Optikktype og spektral filtrering — linsen former lyset

Hva lysfordelingstype betyr i praksis

En gatearmatur sender ikke like mye lys i alle retninger. Lysfordelingen — mønsteret som lyset projiseres i mot kjørebane og omgivelser — ligger i linsens geometri. Alle lystekniske beregninger (DIALux, Relux) tar utgangspunkt i en bestemt lysfordeling. Oppgir man feil fordelingstype, får man feil svar, uansett hvor nøyaktig resten av beregningen er.

IES (Illuminating Engineering Society) deler gatearmaturenes sidefordeling inn i fem klasser: LEDiL — beam guide

EN 13201 bruker M-, C- og P-klasser som ytelseskrav for komplette belysningsanlegg. De er ikke optiske fordelingstyper. Ved en anskaffelse kan IES-typen beskrive armaturens lysfordeling, mens M-, C- eller P-klassen angir prosjektets krav.

Når stolpehøyde og stolpeavstand er gitt, avgjør linsevalget om kravene til gjennomsnittlig luminans (L_m) og jevnhet (U₀, U_L) kan oppfylles. Feil fordelingstype — f.eks. type IV i en smal gate — sender unødvendig lys til sidene og kan gi for dårlig jevnhet midt i kjørefeltet. Se Modell mot virkelighet — hva DIALux ikke beregner.

Tre linseteknologier — hva de gjør med lyset

Utover den geometriske fordelingen påvirker linsen stadig oftere lysets spektrale sammensetning. Det finnes tre prinsipielt forskjellige metoder:

1. Klar optikk (referanse)

Klar optikk styrer lyset uten tilsiktet blålysfiltrering. Lysutbytte og eventuell liten fargeforskyvning avhenger av materiale, geometri og LED. Sammenlign samme LED og fordeling når klar optikk brukes som referanse.

2. Absorpsjonsfilter (amberlinse)

LEDiL oppgir at AMBER reduserer cirka 99 % av LED-lyset innenfor 380–500 nm. Publiserte CCT-eksempler gjelder AMBER-2X2 med Osram Duris S8, eksempelvis 3 000 K inn og omtrent 2 200 K ut. Dette er komponenteksempler, ikke målinger av VALDUR. LEDiL AMBER

AMBER reduserer blått lys og samlet fotopisk lysfluks. Komponentens relative lysfluks sammenlignes med samme LED uten linse; prosenttapet er ikke automatisk likt ved sammenligning med klar linse. Armaturen krever fotometri for valgt LED, linse og drivstrøm.

Absorpsjonsfiltre egner seg for miljøer der reduksjon av blått lys er høyt prioritert og lavere effektivitet aksepteres — for eksempel boligområder, parker og habitater der reduksjon av blått lys veier tungt i forhold til energibruk. (Den faktiske økologiske effekten av blått lys i felt er et åpent spørsmål — se åpne spørsmål, spørsmål 4.)

3. Linse for spektral omfordeling

SPECTRE endrer spekteret og reduserer ifølge LEDiL omtrent 99 % av den blå komponenten. Produsenten beskriver teknologien som proprietær. Offentlig produktinformasjon dokumenterer ikke et bestemt fosforbelegg eller nøyaktig materialoppbygning. LEDiL SPECTRE

LEDiLs publiserte eksempler for SPECTRE-Y-2X2-T2 bruker Luxeon 5050 Square og viser fotopisk lysfluks nær nivået fra LED uten linse. Produsenten oppgir at resultatet avhenger av LED, spekter og lysfordeling. Dette er ikke 100 % radiometrisk transmisjon eller en målt VALDUR-verdi.

Sammenligning av linseteknologier

Tabellen skiller komponenteksempler fra den ferdige armaturens ytelse. LED, drivstrøm og linsegeometri må angis ved sammenligning. LEDiL AMBER · LEDiL SPECTRE

Hva linsevalget betyr for EN 13201-beregninger

Beregningskonsekvenser ved linsebytte:

• AMBER: bruk filtrert lysfluks og riktig fordeling i beregningen.
• SPECTRE: komponenteksempelet erstatter ikke den ferdige armaturens fotometri.
• Linsebytte endrer også fordelingsprofilen dersom linsegeometrien endres: et typebytte (f.eks. fra type III til type II) må beregnes på nytt med riktig IES/LDT-fil.

Bruk den ferdige armaturens IES/LDT-fil for riktig linse, LED-kilde og drivstrøm. En komponentprosent avgjør ikke gjennomsnittlig luminans, jevnhet eller blending. Beregn installasjonen på nytt etter linsebytte; ingen linsefamilie gir automatisk klasseoppfyllelse.

Reduksjon av blått lys og S/P-forholdet — en reell avveining

Et høyt S/P-forhold (scotopic/photopic) innebærer at kilden bidrar relativt mer til stavsynet og dermed til perifer deteksjon under mesopiske forhold. Blått lys er en viktig del av det som gir høyt S/P. En absorpsjonslinse eller linse for spektral omfordeling som fjerner blått lys, senker derfor S/P-forholdet.

Dette innebærer en avveining:

• Høyere S/P kan være gunstig for enkelte perifere synsoppgaver ved mesopisk adaptasjon. CCT alene bestemmer ikke S/P, og resultatet er ikke et generelt trafikksikkerhetsmål. CIE TN 005:2016
• Lav blålysandel kan være én del av stedets naturhensyn. Også lysnivå, retning, driftstid og berørte arter må vurderes. Varm fargetone eller lavt S/P-forhold garanterer ikke en bestemt økologisk eller helsemessig effekt. DarkSky / IES

Ingen av alternativene er objektivt riktig — valget avhenger av installasjonens sammenheng. Se Mesopisk fotometri og nattsyn for bakgrunnen, og Hva vet vi ikke? Spørsmål 1 for forskningsstatus om optimal CCT.

Fem spørsmål ved linsevalg

1. Hvilken belysningsklasse (M, C eller P) gjelder for trafikkarealet, og hvilken IES/LDT-fordeling trengs for å oppfylle den i prosjektets geometri?
2. Hvis spektral filtrering kreves: hvilket spekter, lysfluks og fargegjengivelse er dokumentert for valgt kombinasjon?
3. Bygger beregningen på riktig IES/LDT-fil — altså filen som faktisk tilhører linsen, ikke den klare referansen?
4. Er transmittansdataene bekreftet ved uavhengig akkreditert måling, eller bygger sammenligningen bare på produsentens datablad?
5. Hvordan påvirkes S/P-forholdet av linsevalget, og er det relevant for installasjonens krav til mesopisk synsytelse?

Kilder

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