Ljusmätning

Belysningen är till för att vi ska se och uppleva. Något som vi aldrig kan mäta med ett ljusinstrument. Därför finns det personer som hävdar att det är meningslöst att mäta belysningen. De har fel. Det finns klara samband mellan belysningen och synprestationen.

Detta gäller i synnerhet detaljseendet. För lite ljus försämrar seendet medan för mycket ljus innebär onödiga kostnader. De rekommendationer som finns för belysning är en avvägning mellan vad som behövs för bra och bekvämt seende samt vad som är ekonomiskt motiverat och grundar sig på forskning och erfarenhet.

En vanlig orsak till ljusmätningar är därför att man vill kontrollera om en anläggning uppfyller kraven på belysningsstyrka i SS-EN 12464-1.

Det finns många kvalitetskrav som vi inte kan mäta. Till dessa hör exempelvis bländning och den trivsel och stimulans som en bra belysning innebär. Ibland finns belysningskraven angivna i specifikationen vid en upphandling. Entreprenören får själv välja lämpliga armaturer och kanske till och med ansvara för belysningens utformning. För att beställaren skall kunna kontrollera att han fått det han beställt behöver belysningen kontrolleras och mätas.

När en belysningsanläggning åldras minskar belysningsstyrkan. Det beror bland annat på ljusnedgång hos ljuskällor och på nedsmutsning. För att kunna avgöra när det är dags att byta ljuskällor och göra rent armaturerna bör man mäta upp belysningsstyrkan när anläggningen är ny och sedan följa ljusminskningen genom regelbundna mätningar. När belysningsstyrkan minskat med 20 - 30 % kan det vara lämpligt att göra rent och eventuellt byta ljuskällor.

Ljusmätningar behövs också när man skall justera in styrsystem för konstantljus.

Vad kan man mäta?
Med en mycket avancerad mätutrustning kan man givetvis mäta upp en stor mängd egenskaper i en anläggning. I de flesta fall nöjer man sig dock med att mäta belysningsstyrkan.

För detta använder man sig av en luxmeter. Den kan också användas för att uppskatta reflektion. Luminanser mäter man med en luminansmeter eller universalfotometer. Med en luminansmeter kan man också mäta kontraster.

Belysning och mätnoggrannhet
Vid all form av mätning strävar man efter att mäta så noggrant som omständigheterna medger. Man brukar tala om tre R: mäta Rätt saker, mäta Riktigt dvs utan fel och att mäta Reproducerbart. Detta gäller givetvis även vid mätning av belysning. Mätning av belysning är ofta behäftad med stora fel. Det är inte ovanligt med mätfel i storleksordningen 20 % eller mer.

Orsakerna till detta är flera. För det första saknas det regler för hur man skall mäta. Olika personer mäter på olika sätt. För det andra kan enkla instrument ge stora mätfel. Sist men inte minst påverkas mätresultatet av slarv och okunskap.

Två faktorer som man definitivt måste ta hänsyn till är dagsljuset och anläggningens drifttillstånd.

Mätfel som beror på dagsljus
När man skall mäta den elektriska belysningen i rummet måste man givetvis eliminera inverkan från dagsljus. Enklast är att mäta på natten eller sent på kvällen när dagsljuset saknas eller är mycket svagt.

Ett annat sätt är att göra två mätningar. Först mäter man med både dagsljus och tänd lampbelysning. Därefter mäter man enbart dagsljuset. Skillnaden mellan dessa båda mätningar utgör lampbelysningen.

Dagsljuset är inte särskilt stabilt. Moln passerar och solen förflyttar sig över himlavalvet. Om dagsljuset ändrar sig mellan de båda mätningarna får man ett mätfel. Är andelen dagsljus stor kan mätfelet bli stort. Vid en differensmätning bör man därför begränsa dagsljuset så mycket som möjligt genom att dra för gardiner, persienner mm.

Drifttillstånd
Med drifttillstånd menas om anläggningen är ny eller om den varit i drift under några år med eller utan underhåll. Om belysningsstyrkan i en lokal skall vara 500 lux och man mäter upp 525 lux så säger mätningen bara att kraven uppfylls vid själva mättillfället. Om anläggningen är ny kan belysningsstyrkan inom bara några månader understiga kravet. Är det däremot en gammal anläggning med eftersatt underhåll kan rengöring och byte av ljuskällor leda till att belysningsstyrkan kanske stiger till 800 lux. I det första fallet är anläggningen underdimensionerad medan den i det andra fallet har en marginal för att klara belysningskravet.

Mätning av belysningsstyrka
Belysningsstyrkan är enklast att mäta. Vid mätningen skiljer man mellan allmänbelysning och arbetsbelysning. För mätningen behöver man en bra luxmeter.

Luxmetern
En luxmeter består av en detektor, elektronik och en display. Det förekommer både visarinstrument och digitala displayer. Digitala displayer är vanligast men man får se upp så att man inte överskattar noggrannheten hos de många siffrorna.

En känslig detalj i luxmetern är detektorn. Den bör vara av kisel som ger stabila detektorer. Enkla och billiga luxmetrar har ofta selencell. De är instabila och måste kalibreras ofta om man vill undvika mätfel. Kvaliteten på detektorn bestämmer i stor utsträckning mätnoggrannheten hos luxmetern. Det är viktigt att mätarens känslighet följer den fastställda spektrala känslighetskurvan V(λ) (se sid 7). Gör den inte det finns det risk för felmätning i dagsljus och ljus från urladdningslampor. En annan orsak till felvisning är att ljus som träff ar detektorn snett, reflekteras istället för att detekteras. Det leder till att instrumentet mäter fel vid snett infallande ljus.

Luxmetrar med selendetektor och instrument som används för viktiga mätningar bör kalibreras varje år. För övriga luxmetrar med detektor av kisel räcker det oftast om man kalibrerar vart femte år. Instrument som man misstänker visar fel skall givetvis kalibreras omgående eller åtminstone jämföras med ett annat instrument.

En kalibrering är inte någon garanti för att instrumentet visar rätt. Normalt kalibrerar man en luxmeter för vinkelrätt infallande glödljus. Kalibreringen tar ingen hänsyn till den spektrala känslighen och snett infallande ljus, om man inte särskilt begär att detta skall kontrolleras. Kalibrering genomförs lämpligen hos tillverkaren eller Sveriges Provnings- och forskningsinstitut.

Mätning av arbetsbelysningen
Arbetsbelysningen är belysningen på själva arbetsytan. Eftersom mätningen skall återspegla arbetssituationen bör eventuella platsbelysningar vara tända. Likså bör arbetstagaren finnas på plats eftersom han kan skugga eller reflektera ljus mot arbetsytan.

Vid mätningen mäter man i ett antal punkter inom arbetsområdet och tar medelvärdet av dessa. Ibland kan det finnas flera arbetsområden vid en arbetsplats. Då skall varje arbetsområde kontrolleras var för sig.

Vid mätning av arbetsbelysningen placeras detektorn på arbetsytan. Arbetar man på en lutande eller vertikal  yta skall detektorn ha samma lutning.

Mätning av allmänbelysning
Allmänbelysningen är den genomsnittliga belysningsstyrkan i ett rum eller arbetslokal. Eventuell platsbelysning skall inte räknas in. Skrivbordlampor och andra arbetslampor skall därför släckas när man mäter. Mätningen går till så att man mäter upp belysningsstyrkan ett antal punkter i rummet och därefter beräknar man medelvärdet för dessa.

Allmänbelysningen brukar hållas jämn. I lokalens mitt bör förhållandet mellan lägsta och högsta värde inte vara sämre än 0,7.

Allmänbelysningen skall mätas horisontellt 0,85 m över golvet. Ett bra sätt att genomföra mätningen på är att montera instrumentet eller detektorn på ett stativ och flytta runt detta till de olika mätpunkterna. När man läser av värdet måste man se till att man inte skuggar eller reflekterar ljus på detektorn.

Antalet mätpunkter och deras placering skall väljas så att de både hamnar under och mellan armaturerna. Det ger det tillförlitligaste resultatet. Antalet mätpunkter kan bestämmas genom att beräkna lokalens rumsindex och sedan läsa av lämpligt antal punkter i tabellen bredvid. Hur rumsindex beräknas beskrivs på sidan 74.

Allmänbelysningen beräknas och mäts i tomma rum. I praktiken måste man oftast mäta i möblerade rum. Mätpunkter som sammanfaller med höga möbler utelämnar man vid beräkningen av medelvärdet.

Vid jämförelsen med rekommenderad allmänbelysning får det uppmätta värdet inte understiga det rekommenderade belysningsstyrkan med mer än 10 %. Omräkning skall också ske till driftvärde vilket bör vara mellan 50 och 80 % av nyvärdet.

Mätning av luminans
Att mäta luminans är svårare än att mäta belysningsstyrka. Vid mätningen använder man en luminansmeter. Den används som en kamera och riktas mot den yta där man skall mäta. Luminansen hos en yta beror på belysningsstyrkan, reflektionen, ljusriktningen och synriktningen. Luminansmätaren måste därför placeras och riktas i synriktningen. Luminansmätningar bör överlåtas till en kunnig ljustekniker.

Mätning för underhåll
För att få underlag för hur och när man skall underhålla en belysningsanläggning, är det lämpligt att med några månaders intervall mäta upp anläggningen i ett antal punkter. När belysningsstyrkan minskat till mellan 50 (smutsig industri) och 70 % (kontor, skolor, butiker och renare tillvekning) av nyvärdet brukar det vara ekonomiskt att göra rent och byta lampor.

Man börjar med att mäta upp anläggningen när den är ny. Mät i ett flertal punkter och gör ett utförligt protokoll. Upprepa sedan mätningen varje kvartal eller halvår. Det är viktigt att välja flera punkter. Om exempelvis en ljuskälla skulle gå sönder och man bara har mätt under denna så blir hela mätserien spolierad.

Mätning av reflektion
Vid beräkning av belysningsstyrka använder man sig av rumsytornas reflektionsfaktor. De kan vara svåra att uppskatta. Med en luxmeter kan man göra en enkel skattning av reflektionen.

Förutsättningen är givetvis att ytorna redan finns och att de är någorlunda jämnt belysta. De skall också reflektera ljuset diffust.

Börja med att mäta belysningsstyrkan i en punkt på väggen. Mät sedan belysningsstyrkan från väggen på 30 - 50 cm avstånd. Förhållandet mellan reflekterad och infallade belysningsstyrka ger en indikation på väggens reflektion.