Wanneer LED-straatverlichting wordt gebruikt in regen-, mist- en sneeuwomstandigheden, is een ontwerp met een lage kleurtemperatuur nodig om de lichtpenetratie te verbeteren, terwijl technologie met een hoge lichtefficiëntie wordt gecombineerd om de verlichtingsprestaties te optimaliseren en te voldoen aan de verkeersveiligheidseisen.
Vereisten voor lichtpenetratie in omgevingen met regen, mist en sneeuw
Traditionele verlichtingsvoordelen wat betreft penetratie: Natriumlampen: lage-druknatriumlampen (kleurtemperatuur rond 2000K) en hoge-druknatriumlampen (2200–2500K) produceren monochromatisch geel licht met langere golflengten (589,0 nm en 589,6 nm). Dit zorgt ervoor dat ze sterk doordringen in regen, mist en sneeuw, en daarom waren ze lange tijd de belangrijkste keuze voor wegverlichting. Op de hoofdwegen in Shenzhen werden bijvoorbeeld ooit hogedruknatriumlampen gebruikt. Nadat bewoners hadden geklaagd dat witte-lichte metaalhalogenidelampen (6000–6500K) slecht presteerden bij mist, schakelden velen terug naar natriumlampen.
Mistlampen voor voertuigen: Geel licht (zoals te zien bij bepaalde conversies van xenonlampen) heeft de voorkeur voor mistlampen vanwege de sterke penetratie ervan. Xenonlampen met hoge-kleuren-temperaturen (boven 6000 K) hebben de neiging om bij mist een witte waas te creëren, waardoor de zichtbaarheid wordt verminderd.
Penetratie-uitdagingen van LED-straatverlichting: Conventioneel wit-licht LED's hebben een hoog aandeel licht met een korte- golflengte (zoals 460 nm blauw licht) in hun spectrum. Bij regen, mist of sneeuw wordt dit licht gemakkelijk verstrooid, waardoor verblinding ontstaat en de verlichtingseffectiviteit afneemt. Het spectrum van een 6000K LED concentreert bijvoorbeeld de energie in het blauwe bereik, terwijl een 3000K LED wordt gedomineerd door geel-rood licht tussen 570–630 nm en daardoor een betere penetratie biedt.
Sleutelfactoren die de lichtpenetratie beïnvloeden
Golflengte en diffractievermogen: Langere golflengten hebben een sterker diffractievermogen en een betere penetratie. Geel licht (570–590 nm) ligt dicht bij de piek van de gevoeligheidscurve van het menselijk oog (555 nm) en lijdt relatief weinig verstrooiingsverlies, waardoor het de voorkeur geniet voor buitenverlichting. Hoewel rood licht een nog langere golflengte heeft, is de lichtopbrengst ervan te laag voor praktische wegverlichting.
Kleurtemperatuur en visueel comfort: Hoge kleurtemperaturen (koel wit licht) kunnen bij bestuurders een wazige visuele indruk creëren en de psychologische spanning verhogen. De Chinese nationale norm 'Standaard voor verlichtingsontwerp van stedelijke wegen' (CJJ45-2015) stelt dat de kleurtemperatuur van LED-straatverlichting niet hoger mag zijn dan 5000 K en dat middelmatige- tot lage kleurtemperaturen (zoals 3000 K) de voorkeur verdienen.
Optimalisatiestrategieën voor LED-straatverlichting in regen, mist en sneeuw
Ontwerp met lage kleurtemperatuur: Door de verhouding van rode, groene en gele fosforen aan te passen, kunnen LED-pakketten met lage kleurtemperaturen worden geproduceerd. In een LED van 3000K wordt bijvoorbeeld de energie van blauw-licht bijna geëlimineerd en neemt het aandeel geel-rood licht aanzienlijk toe.
Industrietrend: De kleurtemperatuur van LED-straatverlichting is in de loop der jaren geleidelijk verlaagd. Vóór 2016 lieten praktische toepassingen al een duidelijke verschuiving zien van hoge kleurtemperaturen naar gemiddelde-naar-lage kleurtemperaturen om beter bij mistige gebieden te passen.
Technologie met hoge lichtopbrengst
Chips en fosforen: LED-chips met een hoge-efficiëntie in combinatie met fosforen met een hoge-conversie- verhogen de lichtopbrengst per watt.
Secundaire optische lenzen: lenzen met hoge{0}}transmissie verminderen het lichtverlies en optimaliseren de lichtverdeling.
Thermische materialen: aluminiumsubstraten met een hoge-thermische- geleidbaarheid verlagen de thermische weerstand en verlengen de levensduur van de armatuur.
Resultaten: Vóór 2016 verbeterde de algehele lichtopbrengst van LED-straatverlichting jaar na jaar, waardoor een praktisch evenwicht werd bereikt tussen een lage kleurtemperatuur en een hoge efficiëntie.
Praktische toepassingscasussen en standaardondersteuning
Lokale standaardvereisten: Het ministerie van Volkshuisvesting en Stedelijke-plattelandsontwikkeling van de autonome regio Guangxi Zhuang vereist expliciet dat armaturen met lage-kleur-temperaturen (zoals 3000K) worden gebruikt in bergachtige en mistige gebieden. Snelwegen en uitvalswegen moeten voorrang geven aan LED-straatverlichting met gemiddelde- tot- lage kleurtemperatuur en koele- witte bronnen (boven 6000 K) vermijden.
Ondersteunende onderzoeksgegevens
- Tests in mistomstandigheden: combinaties van rood{0}}geel en rood-blauw licht lieten de hoogste helderheid zien bij mist, terwijl blauw licht de slechtste zichtbaarheid had.
- Vergelijkingen tussen regen en sneeuw: Geel licht produceert minder terugverstrooiing dan wit licht, wat resulteert in minder verblinding en betere algehele verlichtingsprestaties.
Conclusie
Door het ontwerp met een lage kleurtemperatuur (doorgaans 3000–5000K) en technologieën met een hoog lichtrendement (geoptimaliseerde chips, fosforen en lenzen) kunnen LED-straatverlichting de penetratie in regen, mist en sneeuw aanzienlijk verbeteren, terwijl ze nog steeds voldoen aan de vereisten voor energiebesparing, lange levensduur en goede kleurweergave. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, worden de voordelen vanLED-straatverlichtingin buitenverlichting zullen nog duidelijker naar voren komen, waardoor ze een ideale keuze zijn voor wegverlichting in mistige gebieden.
