最合適的LED照明燈具色溫范圍,,應(yīng)該是接近太陽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,,就可以達(dá)到其他非自然白光不可比擬的照射效果;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,。
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(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)亟待對它有明確清醒看法的問題了,。這是事關(guān)節(jié)能與照明品質(zhì)的大事,,容不得我們馬虎應(yīng)對。
1,、人腦對事物的識別與應(yīng)答機(jī)制
人腦通過眼睛得到外界事物影象的第一反應(yīng),,就是把所獲取的影象與原本存儲(chǔ)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(yīng)的應(yīng)答動(dòng)作,。如果所獲取的影象信息與原存儲(chǔ)信息越接近,,識別的速度就越快,應(yīng)答也越敏捷,。駕駛員晚上如果在與白天自然光相差越遠(yuǎn)的低色溫?zé)艄庀?,對所獲取的影象的識別就越費(fèi)力,識別速度就越慢,,應(yīng)答速度也跟著越慢,。應(yīng)答速度減慢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的缺陷,,唯一的辦法就是加大照明強(qiáng)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(dòng)物進(jìn)化到人類的數(shù)十萬年漫長過程當(dāng)中,,人類一直都是生活在太陽的自然光底下,進(jìn)行著一切生產(chǎn)與社會(huì)活動(dòng)。漫長的自然選擇與進(jìn)化的結(jié)果,,使得人類的眼睛最適應(yīng)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(gè)色溫范圍內(nèi),對動(dòng),、靜物體的辨識能力最強(qiáng),;在這個(gè)色溫范圍內(nèi),人類對外界事物的應(yīng)答能力也最敏捷,。因?yàn)?,人們大腦記憶信息庫里面所儲(chǔ)存的物體影象信息,大都是在自然白光的照射下形成的,。所以,,最合適的LED照明燈具的色溫范圍,應(yīng)該是接近太陽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(huì)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(diào)是很自然的。但是我們是黃種人啊,,太陽自然白光的色調(diào)并不會(huì)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(diào)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(diào),,就有點(diǎn)大可不必了,。
最合適的LED照明燈具色溫范圍,應(yīng)該是接近太陽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,,就可以達(dá)到其他非自然白光不可比擬的照射效果,;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,。
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(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)亟待對它有明確清醒看法的問題了。這是事關(guān)節(jié)能與照明品質(zhì)的大事,,容不得我們馬虎應(yīng)對,。
1、人腦對事物的識別與應(yīng)答機(jī)制
人腦通過眼睛得到外界事物影象的第一反應(yīng),,就是把所獲取的影象與原本存儲(chǔ)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(yīng)的應(yīng)答動(dòng)作,。如果所獲取的影象信息與原存儲(chǔ)信息越接近,,識別的速度就越快,應(yīng)答也越敏捷,。駕駛員晚上如果在與白天自然光相差越遠(yuǎn)的低色溫?zé)艄庀?,對所獲取的影象的識別就越費(fèi)力,識別速度就越慢,,應(yīng)答速度也跟著越慢,。應(yīng)答速度減慢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的缺陷,,唯一的辦法就是加大照明強(qiáng)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(dòng)物進(jìn)化到人類的數(shù)十萬年漫長過程當(dāng)中,,人類一直都是生活在太陽的自然光底下,進(jìn)行著一切生產(chǎn)與社會(huì)活動(dòng),。漫長的自然選擇與進(jìn)化的結(jié)果,,使得人類的眼睛最適應(yīng)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(gè)色溫范圍內(nèi),,對動(dòng),、靜物體的辨識能力最強(qiáng);在這個(gè)色溫范圍內(nèi),,人類對外界事物的應(yīng)答能力也最敏捷,。因?yàn)椋藗兇竽X記憶信息庫里面所儲(chǔ)存的物體影象信息,大都是在自然白光的照射下形成的,。所以,,最合適的LED照明燈具的色溫范圍,應(yīng)該是接近太陽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(huì)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(diào)是很自然的。但是我們是黃種人啊,,太陽自然白光的色調(diào)并不會(huì)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(diào)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(diào),,就有點(diǎn)大可不必了,。
3、黃光雨霧穿透能力的合適應(yīng)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(yīng)該選擇它。我們并不否認(rèn)黃光對雨霧的穿透能力比白光好這個(gè)事實(shí),。但是,,我們應(yīng)該明白,大量的道路路燈,,是工作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。選擇適應(yīng)雨霧天氣的暖色溫?zé)艟?,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(yīng)該選擇接近太陽自然白光的色溫范圍,,才是既科學(xué)又節(jié)能的做法,。
上面,我們僅從人腦的識別與應(yīng)答機(jī)制來說明照明色溫應(yīng)該選擇接近自然白光的理由,。下面,,我們再進(jìn)一步從顯色指數(shù)的角度,來對這個(gè)論點(diǎn)做進(jìn)一步剖析,。
4,、自然白光的高顯色指數(shù)優(yōu)點(diǎn)
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(lán),、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?yàn)閺奈矬w發(fā)散或者反射出來的光線,,進(jìn)入了我們的眼睛而感知,。照明的基本機(jī)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(jìn)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
5,低色溫的低顯色指數(shù)代價(jià)
太陽光從早到晚照射地球,,并非每個(gè)時(shí)刻我們所感受到的太陽光,,都必然是自然白光的,。因?yàn)樗€要受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。早晚的太陽光,,更要受到厚重云層,、照射角度與折射的嚴(yán)重影響,因而此時(shí)段的金色陽光,,其顯色指數(shù)已經(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都屬于太陽光的色溫范圍,,這就是廣義的太陽光的色溫定義范圍。但是,,只有色溫6500K的光線(也稱D65)被訂為白光的標(biāo)準(zhǔn)色溫,,它也就是CIE的標(biāo)準(zhǔn)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)比白光的LED來得更低,。在低顯色指數(shù)的燈光下,,要看清楚物體的真實(shí)原貌,就需要較高的燈光照度來彌補(bǔ)顯色指數(shù)的不足,。這就意味著人們得加大光源能量的輸入,,才能獲得接近自然白光下所顯示的物體的真實(shí)原貌。
實(shí)踐證明,,使用接近自然白光的光源,,僅需要遠(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)色彩與原貌,。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,。
由于LED封裝技術(shù)上的原因,,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),,就是增加燈具LED的組裝數(shù)量,也就是意味著成本與能量的增加,,這也是很無奈的結(jié)果,。
6、低色溫LED的光強(qiáng)度下降代價(jià)
由于LED封裝技術(shù)上的原因,,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),,就是增加燈具LED的組裝數(shù)量,也就是意味著成本與能量的增加,,這也是很無奈的結(jié)果,。
7、修改照明標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)代必然性
照明的最終目的就是要讓人們獲得對動(dòng),、靜物體真實(shí)影像的觀察清晰度,。如今有顯色指數(shù)達(dá)70-90、接近太陽自然白光的LED燈具的出現(xiàn),,正是我們提高照明品質(zhì),,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,,為了達(dá)到獲得在其燈光下對物體觀察的辨識力與清晰度,就只能用加大照度值的辦法來努力達(dá)到目的,。建設(shè)部的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,,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,這些標(biāo)準(zhǔn)原本是無可厚非的,。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)標(biāo)準(zhǔn)就顯得過高了,。因?yàn)椋诟唢@色指數(shù)的LED光源下,,要獲得對物體真實(shí)影像的辨識與觀察的清晰度,,僅需遠(yuǎn)小于對高壓鈉燈的照度要求的標(biāo)準(zhǔn)。按照我們多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),,只需要小于建設(shè)部《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》30%的照度強(qiáng)度,,就能達(dá)到與高壓鈉燈一樣,甚至更好的辨識與清晰度的照明效果,。
采用與高壓鈉燈一樣的照度標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范LED光源,,就意味著能量的無謂浪費(fèi),。過高強(qiáng)度的LED照明,甚至還會(huì)引來LED燈光過于“刺眼”的投訴,;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,,照度標(biāo)準(zhǔn)的修改肯定是必然的結(jié)局。在我們的國家尚未對道路照明標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行修改的情況下,,唯有提請實(shí)施的專家們注意這個(gè)問題了,。在不冒犯現(xiàn)有國家照明標(biāo)準(zhǔn)的前提下,建議還是采用該標(biāo)準(zhǔn)的低檔值為明智,。
因此,,LED照明燈具色溫范圍與照明標(biāo)準(zhǔn)的選擇,與照明品質(zhì)及節(jié)能降耗息息相關(guān),。選擇接近太陽自然白光色溫的LED照明燈具和適當(dāng)?shù)恼彰鳂?biāo)準(zhǔn),,才是明智與科學(xué)、符合節(jié)能原則的選擇