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我國(guó)實(shí)現(xiàn)LED照明計(jì)劃 任重而道遠(yuǎn)
發(fā)布時(shí)間:2009-11-01 作者:ccy 瀏覽:48

概要:  半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比人們預(yù)期快得多,LED光源的某些特性是以往任何人造光源所無(wú)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(yīng)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(guó)實(shí)現(xiàn)LED照明計(jì)劃 任重而道遠(yuǎn)
 半導(dǎo)體照明技術(shù) 與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比人們預(yù)期快得多,LED光源的某些特性是以往任何人造光源所無(wú)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(yīng)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(yīng)用將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)照明的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣,引發(fā)照明理念和光文化的變革,推動(dòng)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(dòng)“十城萬(wàn)盞”半導(dǎo)體照明示范工程將把LED推向更廣闊的市場(chǎng),促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

  照明是涉及多種學(xué)科和多種技術(shù)領(lǐng)域的綜合性工程技術(shù),人的視覺(jué)特性和視覺(jué)認(rèn)知決定了對(duì)照明的量和質(zhì)的需求,不但要考慮半導(dǎo)體技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的集成創(chuàng)新,還要考慮和關(guān)注美學(xué)、藝術(shù)、哲學(xué)、人體工效學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)性問(wèn)題,綜合集成來(lái)滿(mǎn)足人們對(duì)日益增長(zhǎng)的對(duì)生活質(zhì)量的追求。目前的狀況是沒(méi)有一個(gè)權(quán)威、一所大學(xué)、一個(gè)科研機(jī)構(gòu)或一個(gè)企業(yè)能全面了解照明科技的內(nèi)涵,因此,照明是一個(gè)更應(yīng)以人為本、貫徹科學(xué)發(fā)展觀、集成技術(shù)創(chuàng)新的科技領(lǐng)域,從科學(xué)發(fā)展的視角,我們僅列出一些有爭(zhēng)議、概念模糊和需要研究探討的問(wèn)題,供大家研討。

  城市道路照明是“十城萬(wàn)盞”的主要應(yīng)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(jìn)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(wú)極燈等。大部分專(zhuān)業(yè)人士觀點(diǎn)和試驗(yàn)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(hù)性、性?xún)r(jià)比等方面不如以上光源,目前LED路燈 的整體水平達(dá)不到主干道照明的“城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。用LED路燈改造主干道或支路的主要問(wèn)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(dá)不到“城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”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(shuō)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(shí)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(yáng)能光伏或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電和LED組合的路燈照明系統(tǒng),這樣用納稅人的錢(qián)辦社會(huì)和諧的事,又能節(jié)能降耗。

  LED道路照明 用照度指標(biāo)評(píng)價(jià)還是用亮度指標(biāo)評(píng)價(jià)?

  現(xiàn)在每年有關(guān)LED道路照明的論文或演講數(shù)以千計(jì),會(huì)議頻繁,應(yīng)接不暇,其中不乏大腕專(zhuān)家或大企業(yè)總工程師,他們對(duì)駕駛員的視覺(jué)作業(yè)特點(diǎn),人的視覺(jué)功能和視覺(jué)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(biāo)評(píng)價(jià)LED路燈或LED道路照明設(shè)計(jì),而發(fā)達(dá)國(guó)家自80年代以來(lái)就開(kāi)始采用“亮度標(biāo)準(zhǔn)”,中國(guó)建筑科學(xué)研究院李鐵楠研究員在他的著作《城市道路照明設(shè)計(jì)》和多次演講中都強(qiáng)調(diào)“根據(jù)視覺(jué)作業(yè)來(lái)選擇照明標(biāo)準(zhǔn)”;“道路照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)(包括視覺(jué)功能性和舒適性?xún)蓚€(gè)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(dǎo)性等”,這些指標(biāo)已列入:“城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ45-2006”中,其目的是照明要提供盡可能明亮的路面,在相對(duì)明亮的背景下,看得見(jiàn)物體的剪影或來(lái)自高反射物體的反射光,只有在某些特殊情況下,無(wú)法用亮度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)道路照明時(shí)采用照度指標(biāo)。同濟(jì)大學(xué)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(xué)報(bào)08,2009)文中,對(duì)國(guó)內(nèi)外隧道燈測(cè)試比對(duì),照度相同,而進(jìn)口隧道燈的亮度比國(guó)產(chǎn)燈高80%。我們有些搞“十城萬(wàn)盞”的專(zhuān)家分不清發(fā)光強(qiáng)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(zhuān)業(yè)書(shū)刊將發(fā)光強(qiáng)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(jiǎn)單的用比例關(guān)系換算,甚至把亮度誤認(rèn)為照度,在標(biāo)準(zhǔn)中也采用路面照度均勻度來(lái)表征LED路燈的發(fā)光強(qiáng)度。這些不科學(xué)的問(wèn)題也是導(dǎo)致我們的LED路燈不成熟的原因之一,科學(xué)發(fā)展LED路燈任重道遠(yuǎn),有很長(zhǎng)的路要走,不能急功近利

  道路照明要用中問(wèn)視覺(jué)光譜光視效率函數(shù)修正嗎?

  由于人眼椎體細(xì)胞和桿體細(xì)胞對(duì)不同亮度和光譜的敏感度不同,平均人眼在亮度大于3cd/時(shí),椎體細(xì)胞起作用,稱(chēng)為明視覺(jué),人眼的椎體細(xì)胞對(duì)555nm波長(zhǎng)的光視效率可達(dá)683lm/w。在亮度小于0.001cd/時(shí)桿體細(xì)胞起作用,稱(chēng)為暗視覺(jué),人眼桿體細(xì)胞對(duì)507nm波長(zhǎng)最敏感,其光視效率可達(dá)1725lm/w,而亮度范圍在0.001—3cd/之間稱(chēng)為中間視覺(jué)。我國(guó)城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定機(jī)動(dòng)車(chē)路面平均亮度在0.5cd/-2cd/之間。處于中間視覺(jué)范圍,因此有許多人提出LED偏藍(lán)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(jì)算效修正LED的光效就比鈉光燈高了,實(shí)測(cè)結(jié)果是我國(guó)大部分城市機(jī)動(dòng)車(chē)主干道的照明都超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),都在明視覺(jué)范圍,再加上車(chē)燈的亮度疊加,都大于3cd/,即使是0.1cd/,相當(dāng)于無(wú)路燈照明的月光下,與3cd/只差一個(gè)數(shù)量級(jí),光譜光視覺(jué)效率函數(shù)曲線移動(dòng)很少,因此即使國(guó)際上每年有許多討論中間視覺(jué)的論文,也沒(méi)有結(jié)論要用中間視覺(jué)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(jué)輝度也僅能提高20%—30%,不可能成倍的提高。

  LED路燈能帶動(dòng)當(dāng)?shù)豅ED產(chǎn)業(yè)能做大做強(qiáng)嗎?

  現(xiàn)在各地**都以高新技術(shù)、新興產(chǎn)業(yè);轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)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(rèn)為給幾條路做LED示范工程就能扶持一個(gè)產(chǎn)業(yè)起來(lái)。

  正如廈門(mén)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(mén)夜景工程建設(shè),后來(lái)又推廣到全省,廈門(mén)的主要骨干企業(yè)也參加了,當(dāng)時(shí)除了美化城市、繁榮經(jīng)濟(jì)外,主要是通過(guò)夜景工程扶持本地產(chǎn)業(yè),做大做強(qiáng),經(jīng)過(guò)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(méi)有一家企業(yè)產(chǎn)值過(guò)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(gè)產(chǎn)業(yè)起來(lái)是太理想化了,LED路燈已被炒作為過(guò)度投資過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)的高風(fēng)險(xiǎn)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(dāng)前和未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間,LED背光源仍是LED應(yīng)用的主要領(lǐng)域,充分利用和發(fā)揮LED的特點(diǎn),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(chē)庫(kù)、冷庫(kù)、潔凈室、連鎖店、珠寶店等領(lǐng)域和場(chǎng)所多元化的應(yīng)用有廣闊的前景,我們認(rèn)為正確引導(dǎo)LED的應(yīng)用方向、科學(xué)發(fā)展,才有可為。

  LED技術(shù)在飛速發(fā)展,存在問(wèn)題是必然的,而LED引發(fā)照明的生理光學(xué)和心里光學(xué)效應(yīng)是當(dāng)代認(rèn)知科學(xué)的前沿,我們應(yīng)該正視這些問(wèn)題,廣泛研討這些問(wèn)題,提出創(chuàng)新的解決方案,以推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。中國(guó)是照明電器第一大生產(chǎn)國(guó)和使用國(guó),LED正在引發(fā)CIE和IEC等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)新一輪標(biāo)準(zhǔn)的修訂,科學(xué)的發(fā)展半導(dǎo)體照明應(yīng)用,我們和各國(guó)處在同一起跑線上,照明是涉及多種學(xué)科群組,我們希望針對(duì)“十城萬(wàn)盞”半導(dǎo)體照明示范工程中的一些爭(zhēng)議或待研究探討的問(wèn)題,在科技報(bào)刊上開(kāi)辟專(zhuān)欄研討,百花齊放,百家爭(zhēng)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(diǎn),集思廣益,促進(jìn)我國(guó)在照明領(lǐng)域科學(xué)發(fā)展,從有所作為到大有可為。