Minskad energianvändning med hjälp av ny algoritmisk ljusstyrning

Transkript

1 Minskad energianvändning med hjälp av ny algoritmisk ljusstyrning Thorbjörn Laike, Lunds Universitet Tommy Govén, Fagerhult AB Peter Raynham, Bartlett, UCL Eren Sansal, Bartlett, UCL

2 Studiens syfte att undersöka omfältsljusets betydelse för barnens emotionella tillstånd, prestation och välbefinnande i såväl dagsljus som i artificiellt ljus Junior School London, UK E2 C2 D F =5% E1 D F =2% C1 Fasad mot S E2 att undersöka energianvändningen i de olika klassrummen att undersöka användningen av ljusstyrning C2

3 Metod Barnen - Beroende variabler Känsloläge Barnens känsloläge mättes med 9 skalor Sömnkvalitet Barnens upplevda sömnkvalitet Skolresultat Prestation Provresultat I matematik, läsning och skrivning som en del av barnens normala skolarbete Sömninghet på dagen Självrapporterad sömnighet Sjukfrånvaro Kronobiologiska markörer /kortisol och melatonin/ Salivprover vid sex tillfällen under skolåret vid kl 9.50, och 14.45

4 Procedur Mätningar genomfördes oktober, december, februari, mars, maj och juni Kompletterande mätningar gjordes mellan dessa datum Time Operation during a school day 8:30-8:50 Förberedelser 8:50 Skoldagen startar Självskattning av sömnkvalitet 9:50 Självskattning känslor och sömnighet Morgon Salivprover (kortisol+ melatonin) 10:15-10:30 Förmiddagsrast 11:45 Självskattning känslor och sömnighet Senförmiddag Salivprov (kortisol) 12:00-13:10 Lunch 14:45 Självskattning känslor och sömnighet Eftermiddag Salivprov (kortisol) 15:20 End of school day

5 Försökspersoner Totalt 56 barn i åldern 8-9 år uppdelade i fyra klasser. Alla barnen följde samma utbildningsprogram i i lågstadiet. Gender C1 E1 C2 E2 Total Boys Girls Total

6 Studiens upplägg Control room Experimental room Junior School London, UK E v =125 lx E v =325 lx E e=235 lx E h =300 lx E h =500 lx E e=235 lx south facade HF/4000K/Ra 80 South fasade HF/4000K/Ra 80 Algorithmic Lighting E v =650 lx C1 Manuell till-från E1 Frånvarokontroll Dagsljuskontroll C2 Manuell till-från Frånvarokontroll E2 Dagsljuskontroll Algoritmisk styrning E h =575 lx

7 Belysningsmätningar E h = 311 lux E v = 123 lux E h = 508/575 lux E v = 350/650 lux E ve = 234 lux E ve = 234 lux E c = 84 lux C2 E2 E c = 297/347 lux E h = 316 lux E v = 125 lux E h = 520 lux E v = 321 lux E ve = 236 lux E ve = 238 lux E c = 98 lux C1 E1 E c = 321 lux

8 Dagsljusförhållanden Fasad mot söder Junior School London, UK D F = 5.53 % D F = 4.67 % D F,curtains = 1.73 % D F,curtains = 1.71 % E2 C 2 E1 C1 D F =5% D F =2% C2 E2 south facade Fasad mot söder Curtains fazing south D F = 2.43 % D F = 1.57 % D F,curtains = 0.06 % D F,curtains = 0.04 % C1 E1

9 Resultat Prestationsutveckling Prestationsutveckling i läsning mellan kontroll- och experimentrum på bottenvåningen. Skillnad: Sep to Jan F(1,24)=11,87, p=.002 Progress Reading grades 3,5 3,0 Mörka årstiden Hela året resultat 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 C1 E1 C1 E1 Bottenvåning Bottenvåning 2008 Sep 2009 Jan 2008 Sep 2009 May

10 Jämförelse kortisolnivå på bottenvåningen - C1 vs. E1 Analys av mätningar av kortisolnivån klockan visade en signifikant skilland mellan månaderna (F(4,22)=8,087, p=.009) och en signifikant skillnad mellan rum (F(1,22)=4,969, p=.036) nmol/l Health of children in classrooms with and without windows, Küller & Lindsten, 1992

11 Jämförelse Melatonin på bottenvåningen - C1 vs. E1 Analys av mätningar av Melatonin nivån visade en signifikant skillnad mellan månaderna (F(3,23)=3,779, p=.014) och en signifikant skillnad mellan kontroll- och experimentrum (F(1,23)=4,44, p=.05) Junior School London, UK pmol/l E1 C1 D F =2% south facade

12 Känsloskattningar - bottenvåning vs. 1:a våningen Analysen av känsloskattningarna klockan visade en signifikant skilland mellan klassrummen på bottenvåningen och klassrummen på 1:a våningen. F(3,33)=3,068, p= Scale Mood October December February March

13 Loggning av energidata under studien

14 Årlig energianvänding i tre av klassrummen

15 Measured vs. calculated values on energy efficeincy vs. lighting C1 E1 C2 E2 LENI -kwh/m2,year 11, Total use of energy -kwh/year Total use of energy -kwh/100lx (Ehor), year Calculated illuminance-edir/eind/ehor(lx) 278/99/ /217/ /93/ /226/534 Measured illuminance-evert/ehor(lx) 123/ / / /508

16 Sammanfattning Årstidsbundna skillnader både emotionellt och biologiskt Dagsljuset har betydelse Systematiska skillnader mellan experiment- och kontrollrum avseende prestation och kronobiologiska markörer Dessa skillnader tydligast under den mörka årstiden Styrning sparar energi, speciellt dagsljusstyrning, men också frånvarodetektion Styrning medger signifikant förbättrad belysning avseende såväl kvantitet som kvalitet utan att man ökar energianvändningen i någon nämnvärd omfattning

17 Projektpresentationer Lux Europa Istanbul September 2009 CIE Vienna Mars 2010 PLDC Berlin November 2010 CIE Sun City Juli 2011