选择什么样的LED照明灯具色温?

ledpan · 发表于 2015-6-29 13:42:33

      最合适的LED照明灯具色温范围，应该是接近太阳自然白光的色温范围才是最科学的选择；较低照射强度的自然白光，就可以达到其他非自然白光不可比拟的照射效果；最经济的路面亮度范围应该在2cd/m2以内；提高照明总均匀度和消除眩光是节能降耗的最有效途径。

      在白炽灯、高压钠灯的年代，人们对照明灯具的色温没有选择的余地，只好默默地接受与适应。但是，进入了可以选择色温的LED照明灯具时代，选择什么样的LED照明灯具色温，就变成了一个亟待对它有明确清醒看法的问题了。这是事关节能与照明品质的大事，容不得我们马虎应对。

1、人脑对事物的识别与应答机制

      人脑通过眼睛得到外界事物影象的第一反应，就是把所获取的影象与原本存储在大脑记忆体中影象信息相比对而识别，接着马上做出相应的应答动作。如果所获取的影象信息与原存储信息越接近，识别的速度就越快，应答也越敏捷。驾驶员晚上如果在与白天自然光相差越远的低色温灯光下，对所获取的影象的识别就越费力，识别速度就越慢，应答速度也跟着越慢。应答速度减慢0.1秒的结果就足以让事故发生率猛然突增。为补偿这种昼夜色温差别照明所带来的缺陷，唯一的办法就是加大照明强度，以提高在低色温下的识别速度，这就意味着增加能耗。

      从动物进化到人类的数十万年漫长过程当中，人类一直都是生活在太阳的自然光底下，进行着一切生产与社会活动。漫长的自然选择与进化的结果，使得人类的眼睛最适应的色温范围就是太阳自然白光的色温范围（5500-7500K）。人类的眼睛在这个色温范围内，对动、静物体的辨识能力最强；在这个色温范围内，人类对外界事物的应答能力也最敏捷。因为，人们大脑记忆信息库里面所储存的物体影象信息，大都是在自然白光的照射下形成的。所以，最合适的LED照明灯具的色温范围，应该是接近太阳自然白光的色温范围，才是最科学的选择。

2、欧洲人喜欢低色温的生物、地理原因

      那么，为什么欧洲人喜欢低色温呢？这是有其人种与地理上的原因的。欧洲人为白皮肤人种，白色的光线会使白皮肤的人显得苍白。甚至有夸张的说法，就像死人的颜色，所以他们偏爱暖色调是很自然的。但是我们是黄种人啊，太阳自然白光的色调并不会使我们显得苍白。还有，欧洲大部分地区地处高纬度、气温较低的地带，这也是促成他们偏爱暖色调的地理原因。但是，我们是地处四季分明的温带，并没有漫长的寒冷冬季，跟随欧洲人选择太暖的色调，就有点大可不必了。

3、黄光雨雾穿透能力的合适应用场合

      还有一种说法，就是低色温的黄色光穿透雨雾的能力较好，所以应该选择它。我们并不否认黄光对雨雾的穿透能力比白光好这个事实。但是，我们应该明白，大量的道路路灯，是工作在晴天占绝大部分时间的条件下，雨雾天气毕竟占的比例比较少。选择适应雨雾天气的暖色温灯具，岂不是喧宾夺主、本末倒置？在特定的场合，比如多雾的港口场合，才是选择低色温照明灯具的合理做法。普通道路的照明灯具，还是应该选择接近太阳自然白光的色温范围，才是既科学又节能的做法。

      上面，我们仅从人脑的识别与应答机制来说明照明色温应该选择接近自然白光的理由。下面，我们再进一步从显色指数的角度，来对这个论点做进一步剖析。

4、自然白光的高显色指数优点

      太阳的自然白光，经过三菱镜的折射，可以分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等连续光谱、波长380nm-760nm的七种光线。太阳自然白光含有完整连续的可见光谱。

      人眼之所以能看到物体，是因为从物体发散或者反射出来的光线，进入了我们的眼睛而感知。照明的基本机理就是把光线照射到物体上，经过物体的吸收与反射，然后从物体的外表面反射进入到人眼中来，让人们感知到该物体的颜色与外貌。但是，如果这束照明的光线只是某单一颜色的光线，那末，我们所能看到的也就仅是带有该种颜色的物体。不言而喻，如果该束光线是带有完整连续光
5、低色温的低显色指数代价

      太阳光从早到晚照射地球，并非每个时刻我们所感受到的太阳光，都必然是自然白光的。因为它还要受到厚度不一的云层的吸收与折射、反射的干扰，构成自然白光的各种谱线的成分与比例，就会发生变化的。早晚的太阳光，更要受到厚重云层、照射角度与折射的严重影响，因而此时段的金色阳光，其显色指数已经远离了100，就更不能算是自然白光了。

      按照Kevlin的色温定义，2800K-10000K都属于太阳光的色温范围，这就是广义的太阳光的色温定义范围。但是，只有色温6500K的光线（也称D65）被订为白光的标准色温，它也就是CIE的标准照明体D65。色温6500K的光线所含的光谱最齐全，最接近于自然白光。偏离自然白光色温越远的光源，它的显色指数就越低。

      很明显，色温越低的LED，其显色指数就会比白光的LED来得更低。在低显色指数的灯光下，要看清楚物体的真实原貌，就需要较高的灯光照度来弥补显色指数的不足。这就意味着人们得加大光源能量的输入，才能获得接近自然白光下所显示的物体的真实原貌。

      实践证明，使用接近自然白光的光源，仅需要远小于其他光源的照度，就可以让人们真实地感知物体的真实色彩与原貌。低照度就意味着低的能量输入，就意味着节能。所以我们建议采用接近自然白光的光源作为我们的照明光源。

      由于LED封装技术上的原因，参杂了红黄色素的LED，其光衰比起白光LED更快，也即其发光强度必然比白光LED下降得更快。弥补这种光强下降损失的代价，就是增加灯具LED的组装数量，也就是意味着成本与能量的增加，这也是很无奈的结果。

6、低色温LED的光强度下降代价

      由于LED封装技术上的原因，参杂了红黄色素的LED，其光衰比起白光LED更快，也即其发光强度必然比白光LED下降得更快。弥补这种光强下降损失的代价，就是增加灯具LED的组装数量，也就是意味着成本与能量的增加，这也是很无奈的结果。

7、修改照明标准的时代必然性

      照明的最终目的就是要让人们获得对动、静物体真实影像的观察清晰度。如今有显色指数达70-90、接近太阳自然白光的LED灯具的出现，正是我们提高照明品质，降低能耗的一个很好的契机。

      高压钠灯的显色指数仅为20-30。在以它主导路灯系统的年代，为了达到获得在其灯光下对物体观察的辨识力与清晰度，就只能用加大照度值的办法来努力达到目的。建设部的《城市道路照明设计标准》，就是基于低显色指数的钠灯为主导照明光源的背景下制定的，这些标准原本是无可厚非的。但是，到了以高显色指数的LED为照明光源的条件下，这个标准就显得过高了。因为，在高显色指数的LED光源下，要获得对物体真实影像的辨识与观察的清晰度，仅需远小于对高压钠灯的照度要求的标准。按照我们多年的实践经验，只需要小于建设部《城市道路照明设计标准》30%的照度强度，就能达到与高压钠灯一样，甚至更好的辨识与清晰度的照明效果。

      采用与高压钠灯一样的照度标准来规范LED光源，就意味着能量的无谓浪费。过高强度的LED照明，甚至还会引来LED灯光过于“刺眼”的投诉；降低了照射强度，不但可以获得能量的节约，还可以获得“柔和”的灯光环境。

      对于高压钠灯与LED灯具这两种显色指数相差2-3倍的灯具，照度标准的修改肯定是必然的结局。在我们的国家尚未对道路照明标准实行修改的情况下，唯有提请实施的专家们注意这个问题了。在不冒犯现有国家照明标准的前提下，建议还是采用该标准的低档值为明智。

      因此，LED照明灯具色温范围与照明标准的选择，与照明品质及节能降耗息息相关。选择接近太阳自然白光色温的LED照明灯具和适当的照明标准，才是明智与科学、符合节能原则的选择。

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