從照明設計反觀配光設計

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

　　照明設計與配光設計從來就是相輔相成，互相指引。進入正題之前，先來了解下面各參數(shù)的含義。

　　照明設計：分為功能性(數(shù)量化)設計和藝術性(質量化)設計，功能性照明設計是根據(jù)場所的功能和活動要求確定照明等級和照明標準(照度、亮度、眩光限制級別、色溫和顯色性)來進行數(shù)據(jù)化處理計算;在此基礎上照明設計還需要質量化設計，它可以成為氣氛的催化劑，能加強裝潢的層次感，可以根據(jù)人眼對照明的反應函數(shù)來設計最適于人眼的光環(huán)境。

　　眩光：是指在視野內有光亮度范圍不適宜，在空間或時間上存在著極端的光亮度對比，以至引起不舒服或降低可見度的視覺現(xiàn)象。用通俗的話說，就是刺眼。眩光會使人產生不舒適感，嚴重的還會損害視覺，道路上如果汽車駕駛員受到眩光，則容易造成車禍。眩光是由燈或燈具過高的亮度直接進入視野造成的，眩光效應的嚴重程度取決于光源的亮度和大小、光源在視野內的位置、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：眼從一個方向觀察光源，在這個方向上的光強與人眼所“見到”的光源面積之比，定義為該光源單位的亮度。

　　也就是說，道路照明的亮度評價是基于行車動態(tài)的視點，而照度是基于靜態(tài)的一個數(shù)值。

　　背景：行業(yè)內缺乏評價配光性能好壞的技術指標，業(yè)內光學工程師對道路照明的應用要求也只能是滿足《城市道路照明設計標準CJJ 45-2006》中規(guī)定的照度、亮度和眩光等方面的技術參數(shù)，而對什么樣的配光更適合道路照明了解不夠。而且此準則主要是道路照明設計遵循的規(guī)范，對道路燈具配光設計構成的約束有限，而且該標準主要依據(jù)傳統(tǒng)光源制定，對方興未艾的LED道路照明而言，其約束力很低。這也是一個令業(yè)界各企業(yè)及招標單位頭痛的事。想要推動標準真正規(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：照度是個客觀量，而亮度是主觀的，與人眼位置有關，這個主觀量才是我們直接感知照明效果的關鍵因素。

　　1.如何評價道路照明設計是否合格?

　　我國現(xiàn)階段的道路評價采用照度和亮度作為評價依據(jù)(參考《城市道路照明設計標準CJJ 45-2006》第3.2條例)，但實際測量時，由于照度的操作比較方便，大多采用照度計實測照度作為路燈工程的最終評價依據(jù)。在計算亮度時，也僅僅通過簡單的系數(shù)(照度(E)/亮度(L)=13-20)來進行轉換。

　　2.可是這樣做真的合理嗎?

　　來看看兩種不同配光A、B的模擬數(shù)據(jù)：

　　A配光：按CIE的視點，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配光照明計算結果

　　圖2的結果看起來，照度與亮度分布的趨勢差不多，模擬得到的結果是：平均照度E=21lx，視點亮度=1.45cd/m2。(表1)均勻度差別也很小，此時可以用系數(shù)法來評判，既實測時我們只需要測出路面的照度數(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，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。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，變化趨勢也不同，模擬結果為：平均照度E=26lx，視點亮度=1.10cd/m2。(表2)均勻度差別為25%， 差別很大，此時不可以采用系數(shù)法來評判，否則這里的系數(shù)E/L=26/1.1=24)已超出文章一開始說的正常范圍“13-20”了，此時系數(shù)法失效。

　　表2 B配光照明計算結果

　　結論是：對于比較均衡照度和亮度的A配光，可以按系數(shù)法來評判，但對于不那么均衡照度和亮度的B配光來說，系數(shù)法則失效。

　　由于目前標準的缺失或者不統(tǒng)一，導致國內很多標案僅僅靠不斷刷新的Lm/W來取勝，這實在令人頭痛又有苦難言……對于了解這一實際情況的照明工程師來說，有種明知不可為而為之的感覺，殊不知各項均衡的指標才是我們應該追求的目標，亮度(尤其是道路汽車駕駛員視點的亮度)尤為重要。

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

　　(1)在設計LED燈具配光時，注重亮度，適當兼顧照度，這樣才能讓道路照明設計效果更好，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價指標，那就選亮度;

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