Vad är LED? Hur upplever vi LED? Thorbjörn Laike Miljöpsykologi Institutionen för arkitektur och byggd miljö LTH Lunds Universitet
Målet för belysningsutveckling har hittills varit att producera mycket ljus, mycket lumen, mycket lm/w. Många föredrar dock glödlampsljus. Målet bör vara att skapa bra ljus Trivselkvalitet Glödlampa LED Lysrör 1940 2012
Effektiviteten hos olika ljuskällor över tid
LED = Light emitting diode Svensk översättning: Lysdiod
Ljusemission från olika typer av halvledare används i light-emitting diodes (LEDs)
Genom att kombinera ljus från flera LEDs kan man skräddarsy ljus med önskade egenskaper Lunds universitet / Fakultet / Kompetenscentrum / Institution / Enhet Ljus / Dokument / Datum
Biologiskt känslighetskurva B λ vs. Fotopisk känslighetskurva V λ /CIE/ 70.000 B λmax =460-480nm V λmax =555nm 60.000 Relative units 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.0 LED 4000K T5 4000K Dagljus 5000K 54 N - 4 th Maj, klar himmel Source: Govén, Laike 2010 380 420 460 500 540 560 620 660 700 740 780 Våglängd (nm) The background luminance and colour temperatures influence on alertness, T.Govén, T.Laike 2010
Ljusfördelningen från en LED måste styras via reflektorer, linser eller någon form av diffuserande material. Linser är vanligen direkt knutna till respektive fabrikat och typ av LED och finns från ett flertal tillverkare.
Fördelar med LED Storlek Energieffektivitet Färg Tändtid Dimbarhet Värmeutveckling Mekanisk tålighet Livslängd Ljusspridning
Nackdelar med LED Kostnad Temperaturkänslighet Spänningskänslighet Ljuskvalitet Ljusbeständighet Blåljusrisk
Ljusflödets förändring över tid i relation till värmen för LED
Betydelsen av omfältsljus för människan avseende visuella, biologiska och emotionella faktorer En studie av LED vs Lysrör
Belysning inom testrum 1 och 2. Invändigt 5400mm RUM 1; T5 4000K, Arbetsplatsen ljus, 500 lux L1 - Fabrikat Atelje Lyktan med två infällda dimbara armaturer typ Como symmetriska grå bestyckning T5-lysrör 4000K 2x54W. Omfältsljus 20-100-350cd/m 2 med wallwashers. L2 - Fabr Atelje Lyktan typ Como grå med asymmetrisk ljusfördelning grå bestyckning: T5-lysrör 2x54/28W 4000K med multi-driftdon. Upptändningsalternativ för 20-100-350cd/m 2 väggljus: 350 cd/m 2 samtliga wallwasher tända 3x(2x54W) (3X2x4450lm=26.700 lm - 100%) 100 cd/m 2 samtliga wallwashers tända 3x(1x28W) (3x1x2600lm=7.800 lm - 29%) 20 cd/m 2 samtliga wallwashers släckta RUM 2; LED 4000K, Arbetsplatsen ljus - 500 lux, L3 - Fabrikat Fagerhult 5st infällda dimbara LED armaturer typ 77794-365 med symmetrisk ljusfördelning vardera dimbara på 1100lm (18W). Omfältsljus 20-100-350cd/m2 med wallwashers L4- Fabrikat Fagerhult 9st infällda LED wallwashers typ 77807-365 med asymmetrisk ljusfördelning numrerade 6-14 vardera på 2000 lm (45W). Upptändningsalternativ för 20-100-350cd/m2 väggljus: 350 cd/m 2 armatur 2+3+4+(6-14). 100 cd/m 2 armatur 2+3+4+6+8+10+12+14. 20 cd/m 2 armatur 1+2+3+4+5. RUM 1 - T5/4000K 4000K 4000K bokhylla LCD bokhylla Demonterbar skärmvägg Demonterbart vitt undertak. Takhöjd 2.70m över golv. Väggfärg 0502-Y. Golv neutralt grått. RUM 2 - LED/4000K 1 2 LCD 3 4 5 4000K 4000K 3st L2 L1 5st L3 9st L4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1100 Invändigt 4900 mm
Omfältsljusets betydelse för vakenhet och välbefinnande LED Modules 4000K T5-lysrör 4000K vs. LED Moduler 4000K Methodology E h =500 lx konstant värde L av 1 = 20 cd/m 2 L av 2 = 100 cd/m 2 L av 3 = 350 cd/m 2 ±30 Test room 2 The background luminance and colour temperatures influence on alertness, T.Govén, T.Laike 2010
Diodarmatur använd i försöket
T5-lysrör 4000K vs. LED Moduler 4000K T5 lysrör 4000K L av 1 = 20 cd/m 2 L av 2 = 100 cd/m 2 L av 3 = 350 cd/m 2 ±30 E h =500 lx konstant värde Test room 1 The background luminance and colour temperatures influence on alertness, T.Govén, T.Laike 2010
RUM 2; LED 4000K, Ljusreglering Varje LED modul ljusregleras individuellt för inställning i scenarier. Scenarier återkallas med tryckknappspanelen. DALI strömförsörjning 86127 Fagerhult nr Scenval mellan ljusnivåer 350, 100 och cd/m2 med tryckknapp Fagerhult nr 18595 Programmering med DIGIDIM programvara och interface. 230V till armaturer ej inritat Exempel på programvara DALI 230V Tryckknappspanel PS1
25000 20000 Spektral fördelning för de båda situationerna 15000 10000 T5 Lysrör 5000 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 30000 25000 LED 20000 15000 10000 5000 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
Upplevelsen av rummet och belysningen SMB-metoden Totalupplevelsen av rummet Belysningsupplevelsen Fyra faktorer Hur bra det går att se i rummet
Belysningsupplevelse HUR UPPLEVER DU LJUSET I DET HÄR RUMMET? Markera genom att sätta kryss i nedanstående skalor. naturligt onaturligt mörkt ljust flimrande flimmerfritt behagligt obehagligt klart murrigt ofärgat färgat varierat enformigt starkt svagt milt skarpt utspritt koncentrerat bländande avbländat varmt kallt dämpat lysande ämt fördelat jämt fördelat hårt mjukt HUR BRA TYCKER DU DET GÅR ATT SE I DEN HÄR BELYSNINGEN? diffust fokuserat mycket dåligt mycket bra
Faktorer Ljuskvalitet Om ljuset upplevs behagligt och trivsamt Ljusstyrka Hur starkt ljuset upplevs Variation Hur ljusfördelningen upplevs Synbarhet Hur bra det går att se i den aktuella belysningen
SMB-metoden 5 4 3 2 1 Pleasant Compl Unity Enclosed Potency Social S Affection Originality Flourescent LED
Belysningsupplevelsen 5 NS NS NS NS 6 5 ** 4 4 3 3 2 1 Kvalitet Styrka Variation Färg 2 1 Synbarhet T5 Lysrör LED T5 Lysrör LED
Resultat Vissa, men små skillnader i totalupplevelsen Små skillnader i belysningsupplevelse Signifikant skillnad i hur bra det går att se Man ser bättre i LEDljuset
Hembelysning Upplevelsen av hembelysning av olika typ LED - Lågenergilampa
LED Lågenergilampa
Spectral distribution 30000 25000 Relative units 20000 15000 10000 5000 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Wavelength (nm) Light source LED Illuminance horizontal 220 lux Luminance (white paper)33 cd/m 2
Spectral distribution 45000 40000 35000 Relative units 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Wavelength (nm) Low energy lamp Illuminance horizontal 220 lux Luminance (white paper) 23 cd/m 2
Illuminance horizontal middle of the room 5 lux
Subjects 3 males 9 females 20-36 years Mean age 25
Resultat 7 6 5 4 3 2 1 Kvalitet Styrka Variation Synbarhet p=.000 p=.015 p=.002 N.S. LEL LED
LED Ljuskälla 30000 Relativa enheter 25000 20000 15000 10000 5000 0 350 400 450 500 550 600 650 700 750 nm 7 6 5 4 3 2 1 Kvalitet Styrka Variation Synbarhet Kvot Blå 454 nm/högsta: 1.38 LED
Ljuskälla Tabell 40000 12000 35000 30000 25000 10000 8000 20000 15000 10000 5000 6000 4000 2000 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Kvot: Blå 454 nm/högsta:.91 Kvot: Blå 454 nm/högsta:.76 Vägg 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 7 6 5 4 3 2 1 Kvalitet Styrka Variation Synbarhet Kvot: Blå 454 nm/högsta:.73 LED
LED Allmänbelysning LED platsbelysning 1,4 3 1,2 2,5 1 2 0,8 0,6 Serie1 1,5 Serie1 0,4 1 0,2 0,5 0 0 390 490 590 690 390 490 590 690 Kvot: Blå 452 nm/högsta: 1.07 Kvot: Blå 450 nm/högsta: 1.94 6 5 4 3 2 1 Kvalitet Styrka Variation Synbarhet
Resultat från tre studier 7 6 5 4 3 2 1 Kvalitet Direkt/billig Indirekt Direkt
Sammanfattning LED En ny ljuskälla som kan revolutionera belysningsplanering och minska energianvändningen Ännu inte helt utvecklad Utvecklingen går snabbt Ställer större krav på planering Gamla regler gäller inte helt Fotometrin behöver förbättras Mer kunskap bland användare Noggrannhet vid inköp