- 吳春海先生于9月６－7日在2009LED照明技術(shù)及發(fā)展論壇發(fā)表《LED路燈色溫的思考與選擇》的演講
- 演講中總結(jié)出LED路燈色溫很關(guān)鍵
- 5000-6500K區(qū)間的冷白光可能是較好選擇
從照明角度看待LED路燈，主要有光效、配光、光衰、色溫（光色）等四大問題。近年來，LED路燈技術(shù)日新月異，光學(xué)性能提高很快。從我們近期組織的LED路燈測試結(jié)果來看，27款LED路燈中已有6款整燈光效超過70Lm/W，最高達(dá)81.5Lm/W；配光水平大為提高，均勻度相比高壓鈉燈已有優(yōu)勢；光衰問題明顯改善，相比其它光源并不遜色。
在此背景下，色溫問題開始浮出水面，上升為LED路燈的主要矛盾之一，成為近期業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。確實，路燈是城市夜晚的“調(diào)光師”，其色溫決定夜晚“底色”，與市民的日常生活密切相關(guān)。因此，LED路燈色溫問題在規(guī)模應(yīng)用前亟待解決，否則可能成為推廣的巨大障礙。目前，這種情況已在一些城市中出現(xiàn)，還將會在更多城市中應(yīng)驗。
吳春海先生通過分析色溫的生理和心理屬性，探討其與亮（照）度、舒適感的關(guān)系，并結(jié)合LED路燈測試，提出切合目前技術(shù)水平的色溫區(qū)間。
思考一：LED路燈色溫研究應(yīng)側(cè)重生理性還是心理性？
作為新光源，LED路燈不可避免地與現(xiàn)有主流照明，特別是高壓鈉燈反復(fù)比較，色溫正是其中主要的分歧點(diǎn)。LED路燈支持者認(rèn)為，高色溫白光用于道路照明有中間視覺效應(yīng)，可視性好，感覺比低色溫黃光更明亮；高壓鈉燈支持者則認(rèn)為，黃光透霧性好，感覺溫暖，比白光更受市民歡迎。以上說法，自有其邏輯和理由，也有一定合理性。不過，僅把不同色溫的優(yōu)缺點(diǎn)羅列比較，并不能找出LED路燈在色溫方面所面臨的主要矛盾，對解決問題于事無補(bǔ)，無助LED路燈的推廣應(yīng)用。
因此，吳春海先生提出從屬性角度研究色溫，即生理性和心理性。毫無疑問，色溫兼具生理和心理兩種屬性，某些指標(biāo)甚至密不可分。例如，光的透霧性影響駕駛者的辨識能力和反應(yīng)速度，屬于生理性；同時，透霧能力差使駕駛者感覺朦朧，精神高度緊張，屬于心理性。不過，從研究角度，我們有必要分別對待，把各項指標(biāo)、方法、內(nèi)容等分類，找出LED路燈色溫在規(guī)模推廣前最需要解決的難題。
生理性研究主要包括可視度、辨識能力等指標(biāo)，需要科學(xué)家通過精心設(shè)計的實驗去獲取；心理性研究主要包括舒適感、滿意度等指標(biāo)，需要對足夠數(shù)量的市民進(jìn)行情景調(diào)查和問卷調(diào)查。生理性研究基于專業(yè)判斷，其話語權(quán)掌握科學(xué)家手里，由于LED路燈可用于道路照明已是業(yè)界共識，所以不會成為規(guī)模推廣的障礙。而心理性研究則不同，其結(jié)果取決于廣大市民的主觀感受，由于LED路燈將會改變城市夜晚的既有“底色”，市民的接受程度顯得非常重要。因此，在規(guī)模推廣前，心理性研究比生理性研究更緊迫。
目前，已有不少城市以市民對白光接受程度低為由拒絕高色溫LED路燈，使業(yè)界在LED路燈的光效和色溫選擇上陷入兩難境地，應(yīng)該光效優(yōu)先還是色溫優(yōu)先。
思考二：LED路燈是否不適合道路照明？
現(xiàn)在一些路燈單位明確表示偏愛黃光，也有部分專家和研究機(jī)構(gòu)宣稱中國人喜歡3000-4000K的暖白光，更多的LED路燈企業(yè)則認(rèn)為白光感覺很好。眾說紛紜，不一而足。
在此，有必要重溫一個被反復(fù)提起的案例：1999年，某國際品牌在國內(nèi)推廣金鹵燈，深圳很多主干道，包括深南大道，都換成白光的金鹵燈（6000-6500K）。初時效果尚算不錯，但好景不長，2000年后開始有市民投訴，2001、2002年投訴達(dá)到高峰，反映白光昏暗，感覺不好。自此之后，深圳的主干道逐漸換回黃光的高壓鈉燈。同時這一幕，也在其它城市上演。作為親歷者，本人認(rèn)可該事實，但并不認(rèn)同該案例被解讀為深圳市民不喜愛白光甚至中國人不喜愛白光。因為剛安裝時并無市民投訴，投訴出現(xiàn)在一年后，以兩到三年時最多。根據(jù)投訴出現(xiàn)后的路面測量數(shù)據(jù)，金鹵燈光衰嚴(yán)重，亮（照）度明顯下降，瀝青路面照度僅10Lx左右。因此，白光在道路照明中不被接受，可能不僅僅是高色溫，而在于高色溫與低亮（照）度的共同作用。根據(jù)圖一解釋，剛安裝時亮（照）度較高，尚在舒適區(qū)，不會感到昏暗。很不幸，金鹵燈光衰嚴(yán)重，一年后亮（照）度明顯下降，落到了陰晦區(qū)，投訴出現(xiàn)。
基于心理感受的復(fù)雜程度，沒有科學(xué)的調(diào)查和足夠的樣本，不能簡單判斷白光與黃光的優(yōu)劣，更不能斷定LED路燈不適合道路照明。在LED路燈測試中，我們組織深圳市市政設(shè)計院的12位道路照明設(shè)計人員到現(xiàn)場問卷調(diào)查，結(jié)果黃光、暖白、中性白、冷白的喜愛者各為3位。雖然樣本數(shù)量有限，但卻充分說明不同個體對不同色溫各有喜好，甚至專業(yè)人員群體也是這樣。
因此，在色溫研究上不能預(yù)設(shè)立場，只有結(jié)合亮（照）度和環(huán)境情況進(jìn)行認(rèn)真研究，才可能得到真正答案。從大方向來說，個人認(rèn)為道路照明可能會重復(fù)室內(nèi)照明的進(jìn)程，白光將會成為未來的主流方向（見圖二）。
選擇：暖白、中性白還是冷白？
在道路照明，為提高人的舒適感和滿意度，高色溫光源相比低色溫需要適當(dāng)提高亮（照）度，但所需幅度并不大。以LED路燈測試為例，27款LED路燈平均照度僅12Lx，最高也不超過15 Lx，平均色溫為5955K，通過現(xiàn)場對各燈的總體感覺進(jìn)行評價（好、較好、一般、差），評價較好以上的LED路燈約占50%?？紤]到測試道路為混凝土路面，換為瀝青路面估計照度提高到15 Lx即有較好效果（以上為初步判斷，還需進(jìn)一步研究）。
27款LED路燈的整燈光效平均值隨著色溫提高而提高，在5500-6000K區(qū)間達(dá)到最高值，為59.6Lm/W，然后隨著色溫提高而逐步下降。由于5500-6000K區(qū)間所占比例達(dá)40.8%，同時整燈光效平均值最高（本次測試的最高光效也出現(xiàn)在該區(qū)間，為色溫5899K光效81.5Lm/W），所以可認(rèn)為目前5500-6000K為LED路燈的主流色溫區(qū)間。相比之下，色溫<5000K的整燈光效平均值僅45.5Lm/W ，差距非常明顯。
眾所周知，LED路燈的光效與色溫密切相關(guān)。從表四可看出，GREE芯片不同色溫的光效差別不大，但OSRAM芯片則不然，不同色溫的光效差別較大，6500K芯片比5700K芯片光效提高31.8%。因此，LED路燈必須在色溫與光效之間取得平衡，既要充分考慮市民的舒適感和滿意度，也不能為追求低色溫而大幅犧牲光效。畢竟，照度和功率密度值是《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）的硬指標(biāo)，必須有較高光效才能滿足要求。同時，由于不同色溫芯片的價格差別較大，成本因素也需要認(rèn)真考慮。
綜上所述，LED色溫區(qū)間的選擇，需要在滿足道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下，充分考慮市民的接受程度，在光效、色溫、成本之間取得平衡。基于目前LED產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，5000-6500K區(qū)間的冷白光可能是較好選擇。
