED光源,就意味着能量的无谓浪费。过高强度的LED照明,甚至还会引来LED灯光过于“刺眼”的投诉;降低了照射强度,不但可以获得能量的节约,还可以获得“柔和”的灯光环境。

  对于高压钠灯与LED灯具这两种显色指数相差2-3倍的灯具,照度标准的修改肯定是必然的结局。在我们的国家尚未对道路照明标准实行修改的情况下,唯有提请实施的专家们注意这个问题了。在不冒犯现有国家照明标准的前提下,建议还是采用该标准的低档值为明智。

  因此,LED照明灯具色温范围与照明标准的选择,与照明品质及节能降耗息息相关。选择接近太阳自然白光色温的LED照明灯具和适当的照明标准,才是明智与科学、符合节能原则的选择。

  8、照明亮度越高越好吗

  目前,大多数国内城市照明的亮度,都超过国家规定的数倍之多,好像这样才能显示出该城市的特色,其实这是非常浪费能源的错误做法。

  请先看看国际照明委员会(CIE,2003-2007)主席范.波莫工程师(Ir. W.J.M. van Bommel)对平均亮度与可见度的研究结果吧:

  

  图一,路面平均亮度与显示能力RP的关系

  这是一条路面平均亮度与显示能力(RP)的关系曲线。显示能力RP是指人眼能够看到路面上障碍物的概率,也就是通常所说的可见度。

  上面的研究曲线清楚地向我们传递了这样的信息:

  通常情况下,当路面平均亮度为0.6cd/m2时,显示能力RP只有10%; 当平均亮度达到2cd/m2时,RP可达到80%。而当地面平均亮度再往上提高一倍到4cd/ m2时,可见度才达到91.5%,也就是说,能量多消耗一倍,但是可见度只提高11.5%。即使地面上的平均亮度提高到五倍,让地面平均亮度达到10cd/m2,可见度也只能提高到95%。多花四倍的能耗,才能提高可见度15%。从经济学的角度上看,这是非常不合算的。从优选法的角度看,平均亮度0.6-2cd/m2才是最优化的经济选择。

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