Optiktyp och spektral filtrering — linsen formar ljuset

Vad ljusfördelningstyp betyder i praktiken

En gatuarmatur skickar inte ljus åt alla håll lika. Ljusfördelningen — det mönster i vilket ljus projiceras mot körbana och omgivning — är inbyggd i linsens geometri. Alla belysningsberäkningar (DIALux, Relux) räknar mot en specifik ljusfördelning. Anger man fel fördelningstyp får man fel svar, oavsett hur noggrann beräkningen i övrigt är.

IES (Illuminating Engineering Society) delar in gatuarmaturers sidofördelning i fem klasser: LEDiL — beam guide

EN 13201 använder M-, C- och P-klasser som prestandakrav för kompletta belysningsanläggningar. De är inte optiska fördelningstyper. I en upphandling kan IES-typen beskriva armaturens ljusfördelning, medan M-, C- eller P-klassen anger projektets krav.

När stolphöjd och stolpavstånd är givna är det linsvalet som avgör om kraven på medelluminans (L_m) och jämnhet (U₀, U_L) kan uppfyllas. Fel fördelningstyp — t.ex. Typ IV på en smal gata — slösar ljus i sidled och kan missa jämnhetskrav i körfältets centrum. Se Modell vs verklighet — vad DIALux inte beräknar.

Tre linstekniker — vad de gör med ljuset

Utöver geometrisk fördelning påverkar linsen i dag allt oftare ljusets spektrala sammansättning. Det finns tre principiellt olika metoder:

1. Klar optik (referens)

Klar optik styr ljuset utan avsiktlig blåljusfiltrering. Ljusutbytet och eventuell liten färgförskjutning beror på material, geometri och LED. Jämför samma LED och fördelning när klar optik används som referens.

2. Absorptionsfilter (amber-lins)

LEDiL anger att AMBER reducerar cirka 99 % av LED-ljuset inom 380–500 nm. De publicerade CCT-exemplen avser AMBER-2X2 med Osram Duris S8, exempelvis 3 000 K in och ungefär 2 200 K ut. De är komponentexempel, inte mätningar av VALDUR. LEDiL AMBER

AMBER minskar blåljus och totalt fotopiskt ljusflöde. Komponentens relativa ljusflöde ska jämföras med samma LED utan lins; det är inte automatiskt samma procentförlust som vid jämförelse med en klar lins. För armaturen krävs fotometri för den valda LED-, lins- och drivströmskombinationen.

Absorptionsfilter lämpar sig för miljöer där blåljusreduktion är högt prioriterad och lägre effektivitet accepteras — exempelvis boendemiljöer, parker och habitat där blåljusreduktion väger tungt mot energianvändning. (Om blåljusets faktiska ekologiska effekt i fält är en öppen fråga — se öppna frågor fråga 4.)

3. Spektral omfördelningslins

SPECTRE förändrar spektrumet och reducerar enligt LEDiL ungefär 99 % av den blå komponenten. Tillverkaren beskriver tekniken som proprietär. Den offentliga produktinformationen styrker inte ett påstående om en viss fosforbeläggning eller exakt materialuppbyggnad. LEDiL SPECTRE

LEDiL:s publicerade exempel för SPECTRE-Y-2X2-T2 använder Luxeon 5050 Square och visar fotopiskt ljusflöde nära den nakna LED-källans nivå. Tillverkaren anger att resultatet beror på LED, spektrum och ljusfördelning. Det är inte 100 % radiometrisk transmission eller ett uppmätt VALDUR-värde.

Jämförelse av linstekniker

Tabellen skiljer på komponentexempel och den färdiga armaturens prestanda. LED, drivström och linsgeometri måste anges när värden jämförs. LEDiL AMBER · LEDiL SPECTRE

Vad linsval innebär för EN 13201-beräkningar

Beräkningskonsekvenser av linsbyten:

• AMBER: använd det filtrerade ljusflödet och rätt fördelning i beräkningen.
• SPECTRE: komponentexemplet ersätter inte den färdiga armaturens fotometri.
• Linsbyte ändrar även fördelningsprofil om linsgeometrin ändras: ett typbyte (t.ex. från Typ III till Typ II) måste beräknas om med rätt IES/LDT-fil.

Använd den färdiga armaturens IES/LDT-fil för rätt lins, LED-källa och drivström. En komponentprocent räcker inte för att avgöra medelluminans, jämnhet eller bländning. Efter linsbyte ska installationen beräknas om; ingen linsfamilj ger automatiskt klassuppfyllelse.

Blåljusreduktion och S/P-kvoten — en reell avvägning

En hög S/P-kvot (scotopic/photopic) innebär att källan bidrar relativt mer till stavseendet och därmed perifer detektion under mesopiska förhållanden. Blåljus är en viktig del av vad som ger hög S/P. En absorptionslins eller spektralt omfördelande lins som tar bort blåljus sänker alltså S/P-kvoten.

Det innebär en avvägning:

• Högre S/P kan gynna vissa perifera synuppgifter vid mesopisk adaptation. CCT räcker inte för att beräkna S/P, och resultatet är inte ett generellt mått på trafiksäkerhet. CIE TN 005:2016
• Låg blåljusandel är en möjlig del av platsens naturhänsyn. Även ljusnivå, riktning, drifttid och berörda arter måste bedömas. En varm färgton eller låg S/P-kvot garanterar inte en viss ekologisk eller medicinsk effekt. DarkSky / IES

Ingen av dessa är objektivt rätt — valet beror på installationens kontext. Se Mesopisk fotometri och seende nattetid för bakgrunden, och Vad vet vi inte? fråga 1 för det aktuella forskningsläget om CCT-optimum.

Fem frågor att ställa vid linsval

1. Vilken belysningsklass (M, C eller P) gäller för trafikytan, och vilken IES/LDT-fördelning behövs för att uppfylla den i projektets geometri?
2. Om spektral filtrering krävs: vilket spektrum, ljusflöde och färgåtergivning är dokumenterat för den valda kombinationen?
3. Bygger beräkningen på rätt IES/LDT-fil — d.v.s. filen som faktiskt hör till den linsen, inte klarreferensen?
4. Har transmittansdata bekräftats av oberoende ackrediterad mätning, eller bygger jämförelsen enbart på tillverkarens datablad?
5. Hur påverkas S/P-kvoten av linsvalet, och är det relevant för installationens krav på mesopisk synprestanda?

Källor

1. LEDiL — Product catalogue 2019, street and area beam guide
2. LEDiL — Create biologically sustainable lighting with LEDiL AMBER lenses
3. LEDiL — SPECTRE: Eliminate blue light, with efficiency you won’t believe
4. LEDiL — SPECTRE
5. CIE TN 005:2016 — Specifying Product Performance for Mesopic Applications
6. DarkSky / IES — Five Principles for Responsible Outdoor Lighting