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 |
引 言
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。但是,進入了可以選擇色溫的LED照明燈具時代,選擇什么樣的LED照明燈具色溫,就變成了一個亟待對它有明確清醒看法的問題了。這是事關節能與照明品質的大事,容不得我們馬虎應對。
有一種說法,傾向于搬用歐洲的嗜好,選擇2700-3200K的色溫范圍。據說這是歐洲人偏愛的色溫范圍。對此,本人有不同的看法,謹提出來與大家商討:
1、人腦對事物的識別與應答機制
人腦通過眼睛得到外界事物影象的第一反應,就是把所獲取的影象與原本存儲在大腦記憶體中影象信息相比對而識別,接著馬上做出相應的應答動作。如果所獲取的影象信息與原存儲信息越接近,識別的速度就越快,應答也越敏捷。駕駛員晚上如果在與白天自然光相差越遠的低色溫燈光下,對所獲取的影象的識別就越費力,識別速度就越慢,應答速度也跟著越慢。應答速度減慢0.1秒的結果就足以讓事故發生率猛然突增。為補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。
從動物進化到人類的數十萬年漫長過程當中,人類一直都是生活在太陽的自然光底下,進行著一切生產與社會活動。漫長的自然選擇與進化的結果,使得人類的眼睛最適應的色溫范圍就是太陽自然白光的色溫范圍(5500-7500K)。人類的眼睛在這個色溫范圍內,對動、靜物體的辨識能力最強;在這個色溫范圍內,人類對外界事物的應答能力也最敏捷。因為,人們大腦記憶信息庫里面所儲存的物體影象信息,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,應該是接近太陽自然白光的色溫范圍,才是最科學的選擇。
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是很自然的。但是我們是黃種人啊,太陽自然白光的色調并不會使我們顯得蒼白。還有,歐洲大部分地區地處高緯度、氣溫較低的地帶,這也是促成他們偏愛暖色調的地理原因。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,就有點大可不必了。
3、黃光雨霧穿透能力的合適應用場合
還有一種說法,就是低色溫的黃色光穿透雨霧的能力較好,所以應該選擇它。我們并不否認黃光對雨霧的穿透能力比白光好這個事實。但是,我們應該明白,大量的道路路燈,是工作在晴天占絕大部分時間的條件下,雨霧天氣畢竟占的比例比較少。選擇適應雨霧天氣的暖色溫燈具,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,還是應該選擇接近太陽自然白光的色溫范圍,才是既科學又節能的做法。
上面,我們僅從人腦的識別與應答機制來說明照明色溫應該選擇接近自然白光的理由。下面,我們再進一步從顯色指數的角度,來對這個論點做進一步剖析。
4、自然白光的高顯色指數優點
太陽的自然白光,經過三菱鏡的折射,可以分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等連續光譜、波長380nm-760nm的七種光線。太陽自然白光含有完整連續的可見光譜。
人眼之所以能看到物體,是因為從物體發散或者反射出來的光線,進入了我們的眼睛而感知。照明的基本機理就是把光線照射到物體上,經過物體的吸收與反射,然后從物體的外表面反射進入到人眼中來,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光譜的光線,那末,物體所顯現出來的容貌,就會與我們在自然白光下所觀察到的,一樣色彩逼真的容與貌。
這里就得引出了一個顯色指數(Ra-color rendering index / CRI)的概念。太陽的自然白光含有完整的連續光譜,物體在太陽自然白光的照射下,由于各色光線的共同作用,因而可以顯示出物體的真實顏色與外貌。所以我們把太陽自然白光的顯色指數定義為100,意味著它能百分之一百地顯示出物體原來的真實色彩。這也是根據人眼在太陽自然白光下,所觀察到的物體的色彩為基準,而制定的標準。
從嚴格意義上講,在自然標準白光的照射下,每一條看似平淡普通的物體的輪廓線,都可以分解成標準色標板所顯示的各種色標。也就是說,如果我們用標準的白光去照射任何顏色的一個物體,我們看到的它的輪廓線最為“濃密”清晰。但是,如果使用單色光,或者色彩不是很豐富的,偏離標準太陽自然光的燈光去照射該物體,那么,它的輪廓線,就會由于光源的“先天不足”而顯得不“濃密”清晰,甚至模糊。
傳統高壓鈉燈的主導光譜為589.2nm和589.6nm,是兩條非常靠近的譜線,接近于單色光。高壓鈉燈的顯色指數只有20-30。所以,高壓鈉燈下的各種物體,才會顯得模模糊糊。為了使人們看清物體的真實原貌,就需要加強燈具照明的強度,才能夠達到使人眼努力看清物體真實原貌的需求。加強照度,就意味著增加能量的消耗。即使如此,鈉燈下觀察物體的清晰度與真實色彩,是永遠無法達到自然白光下的真實效果的。這就是大量的夜間購物者,到白天時才發現夜間所購物品,并非他們所喜愛的顏色,大呼上當,始作俑者,正是低顯色指數的燈光所為也。街邊鈉燈下夜市燈光的低顯色性弱點,更是喜歡逛夜市的人必須第一注意的要點哦。
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