Khi đèn đường LED được sử dụng trong điều kiện mưa, sương mù và tuyết, cần thiết kế nhiệt độ màu thấp để cải thiện khả năng xuyên sáng, đồng thời kết hợp công nghệ hiệu suất phát sáng cao để tối ưu hóa hiệu suất chiếu sáng và đáp ứng các yêu cầu an toàn đường bộ.
Yêu cầu về sự xuyên thấu của ánh sáng trong môi trường mưa, sương mù và tuyết
Ưu điểm của ánh sáng truyền thống trong khả năng xuyên thấu: Đèn natri: Đèn natri áp suất-thấp (nhiệt độ màu khoảng 2000K) và đèn natri áp suất-cao (2200–2500K) tạo ra ánh sáng vàng đơn sắc có bước sóng dài hơn (589,0 nm và 589,6 nm). Điều này giúp chúng có khả năng xuyên thấu mạnh mẽ trong mưa, sương mù và tuyết, đó là lý do tại sao chúng từ lâu đã trở thành lựa chọn phổ biến để chiếu sáng đường bộ. Ví dụ: những con đường lớn ở Thâm Quyến từng sử dụng rộng rãi-đèn natri cao áp. Sau khi người dân phàn nàn rằng đèn halogen kim loại nhẹ màu trắng (6000–6500K) hoạt động kém trong sương mù, nhiều người đã chuyển trở lại sử dụng đèn natri.
Đèn sương mù trên xe: Ánh sáng vàng (như được thấy trong một số chuyển đổi đèn xenon nhất định) được ưa chuộng hơn cho đèn sương mù vì khả năng xuyên thấu mạnh. Đèn xenon có nhiệt độ-màu-cao (trên 6000K) có xu hướng tạo ra sương mù màu trắng trong sương mù, làm giảm tầm nhìn.
Thách thức về khả năng thâm nhập của đèn đường LED: Đèn LED-màu trắng thông thường có tỷ lệ ánh sáng có bước sóng ngắn-ngắn (chẳng hạn như ánh sáng xanh lam 460 nm) cao trong quang phổ của chúng. Khi trời mưa, sương mù hoặc tuyết, ánh sáng này dễ bị phân tán, tạo ra độ chói và làm giảm hiệu quả chiếu sáng. Ví dụ: quang phổ của đèn LED 6000K tập trung năng lượng ở dải màu xanh lam, trong khi đèn LED 3000K chủ yếu là ánh sáng đỏ-vàng trong khoảng 570–630 nm và do đó mang lại khả năng xuyên thấu tốt hơn.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự xuyên thấu của ánh sáng
Khả năng bước sóng và nhiễu xạ: Bước sóng dài hơn có khả năng nhiễu xạ mạnh hơn và khả năng xuyên thấu tốt hơn. Ánh sáng vàng (570–590 nm) gần với đỉnh của đường cong độ nhạy của mắt người (555 nm) và chịu tổn thất tán xạ tương đối ít, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho chiếu sáng ngoài trời. Mặc dù ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn nhưng hiệu suất phát sáng của nó quá thấp để chiếu sáng đường thực tế.
Nhiệt độ màu và sự thoải mái về thị giác: Nhiệt độ màu cao (ánh sáng trắng mát) có thể tạo ấn tượng thị giác mờ ám cho người lái xe và làm tăng căng thẳng tâm lý. Tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc "Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường đô thị" (CJJ45-2015) quy định rằng nhiệt độ màu của đèn đường LED không được vượt quá 5000K và nên ưu tiên nhiệt độ màu trung bình-đến thấp (chẳng hạn như 3000K).
Chiến lược tối ưu hóa cho đèn đường LED trong mưa, sương mù và tuyết
Thiết kế nhiệt độ màu thấp: Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ phốt pho đỏ, lục và vàng, các gói đèn LED có thể được sản xuất với nhiệt độ màu thấp. Ví dụ: trong đèn LED 3000K, năng lượng ánh sáng xanh-gần như bị loại bỏ và tỷ lệ ánh sáng đỏ-vàng tăng lên đáng kể.
Xu hướng của ngành: Nhiệt độ màu của đèn đường LED đã giảm dần trong những năm qua. Trước năm 2016, các ứng dụng thực tế đã cho thấy sự thay đổi rõ ràng từ nhiệt độ màu cao sang nhiệt độ màu trung bình-đến-thấp để phù hợp hơn với các vùng có sương mù.
Công nghệ hiệu suất phát sáng cao
Chip và phốt pho: Chip LED hiệu suất cao-kết hợp với phốt pho-hiệu suất chuyển đổi{2}}cao sẽ nâng cao công suất phát sáng trên mỗi watt.
Thấu kính quang học phụ: Thấu kính có độ truyền qua{0} cao giúp giảm hiện tượng thất thoát ánh sáng và tối ưu hóa sự phân bổ ánh sáng.
Vật liệu tản nhiệt: Chất nền nhôm-có độ dẫn nhiệt-cao làm giảm khả năng chịu nhiệt và kéo dài tuổi thọ của thiết bị cố định.
Kết quả: Trước năm 2016, hiệu suất phát sáng tổng thể của đèn đường LED được cải thiện qua từng năm, đạt được sự cân bằng thực tế giữa nhiệt độ màu thấp và hiệu suất cao.
Các trường hợp ứng dụng thực tế và hỗ trợ tiêu chuẩn
Yêu cầu tiêu chuẩn địa phương: Sở Phát triển Nông thôn và Nhà ở{0}}Thành thị của Khu tự trị dân tộc Choang Quảng Tây yêu cầu rõ ràng rằng phải sử dụng các loại đèn có nhiệt độ-màu{2}}thấp (chẳng hạn như 3000K) ở các khu vực miền núi và sương mù. Đường cao tốc và đường huyết mạch nên ưu tiên đèn đường LED có nhiệt độ màu trung bình-đến{6}}thấp và tránh các nguồn ánh sáng trắng-mát (trên 6000K).
Hỗ trợ dữ liệu nghiên cứu
- Kiểm tra môi trường sương mù: Sự kết hợp ánh sáng xanh-vàng và đỏ{1}}xanh cho thấy độ sáng cao nhất trong sương mù, trong khi ánh sáng xanh có tầm nhìn kém nhất.
- So sánh mưa và tuyết: Ánh sáng vàng tạo ra ít tán xạ ngược hơn ánh sáng trắng, dẫn đến độ chói thấp hơn và hiệu suất chiếu sáng tổng thể tốt hơn.
Phần kết luận
Thông qua thiết kế nhiệt độ màu thấp (thường là 3000–5000K) và công nghệ hiệu suất phát sáng cao (chip, phốt pho và thấu kính được tối ưu hóa), đèn đường LED có thể cải thiện đáng kể khả năng xuyên thấu trong mưa, sương mù và tuyết trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao và độ hoàn màu tốt. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, những lợi thế củađèn đường LEDtrong chiếu sáng ngoài trời sẽ càng trở nên rõ ràng hơn, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng để chiếu sáng đường ở những vùng có sương mù.
