Teknik

Närvarostyrd gång- & cykelvägsbelysning

Del 1: Teori & bakgrund

Henrik Gidlund, projektledare underhåll på Trafikverket, berättar i 2 artiklar om närvarostyrning på gång- och cykelväg. Första delen handlar om teori och bakgrund. I nästa tittar han närmare på ett par projekt som nyligen genomförts.

Vill du fortsätta läsa?

Denna artikel är låst för prenumeranter. Genom att bli prenumerant kan du läsa samtliga artiklar från det senaste numret på nätet och får tillgång till ett växande arkiv av tidningens rika material.

Bli prenumerant

Negativa konsekvenser av belysning

För att bygga ett klimatsmartare samhälle behöver sättet vi transporterar oss på förändras. Förbättrade möjligheter att gå, cykla och åka kollektivt är en del av strategin och utomhusbelysning har en tydlig roll i att göra dessa alternativ mer attraktiva att använda. I Sverige är det extra tydligt eftersom det i princip är mörkt halva året när man ska ta sig till och från arbete, bostad, handel och rekreation.

Väg- och cykelvägsbelysningen har idag fler uppgifter. Förutom att förbättra trafiksäkerheten är den ett verktyg för att påverka användningen av vägarna och höja attraktionen hos miljösmarta alternativ. Till exempel kan det vara enklare att släppa iväg sonen eller dottern på cykel istället för att ta bilen och skjutsa om cykelvägen till skolan eller idrottshallen är bra belyst. En välskött och belyst cykelbana gör det lättare att cykelpendla även under vår och höst. En överblickbar och inbjudande bussterminal, även när mörkret fallit, gör att man kan tänka sig att vänta in bussen istället för att ringa efter skjuts eller taxi hem. Belysning av bussbytesplatsen gör att man vågar ställa bilen på infartsparkeringen och istället ta bussen sista biten in till samhället. Belysningen stöder användandet och gör platsen attraktivare.

Samtidigt riskerar ett överutnyttjande av belysning motverka de positiva effekterna genom ökad energiförbrukning och andra negativa effekter på miljön. Trafikverket och kommuner runt om i Sverige bygger nya cykelvägar för fullt och många av dessa får ny belysning utan att någon närmare konsekvensanalys gjorts. I en ambition att göra vackra och attraktiva anläggningar byggs det ibland lösningar som blir både dyra och svårskötta och utan hänsyn till arbetsmiljön för den som ska sköta anläggningen eller åtgärdstider vid fel.

Belysningens funktion

Olika miljöer har olika krav på hur belysningen ska fungera. För gång- och cykelvägar är belysningens uppgift att skapa en trygg och tillgänglig miljö. I det ingår att människor ska kunna orientera sig, se och förstå omgivningen och vägens utsträckning, att upptäcka hål, kanter och hinder på gångytan samt att se och bedöma avsikt på de mötande. Nödvändig ljusnivå blir utöver en basnivå framförallt beroende av mängden omgivningsljus och bländning från biltrafik, cykel och andra störande ljuskällor. På pendelstråk för cykel där höga hastigheter förväntas kan belysning bli extra viktig som olycksförebyggande åtgärd så att cyklister kan upptäcka hinder och svårigheter på längre avstånd än vad cykelbelysningen visar.

Negativa konsekvenser av belysning

Att bygga och driva belysning kostar pengar. För stat och kommun innebär det att medel för belysning tas från samma budget som är avsedd för andra viktiga eller viktigare ändamål som renhållning, snöröjning, vägunderhåll, städning och skötsel av andra väganläggningar men i förlängningen även vård, skola och omsorg.

För Trafikverkets del kan beslut om belysning vid nybyggnation av cykelväg innebära att budgeten för regionen räcker till mindre mängd åtgärder det året. Väljer man att belysa 4 km cykelväg mellan ort X till Y innebär det att 1 km cykelväg på ort Z skjuts på framtiden. Med begränsad budget gäller det att prioritera vilka åtgärder som ger bäst effekt. I många fall kanske den samhällsekonomiska nyttan är större för en extra kilometer med obelyst cykelväg kontra att lägga till belysning för 4 km.

Den största miljöpåverkan för en belysningsanläggning är den energi som förbrukas under drift, för en äldre konventionell stod energi för i storleksordningen 90%, men med energieffektivare teknik och bättre optik kommer faktorer som tillverkning och transport få större betydelse. ”Väg- och cykelvägsbelysning ger ljusföroreningar. Speciellt vid vått väglag där vägbanan fungerar som en spegel.”

Väg- och cykelvägsbelysning ger ljusföroreningar. Speciellt vid vått väglag där vägbanan fungerar som en spegel och skickar en stor del av ljuset upp mot himlen. Det är den effekten (sky glow) man ser om man i mörker på avstånd tittar mot ett samhälle med gatubelysning. Även om armaturen inte ger ljus över horisontalplanet kommer ljuset som träffar vägbanan reflekteras upp igen. Det reflekterade ljuset skymmer natthimlen och gör stjärnor och planeter svårare att se.

En annan variant av ljusföroreningar är oönskat ströljus. Det kan vara störande ljus in i sovrummet eller vardagsrummet från dåligt avskärmade ljuskällor. Eller att ljuset förvanskar information, utseende och karaktär av en byggnad eller en plats.

Djur och naturliv kan störas av belysning genom störd dygnsrytm, förändrat beteende, brist på eller överflöd av bytesdjur, störande eller missledande vid förflyttningar. Olika arter påverkas på olika sätt och av olika våglängder i ljuset.

Närvarostyrning av belysning

Att styra belysningen efter närvaro eller rörelse är inte något nytt, men ändå inte så vanligt förekommande utomhus ännu. En av huvudorsakerna är att äldre typer av ljuskällor för utomhusbelysning var svåra att ljusreglera då de behövde tid för att svalna innan de gick att tända igen. Därför har inte marknaden funnits på samma sätt som för inomhus. Tack vare att urladdningslamporna nu kan utrustas med elektroniska driftdon och att LED-teknik kommit finns det nu möjligheter att styra ljuset på ett enkelt sätt.

Idag är det inte några konstigheter på inomhussidan, det finns armaturer med inbyggda rörelsesensorer som även kan kommunicera trådlöst och tända upp andra armaturer i omgivningen. Kostnaden är bara marginellt högre än för en armatur utan styrning. Driftsättningen är enkel utan krångliga konfigureringar eller programmeringar. Flera företag har idag olika produkter även för närvarostyrning i gatu- och parkmiljö, men systemen är fortfarande relativt dyra, komplicerade och kräver avancerade styrsystem. Oftast är systemet varumärkesspecifikt och låser in kunden mot en leverantör.

Planering av belysning för gång och cykelväg

Offentlig utomhusbelysning är ofta en kompromiss mellan funktion och kostnad. Man kan se det som en storskalig service till invånarna, och något som ska fungera med minimalt underhåll. För separata cykelvägar har en utformning med 4 – 6 m höga belysningsstolpar placerade på en sida av cykelvägen visat sig vara ett bra sätt att lösa situationen. Ofta används samma optiker och armaturer som för vägbelysning, men med lägre effekt. Traditionellt har ca 5 gånger höjden använts som stolpavstånd, men med nya högeffektiva LED-armaturer har det blivit möjligt att dra isär stolparna upp till 6 – 7 gånger höjden och begränsa ljuset till enbart själva cykelbanan. Här behöver man se upp vid planeringen, överoptimerad optik kan ge kraftig bländning som gör att omgivningen känns mörkare och ger upplevelsen av att gå i en ljustunnel. I mer parklika situationer eller inom bostadsområden är det vanligt med mer rundstrålande optik, lägre höjd och tätare stolpavstånd. Designen av armatur och stolpe blir också viktigare. ”Tack vare att urladdningslamporna nu kan utrustas med elektroniska driftdon och att LEDteknik kommit finns det nu möjligheter att styra ljuset på ett enkelt sätt.”

För att hitta rätt styrka på belysningen kan man göra en belysningsberäkning baserad på VGUs (europanormens) P-klass. För separata GC-vägar utan mycket omgivningsljus räcker det med 5 lux i medelbelysningsstyrka. Med mer omgivningsljus och bländning från till exempel biltrafik är det lämpligt att öka belysningsstyrkan till 7,5 eller 10 lux. Kom ihåg att belysningsberäkningen är på en ideal situation och egentligen bara ger en första hjälp med maximalt stolpavstånd och nödvändigt ljusflöde på armaturen. Sen behöver placeringen anpassas till verklig situation med lutningar, kurvor och hinder samt övergångar mellan ljusare och mörkare miljöer.

Närvarostyrning på gång- och cykelväg

När tidningen Mitti Kungsholmen i Stockholm, för några år sedan rapporterade att Trafikkontoret planerade att använda Kungsholms strandväg som teststräcka för närvarostyrd parkvägsbelysning fick tidningen och kontoret många oroliga insändare som undrade vad som skulle hända med tryggheten. Projektet som var ett samarbete mellan Trafikkontoret, projektledningsföretaget Sustainable Innovations, styrleverantören Tritec och armaturleverantören Fagerhult och finansierades till viss del av Energimyndigheten, hade i syfte att testa om det gick att närvarostyra belysningen utan att påverka trygghetsupplevelsen negativt. Parkstolparna på sträckan försågs med nya LED-armaturer, rörelsedetektor, radiokommunikation och styrelektronik. Efter omfattande programmering togs flera olika styrscenarier fram. Studenter från KTH hjälpte till att genomföra intervjuer med användare av sträckan och materialet sammanställdes och analyserades i ett utmärkt examensarbete.

Slutsatsen var att det gick att nästan halvera energiförbrukningen genom 50 procents nerdimmning och närvarostyrning, utan att användarens upplevelse påverkades negativ. Hur var det möjligt? Lösningen låg i att användarna inte upplevde att anläggningen var dimmad. Styrningen gjorde att användarna rörde sig i en bubbla av ljus. Detektorerna tände inte stolpen de satt på utan dimmade långsamt upp belysningen tre stolpar, och ca 60 meter framåt. I praktiken styrde varje detektor 3 stolpar både framför och bakåt från den stolpe som detektorn satt på.

Samma princip fungerar även med cykeltrafiken – trots en högre hastighet. Kungsholms strandväg är en flitigt använd gång- och cykelväg och en del av ett pendelcykelstråk mellan Solna och centrala Stockholm. Samtidigt visade studien att den inte användes speciellt mycket under tiden mellan kl. 23 och 05 och samma mönster finns troligtvis för de flesta belysta cykelvägar i Sverige.

Trafikverket har tillsammans med Trafikkontoret i Stockholm jobbat vidare med principen för närvarostyrning. Man har tillsammans tagit fram en kravspecifikation som kan användas för upphandling av närvarostyrning i totalentreprenader eller val av produkter vid generalentreprenader:

Kravspecifikation

När närvaro detekteras vid GC-vägen skickas tändsignal till enheter inom en radie av minst 100 m och max 500 m. Efter 1 minut utan närvaro eller tändsignal återgår styrenhet till grundsteg. Grundsteg är dimmad till 20 % ljus. Tändsteg är 100 % ljus.

Plug and play, produkten ska vara enkel att driftsätta och ersätta, vid utbyte, för installatör. Inget överordnat styrsystem ska finnas. Styrenheterna ska kunna levereras förprogrammerade med rätt funktion även vid enstaka utbyte. Kommunikation mellan enheter ska vara trådlös med minst 100 m räckvidd vid sämsta förhållande.

Enhet styr en armatur via 1-10V eller DALI, dimmning från 20 % ljus till 100 % ljus och omvänt. Förändring ska ske gradvis (mjuk rampning) över 4s.

Från 3,5 – 4 m höjd detektera människor i rörelse på GC-vägen (gående och cyklister) inom temperaturområdet -30 till +30.

Styrenheten ska ha en diskret formgivning som gör att enheten uppmärksammas så lite som möjligt. Enheten ska ha ett enkelt montage med max 1 st håltagning i stolpe. Normalmontering 3,5 – 4,5 m upp på parkstolpe med 60 mm i diameter. Enheten ska klara ett spann på stolpdiameter från 46 mm till 92 mm. Ej för inbyggnad i armatur, ska vara en separat enhet med styrkabel ner till stolpcentral.

Ingående komponenter skyddas av 6 A gängsäkring. Styrenhet ska ha låg egenförbrukning, max 2W. Enheten kommer vara spänningslös under dagtid, när spänningen slås på ska den starta så att armaturen går upp på fullt ljus under 15 minuter.

Produkten ska klara 100 000 timmars drifttid (25 år vid 4 000 timmar/år).

Logga in

Glömt lösenordet?

Skapa användare