Bländar LED?

Transcription

Bländar LED?
032
L ju s k ult ur
Bländar LED?
Det finns en allmän uppfattning att LED-bestyckade gatu- och
parkarmaturer är mer bländande än motsvarande med traditionell
teknik. Stämmer det verkligen eller är det bara en myt?
Henrik Gidlund, belysningsspecialist på Trafikverket gör ett
försök att reda ut begreppen och svara på frågan.
T e x t : Henrik Gidlund
V
ad är egentligen bländning och hur uppkom­
mer den? Det vi ser som bländning utomhus är
egentligen en kombination av flera olika visu­
ella effekter. Starka ljuspunkter i synfältet får
synsinnet att anpassa sig till en högre ljusnivå och gör
att omgivningen känns mörkare. Det sker, till exempel,
när man går på en mörk väg mot en synlig ljuskälla eller
möter billjus.
Ljus som träffar ögat diffuseras i linsen och ögon­
globen och skapar en ljus hinna (slöjluminans) som
minskar kontrastkänsligheten i ögat. Samma sak kan
hända med en repig eller smutsig vindruta med lågt stå­
ende sol eller mötande billjus. Starkt motljus sänker kon­
trastkänsligheten och gör det svårt att se detaljer.
Starka ljuskällor mitt i synfältet skapar efterbilder
som tar en stund att försvinna. Koncentrerat ljus av för
hög styrka kan ge permanenta skador på näthinnan när
ögats naturliga försvarsmekanismer inte hinner med.
Den upplevda ljusstyrkan beror dels på storleken på
den lysande ytan och dels på dess ljusstyrka i relation till
omgivningen. En större lysande yta uppfattas som att
den ger ett mjukare ljus än en liten yta med samma ljus­
styrka. Bländningseffekten kan ändå vara den samma.
Vad skiljer LED från urladdningslampor för gatubelysning?
Egentligen har LED-armaturerna alla förutsättningar
för att vara mindre bländande. I en urladdningslampa
är allt ljusflöde koncentrerat i en liten brännkammare,
för parkväg och lokalgator där armaturerna sitter lägre
är det vanligare med lampor som har en stor opal ly­
sande ytterkolv som ger ett mjukare ljus.
I en LED-platta är ljusflödet fördelat över flera punkter
på en större yta. (Bild 1,2,3)
Den tekniska utvecklingen av LED gör dock att ljus­
1
2
3
4
5
punkterna blir allt mindre och ljusstarkare vilket också
ökar kraven på bländningskontroll.
Den stora skillnaden är ljusbehandlingen. Många
LED-armaturer har linser som sprider ljuset, där de
konventionella armaturerna har reflektorer. När en lins
bryter ljuset blir effekten som att flytta ut ljuspunkten
till linsens yta. Utan ytterligare avskärmning eller dif­
fusering är risken för bländning hög. (Bild 4,5)
En reflektor fungerar som en spegel och kan vara
matt eller strukturerad så att reflektionen av ljuspunk­
ten skapar en större men mindre ljusstark lysande yta.
Ofta har konventionella armaturer en kombination av
reflektorer och kupor som tillsammans skapar tillräck­
lig avskärmning och diffusering för att ge en komforta­
bel ljusfördelning.
Utmaningen för tillverkaren ligger i att finna en ba­
lans mellan komfort och effektivitet. För att kontrollera
bländningen behövs en kombination av avskärmning
och diffusering. Detta minskar mängden ljus som når
ytan som ska belysas och sänker (på papperet) armatu­
rens effektivitet. I praktiken kan dålig design göra att det
behövs mer ljus för att motverka bländningen vilket ger
sämre systemeffektivitet.
Varför uppfattar man LED-armaturer som mer bländande?
2009 byggde Trafikkontoret i Stockholm en prov­
sträcka för LED-armaturer i Akalla. En av de tydligaste
erfarenheterna var att flera LED-armaturer upplevdes
som väldigt bländande när man kom nära. Även om de
var helt avskärmade på håll. Orsaken var ambitionen
att skapa effektiva optiker som ger så långa stolpav­
stånd som möjligt. Ljuset avtar med kvadraten på
avståndet, så för att klara långa avstånd behöver man
lägga mycket ljus i vinklarna runt 70–75 grader.
L ju s k ult ur
033
Skillnaden syns tydligt om man tittar på polärdiagram
för en c/c-optimerad LED-armatur och jämför med kon­
ventionell armatur för kvicksilverlampa. Observera att
det är olika skalor på bilderna. Båda armaturerna är väl
avskärmade och ger nästan ingen ljus över 75 grader. Men
sen skiljer sig ljusbehandlingen markant. (Diagram 6,7)
Tänk dig att du går längs en parkväg. Framför dig sit­
ter armaturen monterad på en 4 meters parkstolpe. LEDarmaturens ljusmax ligger väldigt nära avskärmningen
vilket ger en nästan omedelbar övergång från 0 till 750
cd/klm vid ungefär 8 m från stolpen. Känslan är som att
någon plötsligt lyser dig rätt i ögonen med en smalstrå­
lande strålkastare. Seden minskar ljuset snabbt ner till
400 cd/klm vid 5 meter från och 200 cd/klm rakt under
stolpen. Om du istället jämför med den konventionella
armaturen kommer ljusstyrkan gradvis öka från ca 100
cd/klm vid 8 meter från armaturen till runt 200 cd/klm
från 5 m och konstant in till under stolpen. Förändring­
arna är mjukare och inte lika dramatiska.
En annan aspekt som påverkar upplevelsen av bländning
är hur nära ljuspunkten ligger det man vill se. För arma­
turerna gäller att ju närmare stolpen maxljuset hamnar,
desto längre ligger det ifrån blickriktningen. LED arma­
turens ligger ca 18 grader från blickriktningen och den
konventionella armaturens ca 40 grader ifrån. (Diagram 8)
LED-armaturen har potential att sitta med dubbla av­
6
ståndet mot den konventionella, men i fallet med Akalla
var det bortkastat eftersom armaturerna sitter på be­
fintliga stolpar. Istället för att skapa ett mervärde med
jämnare belysning eller längre avstånd så blev effekten
negativ på grund av den obehagliga bländningseffekten.
Måste LED-armaturer vara mer bländande?
Ombyggnaden av belysningen runt Kulturhuset i
Stockholm är ett mer positivt exempel ur bländnings­
synpunkt. På fasaden sitter armaturer som är desig­
nade specifikt för Kulturhuset och som är en karaktä­
ristisk del av den visuella upplevelsen av byggnaden.
Befintlig 100W ljuskälla ersattes av 42W LED-modul.
Flera provbelysningar och modifieringar gjordes
för att bevara armaturernas dag- och nattutseende.
Installationen är ett exempel på hur färdiga LEDmoduler kan användas för att bygga om platsspecifika
armaturer och få bättre ljus och underhåll. Trots att
”Utmaningen för tillverkaren
­ligger i att finna en balans
­mellan komfort och effektivitet”
7
Bild 1–3: bild på
­LED-punkt/metallhalogenlampa /kvicksilverlampa.
Bild 4–5: bild på LED-punkt
genom lins samt reflektor.
Bild 6–7: polärdiagram LED
MSO, polärdiagram HPL.
(Källa Philips via Dialux)
Bild 8: skiss på ljusfördelning. LED-armaturens
ligger ca 18 grader från
blickriktningen och den
konventionella armaturens
ca 40 grader ifrån.
8
03 4
L ju s k ult ur
La
ner grdada
tis!
Ljusamallen utomhus
Ett hjälpmedel för en rättvis
jämförelse av armaturer.
D
Fasaden på Kulturhuset i
Stockholm är ett positivt
exempel på LED-belysning
ur bländningssynpunkt.
effekten har mer än halverats är det ändå
mer ljus på marken efter bytet. Förbättrad
avskärmning, reflektor och optik skapar
en behagligare men ändå effektivare ljus­
spridning.
Så är LED-armaturer verkligen mer bländande?
Det är inte LED-ljuskällan som i sig skapar
bländning, utan det är hur ljuset behandlas
och vilka prioriteringar som armaturtill­
verkaren gör. Tillverkaren har fortfarande
samma utmaning att matcha komfort, pris
och prestanda. Den stora skillnaden mel­
lan LED och konventionella ljuskällor är
möjligheten att koncentrera LED- ljuset till
snäva vinklar och de små måtten. Det ställer
större krav på avskärmning och ljusbehand­
ling men även att i ljusdesignen ta hänsyn
hur användaren rör sig i rummet och upp­
lever förändringen av ljus. Med effektivare
ljuskällor kan tillverkare nu kosta på sig att
låta lite av ljuset försvinna i avskärmning
och diffusering istället för att jaga lm/W.
Det blir också vanligare att använda reflek­
torer och kupor även för LED istället för
linser för att styra ljuset. 
et finns idag ett enormt ut­
bud av utomhusarmaturer på
marknaden, inte minst sedan
LED-utbudet fullkomligt ex­
ploderat. För att man ska kunna jäm­
föra olika armaturer och belysningsbe­
räkningar på ett riktigt och rättvist sätt
är det viktigt att relevanta armaturdata
och belysningsberäkningar redovisas
enhetligt. Detta gäller både mekaniska
egenskaper och ljustekniska data.
Sedan 1980 har Belysningsbranschen
rekommendationer, fastlagda i Ljusam­
allen, för hur olika armaturegenskaper,
ljustekniska data och belysningsberäk­
ningar ska redovisas. Definitionerna
baseras på internationella produkt­
standarder och belysningsstandarder
när sådana finns. Förhoppningen är att
armaturtillverkare ska redovisa sina ar­
maturer enligt Ljusamallen.
Ljusamallen revideras regelbundet av
Belysningsbranschens Tekniska Kom­
mitté och speglar den senaste tekniska
utvecklingen. Vid den senaste revide­
ringen gjordes också en uppdelning av
Ljusamallen så att den finns nu i två
versionen, en för inomhus- och en för
utomhusarmaturer. Motivet är att de
belysningstekniska kraven skiljer sig
så markant. I båda versionerna finns ett
eget avsnitt för LED-armaturer.
 Ljusamallen utomhus finns att ladda
Henrik Gidlund arbetar som
­belysnings­specialist på Trafikverket.
ner från www.ljuskultur.se