Когато LED уличните светлини се използват при условия на дъжд, мъгла и сняг, е необходим дизайн с ниска цветова температура, за да се подобри проникването на светлина, докато технологията с висока светлинна ефективност се комбинира, за да оптимизира ефективността на осветлението и да отговори на изискванията за пътна безопасност.
Изисквания за проникване на светлина при дъжд, мъгла и сняг
Предимства на традиционното осветление при проникване: Натриеви лампи: Натриевите лампи с ниско-налягане (цветна температура около 2000K) и натриевите лампи с високо-налягане (2200–2500K) произвеждат монохроматична жълта светлина с по-дълги дължини на вълната (589,0 nm и 589,6 nm). Това им осигурява силно проникване при дъжд, мъгла и сняг, поради което те дълго време бяха основният избор за пътно осветление. Например главните пътища в Шенжен някога са използвали широко-натриеви лампи под високо налягане. След като жителите се оплакаха, че белите -светлинни металхалогенни лампи (6000–6500K) не се представят лошо в мъгла, много от тях бяха превключени обратно на натриеви лампи.
Фарове за мъгла на превозни средства: Жълтата светлина (както се вижда при някои конверсии на ксенонови лампи) е предпочитана за фаровете за мъгла поради силното си проникване. Ксенонови лампи с висока-цветна-температура (над 6000K) са склонни да създават бяла мъгла в мъгла, намалявайки видимостта.
Предизвикателства при проникването на LED улични светлини: Конвенционалните светодиоди с бяла-светлина имат голям дял светлина с къса{1}}дължина на вълната (като 460 nm синя светлина) в техния спектър. При дъжд, мъгла или сняг тази светлина лесно се разпръсква, създавайки отблясъци и намалявайки ефективността на осветлението. Например спектърът на 6000K LED концентрира енергия в синия диапазон, докато 3000K LED е доминиран от жълто-червена светлина между 570–630 nm и следователно предлага по-добро проникване.
Основни фактори, влияещи върху проникването на светлина
Дължина на вълната и способност за дифракция: По-дългите дължини на вълната имат по-силна способност за дифракция и по-добро проникване. Жълтата светлина (570–590 nm) е близо до пика на кривата на чувствителност на човешкото око (555 nm) и търпи сравнително малка загуба на разсейване, което я прави предпочитан избор за външно осветление. Въпреки че червената светлина има още по-голяма дължина на вълната, нейната светлинна ефективност е твърде ниска за практическо пътно осветление.
Цветна температура и визуален комфорт: Високите цветни температури (студена бяла светлина) могат да създадат мъгляво визуално впечатление за водачите и да увеличат психологическото напрежение. Националният стандарт на Китай „Стандарт за проектиране на осветление на градски пътища“ (CJJ45-2015) гласи, че цветната температура на LED уличните светлини не трябва да надвишава 5000K и че трябва да се предпочитат средни-до ниски цветови температури (като 3000K).
Стратегии за оптимизиране на LED улично осветление при дъжд, мъгла и сняг
Дизайн с ниска цветова температура: Чрез регулиране на съотношението на червения, зеления и жълтия фосфор, LED пакетите могат да бъдат произведени с ниски цветови температури. В 3000K LED, например, синята-светлинна енергия е почти елиминирана и делът на жълто-червената светлина нараства значително.
Тенденция в индустрията: Цветовата температура на LED уличните светлини постепенно намалява през годините. Преди 2016 г. практическите приложения вече показаха ясна промяна от високи цветови температури към средни-към-ниски цветови температури, за да отговарят по-добре на мъгливите региони.
Технология с висока светлинна ефективност
Чипове и луминофори: Високо{0}}ефективните LED чипове, съчетани с високо-преобразуващите-люминофори повишават светлинния поток на ват.
Вторични оптични лещи: Лещите с висока-пропускливост намаляват загубата на светлина и оптимизират разпределението на светлината.
Термични материали: Алуминиевите субстрати с висока-топлопроводимост-понижават термичното съпротивление и удължават живота на приспособленията.
Резултати: Преди 2016 г. цялостната светлинна ефективност на LED уличното осветление се подобряваше всяка година, постигайки практически баланс между ниска цветова температура и висока ефективност.
Практически случаи на приложение и стандартна поддръжка
Местни стандартни изисквания: Отделът за жилищно настаняване и градско-развитие на селските райони на автономния регион Гуанси Джуан изрично изисква в планински и мъгливи райони да се използват осветителни тела с ниска-цветна-температура (като 3000K). Скоростните и магистралните пътища трябва да дават приоритет на LED уличните светлини със средна-до-ниска цветова температура и да избягват източници на студено-бело (над 6000K).
Подкрепящи данни от изследвания
- Тестове за среда с мъгла: Комбинациите от червена-жълта и червена-синя светлина показаха най-висока яркост в мъгла, докато синята светлина имаше най-лоша видимост.
- Сравнение на дъжд и сняг: Жълтата светлина произвежда по-малко обратно разсейване от бялата светлина, което води до по-слаб отблясък и по-добро цялостно осветление.
Заключение
Чрез дизайн с ниска цветова температура (обикновено 3000–5000K) и технологии с висока светлинна ефективност (оптимизирани чипове, фосфори и лещи), LED уличните светлини могат значително да подобрят проникването при дъжд, мъгла и сняг, като същевременно отговарят на изискванията за пестене на енергия, дълъг живот и добро цветопредаване. Тъй като технологията продължава да напредва, предимствата наLED улично осветлениепри външно осветление ще станат още по-изразени, което ги прави идеален избор за пътно осветление в мъгливи региони.
