本文介紹了(le)新一代飛(fēi)利浦路燈照(zhào)明(míng)系統Cosmo高(gāo)效節能的(de)原因及其特點。

世界範圍看，道路照(zhào)明(míng)的(de)技術發展已經經曆了(le)幾代，第一代是上世紀40年代開始的(de)熒光(guāng)燈和(hé)低壓鈉燈，都是低氣壓放電燈，尺寸大(dà)，配光(guāng)差，光(guāng)效一般或光(guāng)譜單一；第二代是60年代開始的(de)高(gāo)壓汞燈和(hé)高(gāo)壓鈉燈，具有較好的(de)光(guāng)效和(hé)配光(guāng)性能，長(cháng)時(shí)期内都是道路照(zhào)明(míng)的(de)主角，其間金鹵燈隻是少量用(yòng)在一些特殊的(de)場(chǎng)合，主要受限于其光(guāng)效、壽命、穩定性等方面的(de)不如人(rén)意，二十一世紀之初，飛(fēi)利浦推出了(le)第三代道路照(zhào)明(míng)系統，即Cosmo系統。

Cosmo是最新一代道路照(zhào)明(míng)技術，包括結合了(le)高(gāo)壓鈉燈和(hé)金屬鹵化(huà)物(wù)燈優點的(de)CosmoPolis光(guāng)源、長(cháng)壽命的(de)室外應用(yòng)型電子鎮流器和(hé)使用(yòng)Cosm專用(yòng)的(de)反射器的(de)燈具所構成的(de)一整套系統。從其在國内外實際應用(yòng)的(de)案例來(lái)看，都取得(de)了(le)很好的(de)照(zhào)明(míng)效果和(hé)節能效果。基本上，140W的(de)Cosmo系統可(kě)以取代普通(tōng)的(de)250W高(gāo)壓鈉燈，用(yòng)于絕大(dà)多(duō)數城(chéng)市各級道路，達到照(zhào)明(míng)标準要求的(de)照(zhào)度、亮度、均勻度等，更得(de)到遠(yuǎn)高(gāo)于高(gāo)壓鈉燈的(de)視覺舒适度和(hé)視覺分(fēn)辨率。

Cosmo系統的(de)特點主要是：節能高(gāo)效、視覺舒适、穩定可(kě)靠。

由于其2800K的(de)暖白色色溫和(hé)65以上的(de)顯色性，Cosmo照(zhào)明(míng)的(de)道路給人(rén)很好的(de)視覺舒适度，既不象高(gāo)壓鈉燈一樣昏黃(huáng)，又不象高(gāo)壓汞燈和(hé)4000k以上高(gāo)色溫的(de)金鹵燈一樣偏青偏藍綠的(de)凄冷(lěng)。

其穩定可(kě)靠來(lái)源于成熟的(de)高(gāo)強度放電燈技術，光(guāng)源的(de)經驗證的(de)經濟壽命（批次點燈，至10%損壞的(de)時(shí)間）長(cháng)達12,000 小時(shí)，遠(yuǎn)高(gāo)于金鹵燈；電子鎮流器元件經嚴格挑選，全密封灌膠處理(lǐ)，适合室外環境應用(yòng)，加速壽命試驗證明(míng)其正常使用(yòng)壽命長(cháng)達60,000小時(shí)（僅5%損壞），可(kě)稱得(de)上免維護。
Cosmo的(de)節能高(gāo)效性能是幾方面原因。

第一、首先是光(guāng)源的(de)制造技術本身使得(de)Cosmo 是一種光(guāng)轉換效率非常高(gāo)的(de)高(gāo)強度氣體放電。Cosmo放電管是高(gāo)透光(guāng)率小管徑的(de)陶瓷管，填充的(de)發光(guāng)物(wù)包括鈉和(hé)其他(tā)幾種金屬元素的(de)組合，精心設計的(de)放電工作溫度和(hé)氣壓，得(de)到了(le)很高(gāo)的(de)光(guāng)轉換效率，在140W的(de)電能消耗中，有約41W的(de)可(kě)見光(guāng)輻射能，将近30%的(de)比例與高(gāo)光(guāng)效的(de)400W相當，遠(yuǎn)高(gāo)于類似功率光(guāng)源如150W鈉燈或金鹵燈的(de)20~25%左右的(de)光(guāng)轉換效率，也(yě)高(gāo)于普通(tōng)250W 鈉燈的(de)轉換效率。CosmoPolis光(guāng)源的(de)明(míng)視覺光(guāng)效大(dà)于118lm/w。

第二、源于道路照(zhào)明(míng)亮度水(shuǐ)平的(de)視覺狀态相對(duì)提高(gāo)了(le)CosmoPolis的(de)有效光(guāng)效。人(rén)眼視網膜上有兩種視覺細胞，錐狀細胞和(hé)杆狀細胞，錐狀細胞分(fēn)辨顔色，杆狀細胞感知光(guāng)亮度。當亮度大(dà)于3.5cd/m2時(shí)，主要是錐狀細胞作用(yòng)，可(kě)以分(fēn)辨顔色和(hé)亮度對(duì)比，是明(míng)視覺狀态，此時(shí)，人(rén)眼對(duì)波長(cháng)555nm的(de)黃(huáng)綠光(guāng)最敏感，同樣強度的(de)各種光(guāng)色，人(rén)眼會覺得(de)黃(huáng)綠光(guāng)最亮；當亮度小于0.035cd/m2時(shí)，隻有杆狀細胞工作，不能區(qū)分(fēn)顔色，此時(shí)敏感的(de)光(guāng)波長(cháng)偏移到505nm的(de)藍綠光(guāng)，同樣強度的(de)光(guāng)，藍綠光(guāng)感覺最亮，是暗視覺狀态。當亮度處于0.035~3.5cd/m2時(shí)，兩種細胞都發生作用(yòng)，此時(shí)最敏感的(de)光(guāng)波長(cháng)位于555nm和(hé)505nm之間，亮度越低，峰值波長(cháng)越短，越偏向藍綠光(guāng)，這(zhè)時(shí)是中間視覺狀态。道路照(zhào)明(míng)的(de)亮度水(shuǐ)平在0.1~3cd/m2，就處于中間視覺。不同視覺狀态下(xià)人(rén)眼的(de)光(guāng)譜光(guāng)視效率曲線見圖一，可(kě)見對(duì)每個(gè)波長(cháng)的(de)敏感度（對(duì)應的(de)曲線高(gāo)度）在不同視覺情況下(xià)不同。

圖二是高(gāo)壓鈉燈和(hé)Cosmo的(de)可(kě)見光(guāng)光(guāng)譜，每個(gè)波長(cháng)的(de)光(guāng)的(de)強度由縱向高(gāo)度表示。光(guāng)源的(de)光(guāng)通(tōng)量就是依照(zhào)這(zhè)兩張圖計算(suàn)，用(yòng)計算(suàn)式表示就是：

即每個(gè)波長(cháng)的(de)強度與對(duì)應波長(cháng)的(de)敏感度相乘，然後在可(kě)見光(guāng)範圍内積分(fēn)。
上式中，Фp代表明(míng)視覺光(guāng)通(tōng)量，用(yòng)的(de)是明(míng)視覺光(guāng)譜光(guāng)視效率曲線V(λ)；Фs代表暗視覺光(guāng)通(tōng)量，用(yòng)的(de)是暗視覺光(guāng)譜光(guāng)視效率曲線V’(λ)。

中間視覺的(de)敏感度曲線是不确定的(de)，随著(zhe)亮度的(de)降低，曲線峰值向短波方向偏移，峰值上升（圖三）。也(yě)就是說，在中間視覺下(xià)，不同亮度水(shuǐ)平下(xià)的(de)光(guāng)通(tōng)量即有效光(guāng)效不是一個(gè)固定值。根據基于反應時(shí)間建立的(de)中間視覺光(guāng)度學S模型，中間視覺下(xià)的(de)光(guāng)譜光(guāng)視效率函數是由明(míng)視覺和(hé)暗視覺下(xià)的(de)光(guāng)譜光(guāng)視效率函數的(de)V ‘(λ) 和(hé) V (λ) 通(tōng)過比例因數x 的(de)線性組合而得(de)到的(de)，如式 1所示。由實驗所得(de)結果，x與Lmes近似的(de)滿足式 2所示。最終的(de)結果見式 3。

利用(yòng)上式和(hé)明(míng)視覺光(guāng)效和(hé)暗視覺光(guāng)效可(kě)以計算(suàn)不同亮度水(shuǐ)平下(xià)的(de)中間視覺光(guāng)效。高(gāo)壓鈉燈和(hé)CosmoPolis光(guāng)源的(de)有效光(guāng)效計算(suàn)結果如表一、表二。

表中的(de)S/P值是該光(guāng)源暗視覺光(guāng)通(tōng)量與明(míng)視覺光(guāng)通(tōng)量的(de)比值。

表一和(hé)表是兩種光(guāng)源利用(yòng)S模型進行光(guāng)源有效光(guāng)效的(de)計算(suàn)結果。随著(zhe)亮度水(shuǐ)平的(de)下(xià)降，高(gāo)壓鈉燈的(de)有效光(guāng)效水(shuǐ)平呈單調下(xià)降，而CosmoPolis則單調上升。明(míng)視覺情況下(xià)，CosmoPolis的(de)光(guāng)效略高(gāo)于高(gāo)壓鈉燈，而在暗視覺情況下(xià)，CosmoPolis的(de)光(guāng)效則基本達到高(gāo)壓鈉燈的(de)兩倍。在道路照(zhào)明(míng)亮度水(shuǐ)平下(xià)，即1cd/m2數量級的(de)亮度水(shuǐ)平，CosmoPolis與高(gāo)壓鈉燈的(de)光(guāng)效比約爲119.8/105.3，約等于1.13，即高(gāo)于鈉燈光(guāng)效13%。由于目前的(de)光(guāng)度測量儀器如照(zhào)度計、亮度計等都是以明(míng)視覺光(guāng)譜光(guāng)視效率曲線來(lái)定标的(de)，所以暫時(shí)都還(hái)隻能測定明(míng)視覺的(de)光(guāng)效，中間視覺的(de)光(guāng)效隻能計算(suàn)。

第三、源于不同光(guāng)源光(guāng)譜照(zhào)明(míng)的(de)視亮度校正效應。前北(běi)美(měi)照(zhào)明(míng)工程協會（IESNA）主席、北(běi)美(měi)道路照(zhào)明(míng)協會主席伊恩列文（Ian Lewin）數十年從事光(guāng)源光(guāng)譜和(hé)道路照(zhào)明(míng)的(de)研究，其在2004年發表的(de)《光(guāng)譜效應SpectralEffects》系統地闡述了(le)不同光(guāng)譜光(guāng)源在不同亮度水(shuǐ)平對(duì)視覺的(de)效應，從其中可(kě)以發現，采用(yòng)白光(guāng)照(zhào)明(míng)，比采用(yòng)黃(huáng)光(guāng)的(de)高(gāo)壓鈉燈，亮度具有一定的(de)校正比例（圖四），亮度越低，校正作用(yòng)越大(dà)。其在1cd/m2的(de)亮度水(shuǐ)平下(xià)，校正系數爲1.35。

圖四、不同光(guāng)源相對(duì)高(gāo)壓鈉燈的(de)光(guāng)譜校正系數
CosmoPolis同樣作爲白光(guāng)高(gāo)強氣體放電燈，其光(guāng)譜效應可(kě)參考金鹵燈。這(zhè)就意味著(zhe)，同樣的(de)照(zhào)度水(shuǐ)平下(xià)，高(gāo)壓鈉燈隻有1cd/m2的(de)亮度，而用(yòng)Cosmo就有1.35cd/m2的(de)視亮度水(shuǐ)平。

正是基于中間視覺亮度下(xià)白光(guāng)的(de)優勢，英國在其道路照(zhào)明(míng)标準BS5489-1:2003中明(míng)确，選用(yòng)顯色性大(dà)于60的(de)光(guāng)源，其照(zhào)明(míng)水(shuǐ)平可(kě)以降低一個(gè)等級。

第四、來(lái)自于系統的(de)配光(guāng)設計。Cosmo光(guāng)源的(de)放電管管徑和(hé)長(cháng)度的(de)比例爲1:5，介于高(gāo)壓鈉燈的(de)1:8和(hé)金鹵燈的(de)1:1.5 之間，非常适合路燈的(de)配光(guāng)設計，配合專爲該光(guāng)源設計的(de)反射罩，可(kě)以将更多(duō)的(de)光(guāng)均勻的(de)投射在路面，提高(gāo)系統的(de)效率。

正是以上五點貢獻，使得(de)Cosmo系統用(yòng)于道路照(zhào)明(míng)可(kě)以在原來(lái)高(gāo)壓鈉燈的(de)基礎上減少45%的(de)能耗，而照(zhào)明(míng)質量甚至更高(gāo)。

CosmoPolis的(de)特點
特點 1: 高(gāo)的(de)系統效率

特點2: 尺寸小，分(fēn)量輕

⊙光(guāng)源尺寸比高(gāo)壓鈉燈小一半
⊙單一電子鎮流器，尺寸和(hé)重量不到電感系統的(de)一半
⊙反射器和(hé)燈具的(de)設計更多(duō)選擇，更好效率

特點 3: 最佳光(guāng)學效率

⊙完美(měi)的(de)放電管管徑/長(cháng)度比例（A.R.），配光(guāng)最佳
⊙新的(de)PGZ12卡口燈頭/燈座精确限制光(guāng)源在完美(měi)光(guāng)學位置

SON 光(guāng)束太寬                                CDM光(guāng)束太窄                          Cosmo最均勻
A.R.： 1:8                                        1:1.5                                         1:5
距高(gāo)比比一般路燈大(dà)12~15%，從而可(kě)以更少的(de)燈具，更低的(de)燈杆，降低投資。

特點 4: 壽命長(cháng)
⊙光(guāng)源使用(yòng)三年僅有10%失效，流明(míng)維持率達80%

參照(zhào) :
CDM-T : 2 年
CDO-TT : 3 年， 60%流明(míng)維持率
HPL : 3 年， 60%流明(míng)維持率
SON PIA : > 4 年
⊙ CosmoPolis HID-PV Xtreme 電子鎮流器: 60,000 小時(shí)，僅5%失效
-全密封結構，防塵防水(shuǐ)防振動；
-峰值電壓保護，保護光(guāng)源；防浪湧電流，保護鎮流器
-系統功效高(gāo)，節能環保
-功率因數0.98; 無補償電容損壞之憂
-恒定功率輸出，不受電源電壓波動影(yǐng)響（200~254V電壓，功率+/-2%）
-完全防雷保護；符合EMC/EMI規範

特點5: 恒定功率輸出

⊙可(kě)選更小線徑的(de)電纜
⊙可(kě)少用(yòng)控制櫃

特點6: 自然白光(guāng)

⊙提升環境氣氛：革命性的(de)自然光(guāng)色,先進的(de)光(guāng)源性能,能更好地創造更生動更有吸引力的(de)夜間環境
⊙提升安全感：自然光(guāng)色照(zhào)明(míng)能給人(rén)更好的(de)自然感受,人(rén)與人(rén)之間能更好的(de)交流,并獲得(de)更好的(de)安全感
⊙提升行車安全：白色光(guāng)能使駕駛員(yuán)更清晰的(de)分(fēn)辨遠(yuǎn)處和(hé)周圍環境的(de)障礙物(wù),從而提升行車的(de)安全性
總之，CosmoPolis的(de)節能高(gāo)效、視覺舒适和(hé)穩定可(kě)靠的(de)特點不僅具有實際經驗的(de)驗證，也(yě)是有堅實的(de)理(lǐ)論基礎的(de)，它作爲新一代的(de)道路照(zhào)明(míng)系統，是既節能又節錢的(de)實實在在的(de)可(kě)以大(dà)規模使用(yòng)商品。兩年來(lái)，已有數十個(gè)國家的(de)許多(duō)城(chéng)市大(dà)量使用(yòng)，每年銷售量達10 萬套以上。

附錄：使用(yòng)案例

安特衛普：

比利時(shí)Turnhout

西班牙Somosaguas

意大(dà)利米蘭：

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