LED道路照明技术问题的几点看法

　　1.照度均匀度与亮度均匀度谁为主？

　　当前，虽然CJJ45的新版标准已明确规定了道路照明应以亮度及亮度均匀度为主，但在国内较多地方仍存在只关注照度和照度均匀度，而并未注意到高速机动车道路更应强调对路面(墙面)的亮度及亮度均匀度的要求。图1和图2的斑马线都是亮度均匀度不够造成的，且图1的隧道还有较明显的因车速而引起的频闪，国内还有很多地方在隧道照明采用圆形或近乎正方形的LED灯具，并未将LED的形状和配光与现场适用性相结合，这在很大程度上抹煞了LED照明的优势。

　　图1 隧道照明路面有明显的斑马线

　　图2 隧道照明墙面有明显的斑马线

　　2.亮度均匀度(纵向)达到多少能消除斑马线？

　　对高压钠灯来讲，其自身发光角度在300度以上，发出的光只有约40%直接射向地面，而约60%的光则通过反射器的漫反射再射向路面，这样虽然造成其光的利用率低，但却使它发出的空间光强分布呈现缓慢地变化，亮度均匀度只需大于0.6就无明显斑马线了。而LED模组由于其发光角度基本都小于180度，并且大都不依靠反射器进行配光，所以光的利用率高，但却使它发出的光强空间分布呈现较快速地变化，亮度均匀度(实测值)只有接近0.8才没有明显的斑马线(比标准0.7要高)。由此可见，精准的配光使光度利用率大幅提高的同时，却增加了灯具的配光设计难度。

　　3.克服眩光带来的危害

　　眩光是造成人眼感到不舒适的光线(如图3)。由于LED道路灯具亮度均匀度只有接近0.8才没有明显的斑马线，因此，要求它的距高比一定要大，由此才能利用交叉光来实现较高的亮度均匀度。但因这样的灯具配光张角一般达150度，控制不好会有明显的眩光，因此，必须做到LED道路灯具光源的表面亮度不能太高，并且截光角也要做得准确，才能取得好的效果(一般在75～80度，理论计算为76度)。

　　图3 眩光不仅造成人眼不适且大大降低了夜间驾车的安全系数

　　以上海内环线改造前后为例，高压钠灯照明光晕及杂散光对周围居民房屋影响很大，而LED灯照明几乎对周围居民房屋无影响，截光好不仅光污染小，而且光度利用率高。由此也表明，LED灯具对周围环境与驾驶员光污染更小。

　　4.显色指数在道路照明中的重要性

　　显色指数是衡量物体在人造光源的照射下，能否真实反映出它在自然光照下的颜色的能

　　力(用Ra表示)，较高的显色指数可明显提高对障碍物的分辨率。以上海申大路试点工程为例，其LED路灯显色指数基本在70左右，而与之十字交叉的道路采用的高压钠灯灯具的显色指数在25以下，站在该十字路口可以非常明显地观察到，LED路灯照明的路边绿化清晰度明显优于高压钠灯照明的情况。

　　高压钠灯因其光效比高压汞灯和白炽灯都高所以曾一度被大量采用，不过由于其显色指数低，会导致道路照明近乎黄色光，而造成司机夜间驾车时不适。根据人们所适应的自然规律，夜晚驾车的司机需要保持高度的警觉性，因此对道路照明的要求更高，而适当高的色温(如4000K～5000K)会让夜晚驾车的司机抑制褪黑色素的分泌，不容易产生昏昏欲睡的感觉，这恰恰是夜晚驾车人所必需保持的，而且LED照明采用较高的色温可明显提高灯具效能。这里必须引起注意的是，LED室内照明的一般要求不能硬搬到LED道路照明应用中。

　　5.光谱成分决定了LED照明灯具的透雾性

　　很多人认为，灯的光色决定了光的透雾性，实际上这是一个误区。经分析，即使是相同的光色，光谱可能相差也很多(同色异谱)，因此，实际上决定光透雾性的应该是光谱成分，如果光线中波长相对长的光比例较多，其透雾性必然会好。目前，道路照明的LED基本都是蓝光激发黄色荧光粉，所以其光谱成分中的黄橙光比例基本与高压钠灯类同，而红色光比例是高压钠灯略高，但是由于显色指数的原因，两者的在雾天实际使用效果相差并不明显。

　　从雾天路面的可视距离来看，虽然可视距离差别不明显，但LED灯显色指数高的特点明显使路上和路边物体的辨别清晰度提高。而从路面的感觉距离来看，钠灯虽然感觉景深较大，但是远处的路面已经看不清(如图4)。钠灯的光线溢出(85度以上，10米灯杆，在114.3米以上)使得钠灯光源在很远均可见，让人感觉前方有路，有诱导性，而LED灯由于截光良好，85度以上光线少，使得远处看不见或者很难看见LED光源。

　　由于钠灯的光不能像LED那样截光，造成远处的钠灯如同机场跑道灯有道路诱导性，虽然远处的道路看不见，但是给人心里前方有道路，而LED灯由于截光精准，远处的光源的光强已经非常弱，加上雾气，会看不见，所以远处的LED灯看不见，造成人心里对前方道路的不可知而造成透雾性差的错觉。经过多地点的实践，该两种灯的透雾性及对地面物体的识别无明显区别。

　　图4 雾天路面