LED Systems. Yleisvalaistusta LEDtuotteilla

Transkriptio

1 LED Systems Yleisvalaistusta LEDtuotteilla

2

3 Valo: sähkömagenettisen spektrin ihmissilmällä nähtävä osa (aallonpituus n nanometriä)

4 Näkyvää valoa Spektrijakauma Halogeenilamppu Pienoisloistelamppu LED-lamppu Halogen lamp CFLi LED lamp - daylight (6000K) LED lamp - warm white (3000K) LED-tuottaa säteilyä vain näkyvän valon alueella korkea valotehokkuus Arbitrary units Ultraviolet not visible Visible light Infrared not visible Wavelength, λ [nm]

5 Valaistustekniikan peruskäsitteet VALOVIRTA (lm) Valovirta kertoo, kuinka paljon valoa lamppu tuottaa VALOVOIMA (cd) Valovoima kuvaa, kuinka paljon valoa lamppu lähettää tiettyyn suuntaan. VALAISTUS- VOIMAKKUUS (lx) Valaistusvoimakkuus kertoo, kuinka paljon tietylle pinnalle saapuu valoa. LUMINANSSI (cd/m 2 ) Luminanssi kertoo, kuinka kirkkaalta pinta näyttää.

6 Luonnon valaistusvoimakkuuksia lx sisällä ikkunan lähellä 300 lx sisällä huoneen keskellä lx varjossa lx varjossa markiisin alla lx auringossa 10 lx kellarissa

7 Värilämpötila ja värintoisto valonlähteen väriominaisuuksia voidaan tutkia kahdella toisistaan riippumattomalla käsitteellä: värilämpötila kuvaa miltä itse valonlähteen väri näyttää. RÖNTGENSÄTEET UV-SÄTEILY INFRAPUNA MIKROAALLOT värintoisto kuvaa miltä esineet näyttävät tuon valonlähteen valossa verrattuna muihin valonlähteisiin. NÄKYVÄ VALO IHMISSILMÄN SPEKTRIHERKKYYS Näiden avulla valonlähteen väriominaisuuksista saadaan hyviä tietoja ja niitä voidaan vertailla Menetelmässä on kuitenkin joitakin määritelmien aiheuttamia rajoituksia, jotka on hyvä tietää!

8 Värilämpötila (K) lämmin valkoinen neutraali valkoinen kylmä valkoinen - lämpimät värisävyt sisältävät enemmän punaisia aallonpituuksia, jolloin ne korostavat lämpimiä sävyjä - kylmät värisävyt sisältävät enemmän sinisiä aallonpituuksia, jolloin ne korostavat kylmiä sävyjä

9 Värilämpötila - Perustana musta kappale, jonka säteily siirtyy lämpötilan noustessa kohti sinisiä aallonpituuksia sininen taivas 9000 k 8000 k - Valonlähteen värilämpötila on mustan kappaleen lämpötila silloin, kun verrattavat värit röntgensäteet vastaavat toisiaan uv-säteily päivänvalo- infrapuna mikroaallot radioaallot lamppu - Koska värit eivät useinkaan vastaa täsmälleen toisiaan, suora puhutaan ekvivalentista auringonvalo näkyvä valo värilämpötilasta 7000 k 6000 k 5000 k - Valonlähteen värilämpötila ilmaistaan kelvin-asteina (k) elohopealamppu ihmissilmän spektriherkkyys 4000 k - Mitä alhaisempi värilämpötila, sitä lämpimämpi värisävy ja päinvastoin hehkulamppu 3000 k kynttilä 2000 k

10 Valon värilämpötila ja sen miellyttävyys Mitä suurempi valaistusvoimakkuus, VALAISTUSVOIMAKKUUS (lx) sitä kylmempi värisävy tuntuu miellyttävältä tai mitä kylmempi värisävy valitaan, sitä suurempi valaistusvoimakkuus tarvitaan, jotta tila koetaan miellyttäväksi. epämiellyttävä epämiellyttävä miellyttävä VÄRILÄMPÖTILA (K)

11 Värintoiston mittaaminen Värintoistoindeksi on suhteellinen, ei absoluuttinen mitta värintoistolle! röntgensäteet uv-säteily näkyvä valo 1. Mitataan tutkittavan valonlähteen värilämpötila 2. valaistaan testivärejä tutkittavalla valonlähteellä ja värilämpötilaltaan samansuuruisella mustan kappaleen säteilyllä värintoistoindeksin arvo on keskiarvo näistä kahdeksan testivärin värintoistoindeksien arvoista.

12 Laatu: värintoisto (CRI, Ra) Color rendering (CRI) Värilämpötila ei ole ainoa tekijä valon laatua määritettäessä. Värintoistoindeksillä color rendering index (CRI) mitataan valonlähteen kykyä toistaa värejä. Arvo ilmoitetaan 8 eri vertailuvärin keskiarvon perusteella. Paras arvo on 100. Esimerkkejä: Aurinko, hehkulamppu: Ra = 100 CFLi: Ra = 80 LED: Ra = Lähde:

13 Valonlähteet Hehkulamput Kaksikantaloistelamput Halogeenilamput Yksikantaloistelamput Kaksikantaloistelamput Monimetallilamput LED-lamput Elohopealamput Suurpainenatriumlamput

14 Valaistusmarkkinan kehitys Perinteiset tuotteet vs. SSL Huomioita Myynti OLED ym. LED Yleistä Jatkossa valaistusmarkkinan kasvu tulee ledeistä Muut kuin LED-tuotteet Perinteisten tuotteiden myynti tulee edelleen vähenemään Vihreät tuotteet ovat kasvun vetureita Näiden myynti yhteensä tulee säilymään suhteellisen stabiilina Perinteiset tuotteet Vihreät tuotteet Nyt Aika SSL / LED Uudet teknologiat avaavat uusia sovellusmahdollisuuksia ja markkinoita; valon käyttö tulee kasvamaan LEDien ja OLEDien kasvu perustuu uusiin ominaisuuksiin ja energiataloudellisuuteen

15 Valotehokkuuden kehitys Valotehokkuus Valotehokkuus [lm/w] HID & Teho-LED Perinteiset Monimetalli 120 LED 100 Loistelamppu vs CFL Elohop. Hehkulamppu HAL OLED

16 LED vs CFL Valotehokkuus 73 lm / W 65 lm / W 15 lm / W 11 lm / W

17 LED-teknologia

18 LED-teknologia Solution Range Chips/ LEDs Modules/ Light engines Ballasts/ Drivers Controls Lamps Luminaires

19 LED-teknologia Valaisinten elinikä h Värintoisto jopa yli 90 Dynaaminen valkoinen Himmennyksellä pidennetään elinikää Erilaiset valaistustilanteet Jo yleisesti käytössä uudisrakentamisessa (tekniikka muiden joukossa)

20 LED-teknologia

21 Lähitulevaisuudessa - OLED

22 OLED-tuotteet yleistyvät I. Huipputuotteet / valotaide II. Toiminnalliset tuotteet III. Yleisvalaistus Mullistavan uudenlaiset levymäiset valonlähteet Arkipäiväistyminen Oma sijansa muiden valonlähteiden joukossa Tulo markkinoille ( ) Siirtyminen volyymituotteisiin ( ) Volyymituotteet (2016+) Erikoiset, kalliit ratkaisut. Sovelluskohteita tulee lisää hinnan alentuessa. Tuotteet jokapäiväisiä.

23 OLED

24 Airabesc Next OLED luminaire: Airabesc

25 OLED

26 Tutkimus valon vaikutuksesta oppimisessa: ZNL (Transfer Centre for Neuroscience and Learning) ja OSRAM Kenttätutkimus: Sekä Ferdinand von Steinbeiss että Robert Bosch kouluun Ulmissa Saksassa yhteen luokkahuoneeseen asennettiin biologisesti optimoitu valaistus. Opiskelijat iältään 17 20, osallistuivat opetukseen sekä uudella tavalla valaistussa luokkahuoneessa että vanhalla tekniikalla valaistussa luokkahuoneessa. Tutkimuksen aikana opiskelijoiden tuli toistuvasti suorittaa useita standardisoituja suoritus sekä keskittymistestejä, esim Brickenkamp's d2 testi.

27

28

29

30 Tulokset: Biologisesti optimoidussa luokkahuoneen valaistuksessa opiskelevat saavuttivat vertailuryhmää parempia tuloksia standardoiduissa testeissä. Testeissä seurattiin mm. keskittymiskykyä. Ryhmän suoritusnopeus myös kasvoi. Virheitä 30% vähemmän Biologisesti optimoitu valaistus stimuloi henkilöä samaan tapaan kuin hän olisi ulkona. Vaikka ulkona oli vielä pimeää, biologisesti optimoidun valaistuksen ansiosta opiskelijoiden vuorokausirytmi siirtyi.

31

32 Tekniikka: Valaisimissa käytettiin sekä valkoisia että sinisiä ledejä. Näin rakennettiin päivänvalo eli sininen taivas luokkahuoneeseen Sekä siniset että valkoiset ledit ovat erikseen ohjattavissa. Valaistuksen värilämpötilaa voidaan näin muuttaa tilanteen mukaan. Päivällä korkeampi Kelvin valaistukseen ja illalla lämmin valkoinen

33

34

35

36 Traxon s 64PXL Mirror Wash RGB transforms into a signature design statement

37 Kiitos! Marika Jääskeläinen p