Kun LED-katuvaloja käytetään sateessa, sumussa ja lumisateessa, tarvitaan matalan värilämpötilan suunnittelua valonläpäisyn parantamiseksi, kun taas korkean valotehokkuuden tekniikkaa yhdistetään valaistuksen optimoimiseksi ja tieturvallisuusvaatimusten täyttämiseksi.
Vaatimukset valon läpäisylle sateessa, sumussa ja lumisateessa
Perinteiset valaistuksen edut läpäisyssä: Natriumlamput: Matala-painenatriumlamput (värilämpötila noin 2000 K) ja korkeapaineiset natriumlamput (2200–2500 K) Tämä antaa niille vahvan tunkeutumisen sateessa, sumussa ja lumessa, minkä vuoksi ne olivat pitkään valtavirran valinta tievalaistukseen. Esimerkiksi Shenzhenin pääteillä käytettiin aikoinaan laajalti-korkeapaineisia natriumlamppuja. Kun asukkaat valittivat valkoisten-kevytmetallihalogenidilamppujen (6000–6500K) toimivuudesta huonosti sumussa, monet otettiin takaisin natriumlamppuihin.
Ajoneuvojen sumuvalot: Keltainen valo (kuten tietyissä ksenonlamppumuunnoksissa) on suositeltava sumuvaloissa sen voimakkaan tunkeutumisen vuoksi. Korkean-väri-lämpöiset ksenonlamput (yli 6000K) luovat yleensä valkoisen sumun sumussa, mikä heikentää näkyvyyttä.
LED-katuvalojen tunkeutumishaasteet: Perinteisten valkoisten-valkoisten LEDien spektrissä on suuri osa lyhyen-aallonpituuden valoa (kuten 460 nm:n sinistä valoa). Sateessa, sumussa tai lumessa tämä valo hajoaa helposti aiheuttaen häikäisyä ja heikentäen valaistuksen tehokkuutta. Esimerkiksi 6000K LED:n spektri keskittää energian siniselle alueelle, kun taas 3000K LEDissä hallitsee keltainen-punainen valo välillä 570–630 nm, mikä tarjoaa paremman tunkeutumisen.
Tärkeimmät valonläpäisyyn vaikuttavat tekijät
Aallonpituus ja diffraktiokyky: Pidemmillä aallonpituuksilla on vahvempi diffraktiokyky ja parempi tunkeutuminen. Keltainen valo (570–590 nm) on lähellä ihmissilmän herkkyyskäyrän huippua (555 nm) ja kärsii suhteellisen vähän sirontahäviöstä, joten se on suositeltava valinta ulkovalaistukseen. Vaikka punaisella valolla on vieläkin pidempi aallonpituus, sen valoteho on liian alhainen käytännön tievalaistukseen.
Värilämpötila ja visuaalinen mukavuus: Korkeat värilämpötilat (kylmä valkoinen valo) voivat luoda kuljettajiin sumean visuaalisen vaikutelman ja lisätä psyykkistä jännitystä. Kiinan kansallinen standardi "Standard for Lighting Design of Urban Roads" (CJJ45-2015) sanoo, että LED-katuvalojen värilämpötila ei saa ylittää 5000 K ja että keskitasoista-alhaisiin värilämpötiloihin (kuten 3000 K) tulee olla etusija.
Optimointistrategiat LED-katuvaloihin sateessa, sumussa ja lumessa
Matalan värilämpötilan suunnittelu: Säätämällä punaisen, vihreän ja keltaisen loisteaineen suhdetta LED-paketteja voidaan valmistaa alhaisilla värilämpötiloilla. Esimerkiksi 3000K LEDissä sinisen-valoenergia on lähes eliminoitunut ja keltaisen-punaisen valon osuus kasvaa merkittävästi.
Alan trendi: LED-katuvalojen värilämpötilaa on alennettu asteittain vuosien mittaan. Käytännön sovelluksissa jo ennen vuotta 2016 havaittiin selvä muutos korkeista värilämpötiloista kohti keski-alhaisia värilämpötiloja-, jotta ne sopisivat paremmin sumuisille alueille.
Korkean valotehon tekniikka
Sirut ja fosforit: Tehokas{0}}LED-siru yhdistettynä korkean-muunnostehokkaisiin-loisteaineisiin lisää valotehoa wattia kohden.
Toissijaiset optiset linssit: Korkean{0}}läpäisykyvyn linssit vähentävät valohäviöitä ja optimoivat valon jakautumisen.
Lämpömateriaalit: Korkean-lämmön-johtavuuden omaavat alumiinipinnat alentavat lämpövastusta ja pidentävät kiinnittimen käyttöikää.
Tulokset: Ennen vuotta 2016 LED-katuvalojen yleinen valotehokkuus parani vuosi vuodelta, jolloin saavutettiin käytännöllinen tasapaino alhaisen värilämpötilan ja korkean tehokkuuden välillä.
Käytännön sovellustapaukset ja vakiotuki
Paikalliset standardivaatimukset: Guangxi Zhuangin autonomisen alueen asunto- ja kaupunkikehitysosasto Moottoriteillä ja valtateillä tulee asettaa etusijalle keski-–-matalan värilämpötilan LED-katuvalot ja vältettävä viileitä-valkoisia lähteitä (yli 6000 K).
Tukeva tutkimustieto
- Sumuympäristötestit: Punaisen-keltaisen ja punaisen-sinisen valon yhdistelmät osoittivat kirkkaimman sumussa, kun taas sinisen valon näkyvyys oli heikoin.
- Sateen ja lumen vertailut: Keltainen valo tuottaa vähemmän takaisinsironta kuin valkoinen valo, mikä vähentää häikäisyä ja parantaa yleistä valaistustehoa.
Johtopäätös
Alhaisen värilämpötilan (tyypillisesti 3000–5000K) ja valotehokkaiden teknologioiden (optimoidut sirut, fosforit ja linssit) ansiosta LED-katuvalot voivat parantaa merkittävästi tunkeutumista sateessa, sumussa ja lumessa täyttäen samalla energiansäästön, pitkän käyttöiän ja hyvän värintoiston vaatimukset. Koska tekniikka kehittyy edelleen, etujaLED-katuvalotulkovalaistuksessa korostuvat entisestään, mikä tekee niistä ihanteellisen valinnan sumuisten alueiden tievalaistukseen.
