Когда светодиодные уличные фонари используются в условиях дождя, тумана и снега, необходима конструкция с низкой цветовой температурой для улучшения проникновения света, в то время как технология высокой светоотдачи сочетается для оптимизации характеристик освещения и удовлетворения требований безопасности дорожного движения.
Требования к проникновению света в условиях дождя, тумана и снега
Преимущества традиционного освещения в проникновении: Натриевые лампы: натриевые лампы низкого-давления (цветовая температура около 2000 К) и натриевые лампы высокого-давления (2200–2500 К) излучают монохроматический желтый свет с большей длиной волны (589,0 нм и 589,6 нм). Это обеспечивает им высокую проникающую способность в дождь, туман и снег, поэтому они долгое время оставались основным выбором для дорожного освещения. Например, на главных дорогах Шэньчжэня когда-то широко использовались натриевые лампы высокого-давления. После того, как жители пожаловались, что металлогалогенные лампы белого-света (6000–6500 К) плохо работают в тумане, многие из них снова переключились на натриевые лампы.
Противотуманные фары автомобиля: Желтый свет (как видно в некоторых модификациях ксеноновых ламп) предпочтителен для противотуманных фар из-за его сильного проникновения. Ксеноновые лампы с высокой-цветной-температурой (более 6000 К) создают белую дымку в тумане, ухудшая видимость.
Проблемы проникновения светодиодных уличных фонарей. В спектре обычных светодиодов белого-света высока доля коротковолнового-света (например, синего света с длиной волны 460 нм). В дождь, туман или снег этот свет легко рассеивается, создавая блики и снижая эффективность освещения. Например, в спектре светодиода 6000К энергия концентрируется в синем диапазоне, а в спектре светодиода 3000К преобладает желтый-красный свет в диапазоне 570–630 нм, поэтому он обеспечивает лучшее проникновение.
Ключевые факторы, влияющие на проникновение света
Длина волны и дифракционная способность: более длинные волны обладают более сильной дифракционной способностью и лучшим проникновением. Желтый свет (570–590 нм) близок к пику кривой чувствительности человеческого глаза (555 нм) и имеет относительно небольшие потери на рассеяние, что делает его предпочтительным выбором для наружного освещения. Хотя красный свет имеет еще большую длину волны, его светоотдача слишком мала для практического дорожного освещения.
Цветовая температура и визуальный комфорт. Высокие цветовые температуры (холодный белый свет) могут создать у водителей туманное визуальное впечатление и повысить психологическое напряжение. Национальный стандарт Китая «Стандарт проектирования освещения городских дорог» (CJJ45-2015) гласит, что цветовая температура светодиодных уличных фонарей не должна превышать 5000К и что следует отдавать предпочтение цветовой температуре от средней-до низкой (например, 3000К).
Стратегии оптимизации светодиодных уличных фонарей в дождь, туман и снег
Конструкция с низкой цветовой температурой: регулируя соотношение красного, зеленого и желтого люминофора, можно производить светодиодные пакеты с низкой цветовой температурой. Например, в светодиоде 3000K энергия синего-света практически исключена, а доля желтого-красного света значительно возрастает.
Тенденция в отрасли: цветовая температура светодиодных уличных фонарей с годами постепенно снижалась. До 2016 года практическое применение уже демонстрировало явный переход от высоких цветовых температур к средним---низким цветовым температурам, чтобы лучше подходить для туманных регионов.
Технология высокой светоотдачи
Чипы и люминофоры. Высокоэффективные светодиодные чипы-в сочетании с люминофорами с высокой-преобразовательной-эффективностью повышают светоотдачу на ватт.
Вторичные оптические линзы. Линзы с высоким-пропусканием света сокращают потери света и оптимизируют его распределение.
Тепловые материалы. Алюминиевые подложки с высокой-тепло-проводимостью снижают термическое сопротивление и продлевают срок службы светильника.
Результаты: До 2016 года общая светоотдача светодиодных уличных фонарей улучшалась год от года, достигая практического баланса между низкой цветовой температурой и высокой эффективностью.
Практические примеры применения и стандартная поддержка
Требования местных стандартов. Департамент жилищного строительства и городского-сельского развития Гуанси-Чжуанского автономного района прямо требует, чтобы в горных и туманных районах использовались светильники с низкой-цветовой-температурой (например, 3000 К). На скоростных и магистральных дорогах следует отдавать приоритет светодиодным уличным фонарям со средней-–-низкой цветовой температурой и избегать источников холодного-белого света (выше 6000 К).
Подтверждающие данные исследований
- Тесты в условиях тумана: комбинации красного-желтого и красного-синего света показали наибольшую яркость в тумане, тогда как синий свет имел плохую видимость.
- Сравнение дождя и снега: Желтый свет дает меньше обратного рассеяния, чем белый свет, что приводит к снижению бликов и улучшению общих характеристик освещения.
Заключение
Благодаря конструкции с низкой цветовой температурой (обычно 3000–5000 К) и технологиям высокой светоотдачи (оптимизированные чипы, люминофоры и линзы) светодиодные уличные фонари могут значительно улучшить проникновение в дождь, туман и снег, сохраняя при этом требования к энергосбережению, длительному сроку службы и хорошей цветопередаче. Поскольку технология продолжает развиваться, преимуществасветодиодные уличные фонарив наружном освещении станут еще более выраженными, что делает их идеальным выбором для освещения дорог в туманных регионах.
