Shutterstock

"Under de nordlige himmelstrøg går solen ikke så brat ned. Vi har lange overgange med glødende solnedgange og solopgange. Vi har skumringen og den blå time. Vi er fra naturens side vænnet til utrolig mange nuancer i lyset." 

- Tor Nørretranders, forfatter.

DTU Fotonik

Forsøgsopstillingen med frugt (og kage) og et color checker chart viser, hvor forskelligt to lyskilder gengiver farver, selvom lyset har den samme score på Ra-indekset. Begge har et Ra-indeks på 95. I boksen til venstre er lyskilden et koldt hvidt lys med en farvetemperatur på 5.747 kelvin, mens lyskilden i den højre boks er varmt hvidt lys med en farvetemperatur på ca. 2.631 kelvin.

Koldt LED-lys truer nordisk hygge

fredag 26 maj 17

Kontakt

Carsten Dam-Hansen
Seniorforsker
DTU Fotonik
46 77 45 13

Kontakt

Anders Thorseth
Projektleder
DTU Fotonik
46 77 45 47

Ra er udtryk for farvegengivelse

Ra-indekset udtrykker, hvor godt lyset er i stand til at gengive farver. Dagslys har et Ra-indeks på 100, for dagslys gengiver farver helt korrekt. Jo lavere Ra-værdien er, jo dårligere er lyset til at gengive farver. En glødepære og en halogenpære kommer tæt på med en Ra-værdi på 99. Allerede nede ved Ra 80 har det menneskelige øje sværere ved at skelne farver fra hinanden.

Kilde: Bogen 'LYS' af Tor Nørretranders og Oiafur Eliasson

Eksperter tester lyset

DOLL Quality Lab er DTU’s højteknologiske laboratorium med avanceret udstyr, der sætter forskerne i stand til at teste lyskilders kvalitet. Laboratoriet udfører præcise og uvildige lystekniske målinger fra dag til dag og har et omfattende samarbejde med danske lysproducenter. På DOLL Quality Lab kan man bl.a. måle:

  • Hvor meget lys der udsendes
  • I hvilken retning lyset udsendes
  • En lyskildes energiforbrug og effektivitet
  • Lysets farvegengivelse (CIE Ra-indeks eller IES Rf- og Rg-indeks)
  • Lysets farvetemperatur
  • Flimmer (lysets tidslige variation).

Læs mere om laboratoriet på kortlink.dk/qevr

Skandinaviens forkærlighed for det varme lys står til at tabe i den internationale udvikling af LED-lys. Forbrugerne bør råbe op, mener forfatteren Tor Nørretranders.

Ni (ja, ni!) bøger udkom der om dansk hygge på det britiske bogmarked i 2016. Det skrev engelske The Guardian i efteråret 2016, da avisen selv dækkede begrebet hygge i en længere artikel. Danskernes hygge blev observeret, indkredset og beskrevet som værende alt fra uldsokker, en god flaske vin, bacon og konfekt til fællesskab og stearinlys. Vi løfter måske øjenbrynene over sammensætningen, men netop med stearinlyset har englænderne fat i noget, mener forfatteren Tor Nørretranders.

Han udgav i 2015 sammen med kunstneren OIafur Eliasson bogen ’Lys!’, hvor han udforsker og beskriver forskellige lyskilders egenskaber – fra stearinlyset og glødepæren over lysstofrør og sparepærer til den seneste teknologi, LED-lyset.

”Stearinlys skaber øjeblikkelig hygge. Det spiller en stor rolle i den danske, ja i hele den nordiske kultur. For stearinlyset har de egenskaber, vi skandinaver godt kan lide ved lys: Det er varmt, det er levende og kaster skygger og skaber variation. Og så kan det ligesom sollyset og glødepæren gengive omgivelsernes mange farvenuancer,” siger Tor Nørretranders.

Nanet Mathiasen er forsker ved Statens Byggeforskningsinstitut, hvor hun har skrevet en ph.d.-afhandling om det nordiske lys i dansk arkitektur. I sin udforskning af Nordens lys har hun gennemført adskillige lysmålinger. Hun fremlagde nogle hovedpointer fra sin afhandling på DTU Fotoniks konference ’Nordic Light Quality – international standards’ i november 2016:

”De blå, kølige toner er en stor del af dagslyset i Skandinavien. Det naturlige dagslys på vores breddegrader er ofte ret koldt. Men indendørs foretrækker skandinaverne det varme lys. Måske hænger det sammen med, at vi befinder os i et køligt klima, hvor vi har brug for varmen,” lød det fra Nanet Mathiasen.

Lysstofrør er okay i syden

Tor Nørretranders mener også, at vi skal ud i naturen for at finde Skandinaviens forkærlighed for det gode lys og samtidig også forklaringen på, at folk fra sydlige himmelstrøg har andre præferencer:

”Hvis du har prøvet at være tæt på ækvator, så har du oplevet, hvor kort overgangen er mellem dag og nat. Det ene øjeblik er det dag, og det næste er det nat. Under de nordlige himmelstrøg går solen ikke så brat ned. Vi har lange overgange med glødende solnedgange og solopgange. Vi har skumringen og den blå time. Vi er fra naturens side vænnet til utrolig mange nuancer i lyset. I syden har de nok et forhold til sollyset som til en lampe: Enten er den tændt eller slukket. Derfor har de det fint med et lysstofrør i stueloftet. Desuden er det ikke så mange timer, det skal være tændt, mens vi i Norden har flere måneder om året, hvor vi mest har mørke. Derfor er kvaliteten af det elektriske lys afgørende for os,” forklarer Tor Nørretranders.

Disse forskellige præferencer for lys var ikke noget problem i glødepærens æra. Men den er som bekendt slut. Og nu skramler danskerne rundt for at finde en lysløsning, der ikke kun skal give os det varme lys, men også den gode farvegengivelse, hvor vi ser omgivelsernes naturlige farver. Det kan være en udfordring.

For det varme lys og den gode farvegengivelse er netop egenskaber, som er svære at genfinde i sparepærer, lysstofrør og mange LED-pærer. Og noget tyder på, at det kan blive endnu sværere for os. LED-lys er den nyeste belysningsteknologi, som i disse år vinder stærkt frem på hele kloden, især båret frem af, at den er ekstremt energieffektiv. Både industri, myndigheder og forbrugere er enige om, at det er en god idé at bruge mindre strøm på belysning. Udviklingen og produktionen af LED-lys sker særligt i udlandet, hvor der er andre behov for belysning end i Skandinavien. Det betyder, at dét, vi i Norden opfatter som god belysning, risikerer at blive overset.

Desværre koster skandinavernes ønsker til lyset lidt mere i strømforbrug, og det går mod den generelle udvikling af LED-belysning: ”Den generelle holdning blandt producenter og myndigheder i forskellige lande er, at udviklingen skal gøre LED-lys så energieffektivt som muligt. Hvis det bliver det eneste, der styrer udviklingen, kan vi risikere, at vi hovedsageligt ender med LED-lys, som giver et koldt hvidt lys, der blænder, og som ikke altid har en optimal farvegengivelse. Det harmonerer dårligt med vores nordiske lyskultur,” forklarer seniorforsker Carsten Dam-Hansen fra DTU Fotonik, der også er medlem af Det Internationale Energiagenturs 4E Solid State Lighting Annex, der samler eksperter med viden om LED, som forsøger at præge udviklingen af teknologien.

Stadig store strømbesparelser

Teknologisk er der intet til hinder for at få LED-lys, der lever op til Nordens idéer om godt lys. Selvom det koster mere i strøm, er vi dog stadig milevidt fra at bruge lige så meget strøm, som dengang vi havde glødepæren:

”På nuværende tidspunkt giver det mest energieffektive LED-lys en strømbesparelse på en faktor 10 i forhold til glødepæren. Dvs. at vi kun bruger en tiendedel strøm for at få den samme lysmængde fra en sådan LED som fra en glødepære. Når LED-lyset derimod indrettes efter de nordiske ønsker, så bliver besparelsen på en faktor 8. Det er naturligvis en mindre besparelse, men der er altså stadig tale om en kæmpe besparelse i strømforbrug i forhold til glødepæren,” siger Carsten Dam-Hansen.

Tor Nørretranders opfordrer forbrugerne til at råbe op og stille krav til industrien om at lave godt LED-lys:

”LED-pærer har meget lang levetid. Den LED-pære, du køber, når du får dit første barn, sidder stadig i lampen, når barnet flytter hjemmefra. Lyset påvirker vores livskvalitet, men fordi vi har været vant til glødepæren, har vi ikke skullet tænke over lysets kvalitet. Det er vi nødt til nu. Det gælder vores livskvalitet. Og hvis vi er mange, der stiller krav, så kan vi få producenterne til at holde op med at sende deres skrammel-lys ud på markedet,” lyder opfordringen fra Tor Nørretranders.

Vi har travlt, for udviklingen går stærkt i disse år, fortæller Peter Bennich, der er LED-ekspert hos den svenske Energimyndigheten samt formand for Det Internationale Energiagenturs 4E Solid State Lighting Annex. Han forklarer:

”LED-udviklingen må ikke fejle, som det skete med sparepæren, hvor vi fik en energieffektiv løsning, men som ingen mennesker kunne lide. Vi må sikre en sund teknologiudvikling, så vi opnår det lys, mennesker har brug for og kan lide. Kvaliteten af LED-lyset skal være i orden. Jeg vurderer, at de næste fem år bliver afgørende for, om vi får udviklet LED-teknologien i den rigtige retning,” siger Peter Bennich.

 

DTU Fotonik

LED-lys skal beskrives på en ny måde

Ra-indeks er et tal, der beskriver lysets kvalitet. Men metoden stammer fra glødepærens og lysstofrørets æra, og det spænder ben for at udnytte LED-teknologiens muligheder. Der er brug for helt nye måder at beskrive lys på, mener to forskere fra DTU Fotonik.

Lysets kvalitet bliver bl.a. opfattet som dets evne til at gengive farver. Farvegengivelsen er gennem årtier blevet udtrykt ved at udregne lysets såkaldte Ra-indeks. Det er baseret på glødepærens lys, der gengiver farverne naturtro, og hidtil har der hersket enighed om, at glødepæren (og dagslyset) er det mest optimale lys overhovedet. Glødepærens Ra-score er derfor tæt på den højest mulige, nemlig 100. Et lysstofrør gengiver typisk farverne dårligere, og rørets Ra-værdi ligger derfor lavere.

"Tal er ikke løsningen. Det er simpelthen for fattigt."
Anders Thorseth, projektleder, fotonik

Ra-indekset er baseret på lysets evne til at gengive otte udvalgte pastelfarver. Med LED-teknologiens fremkomst er der startet en verdensomspændende diskussion af Ra-indeksets berettigelse. For med LED er det teknologisk muligt at designe det hvide lys, så det f.eks. fremhæver røde farver mere. Eller blå og grønne. Men hvis gengivelsen af de otte udvalgte pastelfarver ikke er god, så ville et sådant LED-lys få en lav score på Ra-indekset.

På DTU Fotonik arbejder seniorforsker Carsten Dam-Hansen og projektleder Anders Thorseth med måling af lys og har et omfattende samarbejde med LED-producenter, som skal have hjælp til at professionelle lysmålinger i laboratorierne.

”Med LED-teknologien er det blevet muligt at ’snyde’ Ra-indekset. Dvs. at man kan have to slags LED-lys, der gengiver farverne vidt forskelligt, men som har ens score på Ra-indekset. Omvendt kan du have LED-lyskilder, som har forskellige Ra-indeks, men hvor farvegengivelserne er tæt på at være ens,” forklarer forskerne.

Et tal er ikke nok

Industri og forskere måler, beregner og diskuterer – og nogle har endda udviklet forslag til nye målemetoder, som skal erstatte Ra-indekset. Men hele grundpræmissen om, at et tal kan udtrykke noget så komplekst som lysets kvalitet, er forkert, mener de to lysforskere:

”Oplevelsen af lysets kvalitet er meget subjektiv. Samtidig afhænger oplevelsen også af, hvad du skal bruge lyset til. Skal du sove, vågne, lave et kirurgisk indgreb eller spise middag? Vi må finde en ny måde at beskrive lyset på. For med LED-teknologien har vi fået utrolig mange muligheder for at indrette os med lys på helt nye måder. Ra-indekset udelukker disse muligheder, hvis lyset f.eks. skal have minimum 95 i Ra-værdi. Det er en misforståelse at tro, at vi hjælper forbrugerne, hvis vi stiller strenge krav til industrien om udelukkende at levere LED-lys med en meget høj minimumscore på Ra-indekset,” siger Carsten Dam-Hansen.

Anders Thorseth supplerer:

”Tal er ikke løsningen. Det er simpelthen for fattigt. Min vision er, at vi begynder at italesætte lyset på en ny måde. Vi kunne starte med at sætte ord på, som har en reference, som forbrugerne forstår her i Norden, f.eks. den blå time, skumring eller efterår.” Forskerne vil ikke gøre sig til dommere over, hvad der er godt eller dårligt lys. Det skal heller ikke overlades til industrien, mener de to forskere:

”Tre amerikanske forskningsstudier af folks præferencer for lys har uafhængigt af hinanden vist, at folk faktisk foretrækker det hvide lys, som fremhæver røde farvetoner bedre, end glødepæren gjorde. Dvs. at industrien i årevis har forsøgt at imitere glødepæren, mens noget tyder på, at mennesket foretrækker noget helt andet,” forklarer Carsten Dam-Hansen, der håber, at han kan udføre et lignende studie i Danmark for at afdække, om danskerne har de samme præferencer som amerikanerne. For de to forskere mener, at det hverken er industrien eller forskerne, der skal bestemme, hvad det gode lys er. Det skal forbrugerne.

”Vi skal lyse for mennesker. Vi kan regne alt muligt ud og måle alt muligt, men hvis ikke mennesket er med i ligningen, kan vi smide det hele ud,” siger Anders Thorseth.

De to diagrammer viser spektralfordelingen af lyskilderne i de to demobokse. I det øverste diagram ses det kolde hvide lys, hvor de blå farvetoner er dominerende. I det nederste diagram ses spektralfordelingen i det varme hvide lys. Det er tydeligt, at de røde farvetonerer dominerende.

Kilde: DTU Fotonik/Carsten Dam-Hansen