Quando i lampioni a LED vengono utilizzati in condizioni di pioggia, nebbia e neve, è necessario un design a bassa temperatura di colore per migliorare la penetrazione della luce, mentre la tecnologia ad alta efficienza luminosa viene combinata per ottimizzare le prestazioni di illuminazione e soddisfare i requisiti di sicurezza stradale.
Requisiti per la penetrazione della luce in ambienti di pioggia, nebbia e neve
Vantaggi dell'illuminazione tradizionale nella penetrazione: Lampade al sodio: le lampade al sodio a bassa-pressione (temperatura di colore intorno a 2.000 K) e le lampade al sodio ad alta-pressione (2.200–2.500 K) producono luce gialla monocromatica con lunghezze d'onda maggiori (589,0 nm e 589,6 nm). Ciò garantisce loro una forte penetrazione in caso di pioggia, nebbia e neve, motivo per cui sono stati a lungo la scelta principale per l'illuminazione stradale. Ad esempio, un tempo le strade principali di Shenzhen utilizzavano ampiamente lampade al sodio ad alta pressione. Dopo che i residenti si sono lamentati del fatto che le lampade ad alogenuri metallici a luce bianca-(6.000–6.500 K) funzionavano male in caso di nebbia, molti sono tornati alle lampade al sodio.
Fendinebbia del veicolo: la luce gialla (come si vede in alcune conversioni di lampade allo xeno) è preferita per i fendinebbia a causa della sua forte penetrazione. Le lampade allo xeno ad alta temperatura-colore- (superiore a 6.000 K) tendono a creare una foschia bianca nella nebbia, riducendo la visibilità.
Sfide di penetrazione dei lampioni stradali a LED: i convenzionali LED a luce bianca-hanno un'elevata percentuale di luce a lunghezza d'onda corta-(come la luce blu da 460 nm) nel loro spettro. In caso di pioggia, nebbia o neve, questa luce viene facilmente dispersa, producendo abbagliamento e riducendo l'efficacia dell'illuminazione. Ad esempio, lo spettro di un LED da 6000K concentra l'energia nella gamma del blu, mentre un LED da 3000K è dominato dalla luce gialla-rossa tra 570–630 nm e quindi offre una migliore penetrazione.
Fattori chiave che influenzano la penetrazione della luce
Lunghezza d'onda e capacità di diffrazione: lunghezze d'onda maggiori hanno una maggiore capacità di diffrazione e una migliore penetrazione. La luce gialla (570–590 nm) è vicina al picco della curva di sensibilità dell'occhio umano (555 nm) e subisce una perdita di diffusione relativamente piccola, rendendola la scelta preferita per l'illuminazione esterna. Sebbene la luce rossa abbia una lunghezza d’onda ancora più lunga, la sua efficacia luminosa è troppo bassa per un’illuminazione stradale pratica.
Temperatura di colore e comfort visivo: temperature di colore elevate (luce bianca fredda) possono creare un'impressione visiva confusa per i conducenti e aumentare la tensione psicologica. Lo standard nazionale cinese "Standard for Lighting Design of Urban Roads" (CJJ45-2015) afferma che la temperatura di colore dei lampioni a LED non deve superare i 5.000 K e che sono da preferire temperature di colore da medie- a basse (come 3.000 K).
Strategie di ottimizzazione per lampioni a LED in caso di pioggia, nebbia e neve
Design a bassa temperatura di colore: regolando il rapporto tra fosfori rossi, verdi e gialli, è possibile produrre pacchetti LED con basse temperature di colore. In un LED da 3000K, ad esempio, l'energia della luce blu-è quasi eliminata e la percentuale di luce gialla-rossa aumenta in modo significativo.
Tendenza del settore: la temperatura del colore dei lampioni a LED è stata gradualmente abbassata nel corso degli anni. Prima del 2016, le applicazioni pratiche avevano già mostrato un chiaro passaggio da temperature di colore elevate a temperature di colore da medie-a-basse per adattarsi meglio alle regioni nebbiose.
Tecnologia ad alta efficienza luminosa
Chip e fosfori: i chip LED ad alta-efficacia combinati con fosfori ad alta-conversione-efficienza aumentano l'emissione luminosa per watt.
Lenti ottiche secondarie: le lenti ad alta-trasmittanza riducono la perdita di luce e ottimizzano la distribuzione della luce.
Materiali termici: i substrati in alluminio ad alta-conduttività termica-riducono la resistenza termica e prolungano la durata delle apparecchiature.
Risultati: prima del 2016, l’efficacia luminosa complessiva dei lampioni a LED migliorava anno dopo anno, raggiungendo un equilibrio pratico tra bassa temperatura di colore ed elevata efficienza.
Casi applicativi pratici e supporto standard
Requisiti standard locali: il Dipartimento per l'edilizia abitativa e lo sviluppo urbano-rurale della regione autonoma di Guangxi Zhuang richiede esplicitamente che apparecchi di illuminazione a bassa-temperatura di colore-(come 3000K) siano utilizzati in aree montuose e nebbiose. Le superstrade e le arterie stradali dovrebbero dare priorità ai lampioni a LED con temperatura di colore da media-a-bassa ed evitare fonti di luce bianca fredda-(oltre 6000K).
Dati di ricerca a supporto
- Test sull'ambiente con nebbia: le combinazioni di luce rossa-gialla e rossa-blu hanno mostrato la massima luminosità nella nebbia, mentre la luce blu ha avuto la visibilità più scarsa.
- Confronti tra pioggia e neve: la luce gialla produce meno retrodiffusione rispetto alla luce bianca, con conseguente abbagliamento inferiore e prestazioni di illuminazione complessive migliori.
Conclusione
Attraverso il design a bassa temperatura di colore (tipicamente 3.000–5.000 K) e tecnologie ad alta efficienza luminosa (chip, fosfori e lenti ottimizzati), i lampioni a LED possono migliorare significativamente la penetrazione in pioggia, nebbia e neve, pur soddisfacendo i requisiti di risparmio energetico, lunga durata e buona resa cromatica. Poiché la tecnologia continua ad avanzare, i vantaggi diLampioni stradali a LEDin esterni diventeranno ancora più pronunciati, rendendoli la scelta ideale per l'illuminazione stradale nelle regioni nebbiose.
