1、城市道路照明的环境状态

 自进入21世纪以来，特别是2010年后，我国的空气质量严重恶化，雾霾天气成了常客。雾霾是由大气污染造成的，企业的废气排放、车辆的尾气、农民焚烧桔梗等都会造成大气中各种悬浮颗粒物含量超标，其中PM2.5被认为是造成雾霾天气的最大“元凶”。

近几年，我国的空气质量急剧恶化，大多数城市的雾霾天数不断增加，危害程度加重。我国有不少地区把雾霾并入雾一起作为灾害性天气预警预报，统称为“雾霾天气”。以北京为例，全年有接近200天空气质量小于二级，也就是说一年中有一半以上的天气是雾霾天。

我国其他的大中城市也一样面临着雾霾天，并且许多城市年均雾霾天超过100天。雾霾比较严重的城市大多是经济较为发达的城市，在LED路灯的推广中往往起到“排头兵”的示范作用。所以，研究和讨论LED路灯在雾霾天气下的选择有非常重大的意义。

2一些常见光源的色温

LED光源大体上可以分为暖白、中性白和冷白三大类。传统的路灯光源——钠灯的放电辐射集中在589.0纳米和589.6纳米的两条双D谱线上，因此色温一般为2300K左右的暖白光，人眼视觉下很明显会感觉是黄光。LED则可通过封装工艺制造出不同色温的光源，给了道路照明很多不同的选择。

3LED路灯的色温选择

目前采用的LED封装工艺通过应用不同激发波长的荧光粉，调整荧光粉的量或比例，可以获得不同色温的LED白光光源。

不同的光源发出的光色温各不相同，低色温光源的特征是，能量分布中，红辐射相对来说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。

对于白光LED来说，低色温光源黄光比例相对较多，而高色温光源蓝光比例相对较多。而从人眼视觉的角度来说，低色温给人以温暖、稳定的感觉，而高色温给人以冷清、清爽的感觉。

4色温与光效的关系

值得注意的是，在早一批的LED路灯色温选择上，几乎所有的厂家都选择了6000K，甚至6000K以上，与高压钠灯背道而驰，为什么呢？

因为在早期荧光粉的技术条件下，冷白光源的LED发光效率更高。相比较色温来说，人们更看重光效这一物理性能。提高光效最主要的手段是提高荧光粉的激发效率，YAG黄粉的激发效率远高于橙粉。

显而易见，较高色温可以得到更高的光效，5500－6500K色温的光源光效甚至比小于3500K的暖白光源提升48.7％。LED之所以节能，完全是因为LED具有比其他光源更高的光效，抛开光效单纯谈节能是无意义的。因此大部分LED路灯厂家为了追求高节能率，选择了生产6000K左右色温的产品就可以理解了。

高光效不仅带来更高的节能率，更能降低灯具的成本，使产品更具有竞争力。

随着LED各项技术的发展，LED芯片的效率不断提升，封装工艺也不断改进，目前应用中的白光LED光效早已突破 160lm/W 的关口，未来还有提升的空间。而荧光粉的技术也得到了一些突破，目前各色温区间的白光LED光效差异也没有以前那么大，3000－3500K 色温的暖白LED光源的光效与 6000－6500K 色温的冷白LED光源相差不足6％。

5瑞利散射

为什么不同颜色的光线，在雾气中的穿透性不一样。这里要引进一个物理学现象，叫做瑞利散射。瑞利散射是一种光学现象，当粒子半径比入射光波长小很多时（小于波长的十分之一），介质就因折射率不均匀而产生，瑞利散射的强度和入射光波长λ的四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。

举个简单的例子，我们可以用瑞利散射来解释为什么天空是蓝色的。由于瑞利散射的强度和波长的四次方成反比，所以太阳光谱中波长较短的蓝紫光比波长较长得红光散射更明显，而短波中又以蓝光能量最大，所以在雨过天晴或秋高气爽时（空中较粗微粒比较少，以分子散射为主），在大气分子中，光线发生强烈的瑞利散射，蓝光被散射至弥漫天空，因此天空呈现蔚蓝色。

简单来说，波长越短的光线越容易散热，波长越长的光线越容易穿透。形成雾霾的主要因素PM2.5正是由许多小颗粒组成，使得光线发生瑞利散射。

冷白光中蓝光比例较大，暖白光中黄光比例较大，从理论上来说，色温越低，光线的穿透力越大。因此，在雾霾天条件下，高色温的LED路灯的穿透性比较差。

6人体感官

 单纯从穿透性角度来看，LED路灯应该选择色温低的红光，然而路灯的照明带给人的感官也是一个不可忽视的重要因素。人体感官主要包括心理学和生理学两方面。 

从心理学方面来看，人眼在不同的照度条件下，对于不同色温的感官不同。在室内环境中，特定的照度条件下，过高的色温会给人以忧郁的感受，显得冷清、阴晦；而过低的色温也会给人以闷热的感觉，显得昏暗、压抑。在户外环境下，人眼对于色温的感受还需要做一些修正，舒适区会有小幅度的向高色温区域延展。 

近几年，LED技术仍在高速发展，芯片的光效不断提高，节能率也有了保证。光效和色温的矛盾不再是应用过程中的主要矛盾，色温与环境条件是否协调才是关注的重点。 

综合技术条件、气候条件、当下的环境条件以及人眼的感官，我们提出，LED路灯的色温应该选择2800～4200K范围内。这样的色温既不会对光效产生大的影响，也保证了对雾和霾的穿透性，并且适应我国人民的视觉感官。