Potential för en energieffektivare väg- och gatubelysning

Transkript

1 VTI rapport 722 Utgivningsår Potential för en energieffektivare väg- och gatubelysning Jämförelse mellan dimning och olika typer av ljuskällor Annika Jägerbrand Annelie Carlson

2

3 Utgivare: Publikation: VTI rapport 722 Utgivningsår: 2011 Projektnummer: Dnr: 2009/ Linköping Projektnamn: Vägbelysning och effektreduktion Författare: Annika Jägerbrand & Annelie Carlson Uppdragsgivare: Energimyndigheten och Trafikverket Titel: Potential för en energieffektivare väg- och gatubelysning: jämförelse mellan dimning och olika typer av ljuskällor Referat (bakgrund, syfte, metod, resultat) max 200 ord: För att minska energianvändning och kostnader för väg- och gatubelysning är det av vikt att ha en så energieffektiv belysning som möjligt och att den huvudsakliga funktionen fortfarande upprätthålls. Målen med projektet var att ta fram grunddata för olika åtgärder som leder till en energieffektivisering av väg- och gatubelysningsnätet och att undersöka hur användning av dimning och olika ljuskällor påverkar synbarhet såsom den uppfattas av människor. Denna studie visar att flera av de befintliga belysningsanläggningarna som är undersökta har potential att minska sin energiförbrukning genom att sänka effekten och ändå uppfylla de krav som ställs utifrån trafiksäkerhetssynpunkt, detta eftersom medelluminansmätningar och medelbelysningsstyrkemätningarna vi genomfört visar att värdena hamnar emellan de klasser som det i dagsläget finns rekommendationer om att följa. I denna studie redovisas fyra olika typer av dimningsschema utifrån olika förutsättningar där besparingarna i kwh/år ligger på mellan %. Våra resultat från en webbenkät baserad på fotografier från vägar med olika vägbelysning visar att svaren inte var entydiga när det gällde bäst synbarhet mellan ljuskällorna. Däremot visar undersökningen att betydligt fler (62,4 71,6 %) väljer keramisk metallhalogen som vägbelysning framför högtrycksnatrium ifall de skulle köra bil för att känna sig mest bekväma, oavsett avstånd. Nyckelord: Vägbelysning, ljuskällor, synbarhet, energi, effekt ISSN: Språk: Antal sidor: Svenska bilagor

4 Publisher: Publication: VTI rapport 722 Published: 2011 Project code: Dnr: 2009/ SE Linköping Sweden Project: Roadlighting and effect reduction Author: Annika Jägerbrand & Annelie Carlson Sponsor: The Swedish Energy Agency and the Swedish Transport Administration Title: Potential for more energy-efficient road and street lighting: comparison between dimming and different types of light sources Abstract (background, aim, method, result) max 200 words: In order to reduce energy use and its accompanying costs, it is important to have as energy-efficient road and street lighting as possible. The objectives of this project were to provide basic data for different energy efficiency measures for road and street lighting and to examine how the use of dimming and various light sources affects visibility. This study shows that there is potential to reduce the energy consumption of several of the existing road lightings by reducing power and still meet the requirements based on traffic safety, because the luminance and the illuminance we measured show that some of the values fall between the recommended classes. This study highlights four different types of dimming schedules based on different conditions in which the savings in kwh/year is between 19 50%. The results from a web survey based on photographs from roads with various lighting show that responses were not conclusive regarding the best visibility between light sources. However, the survey shows that more people ( %) choose ceramic metal halide lighting instead of high-pressure sodium in order to feel most comfortable when driving. Keywords: Roadlight, energy, light source, luminance, illumination, dimming, street lighting ISSN: Language: No. of pages: Swedish Appendices

5 Förord Denna rapport har huvudsakligen författats av Annika Jägerbrand, VTI, inom ramen för projektet Energieffektivare väg- och gatubelysning (VTI projekt 50792, dnr 2009/ ). Projektet initierades av Annika Jägerbrand och har utförts på uppdrag av Trafikverket och Energimyndigheten inom ramen för programmet för energieffektivisering inom belysningsområdet. Kenneth Asp och Leif Eklöv har varit kontaktpersoner från respektive Energimyndigheten och Trafikverket. Medverkande och hjälpande i projektet på ett eller annat sätt har följande personer varit: Martin Strid, Trafikverket, nyttljus.se Henrik Gidlund, belysningsansvarig, Stockholms kommun Ingemar Johansson, belysningsansvarig, Göteborgs kommun Johan Nilsson, belysningsansvarig, Utsikt nät AB (Linköpings kommun) Mikael Silkeberg, fotograf, Tack! En del personer har blivit rådfrågade under projektets gång. Till alla dessa riktas också ett varmt tack. Tack även till de personer som hjälpt till på andra sätt, speciellt Sven- Olof Lundqvist, Carina Fors, Staffan Dahlberg och Anders Genell. Skriften utgör slutrapport för uppdraget. Stockholm maj 2011 Annika Jägerbrand VTI rapport 722

6 Kvalitetsgranskning Extern peer review har genomförts 15 februari 2011 där Nils Svendenius var lektör. Annika Jägerbrand har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus 27 april Projektledarens närmaste chef Maud Göthe-Lundgren har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering 9 maj Quality review Review seminar was carried out on 15 February 2011 where Nils Svendenius reviewed and commented on the report. Annika Jägerbrand has made alterations to the final manuscript of the report. The research director of the project manager Maud Göthe- Lundgren examined and approved the report for publication on 9 May VTI rapport 722

7 Innehållsförteckning Sammanfattning... 5 Summary Bakgrund Syfte och mål Metodik Val av studievägar Mätning av belysningsnivå, belysningsstyrka och spektralfördelning Synbarhetsundersökning Styrsystem Analys av data och värden Resultat Spektralfördelning Styrsystem Energimått Relationer mellan variablerna Mått på luminans och belysningsstyrka Dimning Synbarhet Diskussion Referenser Bilaga A. Spektralfördelningsmätningar Bilaga B. Luminansbilder högtrycksnatriumbelysning Bilaga C. Luminansbilder keramisk metallhalogenbelysning Bilaga D. Luminansbilder övrig belysning Bilaga E. Webbenkät VTI rapport 722

8 VTI rapport 722

9 Potential för en energieffektivare väg- och gatubelysning: jämförelse mellan dimning och olika typer av ljuskällor av Annika Jägerbrand och Annelie Carlson Sammanfattning Trafikbelysningens huvudsakliga funktion är att göra vägen och vägområdet säkert för människor. För att minska energianvändning och kostnader för denna är det av vikt att ha en så energieffektiv belysning som möjligt utan att försämra den huvudsakliga funktionen. Målen med projektet är att ta fram grunddata för olika åtgärder som leder till en energieffektivisering av väg- och gatubelysningsnätet och att undersöka hur användning av dimning och olika ljuskällor påverkar synbarhet såsom den uppfattas av människor. I projektet användes en relativt ny metod för att mäta luminans som baseras på digital fotografering. Metoden möjliggjorde att vi kunde jämföra luminans mellan 18 olika mätningar där belysningen hade olika effekt och ljuskälla. Mera specifikt så ingick fem mätplatser med keramisk metallhalogen ( W), nio mätningar av högtrycksnatrium ( W), två mätplatser av kompaktlysrör ( W) samt en mätning vardera av OLED (100 W) och LED (100 W). Denna studie visar att det finns potential att minska energianvändningen i flera av de befintliga belysningsanläggningarna som är genom att sänka effekten och ändå uppfylla de krav som ställs utifrån trafiksäkerhetssynpunkt, detta eftersom medelluminansmätningarna och medelbelysningsstyrkemätningarna som genomförts visar att värdena hamnar emellan de klasser som det i dagsläget finns rekommendationer om att följa. Det finns potential att spara energi genom att anpassa belysningseffekten efter väderleksförhållande och detta borde kunna utnyttjas i en betydligt högre grad än det görs idag, speciellt i norra delen av Sverige. På vägar och leder med stora variationer i fordonsintensitet finns hög potential för att minska belysningseffekten till lägre luminansklasser under de tidsperioder då trafikflödet är lågt utan större risker för trafikolyckor, förutsatt att en individuell bedömning görs från fall till fall. I denna studie redovisas fyra olika typer av dimningsscheman utifrån olika förutsättningar där besparingarna i kwh/år ligger på mellan %. Genom att applicera olika typer av dimningsscheman för befintliga belysningsanläggningar kan man skräddarsy lösningar utifrån områdesförutsättningar. I framtiden finns även möjligheter att införa synkroniserade sänkningar av väg- och gatubelysningseffekt och hastighetsgränser (så kallade variabla hastighetsgränser) för att spara energi men ändå bibehålla trafiksäkerheten. Våra resultat från webbenkäten baserad på fotografier från vägar med olika vägbelysning visar att de flesta ansåg att synbarheten av en mörkklädd person var bäst i de högsta effekterna av vardera ljuskälla (högtrycksnatrium och keramisk metallhalogen) medan svaren inte var entydiga när det gällde bäst synbarhet mellan ljuskällorna. Däremot visar undersökningen att betydligt fler (62,4 71,6 %) väljer keramisk metallhalogen som vägbelysning framför högtrycksnatrium ifall de skulle köra bil för att känna sig mest bekväma, oavsett avstånd. När vi jämförde våra resultat med en annan publikation hamnade effektbehov/km väg högre för de flesta typerna av belysning vi undersökt för de vägar med 50 km/h (låg stolphöjd) som ingick i denna undersökning. Våra resultat visar att en väg med 150 W VTI rapport 722 5

10 högtrycksnatrium och effektbehov om 4,3 kw/km uppfyllde samma MEW-klass som 100 W keramisk metallhalogen. Stolpavståndet var dock 5 m längre på 150 W-vägen. I denna undersökning har vi inte uppmätt några större skillnader mellan högtrycksnatrium och keramisk metallhalogen på medelluminansnivåer eller medelbelysningsstyrka. Däremot antyder mätningarna av luminansjämnhet och belysningsstyrkejämnhet att keramisk metallhalogen kan ha högre nivåer jämfört med högtrycksnatrium. 6

11 Potential for more energy-efficient road and street lighting: comparison between dimming and different types of light sources by Annika Jägerbrand and Annelie Carlson VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) SE Linköping Sweden Summary The main function of traffic lighting is to make the road and the road area safe for people. In order to reduce energy use and costs for traffic lighting it is imperative to have as energy-efficient lighting as possible while still maintaining the requirements for road lighting. The objectives of this project are: (I) to provide basic data for various steps leading to the energy efficiency of road and street lighting network. (II) to examine how the use of dimming and various light sources affect visibility as experienced by people. The project used a relatively new method for measuring luminance based on digital photography. This new approach made it possible to compare the luminance of 18 different measurements where the lights had different power and source. Specifically, it included five test sites with ceramic metal halide (between W), nine measurements of high-pressure sodium ( W), two measurements of compact fluorescent lamps ( W) and one measure each of the OLED (100 W), and LED (100 W). This study shows that there is a potential to reduce the energy consumption of several of the existing road lightings by reducing power and still meet the requirements based on traffic safety, because the measured luminance and the illuminance show that some of the values fall between the recommended classes. There is potential to save energy by adjusting the lighting after weather conditions and this could be exploited in a much higher level than it is today, especially in the northern part of Sweden. On roads with large variation in vehicle intensity there is high potential to reduce the lighting effect to lower luminance classes during periods when traffic flows are low, provided that individual assessment is made on a case by case basis. This study highlights four different types of dimming schedules based on different conditions in which the savings in kwh/year are between 19 50%. By applying different types of dimming schedules road lighting systems can be tailored to reach a very high degree of energy efficiency. In the future there are also opportunities to introduce synchronized reductions in road lighting and speed limits (so-called variable speed limits) to save energy but still maintain road safety. Results from the web survey based on photographs from roads with various lighting show that most people thought that the visibility of a dark-dressed person was best in the maximum effect level for each light source (high pressure sodium and ceramic metal halide), whereas responses were not decisive regarding the best visibility between light sources. However, the survey shows that more people (from %) choose ceramic metal halide lighting instead of high-pressure sodium in order to feel most comfortable if they would be driving. When the results were compared with another publication the power demand per km road was higher for most types of lighting we examined on 50 km/h roads in this study (they also have low pole height). Our results also show that a road with 150 W high 7

12 pressure sodium lighting and power demand of 4.3 kw/km met the same MEW-class as a road with 100 W ceramic metal halide lighting. The difference is that the 150 W road had a 5 m wider spacing between the light poles. In this study, we did not detect any significant differences between high-pressure sodium and ceramic metal halide on average luminance or illuminance levels. However, measurements of uniformity of luminance and illuminance of ceramic metal halide lamps were sometimes at higher levels compared to high pressure sodium lamps. 8 VTI rapport 722

13 1 Bakgrund Trafikbelysningens huvudsakliga funktion är att göra vägen och vägområdet säkert för människor. Belysningen bör därför ge bra synbarhet och även belysa vägen, objekt och vägens sidoområde på ett sådant sätt att risken för olyckor minskar. Genom att införa vägbelysning kan trafikolyckor i mörker påverkas i en positiv riktning. Mera specifikt visades i en metaanalys på 37 undersökningar att antalet trafikolyckor med dödsfall minskade med 65 % medan antalet olyckor med skadade minskade med 30 % (se t.ex. Elvik, 1995). En bra och välfungerande väg- och gatubelysning är därför mycket viktig för att hålla ned antalet mörkerolyckor (t.ex. Elvik et al., 1997, Boyce, 2009). Att upprätthålla en god vägbelysning innebär dock även att en väsentlig mängd energi används och med det kostnader. För att minska energianvändning och kostnader för denna är det av vikt att ha en så energieffektiv belysning som möjligt utan att försämra den huvudsakliga funktionen. I Sverige är energianvändningen för väg- och gatubelysningen ungefär 1,5 TWh per år varav sparpotentialen uppges ligga på cirka 27 % (Belysningsbranschen, 2010a). Det beror bland annat på att mycket av Sveriges vägoch gatubelysning är föråldrat och skulle kunna bytas ut mot mer energieffektivare belysning. Ekodesigndirektivet medför att kvicksilverlampor blir olagliga att saluföra från 2015, vilket har skyndat på processen att byta ut väg- och gatubelysning. I dagsläget finns följande väg- och gatubelysning tillgänglig: kvicksilver, högtrycksnatrium, keramisk metallhalogen, kompaktlysrör, lysrör (lågtrycksnatriumsilverlampor), LED samt plasmalampor/induktionslampor. Användningsområdena för de olika typerna av ljuskällor varierar, t.ex. föredrar många att använda vitare ljus som lysdioder eller keramisk metallhalogen på torg och gator i tätortsområden med mycket folk i rörelse, medan högtrycksnatrium exempelvis används på vägar och GC-banor (VGU, 2004). Det finns inga tydliga regler för när man använder vilken typ av ljuskälla utan det är upp till beställarna av belysningen att själva avgöra vad de behöver, utifrån ekonomiska förutsättningar och de krav som skall uppfyllas. Olika ljuskällor har olika livslängd, belysningskaraktärer och energiåtgång och det går att få energieffektivare ljuskällor som ger mer lumen per watt, där ett exempel är att det går att byta ut kvicksilverlampor på 400 W till 150 W keramisk metallhalogen. Med timmar i brinntid per år finns potential att spara kwh per år och belysningspunkt (ej medräknat driftdonets energianvändning). Det är även möjligt att byta ut 125 W kvicksilverlampor mot 70 W högtrycksnatriumlampor och spara 52 W per belysningspunkt (Boyce et al., 2009), motsvarande 208 kwh per år och belysningspunkt. Det finns många goda exempel på hur kommuner förändrat sin belysning och sparat energi och pengar. Umeå bytte stolparmaturer med 125 W kvicksilverlampor till 50 W högtrycksnatrium samt 600 stycken 250 W kvicksilverlampor mot 2 x 70 W keramisk metallhalogen och sparade in 5 miljoner/år enbart på utbytet av 125 W kvicksilverlamporna (Belysningsbranschen, 2010a). Västerås har sedan år 2000 haft en 10-årig strategi att byta ut sina armaturer med kvicksilverlampor på vägar och GC-banor mot högtrycksnatrium och har då sparat totalt MWh per år, vilket motsvarar ca 3 miljoner/år (Belysningsbranschen, 2010a). Göteborgs kommun har infört intelligent/adaptiv styrning av högtrycksnatriumbelysning på flera vägar, t.ex. Tuvevägen, Högsboleden och Södra Tagenevägen. Systemet innebär att det går att direkt styra varje enskild belysningspunkt (Guo, 2008) och man har valt att utnyttja styrningen till att minska effekten, dimma, under vissa tidpunkter. VTI rapport 722 9

14 Under rusningstrafik är dimningsnivån på 70 %, under natten 35 % och övrig tid 50 % (E-street, 2007). Genom sitt adaptiva vägbelysningssystem har Göteborgs kommun minskat energianvändningen med 61 % på Tuvevägen och 54 % på Högsboleden (Ringström, 2009). I Linköpings kommun prövades strategin att ta bort varannan belysningsstolpe på vissa vägar under 1980-talet då man uppmärksammats på att vägbelysningen var överdimensionerad (muntlig kommentar Johan Nilsson, Utsikt nät ab). Fastän flertalet av de belysningsansvariga idag aktivt arbetar med att byta ut ljuskällor och genomför olika åtgärder för att spara energi som ett led i miljöarbetet finns inte många studier som har analyserat dessa olika typer av åtgärder ur aspekter såsom energibesparingar, uppfyllande av dagens belysningskrav samt möjliga trafiksäkerhetsaspekter. För att undersöka hur man kan genomföra konsekventa och långsiktiga besparingar av energiåtgång för väg- och gatubelysningen kommer detta projekt att utvärdera det egentliga behovet av väg- och gatubelysning. Detta görs genom att undersöka effektreducering i form av olika ljuskällor eller dimning samt hur olika justeringar av väg- och gatubelysningsnätet kan påverka energianvändningen (t.ex. styrsystem och väderförhållande). Utvärderingen fokuserar på kravuppfyllnad enligt EN och VGU (VGU, 2004) samt mänsklig synbarhet. I projektet används en relativt ny metod för att mäta luminans, vilken baseras på digital fotografering, LMK Mobile Advanced, (Ekrias et al., 2008a; Guo, 2008). Metoden har tidigare använts för att exempelvis utvärdera hur väderlek påverkar luminans (Ekrias et al., 2008b) och justering av intelligent belysning utifrån luminansnivå och trafikflöde (Guo et al., 2007). Användandet av LMK Mobile Advance inom detta projekt möjliggjorde en jämförelse av kravuppfyllnad för flera vägavsnitt (18 st.) med olika ljuskällor och effektnivåer. 10 VTI rapport 722

15 2 Syfte och mål Syftet med projektet är att försöka identifiera vilka olika vägar eller geografiska områden där det går att genomföra förändringar på väg- och gatubelysningen för att energieffektivisera utan risk för påverkan på trafiksäkerhet eller andra negativa effekter, utifrån vilka behov som finns av belysningen. Exempelvis kan man fråga sig ifall nuvarande väg- och gatubelysningen stämmer överens med gällande belysningsnormer och människors upplevelse, något man också börjat fråga sig i andra länder. I Storbritannien tillåts exempelvis sedan 2003 användningen av ytterligare en S-klass på GC-vägar med plan beläggning när RA-index 60 (Fotios and Cheal, 2005), vilket betyder att ljuskällan har en relativt bra färgåtergivning. Målen med projektet är: att ta fram grunddata för olika åtgärder som leder till en energieffektivisering av väg- och gatubelysningsnätet att undersöka hur användning av dimning och olika ljuskällor påverkar synbarhet såsom den uppfattas av människor. VTI rapport

16 3 Metodik Eftersom syftet med projektet är att undersöka vilka energibesparingar som kan göras genom att använda olika typer av ljuskällor som gatu- och vägbelysning, inkluderades ljuskällor såsom metallhalogen, högtrycksnatrium, LED och kompaktlysrör i undersökningen. Undersökningen omfattade både belysning ur teknisk synvinkel (uppmätta värden) och upplevd synbarhet. Dessutom inkluderas potentiella energibesparingar genom användning av dimning och förändring i styrsystem. Följande analyser genomfördes: Belysningsnivå, luminans. För mätningar av belysningsnivå uppmättes luminans med en digital kamera, därefter konverterades fotografierna till luminansvärden där en korrigering med hänsyn till spektralfördelningen genomfördes för ljuskällan i fråga. Belysningsnivå och styrka. Belysningsstyrka uppmättes i lux genom horisontell mätning direkt på vägytan. Spektralfördelning. Detta uppmättes strax nedanför belysningsstolpen. Synbarhet. Synbarhet undersöktes genom att ta fotografier och analyserades genom en webbenkät. Styrsystem. Undersökning av styrsystem för vägbelysning och deras besparingspotential gjordes genom intervjuer med 12 kommuner. Mätningar av vägbredd, stolpavstånd och stolphöjd gjordes i fält med en digital avståndsmätare. För förklaring av enheter hänvisas till t.ex. (Nygårdhs, 2006). 3.1 Val av studievägar Val av de vägar som skulle ingå i studien gjordes efter kontakter med nyttljus.se, Stockholms kommun, Göteborgs kommun samt Utsikt nät AB som har hand om vägoch gatubelysningen i Linköpings kommun. Urvalskriterierna för att genomföra mätningar på ett vägavsnitt var att vägarna var relativt raka, inte var alltför mycket trafikerade samt att gatu- och vägbelysningen var placerad på stolpar vid vägkanten. I ett fall på Floragatan i Stockholm genomfördes mätningar på hängande vägbelysning eftersom det inte fanns något annat alternativ tillgängligt. Vägar och information om mätområdena finns presenterat i Tabell VTI rapport 722

17 Tabell 1 Beskrivning av vägar och mätområden som ingick i undersökningen. Se bilagorna B D för närmare beskrivning av de ingående körfälten. MH=keramisk metallhalogen, HPS=högtrycksnatrium, OLED=organic light-emitting diod, LED=lysdiod, KL=kompaktlysrör. Område och väg GPS koordinater Hastighet (km/tim) Stolphöjd (m) Stolpavstån d (m) Bredd på väg (m) Antal körfält Stockholm Dag Hammarskjölds väg N59 19,99; E18 6, ,4 1 MH 100 Valhallavägen N59 20,19; E18 6, ,7 2 MH 100 X Artemisgatan N59 21,32; E18 6, ,6 5,5 2 MH 70 X Porjusgatan N59 21,19; E18 5, ,1 2 HPS 70 Floragatan N59 20,58; E18 4, MH 2x100 X Göteborg Södra Tagenevägen N57 45,58; E11 59, HPS 100 X N57 45,58; E11 59, HPS 70 X N57 45,58; E11 59, HPS 50 X N57 45,58; E11 59, HPS 35 X Väg 190 N57 45,86; E12 00, OLED 100 N57 45,87; E12 00, LED 100 N57 45,51; E12 00, ,5 21 5,5 1 KL 100 Linköping Åttinggatan N58 22,78; E15 38, , KL 42 Spanngatan N58 22,85; E15 38, , MH 70 Fjärdinggatan N58 22,81; E15 38, , HPS 50 Fångögatan N58 25,44; E15 40, HPS 150 Lambohovsleden N58 23,73; E15 36, HPS 250 Wallenbergsgatan N58 23,80; E15 33, HPS 100 Ljuskälla Effekt (W) Foto synbarhet I Stockholms kommun har man som strategi att använda keramisk metallhalogen som ljuskälla i sitt gatu- och vägbelysningsnät (Belysningsbranschen, 2010a) och det var möjligt att finna vägpartier med rak dragning i icke alltför trafikerade miljöer. För metallhalogen valde vi att för belysningsmätningarna inkludera Dag Hammarskjölds väg (100 W), Valhallavägen (100 W), Artemisgatan (70 W), samt Floragatan där det finns hängande belysning (2 x 100 W). Inom området Ropsten där Artemisgatan är belägen finns även belysning med 70 W högtrycksnatrium på Porjusgatan och denna inkluderades även i studien eftersom miljön var relativt likartad med Artemisgatan. Foton för synbarhetsundersökningen togs på Valhallavägen, Artemisgatan, Porjusgatan samt Floragatan. I Göteborg finns intelligent vägbelysningssystem som kan regleras med hjälp av fjärrstyrning. Utav de vägar där detta styrsystem finns installerat beslöt vi att genomföra mätningar på en del av Södra Tagenevägen där det finns högtrycksnatrium 100 W. Vägavsnittet som valdes ligger beläget så att ingen belysning i närheten störde mätningarna. Vägen är relativt rak och hastighetsbegränsningen är 70 km/h på den sträcka som ingick i mätningen. Belysningen på Södra Tagenevägen reduceras (dimmas) i effekt enligt följande tidsschema: effekten mellan klockan 6 9 och är 70 %; 50 % effekt mellan klockan 5 6 och 19 21; 35 % effekt mellan klockan Mätningarna genomfördes av både belysningsnivå och belysningsstyrka på effekterna: VTI rapport

18 100 %, 70 %, 50 %, och 35 %. Även foton för synbarhetsundersökningar togs för dessa effektnivåer. På väg 190 i Hjällbo, Göteborg finns ett experimentområde där Trafikverket testar tre olika typer av ny vägbelysning: OLED, LED och kompaktlysrör (Siewert and Casteborn, 2010). Eftersom denna vägsträcka är hårt trafikerad kunde bara luminansfoto och ej belysningsstyrka uppmätas och fotografierna togs från vägens sidoområde. I Linköpings kommun finns ett testområde i ett villakvarter med flera sorters ljuskällor och med samma vägmiljöförhållande: keramisk metallhalogen (70 W), högtrycksnatrium (50 W), och kompaktlysrör (42 W), (se Jägerbrand and Robertson, 2010 för bilder). Ytterligare två vägavsnitt med högtrycksnatrium inkluderades för att få med ljuskällor med högre effekt än de övriga: Fångögatan (150 W) och Lambohovsleden (250 W). Även Wallenbergsgatan inkluderades för att få ytterligare en mätning av 100 W högtrycksnatrium. Fångögatan och Wallenberggatan är lokaliserade i industriområden medan Lambohovsleden är en genomfartsled och alla tre finns i Linköping. 3.2 Mätning av belysningsnivå, belysningsstyrka och spektralfördelning Belysningsklass för vägar och gator är i VGU angivna antingen baserade på medelluminans och luminansjämnhet (MEW- eller L-klasserna baserade på luminans) eller medelbelysningsstyrka och belysningsstyrkejämnhet (CE- eller E-klasserna). MEW klasserna gäller vägar och trafikleder byggda för hög eller normal hastighet med en siktsträcka på över 60 m, medan CE-klasserna gäller för ex. konfliktzoner och används för motorfordonsförare, cyklister och fotgängare då synavståndet är mindre än 60 m (VGU, 2004). I denna studie var vi intresserade av att undersöka i vilka belysningsklasser de undersökta mätområdena hamnade och därför har mätningar inkluderats som innebär att de går att bedöma relativt väl både i MEW-klass och CE-klass Belysningsnivå: luminansmätningarna För luminansmätningarna användes LMK mobile advanced (Technoteam bildverarbeitung GmbH) som är baserad på Canon EOS 350D digital reflex kamera ( TechnoTeam, 2006). Metoden innebär att man använder sig av digital kamera där bilderna i efterhand blir kalibrerade i ett mjukvaruprogram (LMK LabSoft) för att få fram värden på luminans. Foton som blev tagna med Canon EOS kameran för transformering till luminansvärden kallas härmed för luminansfoto. För att följa Europastandarden för mätningar av vägbelysning (EN (3)) togs först luminansfoto på 60 m avstånd. Efter analys visade det sig att detta avstånd gav för grovpixliga bilder och därför beslutades att ta foton från en observatörspunkt vid 30 m avstånd. Forskningsresultat från en studie där de använde sig av samma system, dvs. LMK Mobile Advanced, visade att vare sig höjdskillnader (1, 5, 3, 4 och 5 m) eller avståndsskillnader hade någon direkt påverkan på luminansnivåer (Guo et al., 2007). Höjden på kameran var 115 cm i alla fotograferingar som användes i analyserna. Vägavsnittets mätområde mellan två belysningsstolpar markerades med 4 starka ficklampor i varsitt hörn och ibland även en i främre mitten. Två omgångar luminansfoton togs på samma område, varav ett enbart användes för att i detalj kunna avgöra mätområdets storlek i de efterföljande analyserna. Analyser av luminansmedelvärde och 14 VTI rapport 722

19 luminansjämnhet följde riktlinjerna i EN och VGU 2004 där 60 enskilda mätpunkter är utspridda i ett regelbundet mönster inom mätområdets yta (VGU, 2004). Observera dock att utvärderingen av luminans i 60 mätpunkter är genomförd för både dubbla och enkla körfält (se Tabell 1). Enligt EN och VGU skall 30 mätpunkter för ett körfält uppmätas i fältets körriktning (för att uppskatta hur en bilist upplever situationen) och det är oklart ifall detta påverkar våra medelvärden i större utsträckning. Olika ljuskällor har olika våglängdsammansättning och då detta påverkar hur den fotometriska digitala analysen av luminansvärden tas fram så justerades luminansfotona genom kalibrering. I vissa mätningar var det på grund av för mycket trafik inte möjligt att stå mitt i vägens körfält för att ta luminansfotona. Detta gällde väg 190, Fångögatan och Lambohovsleden och i dessa fall togs fotona från vägens sidoområde Belysningsstyrka Inom varje vägavsnitt togs 9 mätningar av belysningsstyrka (lux) med Konica Minolta T10. Mätningar genomfördes rakt nedanför vardera belysningsspunkt, tvärs vägens mitt i tre punkter (Figur 1). Tre mätpunkter togs på liknande sätt men exakt mittemellan belysningspunkterna för att få fram minimivärden (Figur 1). Dessa nio värden användes för att räkna ut vad varje enskild punkt skulle få för värde om hela mätområdet delades in i 10 x 7 belysningspunkter, varav 10 befann sig längs med vägens riktning och 7 var tvärs vägen. Uträkningen genomfördes så att värden tvärs vägen beräknades genom att ta 75 % och 25 % av värdena från den mest närliggande punkten och den näst mest närliggande punkten. För värden längs vägen användes olika procentvärden för att uppskatta vad nivån skulle bli (80 % och 20 %, 60 % och 40 %, 40 % och 60 % samt 20 % och 80 % av de i fält uppmätta värdena). Endast 10 x 6 (d.v.s. 60 värden) användes för att räkna ut medelvärde och jämnhet. För Dag Hammarskjöldsvägen togs totalt 30 mätningar och vid utvärdering av vår uträkningsmetod visade sig värdena endast avvika med 6 %. I Figur 1 ges en beskrivning av mätpunkterna för belysningsstyrkan där ljuskällornas placering är markerade med och mätpunkterna med. Figur 1 Beskrivning av mätpunkter för belysningsstyrkemätningar Spektralfördelning På alla mätplatser uppmättes spektralfördelningen strax nedan en belysningsstolpe med Jeti Specbos 1201 spectroradiometer (Jeti Technische Instrumente GmbH, mot en vit yta. Samma vita yta fotograferades med luminanskameran. Luminansen uppmätt från spektralfördelningsmätaren användes för att kalibrera luminansmätningarna med kameran. VTI rapport

20 3.3 Synbarhetsundersökning Synbarhetsundersökningen fokuserade på högtrycksnatrium och keramisk metallhalogen, se Tabell 1. En mörkklädd person ställde sig i körfältets mittområde mittemellan belysningsstolparna och fotografier togs på 24, 36 och 48 meters avstånd från personen. Fotografierna togs med en Hasselblad H2 med digitalt bakstycke Phaseone 30+ och objektiv 80 mm/2.8 Hasselblad. Inställningarna var 4 sekunders exponering, bländare 5.6 och ISO 100. Råfiler bearbetades i programmet Capture One. Synbarhetsundersökningen gjordes via ett webbformulär med frågor och bilder (Bilaga E), som mest svarade 213 personer på frågorna. I synbarhetsundersökningen ville vi först ta reda på hur stor betydelsen belysningens effekt är på synbarhet för de två olika huvudtyperna av ljuskällor (högtrycksnatrium och metallhalogen) för tre olika avstånd. Därefter var det intressant att jämföra synbarhet mellan högtrycksnatrium och metallhalogen, dvs. jämföra samma effektnivåer och avstånd för de två olika ljuskällorna. Webbenkätens frågor och bilder är inkluderade som Bilaga E. 3.4 Styrsystem Frågor om vilka styrsystem som 12 olika kommuner använde sig utav ställdes inom ramen för ett annat projekt (Jägerbrand et al., 2011). Kommunerna som ingick var: Tingsryd, Torsby, Vännäs, Strömstad, Lerum, Katrineholm, Piteå, Värmdö, Umeå, Jönköping, Linköping och Västerås. 3.5 Analys av data och värden Beroendeförhållandet mellan variablerna analyserades med Spearman s rho korrelationsanalys i SPSS statistics VTI rapport 722