Ko se ulične luči LED uporabljajo v dežju, megli in snegu, je za izboljšanje prodora svetlobe potrebna zasnova z nizko barvno temperaturo, medtem ko je tehnologija visoke svetlobne učinkovitosti združena za optimizacijo osvetlitve in izpolnjevanje zahtev glede varnosti v cestnem prometu.
Zahteve za prodor svetlobe v dežju, megli in snegu
Prednosti tradicionalne razsvetljave pri prodoru: natrijeve sijalke: nizkotlačne natrijeve sijalke (barvna temperatura okoli 2000 K) in visoko{2}}natrijeve sijalke (2200–2500 K) proizvajajo monokromatsko rumeno svetlobo z daljšimi valovnimi dolžinami (589,0 nm in 589,6 nm). To jim omogoča močno prebojnost v dežju, megli in snegu, zato so bili dolgo glavna izbira za cestno razsvetljavo. Na primer, glavne ceste v Shenzhenu so nekoč pogosto uporabljale visoko{9}}natrijeve sijalke. Potem ko so se prebivalci pritožili, da bele-žarnice s lahkimi kovinskimi halogenidi (6000–6500 K) slabo delujejo v megli, so jih mnogi preklopili nazaj na natrijeve sijalke.
Luči za meglo vozila: Rumena svetloba (kot jo vidimo pri določenih predelavah ksenonskih žarnic) je prednostna za luči za meglo zaradi njene močne penetracije. Visoko{1}}barvne-ksenonske žarnice (nad 6000 K) ponavadi ustvarijo belo meglico v megli, kar zmanjša vidljivost.
Izzivi prodiranja uličnih luči LED: konvencionalne bele{0}}svetlobe LED imajo velik delež svetlobe kratkih{1}}valovnih dolžin (kot je modra svetloba 460 nm) v svojem spektru. V dežju, megli ali snegu se ta svetloba zlahka razprši, povzroči bleščanje in zmanjša učinkovitost osvetlitve. Na primer, spekter 6000K LED koncentrira energijo v modrem območju, medtem ko pri 3000K LED prevladuje rumeno-rdeča svetloba med 570–630 nm in zato nudi boljšo penetracijo.
Ključni dejavniki, ki vplivajo na prodor svetlobe
Valovna dolžina in sposobnost uklona: daljše valovne dolžine imajo močnejšo sposobnost uklona in boljšo penetracijo. Rumena svetloba (570–590 nm) je blizu vrha krivulje občutljivosti človeškega očesa (555 nm) in ima razmeroma majhne izgube zaradi sipanja, zaradi česar je najprimernejša izbira za zunanjo razsvetljavo. Čeprav ima rdeča svetloba še daljšo valovno dolžino, je njen svetlobni izkoristek premajhen za praktično osvetlitev cest.
Barvna temperatura in vizualno udobje: Visoke barvne temperature (hladna bela svetloba) lahko ustvarijo meglen vizualni vtis pri voznikih in povečajo psihološko napetost. Kitajski nacionalni standard »Standard za načrtovanje razsvetljave mestnih cest« (CJJ45-2015) navaja, da barvna temperatura uličnih luči LED ne sme preseči 5000K in da je treba dati prednost srednji-do nizki barvni temperaturi (kot je 3000K).
Strategije optimizacije za LED ulične luči v dežju, megli in snegu
Zasnova z nizko barvno temperaturo: s prilagajanjem razmerja rdečega, zelenega in rumenega fosforja je mogoče izdelati pakete LED z nizko barvno temperaturo. Pri 3000K LED je na primer energija modre-svetlobe skoraj odpravljena in delež rumeno-rdeče svetlobe se občutno poveča.
Industrijski trend: barvna temperatura LED uličnih luči se je z leti postopoma zniževala. Pred letom 2016 so praktične aplikacije že pokazale jasen premik od visokih barvnih temperatur k srednjim-do-nizkim barvnim temperaturam, da bi bolje ustrezale meglenim območjem.
Tehnologija visoke svetlobne učinkovitosti
Čipi in fosforji: Visoko{0}}učinkoviti LED-čipi v kombinaciji s-pretvorbeno-fosforji povečajo svetlobno moč na vat.
Sekundarne optične leče: leče z visoko{0}}prepustnostjo zmanjšajo izgubo svetlobe in optimizirajo porazdelitev svetlobe.
Toplotni materiali: visoko{0}}toplotno-prevodni aluminijasti substrati znižujejo toplotno odpornost in podaljšujejo življenjsko dobo vpenjal.
Rezultati: Pred letom 2016 se je splošna svetlobna učinkovitost uličnih luči LED iz leta v leto izboljševala in dosegla praktično ravnovesje med nizko barvno temperaturo in visoko učinkovitostjo.
Primeri praktične uporabe in standardna podpora
Lokalne standardne zahteve: Oddelek za stanovanja in mestni-razvoj podeželja avtonomne regije Guangxi Zhuang izrecno zahteva, da se v gorskih in meglenih območjih uporabljajo svetilke z nizko-barvno-temperaturo (kot je 3000 K). Na hitrih cestah in magistralnih cestah je treba dati prednost uličnim svetilkam LED s srednjo-do-nizko barvno temperaturo in se izogibati virom hladne-bele barve (nad 6000K).
Podporni raziskovalni podatki
- Preskusi okolja v megli: kombinacije rdeče-rumene in rdeče-modre svetlobe so pokazale največjo svetlost v megli, medtem ko je imela modra svetloba najslabšo vidljivost.
- Primerjava dežja in snega: Rumena svetloba povzroča manj povratnega sipanja kot bela svetloba, kar ima za posledico manjše bleščanje in boljšo splošno učinkovitost osvetlitve.
Zaključek
Z zasnovo z nizko barvno temperaturo (običajno 3000–5000 K) in tehnologijami visoke svetlobne učinkovitosti (optimizirani čipi, fosforji in leče) lahko ulične luči LED znatno izboljšajo prodor v dežju, megli in snegu, medtem ko še vedno izpolnjujejo zahteve glede varčevanja z energijo, dolge življenjske dobe in dobrega barvnega upodabljanja. Ker tehnologija še naprej napreduje, so prednostiLED ulične lučipri zunanji razsvetljavi bodo postale še bolj izrazite, zato so idealna izbira za osvetlitev cest v meglenih predelih.
