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有效光效系数在室外照明设计中的应用

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 照明研宄有效光效系数在室外照明设计中的应用陈文成,陈大华,邵红(复旦大学电光源研究所,上海200433)数LEC来修正室外照明设计应用中光源的光效。 1刖言室外照明主要包括道路照明,广场照明等,其亮度水平通常在0.01~1cd/m2之间,属于中间视觉。 室外照明主要有以下几个目的:防止犯罪,改善晚间环境和加安全性。而安全性主要还是与人眼的视觉功能如可见度,反应时间,视野等有很大的关系。 人眼的光谱光视效率函数是定义光度学单位的基础,它是用来确定光度学仪器,光源和灯具的光参数及相关照明产品性能的主要理论依据。1924年国际照明委员会(CIE)制定了基于明视觉的光谱光视效率函数Vo用于评价人眼在亮度大于10cd/n2,对应于人眼视网膜中央2*范围的光谱灵敏度,至今仍被广泛应用于照明工业中。按定义,光通量*= 683.丨V()。也i,V()是2*明视觉光谱光视效率函数,免,是光谱辐射通量即单位波长间隔内的辐射通量,d,是可见光范围内的单位波长间隔。遗憾的是,这种定义显得有点过度简单化,V 1cdi2时,光谱光视效率函数与明视觉V()相差不大;当亮度水平从L=1cdm2继续下降时,3种光源受不同相对光谱能量分布(SPD)的影响就开始分开来:金卤灯的LEC值急剧增大,高压汞灯的LEC也略微上升,而高压钠灯的LEC值则急剧下降。 在暗视觉条件下,高压钠灯的有效光效只有明视觉条件下的f,而金卤灯的有效光效则变为明视觉光效的1.5倍。 由于室外照明的亮度水平基本在0.01 ~1cdi2范围内,除了发达地区的部分高速公路的表面亮度达到1cd/m2之外,大部分城区街道及广场的亮度水平在0.1cd/m2左右,甚至更低,在道路照明应用中,如果单纯从10*视场的光谱光视函数去评价光源的光效,几种光源的有效光效并没有很大的变化,高压钠灯的光效仍然处于3种光之首。值得注意的是,道路周边区域的亮度通常只有路面亮度的十分之一左右,而且采用不同的实验方法、不同视场大小,所得到的光谱光视效率函数就会不同,从而LEC的值也会有所不同。本文中所用的光谱光视效率函数是根据直接异色亮度比较法在10*视场条件下的实验得到的。但如果考虑周边探测受光谱的影响,就需吩这些光谱光视效率函数作进一步的修正。 *近一项研究表明,随着视场偏离角的增加,人眼周边视场的光谱灵敏度同样存在着浦尔金耶偏移现象。也就是说,即使在同一照明水平下,随偏离角的增大,人眼的光谱灵敏度在短波方向的值会增大。 10*视角的明视觉函数与2*视角的明视觉函数相比,在短波区域(00nm以下)的值明显增大,在MH灯照明下驾驶员的周边探测能力有所改进,但目前还不能形成量化的形式,因而尚不能为政策制定者和道路设计者提供准则。 有效光效系数LEC的应用,在室外照明设计中光源的选择上,将作为一种可行的方法为设计者提供;在中间视觉亮度水平下视觉功能的研究上,可以定量地描述不同的相对光谱能量分布之间的差异。当然,具体的有效光效系数LEC值的确定还需要更深入的实验证明。

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