Akademin för Innovation, Design och Teknik BELYSNING Individuell inlämningsuppgift Produktutveckling, Kpp039 Noor Abdulamir Nar07001@student.mdh.se Inlämningsdatum: 17 jan 2011 Handledare: Rolf Lövgren 1
Innehållsförteckning Inledning..3 Belysningsprinciper 4-5 Allmänt om Ljuskällor..6 Olika typer av lampor 7-9 Miljöpåverkan från belysning 10 Ljus och Hälsa. 11 Reflektion & källor..12 2
Inledning I kursen kpp039 produktutveckling3 i Mälardalens högskola igår ett projektarbete att bygga en prototyp av sängen stomme. Resultatet blev en sängstomprototyp i form av tre moduler: En huvudgavel med belysning, sängsidor och fotgavel och ett individuellarbete. jag valde att skriva ett fördjupningsarbete om Belysning. I Detta PM handlar det om vad är Ljus, olika typer av belysning källor, belysnings principer, miljöinverkan, ljus och hälsan. Definition Vad är ljus? Ljus en elektromagnetisk strålning inom ett våglängdsområde som våra ögon klarar av att upptäcker. Den förmedlar ett energibyte, eller masslösa partiklar kallas fotoner. konstanta hastigheten för strålning, C = 300 000 Km/ s. Varje foton har Energi E =h, f, där h är Plancks konstant (h= 6.610+34 Js) och f är den frekvens som motsvararande våg utbredning. Synliga strålningar ligger mellan 380-780 nanometer. Det delas inom våglängder som representerar enviss färg. Ljuset som träffar våra ögon innehåller oftast en blandning av olika våglängder. Vårt synsinne kan dock inte separera de olika färgerna, utan kombinerar dem till ett visst sammansatt färgintryck. Om alla våglängder blandas ger de ett intryck av vitt. Det är dessutom så att ögats känslighet varierar med våglängden, Våglängd [nm] Ljusfärg 380 420 violett 420 495 blå 495 566 grön 566 589 gul 589 627 orange 627 780 röd 3
Belysningsprinciper Det förekommer tre grundprinciper för belysning inomhus, arbetsplats, man ska ta hänsyn till att belysningen är en bas för den fortsatta planeringen och man ska välja behov, krav. Ljussättning i teorin När man ska förbereda och planera inför en ljussättning skall man hitta en metod för att få en önskat resultat. Det sparar båda tid och pengar. När det gäller ljussättnings medel finns det olika delar att arbeta med oavsett ljuskälla. Infallsvinklar (riktningar): med infallsvinkel menas den riktning ljuset kommer ifrån, infallsvinklar som förmedlar vilken karaktär och inverkar på hur skuggor och former återges. Intensitet och rörelse: Människans öga dras till ljusaste punkten inom synfältet. Medan rörelse gäller båda ljus som rör sig och den rörelse som man upplever när ett ljus växlar från ställning till annan. För exempel soluppgång stiger sakta i intensitet medan taklampa oftast tänds direkt Det finns olika aspekter att ta hänsyn till t.ex. visuella förhållande, estetiska, tekniska,, ekonomiska och miljö aspekter. Visuella förhållanden: Huvudsakligt att vår synprestation blir tillfredsställande, belysningen ska låta användaren se och må bra. Människor mår bra om ljuset är varierat och ljusnivån är anpassad för individen, viktigaste av allt är rätt färgsättning och att belysningen faller in på alla ytor i rummet. Estetiska förhållanden: Möbler, färger och armaturens design ska harmoniseras i rummet. Tekniska förhållanden: att få tillräcklig med ljus, rätt ljuskällor och armaturer. Ekonomiska aspekter : det gäller att skapa en stimulerande och energisnål belysningsanläggning. Miljöaspekter: ljuskällor och armaturer ska vara i en del av vårt ekologiska kretslopp. Det är spektralfördelning hos det angivna ljuset som avgör hur man upplever en ljuskällans färg. Valet av 4
färgtemperatur är en fråga om psykologi, estisk och vad som ser naturligt ut. Det ska kopplas till rummet färg och inredning, därför rekommenderas och fördras att i varmt klimat skall användas kallt ljus och i kalla ett varmvitt. 2000 K ger ett varmt ljus 10000 K ger ett blåaktig ljus. 5
Allmänt om Ljuskällor Det finns olika sorts ljus källor man kan välja på, med olika egenskaper. Deras egenskaper skiljer sig från varandra i Färgtemperatur Färgåtergivning Flimmer Energieffektivitet Livslängd Det finns ett europisk system för energi märkning, där energi effektivitet anges i klasser. Energi klass A: bra lysrör, låg energilampor och LED Energi Klass B: bra halogenlampor med IRC-teknik Energi Klass C: Bra halogenlampor Energi Klass D: mindre energi effektiva halogenlampor Energi klass E: klara glödlampor Energi Klass F: Ej tillåtna efter 1 september 2009 Energi klass G: Ej tillåtna efter 1 september 2009. 6
Olika typer av lampor Glödlampa: Är av vanligaste hushållslampor lampor, glödlampa är en ljuskälla som förvandlar elektricitet till ljus. Glödlampa består av glödtråd som består av grundämne volfram. I lampan omges av gasblandning av två kemiska ämnen Aragon och kväve. Glödtråden kopplad till glas kolv som är fastsatt i metall sockel. En elektrisk strålning går från glödtråds slutpunkt ut till sockeln. När man friger ström genom tråden när den är het frigörs volfram partiklar då bildas svartkroppsstråle på insidan av glaset. Glödlampa består av Volframlampa. 1. Glaskolv, 2. Gas, 3. Glödtråd, 4. Kontakttråd (till fot), 5. Kontakttråd (till bas), 6. Stödtrådar, 7. Glashållare, 8. Baskontakttråd, 9. Skåror, 10. Isolering, 11. Fotkontakt. Det finns olika former på glödlampor t.ex. klot, päron, spol, ficklamps, trädgårds, värme, ugns, kylskåps. Glödlampas fördelar är låg inköpskostnad, den kan regleras, och har god färgåtergivning. En nackdel med glödlampa är de är stora när de utformas för höga effekter. glödlampa den har kortlivslängd, dyr i drift. Färgtemperatur ligger på 2700 kelvin. Färgen på glödlampa går åt röda hållet och används främst i hembelysning Halogenlampa: är en sort glödlampa som innehåller argon och kväve gasblandningen, som ersatts med halogengas. Det bildar ett kretsgångar där partiklar från glödtråden reagerar med halogengas, den ger ljus i 2-4 gånger längre än vanlig glödlampa. Den används som accent och dekorativbelysning. Halogenlampa är mindre än glödlampa och har färgtemperatur som ligger på 3200 kalvin. Färgen på halogenlampa är kristallklart varmvitt. Det finns olika modeller på halogenlampa Lågvoltslampor Halogenlampor Halogenrör Reflektorlampor 7
Urladdningslampor: ljuset skapas genom elektriskurladdning mellan två stift. Man får hög styrka genom urladdnings process. Den har hög färgtemperatur ligger på 5500 kelvin. Den hör till gruppen av lys rör, och lågenergi lampor. Det finns olika modeller, kvicksilver, metall halogen och högtrycksnatriumlampor. 1 elektrod 2 skyddsring runt elektroden 3 kvicksilveratom 4 UV-strålning 5 lyspulver som omvandlar UV till synligt ljus 8
Ljus rör: är en urladdninglamps som s består av gasfyllda rör men utan glödtråd. Ett tänddon anslutit parallellt över elektroder i varje ände av röret. Den alstrar ström som flyter ljuset genom röret. I ljusröret finns det olika former T8, T5, det finns i fyra olika färger vitt, rött. Grönt och blått. Den används i olika område som industri, sporthallar, kontor, korridorer. Den hardärmed extra långa livslängder. Olika typer av rör Led lampor : är framtidens mest energieffektiva lampor, LED lampa är okänsligt för stöter, kemikalier och vätska. Egenskaper hos LED lampor är höga ljusutbytet, långalivslängder ( lång brinntid). LED Lampor innehåller inte kvicksilver, avger inte UV-e ller IR strålning Olika typer av LED LAMPOR 9
Miljöpåverkan från belysning Att värdera en produkts miljöpåverkan måste hela livscykeln beaktas. Det görs med hjälp av en analys. I en sådan analys utreds hur mycket miljön påverkas vid tillverkning, under användning och vid skrotning. För belysningsprodukter är det användningsfasen som innebär den största miljöbelastningen, vilket framgår av figuren nedan. Till största delen består den av produktion och distribution av elektrisk energi. Att minska energiförbrukningen hos ljuskällor är alltså av stort intresse. Miljöpåverkan från belysning Material och produktion, användning, återvinning och skrotning. Armaturer framställs i material som stål, aluminium, koppar och plast. Under första fasen och framför allt gjutning, mekaniska processer, energianvändning, förpackningsmaterial och transport tar inverkan på miljön. Nuförtiden går så lite material för belysningsprodukter. Belysningsanläggning ska vara energieffektivt som möjlig, därför ska man välja armaturer med ljusreglering som använder så lite energi som möjligt i drift. Det finns en producentansvar för elektroniska och elektriska produkter som behandlar insamling, hantering och återvinning av elektriskt material. 10
Ljus och Hälsa Ljuset har verkan på människans hälsa, den hanterar biologiska klockor och hormoner som styr den. Rätt ljus hjälper oss att prestera bättre och göra oss gladare. Man beskriver belysningskvaliteten enbart visuellt och man anger belysningsstyrkan horisontellt. Människans kropp påverkas av nivån på omfälts ljuset, den påverkar Utsöndringen av stresshormoner i kroppen och vakenhet på korttid. Ljuset gör intryck på hur vi känner oss, vi har olika upplevelse av rumsljuset, omgivningsfärger, ljuset färg och dynamiken. En citat ur ljus och rum sägs Rätt ljus får oss att må bättre och skapar förutsättningar för att vi ska orka prestera i linje med vår förmåga 11
Reflektion Arbetet med detta fördjupningsarbete medfört nya kunskaper inom belysning. Det medför att hjälpa mig vid framtagningen av olika prototyper Efter att arbetat med detta PM har jag nu fått betydligt bättre förståelse vad är belysning och i vilka användnings område. Vilka fördelar och möjligheter det finns med olika ljuskällor. Det införskaffas nya ljuskällor och det ska vara energieffektiv belysningar. Det kommer att används mer och mer i framtidenen, eftersom idag så ställer man mycket högre krav på miljön, hälsan och återvinnings möjligheter. Källor : Lena Månsson, Robert Svensson 2010: Ljus och Rum, sidan 10, 48-51 Ulf Sandström 2004: Grundläggande Ljusteknik Rev 2 16-21, 82.90 Kristian Renström, Paul Håkansson 2004 : Ljus och belysning ( belysnings teknik ) sidan 9-10, 28-29, 39-46. 12