從照明設(shè)計(jì)反觀配光設(shè)計(jì)

道路照明怎么體現(xiàn)配光的設(shè)計(jì)，或者說(shuō)想要得到更佳的照明效果，需要什么樣配光呢?

　　照明設(shè)計(jì)與配光設(shè)計(jì)從來(lái)就是相輔相成，互相指引。進(jìn)入正題之前，先來(lái)了解下面各參數(shù)的含義。

　　照明設(shè)計(jì)：分為功能性(數(shù)量化)設(shè)計(jì)和藝術(shù)性(質(zhì)量化)設(shè)計(jì)，功能性照明設(shè)計(jì)是根據(jù)場(chǎng)所的功能和活動(dòng)要求確定照明等級(jí)和照明標(biāo)準(zhǔn)(照度、亮度、眩光限制級(jí)別、色溫和顯色性)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理計(jì)算;在此基礎(chǔ)上照明設(shè)計(jì)還需要質(zhì)量化設(shè)計(jì)，它可以成為氣氛的催化劑，能加強(qiáng)裝潢的層次感，可以根據(jù)人眼對(duì)照明的反應(yīng)函數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)最適于人眼的光環(huán)境。

　　眩光：是指在視野內(nèi)有光亮度范圍不適宜，在空間或時(shí)間上存在著極端的光亮度對(duì)比，以至引起不舒服或降低可見(jiàn)度的視覺(jué)現(xiàn)象。用通俗的話說(shuō)，就是刺眼。眩光會(huì)使人產(chǎn)生不舒適感，嚴(yán)重的還會(huì)損害視覺(jué)，道路上如果汽車(chē)駕駛員受到眩光，則容易造成車(chē)禍。眩光是由燈或燈具過(guò)高的亮度直接進(jìn)入視野造成的，眩光效應(yīng)的嚴(yán)重程度取決于光源的亮度和大小、光源在視野內(nèi)的位置、觀察者的視線方向、照度水平和房間表面的反射比等諸多因素，其中光源的亮度是最主要的。

　　照度：如果一個(gè)被光線照射的表面上，照射在單位面積上的光通量為該表面的照度。

　　亮度：眼從一個(gè)方向觀察光源，在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所“見(jiàn)到”的光源面積之比，定義為該光源單位的亮度。

　　也就是說(shuō)，道路照明的亮度評(píng)價(jià)是基于行車(chē)動(dòng)態(tài)的視點(diǎn)，而照度是基于靜態(tài)的一個(gè)數(shù)值。

　　背景：行業(yè)內(nèi)缺乏評(píng)價(jià)配光性能好壞的技術(shù)指標(biāo)，業(yè)內(nèi)光學(xué)工程師對(duì)道路照明的應(yīng)用要求也只能是滿足《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 45-2006》中規(guī)定的照度、亮度和眩光等方面的技術(shù)參數(shù)，而對(duì)什么樣的配光更適合道路照明了解不夠。而且此準(zhǔn)則主要是道路照明設(shè)計(jì)遵循的規(guī)范，對(duì)道路燈具配光設(shè)計(jì)構(gòu)成的約束有限，而且該標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)傳統(tǒng)光源制定，對(duì)方興未艾的LED道路照明而言，其約束力很低。這也是一個(gè)令業(yè)界各企業(yè)及招標(biāo)單位頭痛的事。想要推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)真正規(guī)范統(tǒng)一化，還需要我們LED照明界各位的共同努力呀。

　　基于此背景，讓我們的很多業(yè)者是照度、亮度，傻傻分不清楚，如果真心難以理解的話，就記住一點(diǎn)：照度是個(gè)客觀量，而亮度是主觀的，與人眼位置有關(guān)，這個(gè)主觀量才是我們直接感知照明效果的關(guān)鍵因素。

　　1.如何評(píng)價(jià)道路照明設(shè)計(jì)是否合格?

　　我國(guó)現(xiàn)階段的道路評(píng)價(jià)采用照度和亮度作為評(píng)價(jià)依據(jù)(參考《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 45-2006》第3.2條例)，但實(shí)際測(cè)量時(shí)，由于照度的操作比較方便，大多采用照度計(jì)實(shí)測(cè)照度作為路燈工程的最終評(píng)價(jià)依據(jù)。在計(jì)算亮度時(shí)，也僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的系數(shù)(照度(E)/亮度(L)=13-20)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

　　2.可是這樣做真的合理嗎?

　　來(lái)看看兩種不同配光A、B的模擬數(shù)據(jù)：

　　A配光：按CIE的視點(diǎn)，在同一模擬條件下，典型單燈(A配光)路面照度和亮度分布如圖1，

　　圖1 A配光單燈照度、亮度分布圖

　　擴(kuò)大到正常路面，則照度和亮度分布圖如圖2所示，注：模擬條件為路寬W=24m,燈桿間距S=12m，計(jì)算高度H=12m，燈具仰角T=0°，燈具光通Flux=14000lm。

　　圖2 A配光多燈照度、亮度分布圖

　　表1 A配光照明計(jì)算結(jié)果

　　圖2的結(jié)果看起來(lái)，照度與亮度分布的趨勢(shì)差不多，模擬得到的結(jié)果是：平均照度E=21lx，視點(diǎn)亮度=1.45cd/m2。(表1)均勻度差別也很小，此時(shí)可以用系數(shù)法來(lái)評(píng)判，既實(shí)測(cè)時(shí)我們只需要測(cè)出路面的照度數(shù)，就可以根據(jù)系數(shù)法得出其亮度(這里的系數(shù)E/L=21/1.45=14.5)

　　B配光：但假如我們換一種配光(B配光)，同樣按CIE的視點(diǎn)，在同一模擬條件下，典型單燈路面照度和亮度分布如圖3，

　　圖3 A配光單燈照度、亮度分布圖

　　擴(kuò)大到正常路面，注：為方便比較，燈具光通相同，模擬條件為同一個(gè)。則照度和亮度分布圖如圖4所示，

　　圖4 B配光多燈照度、亮度分布圖

　　很顯然，差別很大，變化趨勢(shì)也不同，模擬結(jié)果為：平均照度E=26lx，視點(diǎn)亮度=1.10cd/m2。(表2)均勻度差別為25%， 差別很大，此時(shí)不可以采用系數(shù)法來(lái)評(píng)判，否則這里的系數(shù)E/L=26/1.1=24)已超出文章一開(kāi)始說(shuō)的正常范圍“13-20”了，此時(shí)系數(shù)法失效。

　　表2 B配光照明計(jì)算結(jié)果

　　結(jié)論是：對(duì)于比較均衡照度和亮度的A配光，可以按系數(shù)法來(lái)評(píng)判，但對(duì)于不那么均衡照度和亮度的B配光來(lái)說(shuō)，系數(shù)法則失效。

　　由于目前標(biāo)準(zhǔn)的缺失或者不統(tǒng)一，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)很多標(biāo)案僅僅靠不斷刷新的Lm/W來(lái)取勝，這實(shí)在令人頭痛又有苦難言……對(duì)于了解這一實(shí)際情況的照明工程師來(lái)說(shuō)，有種明知不可為而為之的感覺(jué)，殊不知各項(xiàng)均衡的指標(biāo)才是我們應(yīng)該追求的目標(biāo)，亮度(尤其是道路汽車(chē)駕駛員視點(diǎn)的亮度)尤為重要。

　　如果用一句話概括本文，好吧，三句(實(shí)在很重要，忍不住多啰嗦兩句，哈哈)：

　　(1)在設(shè)計(jì)LED燈具配光時(shí)，注重亮度，適當(dāng)兼顧照度，這樣才能讓道路照明設(shè)計(jì)效果更好，更符合道路安全舒適的條件;

　　(2)如果只能選一樣作為道路照明評(píng)價(jià)指標(biāo)，那就選亮度;

　　(3)對(duì)于那些不均衡照度、亮度的配光，不能僅僅靠照度計(jì)的數(shù)據(jù)和系數(shù)法來(lái)判定其照明情況。