- 吳春海先生于9月６－7日在2009LED照明技術及發展論壇發表《LED路燈色溫的思考與選擇》的演講
- 演講中總結出LED路燈色溫很關鍵
- 5000-6500K區間的冷白光可能是較好選擇
從照明角度看待LED路燈，主要有光效、配光、光衰、色溫（光色）等四大問題。近年來，LED路燈技術日新月異，光學性能提高很快。從我們近期組織的LED路燈測試結果來看，27款LED路燈中已有6款整燈光效超過70Lm/W，最高達81.5Lm/W；配光水平大為提高，均勻度相比高壓鈉燈已有優勢；光衰問題明顯改善，相比其它光源并不遜色。
在此背景下，色溫問題開始浮出水面，上升為LED路燈的主要矛盾之一，成為近期業界關注的焦點。確實，路燈是城市夜晚的“調光師”，其色溫決定夜晚“底色”，與市民的日常生活密切相關。因此，LED路燈色溫問題在規模應用前亟待解決，否則可能成為推廣的巨大障礙。目前，這種情況已在一些城市中出現，還將會在更多城市中應驗。
吳春海先生通過分析色溫的生理和心理屬性，探討其與亮（照）度、舒適感的關系，并結合LED路燈測試，提出切合目前技術水平的色溫區間。
思考一：LED路燈色溫研究應側重生理性還是心理性？
作為新光源，LED路燈不可避免地與現有主流照明，特別是高壓鈉燈反復比較，色溫正是其中主要的分歧點。LED路燈支持者認為，高色溫白光用于道路照明有中間視覺效應，可視性好，感覺比低色溫黃光更明亮；高壓鈉燈支持者則認為，黃光透霧性好，感覺溫暖，比白光更受市民歡迎。以上說法，自有其邏輯和理由，也有一定合理性。不過，僅把不同色溫的優缺點羅列比較，并不能找出LED路燈在色溫方面所面臨的主要矛盾，對解決問題于事無補，無助LED路燈的推廣應用。
因此，吳春海先生提出從屬性角度研究色溫，即生理性和心理性。毫無疑問，色溫兼具生理和心理兩種屬性，某些指標甚至密不可分。例如，光的透霧性影響駕駛者的辨識能力和反應速度，屬于生理性；同時，透霧能力差使駕駛者感覺朦朧，精神高度緊張，屬于心理性。不過，從研究角度，我們有必要分別對待，把各項指標、方法、內容等分類，找出LED路燈色溫在規模推廣前最需要解決的難題。
生理性研究主要包括可視度、辨識能力等指標，需要科學家通過精心設計的實驗去獲取；心理性研究主要包括舒適感、滿意度等指標，需要對足夠數量的市民進行情景調查和問卷調查。生理性研究基于專業判斷，其話語權掌握科學家手里，由于LED路燈可用于道路照明已是業界共識，所以不會成為規模推廣的障礙。而心理性研究則不同，其結果取決于廣大市民的主觀感受，由于LED路燈將會改變城市夜晚的既有“底色”，市民的接受程度顯得非常重要。因此，在規模推廣前，心理性研究比生理性研究更緊迫。
目前，已有不少城市以市民對白光接受程度低為由拒絕高色溫LED路燈，使業界在LED路燈的光效和色溫選擇上陷入兩難境地，應該光效優先還是色溫優先。
思考二：LED路燈是否不適合道路照明？
現在一些路燈單位明確表示偏愛黃光，也有部分專家和研究機構宣稱中國人喜歡3000-4000K的暖白光，更多的LED路燈企業則認為白光感覺很好。眾說紛紜，不一而足。
在此，有必要重溫一個被反復提起的案例：1999年，某國際品牌在國內推廣金鹵燈，深圳很多主干道，包括深南大道，都換成白光的金鹵燈（6000-6500K）。初時效果尚算不錯，但好景不長，2000年后開始有市民投訴，2001、2002年投訴達到高峰，反映白光昏暗，感覺不好。自此之后，深圳的主干道逐漸換回黃光的高壓鈉燈。同時這一幕，也在其它城市上演。作為親歷者，本人認可該事實，但并不認同該案例被解讀為深圳市民不喜愛白光甚至中國人不喜愛白光。因為剛安裝時并無市民投訴，投訴出現在一年后，以兩到三年時最多。根據投訴出現后的路面測量數據，金鹵燈光衰嚴重，亮（照）度明顯下降，瀝青路面照度僅10Lx左右。因此，白光在道路照明中不被接受，可能不僅僅是高色溫，而在于高色溫與低亮（照）度的共同作用。根據圖一解釋，剛安裝時亮（照）度較高，尚在舒適區，不會感到昏暗。很不幸，金鹵燈光衰嚴重，一年后亮（照）度明顯下降，落到了陰晦區，投訴出現。
基于心理感受的復雜程度，沒有科學的調查和足夠的樣本，不能簡單判斷白光與黃光的優劣，更不能斷定LED路燈不適合道路照明。在LED路燈測試中，我們組織深圳市市政設計院的12位道路照明設計人員到現場問卷調查，結果黃光、暖白、中性白、冷白的喜愛者各為3位。雖然樣本數量有限，但卻充分說明不同個體對不同色溫各有喜好，甚至專業人員群體也是這樣。
因此，在色溫研究上不能預設立場，只有結合亮（照）度和環境情況進行認真研究，才可能得到真正答案。從大方向來說，個人認為道路照明可能會重復室內照明的進程，白光將會成為未來的主流方向（見圖二）。
選擇：暖白、中性白還是冷白？
在道路照明，為提高人的舒適感和滿意度，高色溫光源相比低色溫需要適當提高亮（照）度，但所需幅度并不大。以LED路燈測試為例，27款LED路燈平均照度僅12Lx，最高也不超過15 Lx，平均色溫為5955K，通過現場對各燈的總體感覺進行評價（好、較好、一般、差），評價較好以上的LED路燈約占50%。考慮到測試道路為混凝土路面，換為瀝青路面估計照度提高到15 Lx即有較好效果（以上為初步判斷，還需進一步研究）。
27款LED路燈的整燈光效平均值隨著色溫提高而提高，在5500-6000K區間達到最高值，為59.6Lm/W，然后隨著色溫提高而逐步下降。由于5500-6000K區間所占比例達40.8%，同時整燈光效平均值最高（本次測試的最高光效也出現在該區間，為色溫5899K光效81.5Lm/W），所以可認為目前5500-6000K為LED路燈的主流色溫區間。相比之下，色溫<5000K的整燈光效平均值僅45.5Lm/W ，差距非常明顯。
眾所周知，LED路燈的光效與色溫密切相關。從表四可看出，GREE芯片不同色溫的光效差別不大，但OSRAM芯片則不然，不同色溫的光效差別較大，6500K芯片比5700K芯片光效提高31.8%。因此，LED路燈必須在色溫與光效之間取得平衡，既要充分考慮市民的舒適感和滿意度，也不能為追求低色溫而大幅犧牲光效。畢竟，照度和功率密度值是《城市道路照明設計標準》（CJJ45-2006）的硬指標，必須有較高光效才能滿足要求。同時，由于不同色溫芯片的價格差別較大，成本因素也需要認真考慮。
綜上所述，LED色溫區間的選擇，需要在滿足道路照明設計標準的前提下，充分考慮市民的接受程度，在光效、色溫、成本之間取得平衡。基于目前LED產業的技術水平，5000-6500K區間的冷白光可能是較好選擇。
