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我國實現(xiàn)LED照明計劃 任重而道遠
發(fā)布時間:2009-11-01 作者:ccy 瀏覽:48

概要:  半導體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比人們預期快得多,LED光源的某些特性是以往任何人造光源所無法比擬的,如色彩豐富、色飽和度高、光束集中、固態(tài)發(fā)光、響應速度快、亮度和顏色均可數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制與調(diào)節(jié)等等。

我國實現(xiàn)LED照明計劃 任重而道遠
 半導體照明技術(shù) 與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比人們預期快得多,LED光源的某些特性是以往任何人造光源所無法比擬的,如色彩豐富、色飽和度高、光束集中、固態(tài)發(fā)光、響應速度快、亮度和顏色均可數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制與調(diào)節(jié)等等。這些新特性的廣泛應用將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)照明的經(jīng)驗和習慣,引發(fā)照明理念和光文化的變革,推動照明產(chǎn)品向以人為本和更人性化的方向發(fā)展,科技部啟動“十城萬盞”半導體照明示范工程將把LED推向更廣闊的市場,促進LED產(chǎn)業(yè)做大做強。

  照明是涉及多種學科和多種技術(shù)領(lǐng)域的綜合性工程技術(shù),人的視覺特性和視覺認知決定了對照明的量和質(zhì)的需求,不但要考慮半導體技術(shù)和其他科學技術(shù)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新,還要考慮和關(guān)注美學、藝術(shù)、哲學、人體工效學、生理學和心理學等學科領(lǐng)域的科學性問題,綜合集成來滿足人們對日益增長的對生活質(zhì)量的追求。目前的狀況是沒有一個權(quán)威、一所大學、一個科研機構(gòu)或一個企業(yè)能全面了解照明科技的內(nèi)涵,因此,照明是一個更應以人為本、貫徹科學發(fā)展觀、集成技術(shù)創(chuàng)新的科技領(lǐng)域,從科學發(fā)展的視角,我們僅列出一些有爭議、概念模糊和需要研究探討的問題,供大家研討。

  城市道路照明是“十城萬盞”的主要應用方向嗎?

  高壓鈉燈 在城市道路照明三十多年的發(fā)展歷程中已是成熟的高效光源,改進的有高顯色性高壓鈉燈,新光源除LED外還有PHILIPS低色溫陶瓷金鹵燈和無極燈等。大部分專業(yè)人士觀點和試驗表明:LED在發(fā)光效率、穩(wěn)定性、可靠性、耐熱性、色溫、配光、可維護性、性價比等方面不如以上光源,目前LED路燈 的整體水平達不到主干道照明的“城市道路照明設(shè)計標準”。用LED路燈改造主干道或支路的主要問題有:一是穩(wěn)定性差,維修和更換頻率高;二是總光通量不足,達不到“城市道路照明設(shè)計標準”要求;三是市民反映多,特別是郊區(qū)或農(nóng)民反映大,他們說城里的路燈換了一茬又一茬,從亮的又換成不亮的,我們什么時候能裝上路燈就好了。

  根據(jù)目前LED路燈的技術(shù)水平,主要用于8米以下的支路、輔道、步行道、居民區(qū)道路,用于農(nóng)村城鎮(zhèn)化、城市郊區(qū)新建道路,用太陽能光伏或風光互補發(fā)電和LED組合的路燈照明系統(tǒng),這樣用納稅人的錢辦社會和諧的事,又能節(jié)能降耗。

  LED道路照明 用照度指標評價還是用亮度指標評價?

  現(xiàn)在每年有關(guān)LED道路照明的論文或演講數(shù)以千計,會議頻繁,應接不暇,其中不乏大腕專家或大企業(yè)總工程師,他們對駕駛員的視覺作業(yè)特點,人的視覺功能和視覺信息的了解甚少,大部分的論文或演講都用路面照度、路面平均照度、照度均勻度等指標評價LED路燈或LED道路照明設(shè)計,而發(fā)達國家自80年代以來就開始采用“亮度標準”,中國建筑科學研究院李鐵楠研究員在他的著作《城市道路照明設(shè)計》和多次演講中都強調(diào)“根據(jù)視覺作業(yè)來選擇照明標準”;“道路照明的評價指標(包括視覺功能性和舒適性兩個方面):路面平均亮度、路面亮度總均勻度、路面亮度縱向均勻度、失能眩光(閾值增量)、環(huán)境比、誘導性等”,這些指標已列入:“城市道路照明設(shè)計標準CJJ45-2006”中,其目的是照明要提供盡可能明亮的路面,在相對明亮的背景下,看得見物體的剪影或來自高反射物體的反射光,只有在某些特殊情況下,無法用亮度指標來評價道路照明時采用照度指標。同濟大學建筑與城市規(guī)劃院鄒吉平、李麗等,在《重視道路和隧道照明中亮度與照度的關(guān)系》(照明工程學報08,2009)文中,對國內(nèi)外隧道燈測試比對,照度相同,而進口隧道燈的亮度比國產(chǎn)燈高80%。我們有些搞“十城萬盞”的專家分不清發(fā)光強度、亮度、照度、光通量的概念中哪些是是客觀量,哪些是與人眼有關(guān)的主觀量;90%的專業(yè)書刊將發(fā)光強度定義為:“光源在給定方向上單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量”;把亮度與照度簡單的用比例關(guān)系換算,甚至把亮度誤認為照度,在標準中也采用路面照度均勻度來表征LED路燈的發(fā)光強度。這些不科學的問題也是導致我們的LED路燈不成熟的原因之一,科學發(fā)展LED路燈任重道遠,有很長的路要走,不能急功近利

  道路照明要用中問視覺光譜光視效率函數(shù)修正嗎?

  由于人眼椎體細胞和桿體細胞對不同亮度和光譜的敏感度不同,平均人眼在亮度大于3cd/時,椎體細胞起作用,稱為明視覺,人眼的椎體細胞對555nm波長的光視效率可達683lm/w。在亮度小于0.001cd/時桿體細胞起作用,稱為暗視覺,人眼桿體細胞對507nm波長最敏感,其光視效率可達1725lm/w,而亮度范圍在0.001—3cd/之間稱為中間視覺。我國城市道路照明設(shè)計標準中規(guī)定機動車路面平均亮度在0.5cd/-2cd/之間。處于中間視覺范圍,因此有許多人提出LED偏藍光成分多,人眼敏感度提高,LED路燈 的光效要乘1.6倍,而鈉光燈發(fā)黃光,人眼不敏感,鈉光燈光效要乘0.64,這樣計算效修正LED的光效就比鈉光燈高了,實測結(jié)果是我國大部分城市機動車主干道的照明都超過國家標準,都在明視覺范圍,再加上車燈的亮度疊加,都大于3cd/,即使是0.1cd/,相當于無路燈照明的月光下,與3cd/只差一個數(shù)量級,光譜光視覺效率函數(shù)曲線移動很少,因此即使國際上每年有許多討論中間視覺的論文,也沒有結(jié)論要用中間視覺光譜光視效率函數(shù)修正道路照明光源的發(fā)光效率,即使是較暗的照明條件下,提高了光源的顯色性,人的主觀感覺輝度也僅能提高20%—30%,不可能成倍的提高。

  LED路燈能帶動當?shù)豅ED產(chǎn)業(yè)能做大做強嗎?

  現(xiàn)在各地**都以高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè);轉(zhuǎn)變增長方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的方向;節(jié)能減排、環(huán)保減碳等名義,大上LED路燈,企業(yè)忽悠**,**又忽悠企業(yè),認為給幾條路做LED示范工程就能扶持一個產(chǎn)業(yè)起來。

  正如廈門2005年大搞LED夜景工程一樣,從2005到2007年先后有24家企業(yè)參加廈門夜景工程建設(shè),后來又推廣到全省,廈門的主要骨干企業(yè)也參加了,當時除了美化城市、繁榮經(jīng)濟外,主要是通過夜景工程扶持本地產(chǎn)業(yè),做大做強,經(jīng)過近5年的發(fā)展,至今還剩少數(shù)幾家企業(yè)做LED景觀燈,沒有一家企業(yè)產(chǎn)值過億元,以此為鑒,許多城市想給幾條路燈做LED工程就能扶持一個產(chǎn)業(yè)起來是太理想化了,LED路燈已被炒作為過度投資過度競爭的高風險行業(yè),現(xiàn)在做LED路燈的企業(yè)大部分都很可能成為先烈。

  當前和未來相當一段時間,LED背光源仍是LED應用的主要領(lǐng)域,充分利用和發(fā)揮LED的特點,根據(jù)目前的技術(shù)水平,LED在商業(yè)照明、辦公照明、特種照明、車庫、冷庫、潔凈室、連鎖店、珠寶店等領(lǐng)域和場所多元化的應用有廣闊的前景,我們認為正確引導LED的應用方向、科學發(fā)展,才有可為。

  LED技術(shù)在飛速發(fā)展,存在問題是必然的,而LED引發(fā)照明的生理光學和心里光學效應是當代認知科學的前沿,我們應該正視這些問題,廣泛研討這些問題,提出創(chuàng)新的解決方案,以推動我國半導體照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。中國是照明電器第一大生產(chǎn)國和使用國,LED正在引發(fā)CIE和IEC等國際標準委員會新一輪標準的修訂,科學的發(fā)展半導體照明應用,我們和各國處在同一起跑線上,照明是涉及多種學科群組,我們希望針對“十城萬盞”半導體照明示范工程中的一些爭議或待研究探討的問題,在科技報刊上開辟專欄研討,百花齊放,百家爭鳴,從不同的技術(shù)領(lǐng)域和不同的視角發(fā)表不同的觀點,集思廣益,促進我國在照明領(lǐng)域科學發(fā)展,從有所作為到大有可為。