Коли світлодіодні вуличні ліхтарі використовуються в умовах дощу, туману та снігу, конструкція з низькою температурою кольору необхідна для покращення проникнення світла, тоді як технологія високої світлової ефективності поєднується для оптимізації продуктивності освітлення та задоволення вимог безпеки дорожнього руху.
Вимоги до проникнення світла в умовах дощу, туману та снігу
Переваги традиційного освітлення щодо проникнення: натрієві лампи: натрієві лампи низького-тиску (колірна температура близько 2000 К) і натрієві лампи високого-тиску (2200–2500 К) створюють монохроматичне жовте світло з більшою довжиною хвилі (589,0 нм і 589,6 нм). Це забезпечує їм міцне проникнення під час дощу, туману та снігу, тому вони довгий час були основним вибором для освітлення доріг. Наприклад, на головних дорогах у Шеньчжені колись широко використовувалися натрієві лампи високого{9}}тиску. Після того, як мешканці поскаржилися, що білі-металогалогенні лампи (6000–6500K) погано працюють під час туману, багатьох повернули до натрієвих ламп.
Протитуманні фари транспортних засобів: для протитуманних фар краще використовувати жовте світло (як це видно в деяких переробках ксенонових ламп) через його сильне проникнення. Ксенонові лампи з високою{1}}кольоровою-температурою (понад 6000 К) мають тенденцію створювати білий серпанок у тумані, погіршуючи видимість.
Проблеми проникнення світлодіодних вуличних ліхтарів: звичайні світлодіоди білого-світла мають високу частку короткохвильового-світла (наприклад, 460 нм синього світла) у своєму спектрі. Під час дощу, туману чи снігу це світло легко розсіюється, створюючи відблиски та знижуючи ефективність освітлення. Наприклад, спектр світлодіода 6000K зосереджує енергію в синьому діапазоні, тоді як світлодіод 3000K переважає жовто-червоне світло між 570–630 нм і, отже, забезпечує краще проникнення.
Ключові фактори, що впливають на проникнення світла
Довжина хвилі та дифракційна здатність: хвилі з більшою довжиною мають сильнішу дифракційну здатність і краще проникнення. Жовте світло (570–590 нм) близьке до піку кривої чутливості людського ока (555 нм) і зазнає відносно невеликих втрат на розсіювання, що робить його кращим вибором для зовнішнього освітлення. Хоча червоне світло має ще більшу довжину хвилі, його світлова ефективність занадто низька для практичного освітлення доріг.
Колірна температура та візуальний комфорт: висока колірна температура (холодне біле світло) може створити туманне візуальне враження для водіїв і збільшити психологічну напругу. У національному стандарті Китаю «Стандарт проектування освітлення міських доріг» (CJJ45-2015) зазначено, що колірна температура світлодіодних вуличних ліхтарів не повинна перевищувати 5000K і що слід віддавати перевагу середнім-низьким колірним температурам (наприклад, 3000K).
Стратегії оптимізації світлодіодних вуличних ліхтарів під час дощу, туману та снігу
Конструкція з низькою колірною температурою: регулюючи співвідношення червоного, зеленого та жовтого люмінофорів, можна виготовляти світлодіодні корпуси з низькою колірною температурою. Наприклад, у світлодіоді 3000K енергія синього-світла майже виключена, а частка жовто-червоного світла значно зростає.
Тенденція в галузі: колірна температура світлодіодних вуличних ліхтарів поступово знижувалася протягом багатьох років. До 2016 року практичне застосування вже демонструвало явний перехід від високих колірних температур до середніх--низьких колірних температур, щоб краще відповідати туманним регіонам.
Технологія високої світлової ефективності
Мікросхеми та люмінофори: високо-ефективні світлодіодні чіпи в поєднанні з люмінофорами з високою-конверсією-підвищують потужність світла на ват.
Вторинні оптичні лінзи: лінзи з високим-коефіцієнтом пропускання зменшують втрати світла та оптимізують розподіл світла.
Термічні матеріали: алюмінієві підкладки з високою -теплопровідністю- знижують термічний опір і подовжують термін служби кріплення.
Результати: до 2016 року загальна світлова ефективність світлодіодних вуличних ліхтарів щороку покращувалася, досягаючи практичного балансу між низькою колірною температурою та високою ефективністю.
Практичні випадки застосування та стандартна підтримка
Вимоги місцевих стандартів: Департамент житлового будівництва та-сільського розвитку Гуансі-Чжуанського автономного району чітко вимагає, щоб у гірських і туманних районах використовувалися світильники з низькою-кольоровою-температурою (наприклад, 3000K). На швидкісних і магістральних дорогах слід надавати пріоритет світлодіодним вуличним ліхтарям із--низькою колірною температурою та уникати джерел холодного-білого (понад 6000K).
Допоміжні дані дослідження
- Випробування в умовах туману: комбінації червоного-жовтого та червоного-синього світла показали найвищу яскравість у тумані, тоді як синє світло мало видимість найгіршу.
- Порівняння дощу та снігу: жовте світло створює менше зворотного розсіювання, ніж біле світло, що призводить до меншого відблиску та кращої загальної ефективності освітлення.
Висновок
Завдяки дизайну з низькою колірною температурою (зазвичай 3000–5000 К) і технологіям високої світлової ефективності (оптимізовані мікросхеми, люмінофори та лінзи) світлодіодні вуличні ліхтарі можуть значно покращити проникнення під час дощу, туману та снігу, водночас відповідаючи вимогам енергозбереження, тривалого терміну служби та гарної передачі кольору. Оскільки технологія продовжує розвиватися, перевагиСвітлодіодні вуличні ліхтаріу зовнішньому освітленні стане ще більш помітним, що робить їх ідеальним вибором для освітлення доріг у туманних регіонах.
