自上一篇《哪些家庭需要大路灯?研究1年多,一片说透》基础科普文出来后,收到了大家超多的的留言:
有肯定我们工作详尽的、有对大路灯系列疑问的,更多的是对大路灯的催团↓
▲其实一开始那么长文章
我还是担心大家不愿意读下去
很欣慰,大家都愿意接受详尽的文章
也给我们更大的动力🙏
我还是那句话:不是所有家庭都需要大路灯,只有对灯具有足够的了解,才能选择到合适那盏、并物超所值。
因此,便有了这篇重中之重的光源性能科普文。
我也借此向大家汇报下大路灯的进展:
目前我们已完成性能数据校对,更对在灯珠完成了再次升级——从原设计的572颗普瑞原厂灯珠,再次升级到600颗以上,同时眩光值仍保持为UGR10.9。
感谢工厂伙伴的鼎力配合
上周六晚加班完成
我才能顺利接力
继续使用体验,找问题
▼
这其实有点难度。
因为多灯珠、就等于高光通量,我们和工程师面对的不不仅仅是配光问题,还要考虑到灯腔散热及大路灯的光效性能。
还好,我们磨出来了。
目前我正带着孩子们测试最新调试出来的升级版大路灯,毕竟是一个大件,只有踏踏实实地用了才放心推荐给大家啊。
另外的,我也计划本周末再去趟工厂。
一个是为了突击检查、盲抽下部件质量,一个是想再磨下价格,同时还要协调仓库的储备和货运能力......
事情是真的多,双十一大概是赶不上了😔。
着急的朋友可以先看看这篇科普文,对比平台精中选优,万万不能耽误孩子阅读和学习的需要啊。
不多说了,大家先看看这篇文章。写它,朵妈光是各种标准都翻了不下十来篇,洋洋洒洒写了好多,不能说的内幕也在抖。
也期待大家有疑问的,在文末一起探讨。
大家好呀,我是做事喜欢刨根问底的朵妈。
我一直觉得对一类产品足够了解,才有底气在众多的选项中做出最佳的选择。
说人话就是:专业上知根知底,才不被骗高价没有中间商赚溢价。
今天咱们就一起摸底大路灯光源性能。
要理清光源要素及数据要求前,首先我们还得再次核对标准,看看都说了些什么。
上一篇就讲过,比较遗憾的是,目前国家并没有正式出台大路灯的国标准则。
因此,我们是以GB/T 9473-2022《读写作业台灯性能要求》为根基,同步参考以下执行标准:
国家标准
👉住建部:GB50034-2024《建筑照明设计标准》,2024年8月1日实施,对照度做了详细的规范。
▲家庭范围及学校公共范围
均给到了照度标准值数据要求
👉 疾控局:GB7793-2010 《中小学校教室采光和照明卫生标准》,2011年5月1日实施,对课桌照度及均匀度提出了数据要求。
▲对教室内的色温及显色指数
也有相应标准数据要求
▲对室内统一眩光值做出了纠正
将防眩光重要性上提
推荐性地方标准
👉广东省市场监督管理局:DB44/T 2335-2021《中小学教室照明技术规范》,2021年12月1日实施(网页不可在线预览,仅支持下载)。
对课桌平均照度、教室统一眩光值做出了相应标准,并对灯具效能(即光效)、额定寿命、相关色温、蓝光危害、显色指数及特殊显色指数R9提出了要求。
▲显指和特殊显指均做出了数据要求。
团队标准
👉广东照明学会:T/GIES020-2024《质量分级及“领跑者”评论要求LED立式读写灯具》,2024年1月15日实施。
对额定电压不超过250V的立式LED台灯,明确提出色温及上发光面(如有)提出了蓝光危害的基础标准。并在特殊显色指数、色彩逼真度、色彩饱和度、智能化水平,上等光通比上做出了创新性标准要求。
▲对可不调色温上限高于4000k的立式灯具
做出需标注“不宜在夜间使用”的警告语
👉上海浦东智能照明联合会:T/SILA 012-2023《家具照明光健康规范》,2023年11月30日实施。对照度提出了较高要求。
看到一堆规则的瀑布字,先不要慌。
我们可简单理解为,国家标准和推荐性标准都是国家主导,主打一个绝对基础+强制执行。
团队标准则是市场行为,即同行可比范围内、企业产品数据及服务标准自的我公开,因此某些标准上有更为严苛的数值要求。
说人话,团队标准就是——行业内卷,互相盯着,谁也别放过谁。
而参考这些标准,我们便能把光源性能一项项拆开看个透彻,避免着了文字游戏的道,把钱揣兜里、都躺得稳稳的。
综上,我们将光源性能分为基础性能和关键参数两类。
▶
基础性能:
无频闪、无蓝光危害、色温、显色指数
▶
关键参数:
照度和照度均匀度、光通量、眩光值、灯珠及发光方式、光效
基础光源性能真的是最最最最最低标准,做不到建议拉出去祭天。
1
无 频闪
任何灯具甚至屏幕都不是持续发光,而是一闪一闪的,都有频闪现象。
这是因为频闪就不是光学问题,而是电学范畴。
咱们国家用的是50hz交流电,它以一种高低起伏、蛇形走位的状态进入电器照明设备,从而完成电能到光能的转换!(记住这里啊,下一篇硬件科普篇还会提到)
这种忽上忽下的“工作情绪”,让同为职场人的照明设备感同身受,也忽闪忽闪起来。
而人又对低频次频闪十分敏感,在这样的灯光下就容易眼干涩、疲劳......甚至影响视力。至于高频次频闪嘛,闪太快、脑子反应不过来。
可简单理解为,无频闪就是无低频次的闪烁。
▲就和我们的走马灯画一样
转动频次足够,看起来就像连贯动画。
▲顺带说下,用手机进行频闪测试并不靠谱啊。
手机快门速度和频闪频率不同,
背景灯和拍摄灯频闪频次不同,
都会呈现频闪现象。
知道了根源,解决方法就简单了,提高光输出的波动频次就完事。
目前GB/T 9473-2022《读写作业台灯性能要求》规定,光输出波动频率>3125Hz以上最佳,可免除考核,即为无频闪。
▲GB/T 9473-2022国标截图
数字不重要,因为这就不是技术难点,但凡是正规的品牌都能做到。
2
无 蓝光危害
还记得上一篇科普文中,重点提到的、看懂全光谱就能看透蓝光危害么?
这是因为太阳光中就广泛存在蓝光,集中在400-500nm的人眼可见波段中,对显色性起重要作用:
▲太阳光光谱
▲可见光光谱,其中400-500nm主要为蓝光
而生活中,不止太阳光,手机屏、电子屏、电视屏的光线中也大量存在蓝光。
因此,不要见蓝光就恐慌,给消费制造机会。
而所谓的“蓝光危害”,特指的是波长为“385nm-445nm”的高能量短波蓝光,能直达视网膜,导致疲劳、甚至视力下降。
▲短波蓝光波长范围
🙋那么问题来了:
如何解决LED灯短波蓝光的光波辐射作用?
a)把波长385-445nm的蓝光"剪"了
b)把波长385-445nm的蓝光能量"降低"
当然是选b。毕竟“剪了”就不是持续性全光谱,显色性失衡。
降低能量,也就是常见的“削弱峰值”等商家惯用宣发用词。
控减蓝光峰值
调整灯源光谱与太阳可见光光谱一致
▼
▲所以上篇我们也讲到了,全光谱是针对
以往LED灯光谱缺失、不健康的一种“全”
展示了对调光性能的底气。
同安全范围内,削弱70%和削弱30%区别不大。这和“是药三分毒,达到安全范围内的剂量就是良药”,一个道理。
且国内国际上,一早就对蓝光危害做了分级:
蓝光 危害等级 | 危害 程度 | 内容 详情 |
RG0 | 无危险 | 极限条件下也不造成 任何光生物危害 |
RG1 | 低危险 | 曝光正常条件限定下 灯不产生危害 |
RG2 | 中危险 | 灯不产生对强光和温度 的不适反应的危害 |
RG3 | 高危险 | 灯在更短瞬间 造成危害 |
▲GB/T 20145-2006
灯和灯系统的光生物安全性
而我国对LED读写台灯、普通教室照明LED灯等主要照明灯具,均要求达到RG0无危害、豁免级,能放心使用:
▲GB/T 9473-2022
《读写作业台灯性能要求》
▲GB 40070-2021
《儿童青少年学习用品近视防控卫生要求》
重点来了:大路灯可是有上下两个出光面,均需考虑无蓝光危害。
目前团队标准的T/GIES020-2024《质量分级及“领跑者”评论要求LED立式读写灯具》中,对此做出了数据标准:
▲下出光面:RG0
上出光面:RG0或RG1
一句话总结,无论从技术还是制造能力上来说,做到无蓝光危害都没难度、也没壁垒,没啥好担心的。
就看有没有踏踏实实做产品,完善细节便可。
3
色 温
按国标GB/T 9473-2022《读写作业台灯性能要求》,及团队标准T/GIES020-2024《质量分级及“领跑者”评论要求LED立式读写灯具》要求,均不超过4000k。
上篇写了,再重复,感觉自己在骗稿费
4
显色 指数
国标规定,一般显色指数R不应小于80,即Ra≥80,特殊显色指数R9>0。
▲GB/T 9473-2022
读写作业台灯性能要求
相信不少朋友,对显色指数仅仅要求Ra≥80的可能会有点惊讶。
毕竟,几乎所有品牌都在这一项目上狂卷高数值:
▲字面意义看起来就是在说,越高越好。
要明白高数值的意义,轻松拿捏品质,首先我们就要明白什么是显色指数,Ra和R9又代表什么。
光源对物体的显色能力就是显色性,显色指数高低则代表了灯光对自然物原色还原能力的强弱。
简单的说,灯光下物品呈现颜色越接近太阳光下的颜色,显色性能就更为优秀。而人眼通过光反射作用识别颜色,也就越为轻松。
目前,国际照明委员会(CIE)将太阳光的显色指数定为100,规定并测试了14种颜色:
▲14块标准色图
我国自己又上了一个强度,新增加黄种人肤色,规定并测试了15种颜色:
▲15块标准色图
其中,R1-R8为一般显色指数Ra,R9-R15为特殊显色指数Ri。
可以简单理解为,Ra和Ri的数值越近越100,在同品类的显色性能上就更为突出。
上篇答应大家关于显色指数八卦,这就来了。
如果单一卷Ra的数值,其实并不是判断光源对物品色彩还原力的关揵。
并且人眼在自然状态下并不能分辨Ra96、Ra97、Ra98哪个更为多彩,而这个世界的缤纷也不是单靠Ra范围内8个标准色组成的。
我们应该看的是R1-R15整体数值(即色彩质量CQS数值),尤其是特殊显色指数中的R9,代表了饱和红色的显色能力。
简单说,R9越高,对水果、鲜花、肉类等还原的颜色就越真实。
这就好比12色水彩笔,36色水彩笔,36色中红色笔更多,绘画效果更丰富、更有层次感。
所以肉摊会用红灯照明的道理这下知道了吧↓
▲图自下饭电子菜《1818黄金眼》社会新闻截图
而作用在书本阅读及学习上,就太重要了。
只有还原插图配色本身的丰富及立体,才能更好地增加学习的趣味性,营造阅读内容的氛围感、代入感。
并且在点滴中培养孩子对于颜色细微处的敏感度,提升美感、催生艺术的萌芽。
上图:低R9数值
下图:高R9数值
▼
▲显色指数R9高,
不止使颜色呈现明亮鲜艳,字迹也更为清晰。
由广东省市场监督管理局发布的DB44/T 2335-2021《中小学教室照明技术规范》,也对R9提出了明确数值要求,助力孩子们的课堂学习:
▲R9至少≥50;R9≥90为宜
所以,一定别忘问大路灯真实检测报告的R9数值哦。
既然都在八卦了,那我们干脆再上一个难度。
请看下图,在产品显色性能介绍这块,商家不止拿出了Ra、R9数值,还有Rf、Rg等数值:
Rf、Rg数值来自北美照明学会(IES)于2015年推出的、对于光显色能力新判断方法TM-30标准,分别代表色彩的逼真度和饱和度。
和国际照明委员会(CIE)选用R1-R15共计15个标准色块不同,北美照明学会(IES)在105000个物体颜色中,选取了99个标准色块:
▲TM-30系统99块标准色图
从而进一步实现全色域、更真实还原色彩,是照明行业的一大进步。
换句话说,能使用TM-30系统检测、并晒出数据的大路灯,是有点东西在身上的:
Rf:即色彩逼真度,100表示完全相同,0表示差别很大;
Rg:即色彩饱和度,100表示饱和度相同,大于100表示光源可以提高颜色饱和度,低于100表示光源下饱和度较低。
🙋举个例子:
我们将同一环境显色指数,调低至Ra80失真状态。再分别将饱和度调为Rg90欠饱和,及Rg110超饱满状态,交叉对比:
▲上图:Ra80,Rf=78,Rg=90
下图:Ra80,Rf=78,Rg=110
能明显看出,饱和度对色彩呈现上有积极作用。
目前,艺术馆、绘画工作灯、摄像直播、高端制衣检等等特定场所及环境下,提高饱和度会大大提升艺术品及产品的观感。
但一般正常学习环境无需大于100。
值得一说的是,广东照明学会在T/GIES020-2024《质量分级及“领跑者”评论要求LED立式读写灯具》中,对Rf和Rg的数据也卷出了新高度。
并且很难得地,将特殊显色指数R9和R12均标注出行业要求——R12代表饱和蓝光,能帮助高度还原物体本色及肤色,不失真、不偏色(可以简单理解为三原色基础):
▲最高要求逼真度Rf≥95,饱和度Rg≥100
除了特殊显色指数R9≥90外,
组成白光的核心色饱和蓝光R12
数值也需要≥90。
不理解上面的话也没关系,MT-30的强大在于图标简单粗暴、一目了然。
对比99个颜色列是否接近或等于100,便能分辨谁家大路灯对颜色还原的逼真能力更强大:
▲上图的色彩逼真度,可以说吊打下图。
对比色度图(以Rg100为半径画圆),谁的圈更圆,谁的饱和度就和实物一致,不偏色、灰调:
▲右图饱和度明显大打折扣。
所以,有时候商家内卷也不是什么坏事,毕竟彼之矛,就是咱们钱包的保护盾😜。
记得要R9真实报告数值时,顺带也问问Rf、Rg真是数值呗。
以下5点参数性能不达标,再便宜也别买。看懂了,就能有效避开溢价。
1
照度 和照度均匀度
这是两个概念!但息息相关,十分重要,因此放一起详细展开说。
着急的朋友可以先看一句话总结版本:
夜间阅读学习区域垂直照度不是越高越好,而照度均匀度越低越好。
01
照度:
什么是照度?
照度是很多读者朋友对光源性能的认知错误的重灾区,从大家的留言及互动上就能看出,常常和光的亮度概念混为一谈。
国标定义照度为单位面积上所受的光通量,是一种光照强度的表述方式。单位为勒克斯(lux,法定符号为lx),计算方式如下:
▲设面元dS上的光通量为dΦ
则此面元上的照度E为:E=dΦ/dS (lux)
上图看不懂,太正常了,不要慌。
说人话就是:光照出来并辐射在空间里的光线,分在阅读学习区域的数量,能得到多少。
这就好比公司年度收益翻倍大涨、轻松拿下一个目标,但是打工人拿到手上的还是额定数额,差不多一个意思,都是早已注定的宿命。
照度和亮度的区别是什么?
亮度在字面定义为:人眼从一个方向观察光源,在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比,为该光源单位的亮度。
计算方式为单位投影面积上的发光强度,单位是坎德拉每平方米(cd/㎡):
▲设投影面积上的发光强度为L
则此投影面积上的亮度为:L=Φ/Ω*A (cd/㎡)
一样的, 咱们也不用看懂计算公式。
说人话就是:某个特定的单位区域内,咱肉眼看上去有多亮。
因此,对照度和亮度,我们可简单理解为:
照度是被动技能,你在还是不在,光通量给多少得多少;
亮度是主动技能,你一睁眼、天就亮了,不然光通量把门都敲烂了,你也看不到。
▲同光通量环境下,照度和亮度示意图
🙋那么问题来了:
我们以手掌为例,一上一下舒展在同样的光照环境下。
手心比手掌看起来亮的原因是?
a)手心上照度高
b)手背上亮度低
当然还是选b啊。
无论手心还是手背,两者得到的光一样多,即照度一样。
而我们肉眼观察手心一面更亮,这是因为手心手背的反射率不同,导致了亮度因明暗而不一样。
同样道理,现实生活中照明空间内墙体的颜色、学习阅读面的反射率也会影响亮度的高低。
▲白墙的反射率高于暗色墙体反射率。
这也是我们上一篇说,
如果室内装修墙体颜色暗沉,
也不适合大路灯的原因之一,性价比不高。
还分不清照度和亮度的朋友们,也可以用手心手背的方式区分哦。
夜间学习读写照度应该多少?
目前我国无论是强制性国标标准,还是推荐性国家/地方标准,都对照度有明确的数值要求。
我收集了几个主要参考数据,罗列在下表中:
标准名称 | 照度考核范围 | 中心区域 照度 lx | 外围区域 照度 lx |
中小学校教室 采光和照明卫生标准 | / | ≥300 | / |
建筑照明 设计标准 | 工作面 >0.5m | 300 | 200 |
广东中小学校 教室照明 技术规范 | 工作面 >0.5m | ≥500 | / |
上海 家居照明光 健康规范 | 工作面 | 750 | / |
读写作业台灯 性能要求 | 工作面 矩形 | AA级:≥500 A级:≥300 | AA级:≥250 A级:≥150 |
LED立式 读写灯具 | 工作面 矩形 | 达标最低: ≥250 5星最低: ≥750 | / |
交叉对比后,不难发现一个有意思的地方。
即市面上所有大路灯的照度数据,都远远超过标准数据。
从商家的产品页面信息来看,其中心区域或桌面平均照度从1300lux到2100lux都有:
并且,团队行业起草的LED立式读写灯具,对中心区域照度值的数值要求是高于国标标准的。
其中5星级的最高标准,更是要求中心区域照度≥1000lux:
▲三列数据分别为
5星级领跑、4星级优质及3星级达标
🙋那么问题来了:
照度是越高越好么?
并不是!需要有白天、黑夜之分。
我们将目光转回至大路灯本身,便不难理解。
大路灯是一种上下双面发光结构,通过上灯的漫反射,在下灯的直接照明基础上,叠加一层间接发光的buff。
并且还特别的高,让光照扩散得更为宽广。
因此,同样的照射面,从大路灯这里得到的光通量就注定比同功率的其他灯具多得多,并且边缘处也能有足够的照度。
这是便是高照度带来的好处,也是大路灯会作为工位灯在欧洲走红畅销的原因。
🙋举个例子:
我们以一张1.1m*0.6m的书桌照射面,把所有光源都调到最高进行对照检测。
丨台灯照射丨
桌面垂直中心照度为600lux
桌面边缘照度为131.1lux
中心和边缘明暗对比较强
▼
丨吸顶灯照射丨
桌面垂直中心照度为377lux
桌面边缘照度为406lux
中心和边缘明暗对比较低
▼
▲出现桌面中心照度低于边缘照度的有趣bug
是因为,吸顶灯固定的,
桌面摆放位置偏离吸顶灯中线
丨大路灯照射丨
(调至最高模式)
桌面垂直中心照度为2140lux
桌面边缘照度为1296lux
和单开吸顶灯相比
能直接感觉到整个空间都亮多了
▼
需要注意的是,我们测试环境为空置屋,无遮挡的白墙漫反射会提升数据。
此外,照度计为基础版,并不是专业型,只能看个大概,会存在误差。具体数据以实验室检测为主哦:
▲主要是比较节约😔
下次去工厂,一定用专业仪型反复检测
通过以上对比,我们能明显感受到大路灯带来的照度和亮度的双提高,并且能满足更大学习台面、更多人同时使用的需求。
像丹妈家,利用大实木桌和开放式书柜、打造了全家共享的“学习+阅读”的开放式空间,大家一起聊天互动、学习进步。
大路灯更高的照度,是让每位家庭成员都同时受益的:
▲叮当在一侧学习,
哆啦在另一侧用小小优趣快乐学英语,
都能拥有同一片光亮、柔和的照明环境。
但是,这里我不得不给大家说一个大八卦提一个醒。
那就是,夜间的照度并不需要这么高!
大路灯的前身是日间工作的工位灯,足够高的强度和亮度是本职工作,也是优秀性能的体现。
但大部分家庭使用大路灯的时间都集中在夜间,而几乎所有规范在照度数值上也并没明确注明是否白天、夜间通用标准。
在这种情况下,商家一味宣发高照度,真的会让人误会任何时间里、照度就是越亮高越好。
实际上,夜间处于高照度的环境并不健康。
尤其是孩子,眼睛在发育中,夜间的高照度会刺激眼睛的感光细胞和神经细胞,时间长了甚至会伤害视网膜(这和白天在强光下看书一个道理。)
所幸,相关机构也注意到了这点。
由中国照明学会提出、并于2020年11月1日实施的《中小学教室健康照明设计规范》中,就明确规定了夜间学习应提供适合生理节律的照明环境,不易过高:
▲生理节律指的是生物钟规律。
夜间环境光高照度,
会影响褪黑激素的不规律分泌。
作用到家庭范围使用的大路灯来说,在白天提供高照度是它的应尽的责任,卷这个数值也无可厚非,但在夜里降低照度也是它的义务。
最关键的是,照度本身就该是立体向思考的问题。
这是因为在使用场景内,除了大路灯,其他光源的照度也都需要纳入整体的照度数据。因此任何一盏光源,都不能简单地追求越高越好。
解决办法也不难,比如可以根据白天工作及夜间阅读的特性,设置出对应的照度模式及便捷的调光方式。
▲左:实测中心照度2010lux,适合白天工作;
右:实测中心照度607lux,适合夜间读写。
02
照度均匀度:
我们把照度的相关知识理顺了,就很容易理解照度均匀度。指的是有效工作区域内,最大照度与最小照度的比值。
说人话就是,光源照射下区域里的光线不能有较强的明暗对比。
如果学习、工作状态中,较长时间处于明暗对比照明环境下,也是一种光污染。会导致用眼不卫生,疲劳值上升。
▲图源网络
明暗对比强烈环境中,
会使眼肌不断收缩放大调节瞳孔
增加疲劳值,甚至影响视力。
目前,GB/T 9473-2022《读写作业台灯性能要求》中规定,所有光度等级中心区域照度均匀度≤3,总区域照度均匀度≤7:
▲照度及照度均匀度矩形有效工作区布点
中心区域范围为0.5*0.3m矩形
总区域范围为0.7*0.5m矩形
而对大路灯来说,这正是它的拿手好戏。
通过上下灯结构,手拿把掐地调整空间内明暗步光线,肉眼看上去一整个亮堂堂。
数值上,咱们记得选越接近1的越好。
2
光 通量
光通量指的是单位时间内,由同一光源发射并被人眼感知的所有辐射能量的总和,又称为光束,单位为流明(lm)。
简单的说,就是一盏灯发出的所有光线的总和。光通量的高低,会直接影响照度和照度均匀度。
作用到大路灯上,还需要对上下灯做总和统计。
需要注意的是,大路灯是通过上灯漫反射作用避免同一照射面的光斑效应,从而最大程度降低明暗光线对比。
因此,注定上灯光通量是要远远高于下灯光通量的。
T/GIES020-2024《质量分级及“领跑者”评论要求LED立式读写灯具》中指出,上灯光通量>50%,属于行业中性能领跑的佼佼者:
🙋问题来了:
有些厂家没有展示光通量怎么办?
当然是看功率啊。
能量守恒定律得知,灯就是一个从电能转为光能的动作。高功率下光通量就会高,反之同比降低。
🙋那么又来一个灵魂问题:
为什么有些大路灯上下光通亮比值倒挂?
这大概就是下灯存在用更少的灯珠,搭配直发光方式呗。
这样花钱少、视觉上又显得够亮,不是内行根本看不出问题嘛(吃瓜群众请速度集合,稍后我们会在灯珠及发光方式这块揭秘。)
3
眩 光值
我们说的眩光值,其实是统一眩光值的简化说法,它不是灯具参数值,而是空间参数值。
即一定空间内,视线向前,灯光直接进入到人眼及环境光进入到人眼中的比值。
说人话就是:光线刺不刺眼。
从这里能看出,UGR本质也是光线明暗对比。
不同眩光值带来的视觉感知,也是不一样的:
DB44/T 2335-2021《中小学教室照明技术规范》中规定,教室统一炫光值UGR应不大于19,易不大于16:
▲数据截图
简单的说,眩光值越低越好。
而对于大路灯来说,这也是它的绝对优势:
下灯光单位面积光通量高于普通读写台灯;
上灯光通量能通过漫反射,打造整体明亮光线环境(上灯高光通量的重要性,这下看出来了吧)。
上下灯光通量紧密配合,消除空间内的明暗对比,眩光值自然降低,孩子们学习和阅读也不会有刺眼的不适感。
4
灯珠 及发光方式
说了这么多照度、照度均匀度、光通量、眩光值,甚至显色指数、蓝光危害和全光谱概念,其实根基都在灯珠及下灯的发光方式上。
01
灯珠性能怎么看:
无论什么品牌的灯珠,都只有原厂灯珠和芯片灯珠两类。
同品牌中,当然是优选原厂灯珠。
这是因为灯珠就是一个二极管,通过电子与空穴复合释放能量并辐射出可见光。
因此也需要一个稳定的封装,一方面防止光逃逸、一方面有助电光转换散热。
其核心部分在于P型半导体和N型半导体组成芯片,并在其中存在一个P-N结过渡层,电光转换都是在这个小小空间内完成。
看不懂,不重要。
只需记住原厂灯珠封装完整、过渡层响应速度快,最直接感受就是光效高(下一趴马上讲)、能耗低、显色度完整。
说人话就是,原装品质妥妥有保障,并且轻松把控光衰:
原厂灯珠光衰慢,简单说用几年亮度和出厂设计相差不大;
同厂出品的芯片灯珠的光衰快,两三年就有点暗了。
光衰是一定要考虑的,因为现代的LED灯灯珠都是固定在灯头上。
光衰严重,意味着整个灯头都要拆下来寄回原厂维修,真的想想就很头疼。
那为啥会有芯片灯珠的存在呢?毕竟有生意上门总不能谢邀吧,而且工序也节约了。
并且同品牌的芯片灯珠,亮度更高(密封不够==光逃逸=刺眼发光),即便少用些数量、看起来也够亮,不影响卖相哒。
02
发光方式怎么选:
咱们再想想大路灯本身,这个上下两发光的腔体结构,就注定了下灯要把光能辐射到更远地方,就需要更多灯珠数量及远距离配光设计。
目前下灯的发光设计分为直发光和直发光两种:
▲上:直发光下灯灯板;下:环绕侧发光下灯灯板
不说废话,直接给小抄——有条件的情况下,下灯优选侧发光,且以360度等比环绕最佳。
这是因为侧发光的光损耗是大于直发光的,但是光线更为均匀。
所以一样的照明亮度,需要更多数量的灯珠。成本都算不上什么了,难点是考验了工程师配光能力(那么多颗灯珠你得上,还得计算相隔距离),以及大路灯结构设计中的散热性能、遮光性能。
并且侧发光还考验灯头光学器件的性能,说人话就是灯板性能的好坏。
比如棱晶板厚度要够,才能通过立体的防眩颗粒有效遮挡眩光:
再比如要给导光板的位置,预留足够的余量空间。
毕竟热胀冷缩后余量不够会漏光,并且还会发黄哦,影响后续的光照均匀呐:
▲我们可以简单理解为,导光板的工位要更大
避免光能转换带来的热胀而坐立不安。
简单说,下发光设计对于工厂来说,就是一个吃力、费力、低利润的动作。
直发光就比较简单了,灯珠机一顿操做猛如虎、把灯珠tutututu地点上去就好了。并且同样的功率或者更低功率下,看起来可亮、可亮了。
省事省心,卖相佳,很难不喜欢。
5
光 效
光效是很多大路灯厂家,不愿提到的一环。
让我们会次回想下能量守恒定律,就不难明白光效的绝对重要性。
说人话就是,能否把电能更好地近乎1:1地转换为光能,谁就是隐藏的高手。
计算方式为:光通量/功率
数字越大、越接近100越好。由于能量转换必然会产生热能,实际上光效超过90的都是领跑优秀选手。
反之则表示一部分电能变成无效热能,增加灯珠的工作高温环境、加速光衰,同时还增加了散热性能的挑战。
这就好比同一个部门“肝”项目,90%人划水,10%人完成工作内容:
工作量不平衡=灯珠的工作高温环境;
企业支付90%划水者薪资=运营成本上升=大路灯因无效热能而无故增加的散热要求;
10%“肝”活人不堪重负离职=部门大动脉破裂=大路灯光衰严重,很快就没那么亮了,损失惨重。
对于我们普通消费者来说,不会计算也没关系。
最简单的方式就是,直接要求看检测报告的真实数据,一看一个准,顺带还能复推下真实的光通量、灯珠数量及发光方式嘛。
▲难得详情表能看到光效
就喜欢这么有自信的人~
这算是额外赠送的八卦内容了。
还记得我们上篇提出的、“如何通过光谱图进行性能判断”的问题么?
完美解题思路是,先理解LED灯珠激发技术,才能明白波长和增益之间的关系。
1
蓝光激发? 紫光激发?
01
什么是激发技术?
我们上面说了,LED灯珠就是一种发光二极管,在P-N结的过渡层里完成电能-光能的转换。
LED灯珠本身是单色光源,整个激发过程可以这样简单理解:
通电→刺激并激发单一波段的单色、猪突猛进→打在其他颜色荧粉上→生成新色→组成全光谱=合成肉眼见到的白光。
▲可见光谱激光-单色激发。
从上到下依次为,
单红光、单绿光、单蓝光、单蓝紫光
02
全光谱的激发技术有几种?
目前全光谱激发技术有三种。
分别为单蓝光芯片激发、双蓝光芯片激发、紫光芯片激发,各有优缺点:
丨单蓝光芯片激发丨
●稳定性好、蓝光占比小、批量良率高;
● 光谱连续性好,显色指数、逼真度Rf、饱和度Rg均能有稳定优秀高数据。
● 缺点为高色温下,青粉荧光稳定性较低,导致青色光部分辐射功率不高,特殊显色R12数值难提升。
丨双蓝光芯片激发丨
●高色温下,仍能保证达到RG0无蓝光危害。且和太阳光谱相似度更高。
● 由于对芯片波段及光功率要求较高,技术不够成熟,控制难度系数较大。
丨紫光芯片激发丨
●用 410 ~ 415 nm 短波段的紫光芯片,激发 RGB混合荧光粉实现全光谱。
● 光谱连续性好,蓝光辐射低、与太阳光谱相似度高,且显色指数高。
● 紫光激发品质与荧光粉稳定性成正比,现有技术稳定性和效率方面仍存有空间。开发至吸收或较大吸收紫光的新型红粉,可实现紫光全光谱的高光效。
综上,结合技术稳定性和灯珠批次良品率保障这两点,目前选择低色温下,单蓝光芯片激发更为合理和性价比。
还记得我上一篇为啥举例电视机的进化么?
因为电视机也是二极管技术,看懂电视机屏的进化过程,就能懂为啥选择成熟、被国家肯定的蓝光激发技术——技术迭代不休,且安全有保障。
03
紫光激发可更优削减蓝光危害?
我们常说的紫色,在科学上有以下两种常见定义:
光色彩范畴:波长380-450nm的单色可见光,英语写作Violet,比较接近堇紫色/堇青色。
是属于全光谱的可见光最边缘的部分,比其波长更短的是不可见光紫外线。
▲380-450nm处于短波段
处于可见与不可见光交界处
物理色彩范畴:红色加上蓝色混合而成的颜色,英语写作Purple。相较于蓝色,更接近红色。
我们可以先简单画一下蓝光、有害蓝光、Violet紫光波,这三段波长进行对比:
▲看出问题了么?
再回到削减蓝光峰值这段。
文章开头基础要素的无蓝光危害中,就讲到只要是达到RG0无蓝光危害等级,无论是削弱70%还是30%,都是国家严控且承认的安全范围。
我们在看光谱上,除了避免部分单色波长能量过高外,更应该看中光谱的连续性。
只要没明显的上下波动,曲线呈现圆满持续状态,就是好光谱。
2
如何看待 红光增益?
红光增益目前偏向医学范畴,需要特定的专业医生及特定的仪器进行操作。
并且波长能量增加并不是什么难事。
如果国家标准明确规定了提升红光能量,中国速度会让整个大路灯行业都开始在这个数据上内卷。
还是那句话,最好的光始终是自然太阳光,人造灯源的核心就是尽可能模拟自然阳光。
▲图源网络
谢谢大家看到这里。今天的内容真心有点多,需要时间慢慢消化。
我们下一篇大路灯的硬件科普再见。