Hur identifieras bästa ljuskvalitet?
Staffan Annell har även tidigare beskrivit den möjlighet som nu finns att omge oss med ljuskvaliteter på en nivå vi tidigare inte har haft möjlighet till med annan elektrisk ljusalstring än LED. Här följer lite fördjupande tankar och information.
Efter en onekligen väl tidig, lansering av LED under tidigare 00-tal, pratar vi idag inte enbart om energi- och underhållsbesparingar när vi diskuterar LED utan också om den markanta förbättring av ljuskvaliteter som är möjlig.
Från lanseringen av LED då ljuskvaliteten som bekant var högst ojämn och ofta kall och glåmig, så har utvecklingen nu gett oss helt andra möjligheter. Inte bara ytterligare energi- och underhållsbesparande utan också ett urval ljuskaraktärer på högsta kvalitetsnivå.
Även om det ännu är skillnad i effektivitet (lm/W) (en välkonstruerad LED-armatur för allmänljus med standard 3000K och Ra 80 kan prestera nära 200 lm/W), så har skillnaden till en betydligt bättre ljuskvalitet minskat och vi kan idag hitta armaturer med excellent ljuskvalitet med en effektivitet över 100 lm/W. Detta är i sig betydligt mer energieffektivt än någon annan ljuskälla, i en inomhusarmatur, tidigare har varit.
Men eftersom en ljuskällas eller LED-armaturs i särklass största negativa miljöpåverkan är när den lyser – är i drift – så är det klokt och medvetet att välja dessa bästa men något mindre energieffektiva ljuskvaliteter till mer frekventa och primära vistelsemiljöer. Där vi skall trivas, fungera och prestera optimalt. Det finns ofta också mer sekundära ytor, som bara passeras eller där vi vistas bara kortare stunder, där bästa energieffektivitet ändå bör prioriteras.
Hur identifieras då en bästa ljuskvalitet?
Ra-värde (Rendering average) är en vanlig men trubbig vägledning som dels bara anger en avvikelse gentemot referenskulörerna (TCS, alltid med referensvärde 100), utan att säga något om hur eller vilka kulörer avvikelsen avser, dels är de åtta grundläggande TCS-testfärgerna dämpade jordfärger med måttlig relevans för en inredd miljö.
Dock finns parallellt ett utökad Ra-index med 14 kulörer varav flera av de tillkommande är mer relevanta, typisk är den klarröda TCS- 09 som oftast refereras till som R9. Detta utökade Ra-index skall egentligen benämnas Re men är det sällan, bra att ta reda på om ett angivet Ra är baserat på 8 eller 14 testkulörer.
Denna form av diagram finns ofta att se eller att få tag på och ger en tydligare uppfattning om styrkor och svagheter i en färgåtergivning än bara en angivelse som t ex här för en LED 3000K med Ra 83 (8 testfärger) men som med 14 färger blir Re 78:
Ra-index går aldrig över 100 så om en kulör i relation till referensen återges bättre så innebär detta ändå en avvikelse och ger ”avdrag” likaväl som om kulören återges sämre. Detta liksom att man (utan diagrammet) inte vet vilken kulör som avvikelser avser, och att det inte heller finns någon relation till mättnad eller klarhet i en kulörs återgivning gör att det alternativa, relativa nya index TM-30-20 (ursprungligen TM-30-15), oftast benämnt bara TM30, får anses som en betydligt mer användbar redovisning, som också praktiseras och refereras till allt oftare:
TM30 består av 99 testfärger (med referensvärdet 100) och blir redan då mer relevant än Ra. Dessutom anger TM30 tre olika värden: Rf, för ”Rendering fidelity” vilket motsvarar Ra/Re med värdeskalan upp till max Rf 100. Rg, står för ”Rendering gamut” och anger hur mättad en kulör återges i relation till referensen. Här i en skala upp till 140, vilket innebär att även ”positiva” avvikelser redovisas.
Med dessa två angivelser har vi redan mer information än med Ra men ändå framgår inte var och vilka kulörer som avviker, så TM30,s tredje parameter är en spektral vektorgrafik, ett cirkeldiagram, som redovisar ljusets nyanser, mättnad och inbördes betoning och en relation till den cirkelrunda, perifera ”ideallinjen”. Samma redovisning som ovan med Ra 83/Re 78 ser då ut så här enligt TM30: Rf 84, Rg 96 + vektordiagram:
Men ytterligare en parameter, eller för all del också en metod att förstå ljusets karaktär och avgöra dess kvalitet, är att bedöma ljuskällans eller LED-armaturens spektrala profil eller spektrala energiinnehåll, ofta redovisad som SPD (Spectral Power Distribution). Ett sådant kan berätta mycket.
Vi vet att syngrundande våglängdsområde är cirka 400 – 750 nanometer (nm). Men det finns stora skillnader i hur denna syngrundande ljusenergi är fördelad mellan olika typer av ljus. Ett SPD ger oss ledtrådar.
Om vi vet att dagsljuset innehåller alla spektrets färger, ungefär jämnt fördelade, om än dess SPD egentligen kan variera ganska kraftigt mellan plats, årstid, väder och tid på dygnet så kan en per definition typisk spektral profil (6000K, Ra 100) se ut ungefär så här, med våglängderna relativt jämnt fördelade:
Medan glödljus (för de som minns det) med cirka 2700K (Ra 100), har denna SPD, vilken i princip gäller även för ett stearinljus (cirka 1800 – 2000K, Ra 100):
Av detta kan man utläsa att dagsljuset, med mer energi inom det blå våglängdsområdet, kommer uppfattas som ”kallare” medan glödljuset, med energidominans inom det röda, kommer att uppfattas som ett ”varmare” ljus.
Vad vi också skulle kunnat ha utläst av detta (om nu inte dagsljus och glödljus båda var referens till testfärgerna i båda index Ra och TM30 och därmed alltid anges till 100) är att dagsljuset har en mycket bra och jämn förmåga att återge i princip alla färger mycket bra medan glödljuset klart premierar varma kulörer, som rött. Kallare kulörer, som blått, återges sämre. I princip speglar en våglängds energiinnehåll dess förmåga att återge motsvarande kulör. Spektrets toppar och dalar.
Grovt kan man säga att ju mer en specifik våglängd är representerad desto bättre återges den korresponderande färgen i klarhet och mättnad och ju jämnare över spektra också nyanser, strukturer.
Hur ser då SPD ut för den ännu så länge vanligaste ljuskällan: Ett T5 (T16) fullfärgslysrör 3000K med angivet Ra 80–83:
Att en ljuskälla med denna ojämna SPD ändå kan ha ett Ra över 80 är ett av flera tecken på Ra-systemets tillkortakommande. Här kan man tolka ut att fokus legat på att få så mycket syngrundande energi som möjligt inom våglängdsområden som ofta redovisas som där ögat är mest mottagligt med målsättningen att få så mycket effektivt ljus som möjligt för så lite energi som möjligt.
TM30 vektorgrafiken för ett motsvarande lysrör avslöjar en annan bild av dess Ra 80:
Paradoxen i detta är att Ra 80 hos ett lysrör kan anses vara sämre än ”samma” Ra 80 hos LED beroende på stora skillnader i deras respektive SPD, det vill säga spektrala innehåll och fördelning. Fördel TM30.
Hur ser då prestanda och SPD ut för vanlig LED Ra >80 kontra mer kvalitativ LED med Ra över eller långt över 90?
Här nedan redovisas några av de ljuskvaliteter som sortimentet hos Annell frekvent erbjuder. För jämförelsens skull alla i varmvitt 3000K men samtliga finns även med alternativa ljusfärger. Angiven energieffektivitet lm/W varierar beroende på typ av armatur men är ett bedömt medeltal:
Standard Ra >80. TM30: Rf 81, Rg 97. 130 lm/W
Standard Ra >90. TM30: Rf 92, Rg 98. 110 lm/W
Spectra (SunLike). Fullspektrumljus. Ra 97 (Re 96). TM30 Rf 96, Rg 102. 70 lm/W
Brilliant Colour. Ra 97 (Re 96). TM30 Rf 95, Rg 104. 75 lm/W
Efficiant White. Ra 94 (Re 93). TM30 Rf 91, Rg 102. 95 lm/W
Efficiant Cool (4000K!). Ra 91 (Re 88). TM30 Rf 90, Rg 100. 105 lm/W
En ytterligare nyttig vägledning av en SPD är att kunna bedöma andel blåenergi (blåpik) så kan man medvetet undvika den typen av ljuskvalitet i miljöer eller omständigheter då man helst bör undvika hormonell extra stimulans för vakenhet.
Men till sist och syvende, den finaste ljuskvalitet till trots, får vi inte tappa bort hur ljuset sedan fördelas. Även den bästa ljuskvalitet upplevs som störande, platt och monoton när skarp och heldiffuserad, utan variation och kontrast. För viktig och riktigt är att ljuset visserligen gör så att vi kan se men det är skuggor och kontraster som gör att vi också kan förstå. Vi ser, fungerar, trivs och presterar bättre i en välbalanserad och kvalitativ ljusmiljö.
/ Staffan Annell, mars 2023
*Huvudbilden till inlägget visar insidan av en ljuslåda där den vänstra delen är belyst med ILO MINI SunLike Ra97 och den högra sidan är belyst med ILO MINI Ra80.
Läs mer här:
Sydkoreanska LED-tillverkaren Seoul Semiconductor är en ledande producent av LED kvalitetsljus. SunLike Spectra går att få i armaturfamiljerna PLAIN, KYRA, ILO och ORA.
Mer om briljant kvalitetsljus, där flera av illustrationerna ovan är hämtade. Spotlights som kan väljas med detta ljus är bland annat LENTY, B.VEO, CANILO, CANILO PLUS
Trilux Light Knowledge
