Wenn LED-Straßenlaternen bei Regen, Nebel und Schnee eingesetzt werden, ist ein Design mit niedriger Farbtemperatur erforderlich, um die Lichtdurchdringung zu verbessern, während gleichzeitig eine Technologie mit hoher Lichtausbeute kombiniert wird, um die Beleuchtungsleistung zu optimieren und die Anforderungen an die Verkehrssicherheit zu erfüllen.
Anforderungen an die Lichtdurchlässigkeit in Regen-, Nebel- und Schneeumgebungen
Vorteile herkömmlicher Beleuchtung bei der Durchdringung: Natriumlampen: Natriumdampf-Niederdrucklampen (Farbtemperatur etwa 2000 K) und Natriumdampf-Hochdrucklampen (2200–2500 K) erzeugen monochromatisches gelbes Licht mit längeren Wellenlängen (589,0 nm und 589,6 nm). Dadurch haben sie eine starke Durchdringung bei Regen, Nebel und Schnee, weshalb sie lange Zeit die gängige Wahl für die Straßenbeleuchtung waren. Beispielsweise wurden auf Hauptstraßen in Shenzhen einst häufig Natriumhochdrucklampen verwendet. Nachdem sich Anwohner darüber beschwert hatten, dass weiße -Halogen-Metalldampflampen (6000–6500 K) bei Nebel schlecht funktionierten, wurden viele wieder auf Natriumdampflampen umgestellt.
Nebelscheinwerfer für Fahrzeuge: Gelbes Licht (wie es bei bestimmten Umbauten von Xenon-Lampen zu sehen ist) wird aufgrund seiner starken Durchdringung für Nebelscheinwerfer bevorzugt. Xenonlampen mit hoher-Farbtemperatur-(über 6000 K) neigen dazu, bei Nebel einen weißen Schleier zu erzeugen, der die Sicht beeinträchtigt.
Herausforderungen bei der Durchdringung von LED-Straßenlaternen: Herkömmliche Weißlicht-LEDs haben einen hohen Anteil an kurzwelligem Licht (z. B. 460-nm-Blaulicht) in ihrem Spektrum. Bei Regen, Nebel oder Schnee wird dieses Licht leicht gestreut, was zu Blendung führt und die Lichteffektivität verringert. Beispielsweise konzentriert das Spektrum einer 6000-K-LED die Energie im blauen Bereich, während eine 3000-K-LED von gelbem -rotem Licht zwischen 570 und 630 nm dominiert wird und daher eine bessere Durchdringung bietet.
Schlüsselfaktoren, die die Lichtdurchlässigkeit beeinflussen
Wellenlänge und Beugungsfähigkeit: Längere Wellenlängen haben eine stärkere Beugungsfähigkeit und eine bessere Durchdringung. Gelbes Licht (570–590 nm) liegt nahe am Höhepunkt der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges (555 nm) und weist relativ geringe Streuverluste auf, was es zur bevorzugten Wahl für die Außenbeleuchtung macht. Obwohl rotes Licht eine noch längere Wellenlänge hat, ist seine Lichtausbeute für eine praktische Straßenbeleuchtung zu gering.
Farbtemperatur und Sehkomfort: Hohe Farbtemperaturen (kaltweißes Licht) können beim Fahrer einen verschwommenen Seheindruck hervorrufen und die psychische Anspannung erhöhen. Chinas nationaler Standard „Standard for Lighting Design of Urban Roads“ (CJJ45-2015) besagt, dass die Farbtemperatur von LED-Straßenlaternen 5000 K nicht überschreiten sollte und dass mittlere bis niedrige Farbtemperaturen (z. B. 3000 K) bevorzugt werden sollten.
Optimierungsstrategien für LED-Straßenlaternen bei Regen, Nebel und Schnee
Design mit niedriger Farbtemperatur: Durch Anpassen des Verhältnisses von roten, grünen und gelben Leuchtstoffen können LED-Pakete mit niedrigen Farbtemperaturen hergestellt werden. Bei einer 3000K-LED beispielsweise entfällt die Energie des blauen-Lichts nahezu und der Anteil des gelben-roten Lichts steigt deutlich an.
Branchentrend: Die Farbtemperatur von LED-Straßenlaternen wurde im Laufe der Jahre schrittweise gesenkt. Vor 2016 zeigten praktische Anwendungen bereits eine deutliche Verschiebung von hohen Farbtemperaturen hin zu mittleren-bis-niedrigen Farbtemperaturen, um für neblige Regionen besser geeignet zu sein.
Technologie mit hoher Lichtausbeute
Chips und Leuchtstoffe: Hoch{0}effiziente LED-Chips in Kombination mit hoch{{1}umwandlungsfähigen-Leuchtstoffen erhöhen die Lichtleistung pro Watt.
Sekundäre optische Linsen: Linsen mit hoher{0}}Transmission reduzieren den Lichtverlust und optimieren die Lichtverteilung.
Thermische Materialien: Aluminiumsubstrate mit hoher -Wärmeleitfähigkeit- verringern den Wärmewiderstand und verlängern die Lebensdauer der Vorrichtung.
Ergebnisse: Vor 2016 verbesserte sich die Gesamtlichtausbeute von LED-Straßenlaternen von Jahr zu Jahr und erreichte ein praktisches Gleichgewicht zwischen niedriger Farbtemperatur und hoher Effizienz.
Praxisnahe Anwendungsfälle und Standard-Support
Lokale Standardanforderungen: Die Abteilung für Wohnungswesen und städtische-ländliche Entwicklung der Autonomen Region Guangxi Zhuang verlangt ausdrücklich, dass Leuchten mit niedriger -Farbtemperatur- (z. B. 3000 K) in bergigen und nebligen Gebieten verwendet werden. Auf Schnellstraßen und Ausfallstraßen sollten LED-Straßenlaternen mit mittlerer{5}bis-niedriger Farbtemperatur Vorrang eingeräumt werden und kühle{7}weiße Quellen (über 6000 K) vermieden werden.
Unterstützende Forschungsdaten
- Nebelumgebungstests: Rote-gelbe und rote-blaue Lichtkombinationen zeigten bei Nebel die höchste Helligkeit, während blaues Licht die schlechteste Sicht aufwies.
- Vergleiche zwischen Regen und Schnee: Gelbes Licht erzeugt weniger Rückstreuung als weißes Licht, was zu einer geringeren Blendung und einer besseren Gesamtbeleuchtungsleistung führt.
Abschluss
Durch das Design mit niedriger Farbtemperatur (typischerweise 3000–5000 K) und Technologien mit hoher Lichtausbeute (optimierte Chips, Leuchtstoffe und Linsen) können LED-Straßenlaternen die Durchdringung bei Regen, Nebel und Schnee erheblich verbessern und gleichzeitig die Anforderungen an Energieeinsparung, lange Lebensdauer und gute Farbwiedergabe erfüllen. Da die Technologie immer weiter voranschreitet, werden die Vorteile vonLED-Straßenlaternenin der Außenbeleuchtung werden noch deutlicher hervortreten, was sie zu einer idealen Wahl für die Straßenbeleuchtung in nebligen Regionen macht.
