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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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  漫反射表面的亮度与照度的关系L =ρE/π,是一个与地面反射系数ρ和照度乘积正相关的数学关系。这就说明,平均照度也不是越高越好的,也是服从上述曲线所体现的基本规律的。

  明白了这条曲线的变化规律之后,我们的决策者就会很自然地选择0.6-2cd/m2的路面平均亮度范围,而不会也不应该一味追求越亮越好了。

  9、追求高效率照明的主攻方向

  首先,再让我们先看看国际照明委员会主席范.波莫先生在同一篇研究论著里面,向我们揭示的另一组曲线的关系图吧:

  

  图二,照明总均匀度对显示能力RP的影响

  这是一组研究照明亮度总均匀度对显示能力RP影响的关系曲线。图表显示,当眩光的阀值增量同样处在7%,同时照明平均亮度L=1cd/m2不变的条件下,当照明总均匀度U0从0.2提高一倍到0.4时,显示能力RP就由5%提高到75%。也就是说,当照明均匀度提高一倍时,可见度提高了15倍!这就说明照明总均匀度,比起平均亮度重要得多。它是提高照明品质的关键因数。这就向我们揭示了一个非常重要的节能途径:

  要降低能耗,而又不影响照明可见度这个最终目标的前提下,最重要的主攻方向就是努力提高照明的总均匀度。良好的照明总均匀度,就可以适当地降低照明的平均亮度,这样能达到同样的识别辨认物体的视觉效果,同时又能达到节能降耗的目的。

  再把照明总均匀度这个概念说清楚一些。总均匀度,指的是整条路面的照明总均匀度,尤其是指路面中心线的总均匀度,而非仅指单个灯具的照明均匀度而已。当然,总均匀度是由多个单一灯具的均匀度来构筑的。这里就向我们提出了另一个路面灯具布设设计的技术问题。一味地追求大的灯具间距,以为这样才能节省能耗,这是一种得不偿失的错误做法,因为它必然损害到照明总均匀度这个比照明亮度更为重要的指标。在单个灯具的均匀照明范围无法再扩大的情况下,我们只能适当缩小灯具布设的间距来与之配合,这样才不会影响道路照明的总均匀度。道路照明设计者第一需要照顾的参数,应该是照明总均匀度。

  在LED还没有出现的单一光源作为灯具的唯一光源的年代,要提高照明的均匀度,只能在灯光反射罩上去做文章。但是,进入了LED这个由多个小光源构成整体灯具的年代,我们就应该改变思维,对这些单个小光源做起文章来了。如何通过调控这些个体小光源,来达到提高照明均匀度的目的,就应该列为灯具制造者的主攻方向了。

  10、另一条提高照明效率的捷径

  还是让我们再先看看范.波莫先生的另一个研究成果吧:

  

  图三,相对阈值增量与显示能力RP的关系

  这是一组揭示眩光等级的相对阀值增量与显示能力RP关系的曲线。先解释一下两个概念:

  1、失能眩光 disability glare 降低视觉对象的可见度,但不一定产生不舒适感觉的眩光。

  2、阈值增量 threshold increment(TI)失能眩光的度量。表示在存在眩光源时,为了达到同样看清物体的目的,在物体及其背景之间的亮度对比所需要增加的百分比。

  这组曲线向我们显示了,在照明总均匀度均为0.4时,在不同的眩光阈值增量TI条件下,显示能力RP的变化情况。比如,在相同平均亮度(L=1cd/m2)时,眩光等级由TI=30%降低为7%时,那末,显示能力RP则由25%提高到75%。可见度提高了3倍!这又是一条提高照明效率的捷径,那就是尽量地降低眩光,就能成倍地增加可见度,从而可以相应适当地降低照明亮度,就能达到同样的照明视觉效果。

  降低眩光分量,本身就是降低能耗,消除光污染的一条重要措施。它又能提高照明的品质,还可以进而适当调低照明亮度,进一步节能,是一种正效益累加过程,可不要轻易地放弃它哦。

  所以,选取平均亮度0.5-2cd/m2作为道路的正常照明标准,是最经济的优化选择,过度地追求高亮度照明,是既耗能又得不到多大实际照明效果,并且会产生眩光与光污染的错误做法。致力于追求提高照明总均匀度与降低眩光,才是节能降耗最重要的主攻方向。

  11、归纳

  本文所提到的色温范围、照度标准、亮度范围、照明总均匀度和眩光控制等五大问题,必将制约着我们LED照明运动的发展,及早在理论上和实践上解决它们,才能让我们一直紧紧握住LED照明运动发展的主动权,引领潮流发展,而不是被动地受制于自然发展的内在规律。

  参考文献

  [1] W J M van Bommel, Road Lighting, 1980

  [2]李铁楠等,CJJ-45 2006 城市道路照明设计,2006

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