雷晓晨

有朋自远方来为啥大家都喜欢黄光的路灯?-云知光照明微课堂

为啥大家都喜欢黄光的路灯?-云知光照明微课堂

王珅
IHS Markit 照明与LED 高级分析师
机械工业出版社《道路照明》 译者
云知光译介社 成员
云知光 专栏作者
编辑手记:
路灯的“黄白之争”至今还有不同的声音,有支持 LED 全面替换老式钠灯的,也有反对 LED 野蛮侵占道路照明的,更有人云亦云的围观者。路灯到底用黄光好还是白光好?(点击题目可阅读)
不管怎样妻祸,我们都应该回归理性来看待路灯替换这个问题,不应该以氛围为王将 LED 一棒子打死残颜弃妃 ,也不应祭着节能的口号专断蛮横。应该从实际使用效果以及体验的角度来看待路灯替换这个问题,路灯换不换?王珅有话说。
说起路灯,似乎都得和“昏黄”二字联系在一起。文艺小说里如果不加个“在昏黄的路灯下”,都不好意思见人。似乎在昏昏黄黄的路灯下,什么情节都可以顺理成章地展开。

▲MJY手绘
随着这些年来大功率 LED 的发展,这类新光源已经不满足于作为普通照明的灯具,开始昂首进军道路照明这片大蓝海。在政府的支持下,LED 路灯示范街道开始在全世界各大城市的街道上遍地开花。
大多数的这些 LED 路灯都使用了比较高的色温,以及相对较高的亮度。设想一下二十年后,小说作者们会这么写:在蓝荧荧明晃晃、连一只跳蚤都无处遁形的 LED 路灯下,他俩执手相看泪眼,竟无语凝噎。。。

云知光的一项调查结果显示,目前正逐渐占据主流地位的 LED 路灯并不被大多数人青睐,相比于高色温的冷白光,大家还是比较偏好有些“昏黄”的传统路灯。为什么高色温 LED 在道路照明中并不像在其它应用领域中被广泛喜爱呢?

从人类光源发展史说起
从历史角度来看,人类可谓是天生就偏好夜间的低色温照明。在学会使用火来照明之前,就已经在漫长的进化过程中习惯了在傍晚的低色温光线中进入夜晚李治延。

▲MJY手绘
使用了火之后,夜间的活动范围也伴随着暖黄色的火光而大大扩大。之后随着交通安全的需要,人们开始在街道上挂上人工灯具以便居民行走决战二世祖。
从最开始的火把,到之后的煤油路灯,以及近代出现了很久的煤气路灯(现在柏林还在使用),虽然开关以及维护都很麻烦,但是却成为了生活中不可或缺的组成部分。
千百年来,由物体发热或燃烧而产生的温暖光线一直陪伴我们,直到近代的白炽灯时代的结束。

▲老中青三代非电路灯,其光线色温均比较低。千万不要以为煤气灯的图片是用LED路灯顶替的,一个个发光点其实是二氧化钍的小袋子,在高温灼烧下会发出强烈的光线。
再接下来到了电光源时代,最著名的路灯就是目前及其普遍的钠灯路灯了荆慕瑶,可以再根据蒸气压的不同细分为高压钠灯和低压钠灯。
低压钠灯的光效高到惊人,就连 LED 也难忘其项背。但是光线纯黄镜辟天,是显色性这门课的万年垫底王卖碳翁。

▲低压钠灯
高压钠灯相比之下就要好多了,光线非常偏黄,显色性考试不及格,但上了两位数,光效也能和 LED 一较高下。

▲高压钠灯

▲高压钠灯VS低压钠灯
可以说千寻千寻,夜间对于低色温光线的喜好是烙在人类 DNA 之中的。讲到这,就不得不提一下大名鼎鼎的苹果公司,苹果用户都知道,苹果手机会自动检测外部光环境变化,当亮度降到一定阈值时,屏幕色温会由正常的偏冷转为昏黄,这项功能叫 Night Shift,业内俗称“屎黄色”。

▲根据环境改变屏幕色温的Night Shift 功能。
蓝光或成道路杀手?
从生理角度上看,低色温光线与高色温光线的确会产生一定的生理作用。
其始作俑者就是高色温光线比较富含的蓝光。
通过眼底的第三种视觉细胞 ipRGC 的作用,蓝光会抑制松果体对褪黑激素(并不能美白)的合成,从而使人摆脱夜晚的困意,精神抖擞地迎接白天。
而在夜间的低色温光线蓝光成分不多,松果体会更加活跃地分泌褪黑激素来促进人们的睡眠误入妻途。千万年来的进化过程中反反复复绝顶雄风,便形成了生理上的昼夜节律。

▲夜晚嗜睡的奥秘:松果体分泌褪黑激素促进睡眠,而蓝光会抑制褪黑素的产生。
那么高色温的 LED 路灯会不会影响驾驶员的褪黑激素分泌呢?其实并不怎么会。即使褪黑激素与蓝光刺激有关伏尼契手稿,但是也是有一定阈值的。
一般夜间道路上的照度还不到 10 个 lx,要说能够对褪黑激素的分泌产生立竿见影的效果还是牵强了,所以大家还需需要有点理性思维的,大可不必“谈蓝色变”。
但是值得注意的是,如果高色温的 LED 路灯被安装在人员密集的居民区,居民在家中也会受到一些高色温 LED 路灯产生的光污染薛晓枫,就肯定会受到一些影响。应当注意避免。
黄光、白光,孰是道路霸主?
我们不妨从照度和视觉敏感度分析一下黄光白光,哪个更胜一筹。
亮度
道路照明最重要的量度不是路面照度,而是驾驶员视角上的路面亮度(考点!)。
从视功能的角度来说,道路照明的最主要目的就是能够让驾驶员们及时发现路面上可能出现的障碍物并及时作出反应动作。
当路面上出现障碍物的时候,障碍物表面的低亮度会与作为背景的路面亮度形成反差,从而被驾驶员及时看见。那么,冷色温光线和暖色温光线在路面亮度上是否有区别吗?

这个真的有,目前所有使用的道路表面材料都对长波长的光线有着更强的反射率,也就是说,红光成分易被反射,蓝光成分更多则被吸收了。
假如我们使用沥青路面作为标准路面。用光通量相同的不同光源来进行固定方向上的亮度测试。结果表明,色温为 6250K 的 LED 在路面亮度上排名倒数第二,偏科生低压钠灯和高压钠灯保持了第一第二的家族地位。
如果要达到合格的路面亮度,便不得不增加 LED 路灯的光通量以及所消耗的功率。
在其它各项参数相同的路面上,低色温道路照明比高色温道路照明在驾驶员方向上的亮度更高,当路面上出现障碍物时,也更有利于驾驶员及时发现障碍物,提高了夜间驾驶的安全性。
视觉敏感度
由于人眼晶状体随着年龄增长而产生的黄化效应,中老年人的眼睛对蓝光的敏感度会越来越低奥奇战记。

▲晶状体黄化
也就是说,即使暖白光(或黄光)和冷白光路灯在马路表面上的客观亮度一样高,在中老年驾驶员眼中,还是暖白光或黄光的主观亮度更加高。
也就是说,在同等条件下,暖白光或黄光更加有利于中老年驾驶员发现道路上可能出现的障碍物。
还有一个小考点,一般认为,低色温白光在空气中的散射要略小于高色温的白光。这也就是为什么汽车雾灯的光线都发黄,也解释了高色温 LED 路灯下一片“白茫b区32号茫”的场景九尾搜搜。在大气微粒甚多的今天,低色温的路灯光线确实有一定优势。
结语
从上面的分析结果来看,似乎钠灯已经胜券在握了,光效高过 LED,有朋自远方来高色温的光线还讨人喜欢,那么 LED 路灯的未来究竟在哪里呢?
LED 路灯厂的同志们不要着急,未来是属于 LED 的拾杯水。预计在 2020 年左右,我们预计 3000K 上下的低色温 LED 也会像现在高色温 LED 那样地经济和高效。
在路灯中使用之后,不仅能带来温暖氛围,还能用超高的显色性吊打钠灯,给言情小说带来更多的想象空间和素材。凌潇潇
不仅如此,相比于钠灯长达十几分钟的开机时间以及调光的零可能性,LED 的可控性简直再次实力吊打,这为智能照明以及节能带来的无数的可能性。
既然光效不如人,就可以在智能调光控制上下文章,通过灵活智能的调光技术熊井友理奈,在保证道路街道安全性的同时,比钠灯节约更多的宝贵能源。
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作者:王珅
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