More than Light Lisäarvoa valosta

More than Light Lisäarvoa valosta Aika: 7.5.2013 klo: 9-13 Paikka: Micronova, Tietotie 3, Espoo Ilmoittautuminen 30.4. mennessä. Mukaan mahtuu 70 ensiksi ilmoittautunutta. Seminaari on maksuton. Lisätietoja: Eveliina Juntunen, VTT, eveliina.juntunen@vtt.fi; Eino Tetri, Aalto-yliopisto, eino.tetri@aalto.fi Ohjelma 9:00 Seminaarin avaus, Liisa Halonen, Aalto Yliopisto 9:05 AthLEDics käyttäjälähtöinen energiatehokas LED valaistus, Eveliina Juntunen, VTT & Eino Tetri, Aalto Yliopisto 9:30 Valaistus ja ympäristön elvyttävyys, Heli Nikunen, Aalto Yliopisto 9:50 Lighting connected! - Älykkyys tulevaisuuden valaistusratkaisuissa, Vesa Pentikäinen, VTT. 10:10 Uutta valoa Tekesin terveiset alalle, Angelica Roschier, Tekes 10:30 12:00 tauko, näyttelyyn tutustuminen 12:00 Paneelikeskustelu lisäarvoa valosta, puheenjohtaja Juhani Sandström, Hki, rakennusvirasto - Heli Nikunen, Aalto yliopisto - Vesa Pentikäinen, VTT - Annukka Larsen, Jyväskylän kaupunki - Olli Markkanen, Helsingin energia - Henrika Pihlajaniemi, Arkkitehdit m3 Oy / Oulun yliopisto 13:00 tilaisuus päättyy

Käyttäjälähtöinen ledivalaistus AthLEDics AthLEDics-hankkeessa suunnitellaan, toteutetaan ja testataan ledivalaistusta yrityslähtöisten pilottien avulla. Projektissa selvitetään käyttäjien tarpeita ja demoasennuksilla tutkitaan, miten käyttäjät kokevat ledivalaistuksen. Ledit tulevat olemaan markkinoiden energiatehokkain valonlähde jo aivan lähivuosina, mutta niiden lopullinen läpilyönti ja sen kautta saavutettavat energiansäästöt ja valaistuksen ympäristökuormituksen väheneminen ovat riippuvaisia siitä, miten hyvin valaisimet vastaavat käyttäjien tarpeisiin. Projektin tutkimusosapuolet ovat: Aalto-yliopiston Sähkötekniikan korkeakoulu, VTT Optiset laitteet ja mittausratkaisut sekä Aalto-yliopiston Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu AthLEDics patnerit Aalto-yliopisto VTT Tekes Helvar Oy Ab Helsingin kaupungin rakennusvirasto Jyväskylän kaupunki Alppilux Oy Ensto Finalnd Oy Oy MTG-Meltron Ltd Senaatti-kiinteistöt YIT Kiinteistötekniikka Oy Enerpoint Oy Hella Lighting Finland Oy Herrmans Oy Ab Lumichip Oy Oplatek Oy Oy Sabik Ab Valopaa Oy

TERVETULOA! More than Light Lisäarvoa valosta 7.5.2013

AthLEDics Käyttäjän tarpeisiin vastaava energiatehokas ledivalaistus More than Light Lisäarvoa valosta 7.5.2013 http://lightinglab.fi/athledics/

AthLEDics- Käyttäjän tarpeisiin vastaava energiatehokas ledivalaistus Tavoite Projektin tavoitteena oli kehittää käyttäjän tarpeisiin vastaava energiatehokas ledivalaistus. Projektissa kerättiin käyttäjäpalautetta ledivalaistuksesta erilaisissa käyttökohteissa ja palautteen perusteella suunniteltiin ja toteutettiin uutta teknologiaa hyödyntäviä ledivalaisimia sisä- ja ulkokäyttöön. Lediteknologian avulla valaistuksen laatua, säädettävyyttä ja energiatehokkuutta voidaan parantaa sisä- ja ulkovalaistuksessa http://lightinglab.fi/athledics

AthLEDics - Käyttäjän tarpeisiin vastaava energiatehokas ledivalaistus Tarve Ledien käytön yleistymistä valaistuksessa rajoittaa valaisimen kalliin ostohinnan lisäksi käyttäjien negatiiviset kokemukset ledivalosta. Tällaisia ongelmia ovat esim. häikäisy ja valon väri. Ratkaisu Projekti kehittää ledivalaistusta tavoitteenaan energiatehokas ja laadukas ledivalaistus, joka vastaa käyttäjien tarpeisiin ja jonka käyttäjät hyväksyvät. Hyödyt Lediteknologian avulla valaistuksen laatua, säädettävyyttä ja energiatehokkuutta voidaan parantaa sisä- ja ulkovalaistuksessa. Hyötyjät Projektin osapuolet voivat hyödyntää tietoa kehitettäessä lediteknologiaan perustuvia valaisimia ja niiden osia, ohjausjärjestelmiä ja valaistusasennuksia. Ympäristösyistä energian kulutuksen vähentäminen hyödynnetään yhteiskunnallisesti.

AthLEDics partnerit Tekes Aalto-yliopisto VTT Helvar Oy Helsingin kaupunki, Rakennusvirasto Jyväskylän kaupunki Alppilux Ensto Finland Oy MTG-Meltron Ltd Senaatti-kiinteistöt YIT Enerpoint Oy Hella Lighting Finland Oy Herrmans Oy Ab Lumichip Oy Oplatek Oy Oy Sabik Ab Valopaa Oy

Ohjelma More than Light Lisäarvoa valosta 9:00 Seminaarin avaus, Liisa Halonen, Aalto-yliopisto 9:05 AthLEDics käyttäjälähtöinen energiatehokas LED valaistus, Eveliina Juntunen, VTT & Eino Tetri, Aalto-yliopisto 9:30 Valaistus ja ympäristön elvyttävyys, Heli Nikunen, Aaltoyliopisto 9:50 Lighting connected! - Älykkyys tulevaisuuden valaistusratkaisuissa, Vesa Pentikäinen, VTT. 10:10 Uutta valoa Tekesin terveiset alalle, Angelica Roschier, Tekes 10:30 12:00 tauko, näyttelyyn tutustuminen

More than Light Lisäarvoa valosta 12:00 Paneelikeskustelu lisäarvoa valosta, puheenjohtaja Juhani Sandström, Hki, rakennusvirasto - Heli Nikunen, Aalto-yliopisto - Vesa Pentikäinen, VTT - Annukka Larsen, Jyväskylän kaupunki - Olli Markkanen, Helsingin energia - Henrika Pihlajaniemi, Arkkitehdit m3 Oy / Oulun yliopisto 13:00 tilaisuus päättyy

AthLEDics käyttäjälähtöinen energiatehokas LED valaistus Eveliina Juntunen VTT, Eino Tetri Aalto

Sisältö 1. Sisävalaistus 2. Ulkovalaistus 3. Tulevaisuuden näkymiä

AthLEDics sisävalaistus Tutkimuksen päätavoitteet: Selvittää käyttäjien kokemuksia LED valaistuksesta toimisto ympäristössä. Toimistorakennus, Savon voima, Kuopio Ideoida ja kehittää uusia valaistustapoja ja valaisimia.

Valon määrä ja laatu Kysely 4/2011, vastauksia 53 kpl Valaistusvoimakkuus työskentelyalueella oli 500-700 lx. Tämä oli vastaajien mukaan riittävä valaistustaso. Värintoisto koettiin hyväksi ja esineiden värit näyttivät luonnollisilta. Valaisimen värintoistoindeksi oli noin 75.

Valon väri Valaisimien värilämpötila oli noin 4300 K. Tämä aiheutti ristiriitaisia tunteita. 60 % mielestä valon väri on miellyttävä (vaihtoehdot 5, 6 ja 7) ja vastakkaista mieltä oli 28 % vastaajista (vaihtoehdot 1, 2 ja 3).

Käyttäjät tottuvat valaistukseen Kysely toistettiin 2 vuoden kuluttua (1/2013, vastauksia 42 kpl). Yleisesti kaikkiin kysymyksiin vastattiin positiivisemmin. Kysely 4/2011 1/2013 Kouluarvosana 7,8 8,3 Kiitettävä 42 % 60 %

AthLEDics ulkovalaistus Tutkimuksen päätavoitteet: Selvittää käyttäjien kokemuksia katuvalaistuksesta, ja hyödyntää kerätty tieto pilot-valaisimen suunnittelussa. Malminkartanon ulkoilualue, Helsinki. Energiatehokkuuden kasvattaminen LED teknologiaa ja sensorointia hyödyntävän älykkään ohjauksen avulla. Valaistuksen ohjaus ja jatkuva tiedonkeruu hyödyntäen langatonta kommunikointia.

AthLEDics StreetLight Toteutus (valovirta, väri, valokeila) perustuen Malminkartanolta kerättyyn tietoon. Valaisimeen integroitu sensoreita (lux, PIR), joita hyödynnetään valaistuksen aktiivisessa ohjauksessa. Sensori ja mittaustietoa kerätään jatkuvasti tutkimusta varten. Valaisimia hallinnoidaan etänä, langattomasti nettipohjaisen käyttöliittymän kautta. Ohjaustavat: Normaali (ei ohjausta) Vakiovalotaso Käyttäjämääriin mukautuva Kerätty data: Energian kulutus Valaistustaso Lämpötila Jalankulkijoiden määrä

StreetLight suoritusarvot Luminaire Power Power factor Lumin. flux Efficacy Color temp. CRI W lm lm/w K Ra LED1_4K 38,4 0,92 2951 76,8 4219 67,9 LED1_3K 38,5 0,92 2066 53,6 2961 84,3 LED2_4K 33,8 0,94 2653 78,5 3975 69 SP2K 66,4 0,93 3571 53,8 1879 22,7 MM3K 63,9 0,93 3770 59 3304 71,5 AthL 30,5 0,9 2936 96 4613 82,3 18 44 % parantunut energiatehokkuus (lm/w) verrattuna kaupalliseen teknologiaan (2011). Yli 50 % valon säätö ilman hyötysuhteen menettämistä.

Käyttäjämääriin mukautuminen Valaistustaso nousee normaalille tasolle kun jalankulkija havaittu. P = average (5 days) 32 W P = average (5 days) 19 W Standard use mode Presence detection mode Kun tiellä ei kulkijoita valaistus himmennetty (viive 5 min) 20 21 22 23 24 01 02 03 04 05 06 07 Time 40% pienempi sähköteho käyttäjämääriin mukauttamalla.

Vakiovalotaso: Lumen vaikutus Lumisateen jälkeen teho tipahtaa ~ 33 W 18 W Power [W] Light reflected from the road [lx] Snowfall [mm/h] Valotaso 4 lux 20 22 24 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 02 04 06 08 Time 45% pienempi sähköteho lumen vaikutuksesta Säädata (http://ilmatieteenlaitos.fi/avoin-data)

Vakiovalotaso: Luonnonvalon vaikutus Tehonkulutus laskee luonnonvalon lisääntymisen ansiosta. Valotaso 4 lux Power [W] Light reflected from the road [lx] Aurinko alkaa nousta 04 04.30 05 05.30 06 06.30 Time 62% pienempi sähköteho aamun sarastaessa (30 minuuttia)

Käyttäjäkysely 10/2011 vastauksia 46 kpl, Ei lunta 2/2013 vastauksia 23 kpl, Yhtenäinen lumipeite

Valoa on riittävästi 10/2011 2/2013

Valon väri on miellyttävä 10/2011 2/2013

Valaistus ei häikäise 10/2011 2/2013

Piennar on riittävästi valaistu 10/2011 2/2013

Kouluarvosana 10/2011 2/2013 Vastaajia 23 kpl 10/2011 Arvosana 2/2013 Arvosana Valaisin 10 4 Keskiarvo Valaisin 10 4 Keskiarvo AthLEDics 3 0 8,2 LED1_4K 2 1 7,2 LED1_4K 2 0 7,7 LED1_3K 3 7,5 LED1_3K LED2_4K 1 7,7 LED2_4K 3 0 8,0 MM3K 7 8,0 MM3K 3 0 8,0 SP2K 2 4 7,3 SP2K

Uudenlaista dynamiikkaa Idleply A concept for the future of OLED lighting http://moa.aalto.fi/2012/fi/maisterit/henrik-amberla/ AthLEDics DownLight sähköisesti säädettävä valokeila

Tulevaisuuden valaistus

Tulevaisuuden valaistus

Tulevaisuuden valaistus

Tulevaisuuden valaistus

Tulevaisuuden valaistus

Kiitos!

Restoration Positive effect of visual contact on: Mood (Ulrich, 1979 and 1981) Physiological states (Parsons et al., 1998) Health (Ulrich, 1984) Recovery of Attentional Fatigue (Berto, 2005; Hartig et al. 2003) Psychophysiological stress recovery theory and Attention restoration theory Nature Urban Valaistusyksikkö

Attention Restoration Theory Long and intense concentration is essential in modern society Mental Fatigue (Kaplan & Kaplan, 1989) Irritation Difficulty in concentration Increased propensity of outbursts of anger and violence (Kuo & Sullivan, 2001) Valaistusyksikkö

Perceived restorativeness Perceived potential to be restored Fascination, Being Away, Extent, Compatibility Scored with perceived restorativeness scale, PRS Valaistusyksikkö

What do Kaplan s say about the restorative potential of light? Light as a source of fascination Valaistusyksikkö

What do Kaplan s say about the restorative potential of light? Light as a source of mystery Valaistusyksikkö

What could be suggested? Light connoting the presence of nature e.g. light reflected from the water or light scattering through the leaves is restorative Valaistusyksikkö

Fear of crime research lighting and greenery Appletons prospect refuge theory: to see without being seen (but humans seem to have special relationship with light/fire) Greenery provides concealment and evokes fear Less fear is experienced in greener neighbourhoods Valaistusyksikkö

Preference research in urban nightscapes and lighting? Focus has been in fear Positive side needs attention Valaistusyksikkö

Valaistusyksikkö

Light focuses attention Appletons prospect refuge theory: to see without Valaistusyksikkö

Light focuses attention Appletons prospect refuge theory: to see without Valaistusyksikkö

Valaistusyksikkö Light focuses attention

Simulations evaluated with PRS Urban vs. Natural Preference and fear variables were included Valaistusyksikkö

Results 4,5 4 3,5 3 Focus of light in greenery increases PRS and preference and decreases fear 2,5 2 1,5 PRS Pref. Fear 1 0,5 0 Natural 1 Urban 1 Natural 2 Urban 2 Natural 3 Urban 3 Valaistusyksikkö

On site experiments Both quantitative and qualitative data Photometric data served as a reference Valaistusyksikkö

On site experiments PRS may be connected with the perception of Pleasant colour quality (warmness) Appropriate brightness (many too bright comments) Pleasant and safe lighting NOTE CONTEXT: time of day, season, function What is natural artificial light? Valaistusyksikkö

On site experiments/ free descriptions BRIGHT neg. BRIGHT pos. DIM pos. DIM neg. DARK Descriptions Pointless (2) Unusual Unnatural Artificial White (2) Blue Cold (3) Pale Harsh (3) Glary Grim Good Pleasant Safe Calm Cosy Traditional Soft (2) Atmospheric Blurred Unpleasant Bleak

On site experiments/ free descriptions Feeling of safety (unfamiliar areas) (familiar areas) 1950 s neighbourhood Park Functions Surroundings of service centre Kids to play Bicycling Calming down Daytime Night time and dark season TOO BRIGHT BRIGHT DIM DARK

Brighness and colour in relation to function?????? Valaistusyksikkö

Valaistusyksikkö

Thank You! Contact: heli@vhn.fi Peer reviewed publications: NIKUNEN, H. & KORPELA, K.M. (2009). Restorative Lighting Environments - Does the Focus of Light Have an Effect on Restorative Experiences? Journal of Light and Visual Environment, 33, 37-45. NIKUNEN, H. & KORPELA, K.M. (2012). The effect of scene contents and focus of light on perceived restorativeness, fear, and preference in nightscapes. Journal of Environmental Planning and Management, 55, 453-468. NIKUNEN, H., PUOLAKKA, M., RANTAKALLIO, A., KORPELA, K. & HALONEN, L. Perceived restorativeness and walkway lighting in near home environments. Accepted for publication in Lighting Research and Technology. NIKUNEN, H., PUOLAKKA, M., RANTAKALLIO, A., KORPELA, K. & HALONEN, L. Lighting promoting safety and creating a sense of pleasantness in suburban environments after dark. Accepted for publication in Journal of Lighting Engineering. Valaistusyksikkö

Lighting connected Athledics Research Seminar, Helsinki 7.5.2013 Vesa Pentikäinen, Team Leader Dr. Janne Aikio, Principal Scientist VTT Technical Research Centre of Finland

15/01/2014 2

15/01/2014 3 Smart Lighting enhancing people s living and work More than light Energy efficiency & comfort Guiding with light Connecting people and places Well-being with light Automatisation Task based optimal lighting Energy saving solutions

15/01/2014 4 More Than Light Well-being with light Circadian rythm control, Refreshment and relaxation Health / Well-being Guiding with light Active lighting for orientation Intelligent control Connecting people and places Lighting as a part of social media and communication UI Transferring moods, feelings, and indicating happenings

15/01/2014 5 Energy efficiency & comfort Automatisation Tackle increased complexity: Easy Installation & Configuration Cost efficient maintenance Automatic usage Task based optimal lighting Comfort & energy efficiency via smart scene setting Context / activity recognition Adaptive lighting solutions Energy saving solutions Energy efficiency & comfort via smart scene setting Reliable presence / context detection Energy usage monitoring & control

15/01/2014 6 Presence detection with multiple sensors Energy autonomous sensor platform Sensor fusion test example: 1) One person in a meeting room

15/01/2014 7 Presence detection with multiple sensors Energy autonomous sensor platform Sensor fusion test example: 2) Several persons in a meeting room

15/01/2014 8 Context algorithms for mobile phones

15/01/2014 9 People flow & Activity sensing Activity / task / context sensing opens the road for enhanced comfort & more energy savings Vision: adjust lighting precisely for the tasks First wave with depth sensors People position and flow Postures & gestures Second wave with sensor fusion

15/01/2014 10 3D Sensing in scene interpretation Opportunity: Low cost depth sensors are quickly revolutionizing the computer vision field, but much of the industry is still treating them as novelties, or are having trouble making the leap into 3D sensing from traditional 2D image analysis. Aim: exploiting low cost depth sensors (~100EUR commodity hardware) for environment sensing and understanding together with other sensor modalities. Practical applications and smart/novel use of depth data. 1. Software: methods and tools 2. Algorithms for analyzing the environment 3. Prototypes and demonstrations 4. from commodity hardware to industrial applications

15/01/2014 11 People Tracker Depth sensor enables accurate monitoring of the environment 3D view can extract reliably information, such as presence, location and activities of people VTT has created people tracker and counter that can monitor and analyze people flows and count people Multiple sensors Registered PCs (top view) Generated depth map (top view) Tracks

15/01/2014 12 Tracking & lighting HUEDemo_v01_HD.mp4

15/01/2014 13 Freedom of Design Any shape for light emitting surfaces, solar cells, touch sensors, microfluidic channels etc. with printing Arbitrary shapes, any size, decorative design Flexible, thin and light-weight Various colours, transparency Scalability, customising Organic Photovoltaic for energy harvesting Copyright VTT Organic Light Microfluidic channels Emitting Diodes in product package

15/01/2014 14 Vision of integrating solar cells with interior design features as energy source in room/office environment Copyright VTT

15/01/2014 15 Turn any surface to smart User Interface Wallpapers, construction elements or furniture can become User Interfaces Proximity sensing for wide-area user interfaces Hidden/visible UI elements for every surface - also conformal Thin modular structure for quick installation and configuration IoT compatibility App and cloud connected Capacitive sensors touchless Copyright VTT Resistive sensors Transparency Courtesy FP7 FLEXIBILITY Force sensors robustness

15/01/2014 16 Flexible Signage and lighting Indicators and backlighting elements to be integrated to thin, flexible and conformal end products Interactive packaging and point-of-sale products Gaming and entertainment applications Interactive graphical products such as posters with user interfaces Smart cards and smart labels Consumer electronics and interior design products Flexible OLEDs LED chips on flex Hidden indicator lights Copyright VTT

15/01/2014 17 New Product Concepts: Printable functionalities for truly autonomous, intelligent lighting and signaling systems Light-emitting autonomous road signs Flexible multifunctional road-signs or info panel including light emitting alfa-numeric letters, batteries, RF, PV cell, photodiode and CPUs Reduced installation and maintenance costs Increased power safety and energy autonomy Improved intelligence and communication Courtesy Solari Road-sign vision LED chips on flex Priam consortio Copyright VTT

15/01/2014 18 New Product Concepts: Printable functionalities for truly autonomous, intelligent lighting and signaling systems Autonomous exterior systems: Conformable lighting module for TAILLIGHT including light, Solar cells and batteries Reduced plastic consumption and volume Increased power safety and energy autonomy Improved intelligence and communication by integrated functionalities Safety during parking/driving HMSL High Mounted Stop Lamp RCL Rear Combination Lamp Courtesy Fiat Prototype of HMSL LED chips on flex on Rear Window (FIAT) Copyright VTT Priam consortio

15/01/2014 19 Conclusions Smart lighting analysed Energy efficiency & Comfort More than lighting Sensing & actuation Sensing Context interpretation Smart scene setting Adjustable lighting Sensor fusion: Reliable presence detection Depth sensors: Activity detection Printed intelligence: Design & Cost efficiency Copyright VTT

15/01/2014 20 VTT creates business from technology