Kui LED-tänavavalgusteid kasutatakse vihmas, udus ja lumes, on valguse läbitungivuse parandamiseks vaja madalat värvitemperatuuri, samas kui suure valgustõhususega tehnoloogia kombineeritakse valgustuse optimeerimiseks ja liiklusohutuse nõuete täitmiseks.
Nõuded valguse läbilaskvusele vihmas, udus ja lumes keskkonnas
Traditsioonilised valgustuse eelised läbitungimisel: Naatriumlambid: Madal-surve naatriumlambid (värvitemperatuur umbes 2000 K) ja kõrgrõhuga naatriumlambid (2200–2500 K) toodavad monokromaatilist kollast valgust pikema lainepikkusega (589,0 nm ja 589,6 nm). See annab neile tugeva läbitungimise vihmas, udus ja lumes, mistõttu olid nad pikka aega olnud teevalgustuse põhivalik. Näiteks Shenzheni peamistel teedel kasutati kunagi laialdaselt kõrgsurve{9}}naatriumlampe. Pärast seda, kui elanikud kaebasid, et valged{11}}kergmetallhalogeniidlambid (6000–6500 K) toimivad udus halvasti, lülitati paljud tagasi naatriumlampidele.
Sõidukite udutuled: kollast tuld (nagu on näha teatud ksenoonlampide ümberehitustes) eelistatakse udutulede puhul selle tugeva läbitungimise tõttu. Kõrge-värvi-temperatuuriga ksenoonlambid (üle 6000 K) kipuvad tekitama udus valget udu, mis vähendab nähtavust.
LED-tänavavalgustite läbitungimisprobleemid: tavaliste valge-valgusega LED-ide spektris on suur osa lühikese-lainepikkusega valgust (nt 460 nm sinine valgus). Vihmas, udus või lumes hajub see valgus kergesti, tekitades pimestamist ja vähendades valgustuse tõhusust. Näiteks 6000K LED-i spekter koondab energia sinisesse vahemikku, samas kui 3000K LED-i puhul domineerib kollane{7}}punane valgus vahemikus 570–630 nm ja seetõttu on see läbitav paremini.
Peamised valguse läbitungimist mõjutavad tegurid
Lainepikkus ja difraktsioonivõime: pikematel lainepikkustel on tugevam difraktsioonivõime ja parem läbitung. Kollane valgus (570–590 nm) on inimsilma tundlikkuskõvera tipu (555 nm) lähedal ja sellel on suhteliselt vähe hajuvuskadu, mistõttu on see välisvalgustuse eelistatud valik. Kuigi punasel valgusel on veelgi pikem lainepikkus, on selle valgusefektiivsus praktilise teevalgustuse jaoks liiga madal.
Värvitemperatuur ja visuaalne mugavus: kõrged värvitemperatuurid (jahe valge valgus) võivad tekitada sõidukijuhtidele häguse visuaalse mulje ja suurendada psühholoogilist pinget. Hiina riiklik standard "Linnateede valgustusdisaini standard" (CJJ45-2015) sätestab, et LED-tänavavalgustite värvitemperatuur ei tohi ületada 5000K ja eelistada tuleks keskmist-madalat värvitemperatuuri (nt 3000K).
LED-tänavavalgustite optimeerimisstrateegiad vihmas, udus ja lumes
Madala värvitemperatuuriga disain: punaste, roheliste ja kollaste luminofooride suhet reguleerides saab LED-pakette toota madala värvitemperatuuriga. Näiteks 3000K LED-is on sinise{2}}valguse energia peaaegu elimineeritud ja kollase-punase valguse osakaal suureneb oluliselt.
Tööstuse trend: LED-tänavavalgustite värvitemperatuuri on aastate jooksul järk-järgult langetatud. Enne 2016. aastat näitasid praktilised rakendused juba selget nihet kõrgetelt värvitemperatuuridelt keskmise-värvitemperatuuri-madala poole, et sobida paremini uduste piirkondadega.
Kõrge valgustõhususega tehnoloogia
Kiibid ja luminofoorid: suure-tõhususega LED-kiibid koos suure-konversiooni-efektiivsusega luminofooridega suurendavad valgusvõimsust vati kohta.
Teisesed optilised läätsed: suure{0}}läbilaskvusega läätsed vähendavad valguskadu ja optimeerivad valguse jaotust.
Soojusmaterjalid: suure -soojusjuhtivusega-alumiiniumist aluspinnad vähendavad soojustakistust ja pikendavad kinnituste eluiga.
Tulemused: Enne 2016. aastat paranes LED-tänavavalgustite üldine valgustõhusus aasta-aastalt, saavutades praktilise tasakaalu madala värvitemperatuuri ja kõrge efektiivsuse vahel.
Praktilised rakendusjuhtumid ja standardtugi
Kohalikud standardnõuded: Guangxi Zhuangi autonoomse piirkonna elamumajanduse ja linnade{0}}maaelu arendamise osakond nõuab selgesõnaliselt madala-värvi-temperatuuriga valgustite (nt 3000 K) kasutamist mägistes ja udustes piirkondades. Kiirteed ja magistraalteed peaksid eelistama keskmise -kuni-madala värvitemperatuuriga LED-tänavavalgusteid ja vältima jahedat-valgeid allikaid (üle 6000 K).
Toetavad uuringuandmed
- Udukeskkonna testid: punase-kollase ja punase-sinise tule kombinatsioonid näitasid udus suurimat heledust, samas kui sinise valguse nähtavus oli kõige halvem.
- Vihma ja lume võrdlus: kollane valgus tekitab vähem tagasihajumist kui valge valgus, mille tulemuseks on väiksem pimestamine ja parem üldine valgustus.
Järeldus
Tänu madalale värvitemperatuurile (tavaliselt 3000–5000 K) ja suure valgustõhususega tehnoloogiatele (optimeeritud kiibid, luminofoorid ja läätsed) võivad LED-tänavavalgustid oluliselt parandada läbitungivust vihmas, udus ja lumes, täites samal ajal energiasäästu, pika eluea ja hea värviedastuse nõudeid. Kuna tehnoloogia areneb jätkuvalt, on eelisedLED tänavavalgustidvälisvalgustuses muutuvad veelgi tugevamaks, muutes need ideaalseks valikuks teevalgustuseks udustes piirkondades.
