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