비, 안개, 눈 조건에서 LED 가로등을 사용할 경우 빛 투과율을 높이기 위해 낮은 색온도 설계가 필요하며, 조명 성능을 최적화하고 도로 안전 요구 사항을 충족하기 위해 높은 광효율 기술이 결합됩니다.
비, 안개, 눈 환경에서의 빛 침투 요구 사항
투과형 조명의 기존 조명 장점: 나트륨 램프: 저압 나트륨 램프(색온도 약 2000K)와 고압 나트륨 램프(2200~2500K)는 더 긴 파장(589.0 nm 및 589.6 nm)의 단색 황색광을 생성합니다. 이는 비, 안개, 눈 속에서도 강력한 침투력을 제공하므로 오랫동안 도로 조명의 주류로 선택되었습니다. 예를 들어, 선전의 주요 도로에는 한때 고압 나트륨 램프가 널리 사용되었습니다. 주민들이 백색-라이트 메탈 할라이드 램프(6000~6500K)가 안개 속에서 제대로 작동하지 않는다고 불평하자 많은 사람들이 다시 나트륨 램프로 교체했습니다.
차량 안개등: 노란색 빛(특정 크세논 램프 변환에서 볼 수 있듯이)은 침투력이 강하기 때문에 안개등에 선호됩니다. 고온-색상-온도 크세논 램프(6000K 이상)는 안개 속에서 흰색 연무를 생성하여 가시성을 감소시키는 경향이 있습니다.
LED 가로등의 침투 문제: 기존의 백색-광 LED는 스펙트럼에서 단파장 광(예: 460nm 청색광)의 비율이 높습니다.- 비, 안개, 눈이 오면 이 빛은 쉽게 산란되어 눈부심을 유발하고 조명 효율성을 떨어뜨립니다. 예를 들어, 6000K LED의 스펙트럼은 파란색 범위에 에너지를 집중시키는 반면, 3000K LED는 570~630nm 사이의 노란색-빨간색 빛이 지배하므로 투과율이 더 좋습니다.
빛 침투에 영향을 미치는 주요 요인
파장 및 회절 기능: 파장이 길수록 회절 능력이 강해지고 침투력이 향상됩니다. 황색광(570~590nm)은 인간의 눈 감도 곡선의 최고점(555nm)에 가깝고 산란 손실이 상대적으로 적기 때문에 실외 조명에 선호됩니다. 적색광은 훨씬 더 긴 파장을 갖고 있지만 실제 도로 조명에는 발광 효율이 너무 낮습니다.
색온도 및 시각적 편안함: 높은 색온도(시원한 백색광)는 운전자에게 흐릿한 시각적 인상을 주고 심리적 긴장감을 증가시킬 수 있습니다. 중국의 국가 표준인 '도시 도로 조명 설계 표준'(CJJ45-2015)에서는 LED 가로등의 색온도가 5000K를 초과해서는 안 되며 중간{4}}색온도(예: 3000K)가 선호되어야 한다고 명시하고 있습니다.
비, 안개, 눈 속에서의 LED 가로등 최적화 전략
저색온도 설계 : 적색, 녹색, 황색 형광체의 비율을 조절하여 낮은 색온도의 LED 패키지를 제작할 수 있습니다. 예를 들어 3000K LED에서는 파란색-광 에너지가 거의 제거되고 노란색-빨간색 빛의 비율이 크게 증가합니다.
업계 동향: LED 가로등의 색온도는 수년에 걸쳐 점차 낮아졌습니다. 2016년 이전에 실제 응용 분야에서는 이미 안개가 낀 지역에 더 적합하도록 높은 색온도에서 중간{2}}에서-낮은 색온도로의 명확한 전환을 보여주었습니다.
고광효율 기술
칩 및 형광체: 고-효율성 LED 칩과 고-변환-효율성 형광체가 결합되어 와트당 발광 출력이 높아집니다.
보조 광학 렌즈: 높은-투과율 렌즈는 빛 손실을 줄이고 빛 분포를 최적화합니다.
방열 소재: 높은-열-전도율 알루미늄 기판은 열 저항을 낮추고 고정 장치 수명을 연장합니다.
결과: 2016년 이전에는 LED 가로등의 전반적인 발광 효율이 해마다 향상되어 낮은 색온도와 높은 효율 간의 실질적인 균형을 달성했습니다.
실제 적용 사례 및 표준 지원
지역 표준 요구 사항: 광시 좡족 자치구의 주택 도시-농촌 개발부는 산간 지역과 안개가 자욱한 지역에서 저온-색-온도 등기구(예: 3000K)를 사용할 것을 명시적으로 요구합니다. 고속도로와 간선 도로에서는 중간{5}}~-낮은 색온도의 LED 가로등에 우선 순위를 두어야 하며 차가운{7}}백색 광원(6000K 이상)은 피해야 합니다.
연구 데이터 지원
- 안개 환경 테스트: 빨간색-노란색과 빨간색{1}}파란색 빛 조합은 안개 속에서 가장 높은 밝기를 보인 반면 파란색 빛은 가시성이 가장 나빴습니다.
- 비와 눈 비교: 황색광은 백색광보다 후방 산란이 적기 때문에 눈부심이 적고 전반적인 조명 성능이 향상됩니다.
결론
낮은 색온도 설계(일반적으로 3000~5000K)와 높은 광효율 기술(최적화된 칩, 형광체 및 렌즈)을 통해 LED 가로등은 비, 안개, 눈 속에서도 투과율을 크게 향상시키는 동시에 에너지 절약, 긴 수명 및 우수한 연색성에 대한 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 기술이 계속 발전함에 따라 장점은LED 가로등실외 조명의 경우 더욱 뚜렷해지며 안개가 자욱한 지역의 도로 조명에 이상적인 선택이 됩니다.
