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值得商榷的LED路灯普及

上传人:孟庆云

上传时间: 2013-02-19

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  这是一篇产品技术类探讨性文章,愿和大家讨论、分享。

  地方政府在LED产业扶持上又出大手笔了,某市某区力争在今年(2013年)底完成LED项目改造,包括公共照明领域,即城市道路、公共场所、政府机关、国有企业单位等财政或国有资本投资建设的照明工程领域,将全部使用LED照明。这好像不包括在广东省十二五5000亿的规划之内。

  笔者赞同LED是一种优质光源,但是优质光源看用在哪儿?到目前为止,笔者不敢说谁家的LED路灯做的非常成熟,只能说按照传统路灯的方式有了路灯的样子,实际上离普及LED路灯还有很长的路要走。

  用照相机拍出来的LED路灯夜景可能比高压钠灯作为路灯的夜景漂亮很多,实测的光照强度可能接近或达到了现行标准的光照强度,在数据的表现力上真的比高压钠灯好得多;但是我们有多少人关注了人眼的舒适度?这是个生物学指标,恰恰我们忽略掉了。

  作为路灯光源,笔者亦认为可以,但是目前路灯标准和安装方式必须要改,沿袭目前高压钠灯的安装方式、标准衡量,在LED路灯上不合适。

  交通道路属于高污染环境,扬尘、汽车尾气、路面垃圾等等对于光的吸收和影响我们研究过吗?LED光源相比较于高压钠灯属于一种高显指光源,基本上可以算作一种全光谱光源,道路污染复杂多样,污染对LED路灯照明光谱内各种颜色组份的光吸收比不同,某一种或几种颜色的光可能完全被吸收,剩余的其他颜色的光在全光谱内占有的比率不高,所以人眼接收到的那部分光线强度要小,对于人眼接收到(所看到)明晃晃的光源来讲,形成了强烈的光强度差异,使人几乎“看”不到那少部分反射光;另一方面LED实质上是一种光谱有缺陷的光源,目前蓝光芯片激发荧光粉“制造”出来的白光,恰恰在人眼最敏感的波段(555nm)的光成分含量不足,多方面的原因造成目前LED光源应用在道路照明上欠妥,还应该对其进行很多很多的改善。

  也许有人会问,LED路灯检测的数据和测试数据很漂亮啊?比现有的高压钠灯效果还要好,为什么啊?这首先要分析我们的检测和测试条件。目前我们对路灯的检测大多数会选择在晚间车辆较少、污染较少的时候,这个时候用仪器检测,仪器显示的结果相比较于高压钠灯可能会漂亮;目前我没有看到谁家公布了LED路灯在雨雾天条件下检测的结果,没有看到在高污染环境下LED路灯和高压钠灯检测数据的对比结果。当然仪器设备的检测是一种机械式的检测,检测的数据集中在光强照度方面、配光曲线方面(这些数据集中在光源出光方面),而对于人眼所能感觉到的“看到的”被照物体反射光方面的检测,特别是某一种物体反射光强度的检测,目前是一个空白,这方面的检测有一定的难度,而恰恰是我们人眼所能直观感受到的。或许有人会问,即使检测设备不对着光源检测的数据也是挺好的啊,那不是检测反射光了吗?这种检测方式是检测的整体环境对光的反射,包含了高反射物体和低反射物体对光的反射,甚至包含了光源直接发出的光线,这是一个综合数据或者可以称之为泛数据,这个数据和人眼所感觉到的是有很大差异的。

  在道路照明方面,笔者查阅了很多方面的资料、包括生物学、热学和光学向照明方面的老前辈请教了很多、探讨了很多,对于LED路灯和高压钠灯在道路照明中视觉差异造成的原因做了深入的分析和探讨;在同等条件下,光谱复杂的LED光源和光谱较为简单的高压钠灯光源相比较光强度、照度、配光曲线是不合适的,检测设备所检测到的数据是LED灯具全光谱的光照强度(是一种能量检测),检测到高压钠灯灯具的数据是相对简单的光谱的光照强度,(LED光源包含高能量光线,而高压钠灯的光线能量要低一些)所以简单的拿这两种数据对比不合适,没有太多的可比性。

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  从生物学方面对LED路灯和高压钠灯在道路照明方面来分析,LED光源当前的技术条件下发出的白光属于一种“伪”白光,虽然我们感觉是一种白光,而实际从光谱上去分析这种白光是一种有光谱缺陷的白光,人眼的视觉,感知环境中各种物体的颜色形状是自然进化的结果,是一种复杂的生理调节,当我们所视的目标物体和环境形成强烈的光对比的时候,对于我们的眼睛需要一定的时间去调节、适应,在LED路灯照明条件下就会形成这样的视觉环境,其原因是由于被照物体吸收了其他颜色的光,加上LED是一种有光谱缺陷的光源,所以物体反射光的强度不足以和LED路灯本身相比(司机开车时,眼所看到的不可能仅仅是物体,还包括了LED路灯光源),这就要求人眼在短时间内适应这个对比,人眼的生理机构就要不停的调节,开车时间稍长了,司机就会感觉眼睛很累,就可能导致车祸的发生。相机拍照的原理,和人眼的调节机制相近,而相机有对光的平衡机制(一般是由软件辅助完成),它可以在选择参照点后降低参照点周围光环境的影响;我们在拍照片的时候,往往要在相机里选择场景,就是这个原因;越是高级的相机,需要调整的参数越多,越是要拍出优质的照片对光环境的要求越高,对摄影师的要求就越高。言而总之,从生物学方面LED路灯目前还有很多的欠缺,还有很多值得我们思考和研究的地方。

  因为这篇文章可能会形成很大的争议,笔者又查阅了一些专家的文章,在眩光方面,拜读了初醒悟先生的《照明工程中的眩光及其评价方法》一文,他在文中对眩光的定义是:由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜,或存在极端的对比,以致引起不舒适的感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象。用这个定义衡量当前的LED路灯时,就会发现目前的LED路灯有眩光的嫌疑。

  这篇文章写成之时,和LED业界的专家吴老先生,进行了相关方面的技术沟通,吴老先生对当前的白光LED定义为假白光(由于光谱缺陷的原因),而且对于一个十几斤甚或几十斤的LED路灯装在高杆之上,很不赞同,笔者亦是认为如此,所以从LED路灯作为照明光源的角度考虑,是不是可以调整LED路灯的安装方式?笔者也曾经跟一位LED泰斗级进行过讨论,LED路灯应该减小功率和亮度,安装在绿化带上大约0.8-1.5米的高度范围内,这样就能大幅度减少道路污染对其影响,减小眩光污染,而且安装、维修等工作也容易,不应该像高压钠灯一样装成高杆灯(谁研究过高杆震动对LED路灯的影响),从这个角度上来讲笔者认为LED作为道路照明光源应该修改或者制定适合LED光源的道路照明标准,而且目前标准是必须修改;当前的一些标准我们大多是舶来品,为什么在一个产业的开始,我们不研究制定我们自己的标准呢,舶来要到什么时候?

  总之,笔者认为LED作为道路照明光源,应该很慎重的考虑、调研(我们做事情往往出了事情再去补救,如果是那样对于我们LED产业来讲无异于饮鸩止渴),最起码在目前要进行论证,目前还没有到大力推广的程度。

  照明和光源的和谐应用是一门很复杂很有学问的综合性学科,目前我们LED业界对此研究的不多,当前出现的产品都是沿袭着传统照明设备的思维而设计、构思,这是由于对LED光源和照明的研究不够深入,对于我们LED业界后续的发展和壮大会带来很多的不利(国际大的公司现在还在引导着这个新产业的方向,LED照明是一个新的产业啊,我们这个时候要积累的、要研究的是LED灯具怎么样应用才能发挥出LED本身的特点,这可以产生很多的原始知识产权,知识产权是和国际大厂抗衡的资本,可我们的产业当前的舍本逐末做法,只会是我们沦落为残羹冷炙的捡拾者);在这种环境条件下,国家和政府如果能够做政策性的指导和技术性研究的扶持,相对于目前大手笔的、盲目的项目资本刺激,对我们LED产业会带了更大的发展益处;大手笔、大项目的资本刺激可能会引导我们LED产业的发展方向南辕北辙,不排除LED产业会像光伏产业一样走向没落。

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