LED照明發展中五個亟待解決的問題
上傳人:劉志勇 上傳時間: 2008-10-08 瀏覽次數: 209 |
漫反射表面的亮度與照度的關系L =ρE/π,是一個與地面反射系數ρ和照度乘積正相關的數學關系。這就說明,平均照度也不是越高越好的,也是服從上述曲線所體現的基本規律的。
明白了這條曲線的變化規律之后,我們的決策者就會很自然地選擇0.6-2cd/m2的路面平均亮度范圍,而不會也不應該一味追求越亮越好了。
9、追求高效率照明的主攻方向
首先,再讓我們先看看國際照明委員會主席范.波莫先生在同一篇研究論著里面,向我們揭示的另一組曲線的關系圖吧:

圖二,照明總均勻度對顯示能力RP的影響
這是一組研究照明亮度總均勻度對顯示能力RP影響的關系曲線。圖表顯示,當眩光的閥值增量同樣處在7%,同時照明平均亮度L=1cd/m2不變的條件下,當照明總均勻度U0從0.2提高一倍到0.4時,顯示能力RP就由5%提高到75%。也就是說,當照明均勻度提高一倍時,可見度提高了15倍!這就說明照明總均勻度,比起平均亮度重要得多。它是提高照明品質的關鍵因數。這就向我們揭示了一個非常重要的節能途徑:
要降低能耗,而又不影響照明可見度這個最終目標的前提下,最重要的主攻方向就是努力提高照明的總均勻度。良好的照明總均勻度,就可以適當地降低照明的平均亮度,這樣能達到同樣的識別辨認物體的視覺效果,同時又能達到節能降耗的目的。
再把照明總均勻度這個概念說清楚一些。總均勻度,指的是整條路面的照明總均勻度,尤其是指路面中心線的總均勻度,而非僅指單個燈具的照明均勻度而已。當然,總均勻度是由多個單一燈具的均勻度來構筑的。這里就向我們提出了另一個路面燈具布設設計的技術問題。一味地追求大的燈具間距,以為這樣才能節省能耗,這是一種得不償失的錯誤做法,因為它必然損害到照明總均勻度這個比照明亮度更為重要的指標。在單個燈具的均勻照明范圍無法再擴大的情況下,我們只能適當縮小燈具布設的間距來與之配合,這樣才不會影響道路照明的總均勻度。道路照明設計者第一需要照顧的參數,應該是照明總均勻度。
在LED還沒有出現的單一光源作為燈具的唯一光源的年代,要提高照明的均勻度,只能在燈光反射罩上去做文章。但是,進入了LED這個由多個小光源構成整體燈具的年代,我們就應該改變思維,對這些單個小光源做起文章來了。如何通過調控這些個體小光源,來達到提高照明均勻度的目的,就應該列為燈具制造者的主攻方向了。
10、另一條提高照明效率的捷徑
還是讓我們再先看看范.波莫先生的另一個研究成果吧:

圖三,相對閾值增量與顯示能力RP的關系
這是一組揭示眩光等級的相對閥值增量與顯示能力RP關系的曲線。先解釋一下兩個概念:
1、失能眩光 disability glare 降低視覺對象的可見度,但不一定產生不舒適感覺的眩光。
2、閾值增量 threshold increment(TI)失能眩光的度量。表示在存在眩光源時,為了達到同樣看清物體的目的,在物體及其背景之間的亮度對比所需要增加的百分比。
這組曲線向我們顯示了,在照明總均勻度均為0.4時,在不同的眩光閾值增量TI條件下,顯示能力RP的變化情況。比如,在相同平均亮度(L=1cd/m2)時,眩光等級由TI=30%降低為7%時,那末,顯示能力RP則由25%提高到75%。可見度提高了3倍!這又是一條提高照明效率的捷徑,那就是盡量地降低眩光,就能成倍地增加可見度,從而可以相應適當地降低照明亮度,就能達到同樣的照明視覺效果。
降低眩光分量,本身就是降低能耗,消除光污染的一條重要措施。它又能提高照明的品質,還可以進而適當調低照明亮度,進一步節能,是一種正效益累加過程,可不要輕易地放棄它哦。
所以,選取平均亮度0.5-2cd/m2作為道路的正常照明標準,是最經濟的優化選擇,過度地追求高亮度照明,是既耗能又得不到多大實際照明效果,并且會產生眩光與光污染的錯誤做法。致力于追求提高照明總均勻度與降低眩光,才是節能降耗最重要的主攻方向。
11、歸納
本文所提到的色溫范圍、照度標準、亮度范圍、照明總均勻度和眩光控制等五大問題,必將制約著我們LED照明運動的發展,及早在理論上和實踐上解決它們,才能讓我們一直緊緊握住LED照明運動發展的主動權,引領潮流發展,而不是被動地受制于自然發展的內在規律。
參考文獻
[1] W J M van Bommel, Road Lighting, 1980
[2]李鐵楠等,CJJ-45 2006 城市道路照明設計,2006
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