道路照明:照度與亮度之爭
道路照明作為一種功能性照明,需要一套客觀科學的評價指標評定其照明質量。但由于各種原因,我國道路照明在標準評價方面還存在一些爭議。特別是對道路照明用照度指標評價還是用亮度指標評價一直存有不同意見。LED的出現更突顯了這一問題爭論的必要性。
中國建筑科學研究院建筑物理所肖輝乾教授根據實際調查介紹,中國不少城市如北京、上海、廣州、太原、大連、煙臺,呼和浩特等一些新建的主要道路照明的路面平均照度,幾乎都比國家或國際標準規定的照度值高很多,路面平均照度的平均值超過51lx,個別路面平均照度竟然高達105lx。而大量的實驗研究表明,駕駛員評價為“好”的道路照明所對應的平均亮度為1.5cd/m2(相當15lx)。CIE95年最新標準中規定M1級路2cd/m2(20lx),M5級路才0.5cd/m2(5lx),澳大利亞標準1~1.5cd/m2,中國這些城市道路照明路面照度嚴重超標。
一方面道路照明照度嚴重超標,另一方面,通過照度指標評定的道路照明產品,通過路面反射進入駕駛者眼睛的有效光并不多,即亮度并不高,LED路燈就存在這種問題。這在某種程度上影響了駕駛者的視覺功效。超標與不足并存現象到底是什么原因造成的?
根據現行道路照明設計標準CJJ45-2006,主要衡量指標包括路面平均亮度、路面亮度均勻度、路面亮度縱向均勻度、路面平均照度、路面照度均勻度、路面維持平均亮度等。標準中同時提到了亮度、照度以及亮度均勻性和照度均勻性的指標,并沒有厚此薄彼。“由于設計和測量等原因,國內是以照度為主,亮度則很少人談及,對LED路燈來說就更是如此。”深圳市路燈管理處規劃設計室主任吳春海指出,主要從操作的便利性和可行性的角度考慮出現了厚照度薄亮度的現象。
吳春海在大量實測數據的基礎上分析到,“LED路燈的照度均勻度普遍較好,比CosmoPlis和鈉燈更高,但從亮度均勻度看,LED路燈整體水平相比CosmoPlis和鈉燈還有一定差距,只有少數產品效果較好。LED路燈照度均勻度高,原因在于配光按等照度的矩形光斑概念設計,把光在指定區域內均勻分布。但是,這種配光設計沒有充分考慮光的入射角度和路面的反射性能,通過路面反射進入駕駛者眼睛的有效光并不多,亮度分布不均勻,特別是縱向均勻度較低。從現場照明效果看,亮度縱向均勻度非常重要,過低就會出現斑馬線。由于等照度設計相對簡單,各城市一般以照度作為評價指標,再加上矩形光斑概念推波助瀾,使LED路燈配光從一開始就走錯方向,追求過高的照度均勻度,甚至以高于0.8的照度均勻度作為宣傳手段。”據專家介紹,美國、澳大利亞、法國等國家都以亮度為主要評價指標,而按照他們的標準中國LED企業生產的產品80%~90%都不符合性能要求。吳春海認為,LED路燈配光必須充分考慮道路照明需求,善用控光能力,盡快轉到以亮度為主的方向,否則與國際品牌的差距會拉大。
但也有專家指出現實的困難,“采用亮度評價方式多是專家完全站在學術的角度,追求一種理想的狀態,但真實情況是,不止一般企業很難具備這樣的條件,即使一些路燈管理處也很難具備這樣的條件。因為需要移動的檢測設備,將來可能會有所突破,但是現在用亮度做標準還不太現實,還需要相關的檢測設備和檢測手段的配套。”看來亮度評價方式的最終確立還需要各方的共同努力推動才有望實現。目前從企業做好產品的角度來說最好要照度與亮度兼顧。
值得一提的是,國家“十二五”科技支撐計劃對于半導體照明產業的部署中,明確提出要研究大功率LED路燈的光學系統,提高燈具系統出光效率,充分滿足基于亮度評價體系的各種道路照明需求。基于亮度的道路照明評價系統有望早日確立。
本文轉載自《半導體照明》雜志2011年3月刊
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