Måling og simulering af LED skærm Tagtækkervej 8

Transkript

1 Måling og simulering af LED skærm Tagtækkervej 8 Rapport R307B3 Udarbejdet af: Dennis Dan Corell, Anders Thorseth, Carsten Dam Hansen. Tilhørsforhold DTU Fotonik, Institut for fotonik, Danmarks Tekniske universitet I perioden Kort introduktion Denne rapport beskriver resultaterne for de målinger der er blevet foretaget på en del af den LED skærm som Odense kommune overvejer at installere på en bygningsgavl nær Rosengårdcenteret i Odense. På baggrund af disse målinger er der blevet fortaget simuleringer af det lys som LED skærmen vil udsende omkring Rosengårdcenteret og hvor meget det vil påvirke de omkring liggende beboelser. Test Laboratoriet DOLL Quality lab DTU Fotonik Risø campus, Bygning 128 Frederiksborgvej 399, 4000 Roskilde Test og simuleringer udført af Telefon: Mail: Hjemmeside: Vejledt og godkendt af ddco@fotonik.dtu.dk DTU Fotonik er et institut på Danmarks Tekniske Universitet. DTU Fototik fokusere på forskning, innovation og uddannelse indenfor for området af lys, eksempelvis LED belysning, optiske systemer og ny lys teknologi og optisk kommunikation. DOLL er et fotonik GreenLab under Energistyrelsens GreenLab ordning til fremme af storskala testfaciliteter til demonstration af nye energiteknologier. DOLL er dedikeret til test og karakterisering af lyskilder, lamper og lysarmaturer. DOLL yder en upartisk dokumentation af test resultaterne i henhold til internationale standarder for konventionel og ny lysteknologi. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 1/8

2 Indholdsfortegnelse Kort introduktion... 1 Indholdsfortegnelse Indledning Konklusion Måleresultater Simulering Bilag 1 Måle rapport Indledning En LED reklameskærm der er 800 mm bred og 800 mm høj er blevet testet. Denne skærm er en del af det skærm array der er blevet ansøgt om at blive sat op på den østvendte gavl på Tagtækkervej 8. Skærmen, har fået DTU IDnr L31490, og er blevet testet ved to indstillinger, en indstilling hvor den røde, grønne og blå kanal på LEDerne er sat til 100 %, og en indstilling hvor de er sat til 5 %. En model af Rosenborgcenteret og omegn er blevet bygget op, i modellen er en stor skærm med en brede på 7200 mm og en højde på 9600 mm blevet sat ind på den østvendte gavl på Tagtækkervej 8, storskærmen er baseret på målingen af den del skærm der er blevet testet. Simuleringer er blevet kørt på denne model hvor lyset fra skærmen der rammer i omegnen af Rosengårdcenteret er blevet beregnet. 2 Konklusion Ud fra den opbyggede model er der blevet beregnet illuminanser i zone 2 og 4, det er blevet vist at for 5 % indstillingen lever skærmen op til specifikationen på maksimalt 0.5 lux, der er angivet på Figur 4. Luminansen for zone 1 er blevet beregnet ved den værst tænkelige vinkel at betragte skærmen fra, det er set at luminansen er under specifikationen på 200 cd/m 2 ved 5 % indstillingen for skærmen, luminansen vil være lavere for førere af biler der kører på Munkerisvej. Når der drejer sig om udendørs belysning, anvender man som regel en max grænse for lysforurening på 10 lux på lodrette husfacader om dagen og 2 lux om aftenen (j.f. standard EN 12193:2007 (E)). I denne sag er lysforureningen på kun 0.3 lux ved 5% indstillingen og 7.2 lux ved 100 % indstillingen, så det anses usandsynligt, at naboer vil være generet af lyset såfremt skærmen køres maksimalt 5% indstillingen om aftenen. Andre bemærkninger: Af målingen af lysfordelingen fra skærmen bemærkes det at den maksimale intensitet er lidt over vandret. Over halvdelen af lyset fra skærmen vil bliver sendt op i luften. Et forslag ville være at vinkle skærmen på en måde således at den maksimale intensitet fra skærmen var lidt under vandret og så eventuelt skrue ned for intensiteten for at leve op til specifikationerne. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 2/8

3 3 Måleresultater Skærmens lysfordeling ved de to indstillinger er blevet målt, et billede af opstillingen anvendt til testen kan ses på Figur 1. Skærmens målte lysfordeling, som er ens for de to indstillinger, kan ses på Figur 2. Figur 1 Billede af LED skærmen i DTU Fotoniks goniophotometer. Figur 2 3D illustration af målt lysfordeling af skærmen, set fra siden og toppen. En kort oversigt over hovedresultaterne for målingerne kan ses i Tabel 1 herunder. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 3/8

4 Tabel 1 Nøgle resultater for de to indstillinger Indstilling 5 % 100 % Effekt forbrug [W] *) Total lysstrøm [lm] Max intensitet [cd] *) Note, dette effektforbrug er inklusiv styringen for skærmen, det må at kun et enkelt styrings system vil skulle anvendes til at styre det samlede system af skærme, derved vil effektforbruget for den enkelte skærm angiveligvis være mindre end her antages at skulle bruges til at styre det samlede system af skærme. En mere dybdegående målerapport for skærmen kan ses i Bilag 1. 4 Simulering Den målte lysfordeling fra skærmen er blevet anvendt i en simulering af hvordan lyset fra skærmen vil påvirke de omkringliggende områder fra tagtækkervej 8. En 3D model af området er blevet bygget op som består af tagtækkervej 8, rosengårdcenteret samt de omkringliggende beboelses områder, et billede af modellen kan ses på Figur 3. Figur 3 3D Model af tagtækkervej 8 og omegn. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 4/8

5 Modellen er i simuleringen blevet inddelt i 3 zoner, der er blevet defineret af Expromo, se Figur 4. Zone 1 som består af rosengårdcenteret og den omkringliggende parkeringsplads. Zone 2 som er beboelsesområdet på den anden side af Munkerisvej imod nord og endelig zone 4, beboelsesområdet på den anden side af Ørbækvej imod øst. Det blev vurderet at der ikke var nogen beboelse i Zone 3 på Figur 4 og illuminanser i dette område er ikke blevet simuleret. Der er i simuleringen blevet placeret beregningsoverflader på ende gavle og husfacaderne i Zone 2 og på husfacaderne i Zone 4. Simuleringen er blevet udført i programmet DIALux Evo (v 6.2). Der er blevet opsat følgende forudsætninger og antagelser for simuleringen: Træer og beplantning og andre genstande er ikke taget med i simulering Der er ikke taget højde for eventuelle refleksioner fra glas og vinduer. Bygningernes placering, grundplan og individuelle afstande er skitseret ved brug af google maps. Højden af bygningerne i beboelsesområderne er antaget at være 7 m. Beregningsfladerne har samme højde som bygningerne. Højden på Rosengårdscenterets er givet af Odense kommune og opgivet til 9.5 m i grundhøjde, hvor det højeste punkt er 12.5 m. Skærmene er i simuleringen opsat i et net på 9 x 12, opbygget af identiske skærme af 800 mm x 800 mm størrelse (I alt 108 skærme og 7200 mm x 9600 mm). Bunden af den samlede skærm sidder i en højde af 15 meter. Skærmen er roteret 5 grader over imod Rosengårdcenteret. Der er lavet simuleringer for både 5 % og 100 % indstillinger på skærmene. Figur 4 Zone inddeling Tagtækkervej 8 og omegn. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 5/8

6 Billeder af simuleringen ved af modelen fra forskellige synsvinkler kan ses på Figur 5, her ses det at størstedelen af lyset fra skærmen rammer Rosengårdcenteret og de første huse i zone 2. Resultaterne for simuleringen ved 5 % indstillingen kan ses i Tabel 2, i tabellen ses minimum, maksimum og middel illuminanser for de forskellige beregningsflader for zone 2 og 4. Det ses at for denne indstilling af skærmene vil de leve op til de specifikationer fra Figur 4. Tabel 2 Illuminans [lux] for de forskellige zoner, indstilling 5 %. Zone Minimum illuminans Maksimum illuminans Middel illuminans [lux] [lux] [lux] Zone 2 Facader Zone 2 Ende gavl Zone 4 Facader Resultaterne for 100 % indstillingen kan ses i Tabel 3. Det ses, at ved denne indstilling vil skærmen ikke leve op til de specifikationer der er defineret, men at skærmen er relativt tæt på at leve op til dem ved zone 4. Tabel 3 Illuminans [lux] for de forskellige zoner, indstilling 100 %. Zone Minimum illuminans Maksimum illuminans Middel illuminans [lux] [lux] [lux] Zone 2 Facader Zone 2 Ende gavl Zone 4 Facader Rapport R307B3 for måling M32147 Side 6/8

7 Figur 5 Billeder af modelen, inklusiv simuleringen. Farveskalaen for resultaterne for simuleringen beskriver illuminansen der rammer overfladerne, hvor den orange farve er ca. 1 lux. Luminans beregninger for zone 1 er lavet ud fra en worst case betragtning om at der kommer mest lys fra skærmen vinkelret på skærmen i det vandrette plan. Der er blevet lavet luminans beregninger fra positioner på jorden i flere afstande fra skærmen, hvor der er taget højde for at skærmens synlige størrelse ændres alt efter hvilken vinkel skærmen ses fra. Resultatet kan ses på Figur 6, det ses at ved 5 % indstillingen vil skærmen leve op til specifikationerne på maksimalt 200 cd/m 2, idet den maksimale luminans her er ca. 170 cd/m 2. Luminansen vil være lavere for førere af biler der kører på Munkerisvej i retning mod skærmen. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 7/8

8 Figur 6 Beregnet luminans som funktion af vandret afstand fra skærmen, svarer til person der står på jorden og kikker op mod skærmen. Beregning for de to indstillinger 5 % til venstre og 100 % højre. Rapport R307B3 for måling M32147 Side 8/8

9 Bilag 1 Light Measurement Report Light Source ID L31490 Measurement ID M32146 Report ID R307B3 Client Odense Kommune Contact Christian Morsø Lysemose Description Reklame skærm. 800 x 800 mm 100 % Dimensions Luminaire L: 800 mm, W: 800 mm, H: 100 mm Luminous area L: 800 mm, W: 800 mm Device tested Test done by Approved by Dennis Corell. Research Engineer Carsten Dam-Hansen, Senior Scientist Light Source Picture About DTU Fotonik DTU Fotonik is an institute on the Technical University of Denmark, with the research focus on photonics, from the UV, to the visiable and the far into the infrared. About 190 researchers are employed at DTU Fotonik, including 55 PHD students. About DOLL DOLL is a national GreenLab, commissioned by the Danish Department of Energy and governed by the Technical University of Denmark (DTU). DOLL is dedicated to test and characterization of photonic components, light sources, lamps and luminaires. DOLL provides impartial documentation for test results in accordance with International and European Standards for conventional- and Solid State Lighting. Test done by: Test approved by: Dennis Corell. Research Engineer Carsten Dam-Hansen, Senior Scientist Technical University of Denmark Frederiksborgvej 399, building Roskilde, Denmark Tlf aaaa 1/4

10 Report ID: R307B3 Lightsource ID L31490 Measurement ID: M32146 Measurement Results Electrical Power [W] 40.7 Power Factor [-] 0.62 Luminous Flux [lm] 156 Beam Angle [deg] **) - Luminous Efficiency [lm/w] 3.8 Minimum stablization time [min] - *) *) see page 4 about stabilization. **) see page 4 about beam angle. LID diagram Measurement Resolution The measurements was done with the following ϕ and θ resolution: Phi (ϕ) [º] Δϕ: 2.5 [º] Theta (θ) [º] Δθ: 2.5 [º] The Phi angles moves around the light source in the horizontal plane The Theta angles moves around the lightsource in the vertical plane LID Files: Eulumdat file name L31490_M32047_ _ROTY-90GR.LDT IES file name - O:\FTNK\Public\RESOURCE-EDI\Laboratory\Measurements\ L31490 Odense Kommune M32046\Report draft\report Diagrams O:\FTNK\Public\RESOURCE-EDI\Laboratory\Measurements\ L31490 Odense Kommune M32046\Camera Images Technical University of Denmark Frederiksborgvej 399, building Roskilde, Denmark Tlf aaaa 2/4

11 Report ID: R307B3 Lightsource ID: L31490 Measurement ID: M32146 Orientation of C-planes Alignment of lamp: The lamp is alligned in such a way that the center of the illuminating area of the lamp is in the center of the goniophotometer. The first axis of the luminaire follows the polar axis of the goniophotometer. This axis goes through the photometric center of the luminaire and is perpendicular the the light emitting area of the lamp. For interior lighting the lamp is alligned in such a way that the third axis for the luminaire is the "longest" dimensions of the lamp. Technical University of Denmark Frederiksborgvej 399, building Roskilde, Denmark Tlf aaaa 3/4

12 Report ID: R307B3 Lightsource ID: L31490 Measurement ID: M32146 Operation condition Operation Voltage 230V AC Ambient temp [ºC] 25.1 Seasoning None Operation position Upward in a fixed position in center of the goniophotometer Equipment used Equipment Goniophotometer RiGo-801 Near field goniophotometer, Type C Lens and Filter Power supply Power analyzer VL filter on camera with 4.2 mm lens Total flux from photometer measurement (± 5%) Elgar CW1251P (±0.1 % on applied voltage) Yokogawa - WT3000 Test Method Test Method S 025/E:2015 Test Method for LED Lamps, LED Luminaires and LED Modules About the test method This CIE standard provides a method to fullfil the requirements needed in order to perform reproducible photometric and colorimetric measurements on LED Lamps, LED modules and LED luminaires. *) About the stabilization The light source is considered stable if it have been operated for at least 30 minuttes and the relative difference between the minimum and maximum reading of the luminous flux and input power is less than 0.5% over a time window of 15 minutes. The minimum stabilization time given in this report is from when the logging of data started i.e. the light source may have been pre-heating before the logging was started. **) About beam angle The beam angle is found taking the mean to all the half angles for every c-plane for the light source. The half angle of a c-plane is defined as where the intensity is 50% of the maximum for that c-plane. The maximum intensity of the light source is found using the mechanical axis of the light source. Goniometer measurement equipment Calibration date TechnoTeam RiGO Reference light source: Riva B6000 E V 100W TT LN Yokogawa - WT This report has been digitally signed using the official digital signature system in Denmark ( The root certificate of this system is TRUST2408 OCES Primary CA. It may only be reproduced in full. Seperate parts of this report may only be reproduced with the written consent of DTU Fotonik Technical University of Denmark Frederiksborgvej 399, building Roskilde, Denmark Tlf aaaa 4/4