Mätning av ljus och fysisk aktivitet med bärbara och statiska mätinstrument : Påverkan av fabrikat, mätposition och kontext.

(1)

Mätning av ljus och fysisk aktivitet med

bärbara och statiska mätinstrument

Påverkan av fabrikat, mätposition och kontext.

Measurement of Light and Physical Activity With Portable and Static

Measuring Instruments

Impact of Make, Measurement Position and Context.

HUVUDOMRÅDE: Produktutveckling med inriktning Ljusdesign FÖRFATTARE: Sara Malmstedt och Ebba Palmquist

HANDLEDARE:Myriam Aries EXAMINATOR:Mathias Adamsson JÖNKÖPING 2020 juli

(2)

Postadress:

Besöksadress:

Telefon:

Box 1026

Gjuterigatan 5

036-10 10 00 (vx)

551 11 Jönköping

Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom huvudområdet Produktutveckling med inriktning Ljusdesign. Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat.

Examinator: Mathias Adamsson Handledare: Myriam Aries Omfattning: 15 hp

(3)

i

Abstract

In lighting design, several different variables are measured, such as illuminance. Measuring these values requires different types of measuring instruments, either static measuring instruments or portable measuring instruments. Depending on the make, the same type of measurement can be measured in different ways. A static measuring instrument is usually measured one time at a specific location, while a portable measuring instrument can, for example, measure every minute or every ten minutes for an extended period. With constant research and technological development, the measurement of lighting variables has become more relevant. It is problematic to conduct experiments with a lack of consistent and accurate methods when measuring light. It is important to have the right conditions for a measurement in order for the results to be of good quality.

The purpose of this study is to investigate differences between different static and portable measuring instruments used to describe the exposed illuminance and the physical activity. This is done through a pilot study. The pilot study was conducted using an experimental quantitative method with two participants during one day in four different measurement occasions with six different measuring instruments, the measuring instruments being measured in vertical, horizontal and flexible positions.

The analysis showed that the results largely depended on whether a static or portable measuring instrument was used. The results also showed that depending on what position the measuring instruments measure from, the results vary. Based on the results, the conclusion is that the closer to eye level one can get, the more relevant the results are.

For further research, all the measuring instruments used in the study should be calibrated prior to implementation. For example, it is important to examine the sensitivity of the measuring instruments when measuring indoors and outdoors. More participants, more measurements and more contexts would have been preferable for further research.

Keywords: light, lighting, measure, static instrument, portable instrument, illuminance, physical activity.

(4)

ii

Sammanfattning

Inom ljusdesign mäts ett flertal olika variabler så som till exempel belysningsstyrka. För att mäta dessa värden krävs olika typer av mätinstrument, antingen statiska mätinstrument eller bärbara mätinstrument. Beroende på vilket fabrikat det är kan samma typ av mätning genomföras på olika sätt. Ett statiskt mätinstrument mäter oftast en gång på en bestämd plats medan ett bärbart mätinstrument exempelvis kan mäta varje minut eller var tionde minut under ett tidsintervall. Med en ständig forskning- och teknikutveckling har mätning av belysningens olika variabler kommit att bli mer aktuell. Det är problematiskt att utföra experiment med brist på konsekventa och korrekta metoder vid mätning av ljus. Det är viktigt att ha rätt förutsättningar vid en mätning för att resultaten ska vara av god kvalitet.

Syftet med studien är att undersöka skillnader mellan olika statiska och bärbara mätinstrument som används för att beskriva den exponerande strålningens belysningsstyrka och den fysiska aktivitet som personer bedriver under en viss tidsperiod. Detta görs genom en pilotstudie. Pilotstudien genomfördes med en experimentell kvantitativ metod med två deltagare under en dag med fyra olika mätningstillfällen och sex olika mätinstrument. Mätinstrumenten mätte i vertikalt läge, horisontalt och flexibelt läge.

Analysen visar att det fick stor betydelse för resultaten om det ett statiskt eller bärbart mätinstrument användes. Resultaten visar även att beroende på vilken position mätinstrumenten mäter ifrån så varierar resultaten en del. Slutsatsen som kan dras utifrån resultaten är att desto närmre ögonhöjd man kan mäta från, desto mer rättvis bild ger resultaten.

För vidare forskning bör alla mätinstrumenten som använts i studien vara kalibrerade innan genomförandet. Exempelvis är det viktigt att kontrollera hur stor känslighet mätinstrumenten har vid mätning inomhus och utomhus. Fler deltagare, fler mätningar och fler kontexter hade varit att föredra vid vidare forskning.

Nyckelord: ljus, belysning, mätning, statiska mätinstrument, bärbara mätinstrument, belysningsstyrka, fysisk aktivitet.

(5)

iii

Innehållsförteckning

1. Introduktion ... 1

1.1 BAKGRUND OCH PROBLEMBESKRIVNING ... 1

1.2 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNING ... 2

1.3 OMFATTNING OCH AVGRÄNSNINGAR ... 3

1.4 DISPOSITION ... 3

2 Teoretiskt ramverk ... 3

2.1ICKE-VISUELLA EFFEKTER AV EXPONERING FÖR LJUS OCH MÖRKER. ... 3

2.2MÄTNING AV LJUS OCH BELYSNING ... 3

2.3MÄTNING AV FYSISK AKTIVITET ... 4

2.4STATISKA MÄTINSTRUMENT ... 5

2.5BÄRBARA MÄTINSTRUMENT ... 5

2.6BELYSNINGSKRAV ... 6

3. Metod och genomförande ... 6

3.1METODENS RELEVANS FÖR FRÅGESTÄLLNINGEN ... 7

3.2MÄTINSTRUMENT ... 7

3.2.1 Mätning av belysningsstyrka ... 7

3.2.2 Mätning av fysisk aktivitet... 9

3.3 POSITIONER ... 10

3.4OMGIVNINGARNA ... 11

3.4.1 Miljöer ... 11

3.4.2 Placering av deltagarna i omgivningarna ... 12

3.5GENOMFÖRANDE ... 13

3.5.1 Upplägg av experimentet ... 13

3.5.2 Datainsamling ... 14

3.6DELTAGARE ... 14

3.7METOD VID DATAANALYS ... 14

3.8TROVÄRDIGHET ... 16

4. Resultat och analys... 16

4.1DATA INSAMLAD UNDER EXPERIMENTET SOM GENOMFÖRDES 21 FEBRUARI KL 07.15–11.40. .... 16

4.1.1 Belysningsstyrka ... 16

(6)

iv

4.2ANALYS AV RESULTAT ... 18

4.2.1 Analys av vilket fabrikat/mätinstrument som använts ... 18

4.2.2 Analys utifrån vilken position man mätt ifrån ... 19

4.2.3 Analys av vilken placering man befinner sig på i rummet under mätningstillfället 20 4.2.4 Analys av vilken miljö man befinner sig i under mätningstillfället ... 20

5. Diskussion och slutsatser ... 21

5.1RESULTATDISKUSSION ... 21

5.1.1 Hur påverkas resultaten av vilket fabrikat det är? ... 21

5.1.2 Hur påverkas resultaten av vilken position på kroppen man mäter ifrån? ... 22

5.1.3 Hur påverkas resultaten av vilken placering man befinner sig på i en omgivning? .. 22

5.1.4 Hur påverkas resultatet av vilken ljusmiljö man mäter i (inklusive/exklusive dagsljus)? ... 22

5.2METODDISKUSSION ... 23

5.2.1 Mätinstrumenten vid mätningarna ... 23

5.2.2 Positionerna och placering av mätningarna ... 23

5.2.3 Omgivningarna vid mätningarna ... 24

5.2.4 Deltagarna i pilotstudien ... 24

5.2.5 Dataanalysen ... 24

5.2.6 Trovärdigheten ... 24

5.3SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 24

5.4VIDARE FORSKNING ... 25

Referenser ... 26

(7)

1

1. Introduktion

Inledning

Denna studie utgör ett examensarbete inom Ljusdesign på Jönköpings University. Studien har utförts under december 2019 fram till juni 2020. Examensarbetet är utfört på kandidatnivå och omfattar 15 högskolepoäng. Examensarbetet är en pilotstudie som jämför och utvärderar olika statiska och bärbara mätinstrument. Variabler som mäts och analyseras i studien är belysningsstyrka och fysisk aktivitet. För syftet att mäta och undersöka skillnader mellan statiska och bärbara mätinstrument används variablerna belysningsstyrka och fysik aktivitet.

1.1 Bakgrund och problembeskrivning

Inom belysningsvetenskap och ljusdesign mäts olika variabler som underlag för att skapa ljusmiljöer som är komfortabla och visuellt intressanta för brukaren samtidigt som de är energieffektiva och ekonomiskt hållbara. För att mäta belysningen i en omgivning kan man använda sig av antingen statiska eller bärbara mätinstrument.

Beroende på fabrikat kan mätinstrumentet mäta olika parametrar. Ett statiskt mätinstrument registrerar ljusstrålningen utifrån ett bestämt orörligt läge. Ett bärbart mätinstrument är portabelt och kan mäta i flera olika positioner under ett bestämt tidsintervall. Adamsson, Laike & Morita (2018) har i deras studie jämfört statiska- och bärbara mätinstrument. Studiens syfte var att undersöka korrelationer mellan de två olika mätinstrumentens funktion och dess reliabilitet och validitet. Adamsson et al. (2018) förklarar att statiska mätinstrument ofta används i situationer där man vill mäta ljusförhållandena i en fast miljö som till exempel i ett kontor. Statiska mätinstrument är mest lämpliga att använda i en laborationsmiljö av ljusdesign. Till skillnad från statiska mätinstrument används bärbara mätinstrument för att mäta under naturliga föränderliga situationer i vardagen. Bärbara mätinstrument kan exempelvis bäras på handleden, sättas på klädesplagg eller runt halsen. Bärbara mätinstrument gör det möjligt att mäta under ett flexibelt tillstånd.

De variabler som kan mätas av olika mätinstrument är bland annat belysningsstyrka och en människas fysiska aktivitet. Två positioner som är vanliga att mäta belysningsstyrka från är horisontalt eller vertikalt. Relevant positionering för mätning av belysningsstyrka bestäms utifrån blickriktning och arbetsposition (Ljuskultur 2013). Om blickriktningen främst är riktat nedåt vid exempelvis skrivbordsarbete är horisontal belysningsstyrka relevant att mäta. Vid arbete med datorskärm, white board eller konversation med en annan människa är vertikal belysningsstyrka relevant att mäta (Ljuskultur, 2013).

När det gäller mätning av fysisk aktivitet kan data samlas in genom att mäta hjärtfrekvensregistrering, pulsmätning eller rörelse som görs med hjälp av olika typer av mätinstrument (Hagströmer, Hassmén & Wisén, 2016).

När en mätning utförs krävs det rätt förutsättningar för att data som samlas ska få hög validitet. Lucas et al. (2014) antyder att det är svårt att genomföra experiment med avsaknaden av konsekventa och korrekta metoder när man kvantifierar och mäter ljus. Det stärker betydelsen av att undersöka och analysera mätinstrument som används vid mätningar för att fastställa deras kvalitet. Ett exempel på att undersöka kvaliteten är att jämföra mätinstrument, som alla mäter belysningsstyrka, om de skiljer sig åt från varandra vid insamling av data och dess resultat.

Mätinstrument som mäter exempelvis belysningsstyrka har en sensor som mäter variabeln. Om sensorn skyms kan ej representativt värde samlas in. Objekt som kan skymma sensorn kan exempelvis vara klädesplagg som skymmer sensorn på ett handledsburet bärbart mätinstrument. Det resulterar i att den verkliga mängden belysningsstyrka inte samlas in och mäts vilket resulterar i låg reliabilitet och validitet. Det är även viktigt att motivera positionen som mätningen utförts i för att stärka reliabilitet och validiteten.

(8)

2

Mätning av belysningens olika variabler har blivit mer aktuellt i takt med teknikens och forskningens utveckling. Forskning har visat att ljuset påverkar både människans psykiska och fysiska hälsa. Ljuset reglerar bland annat människans dygnsrytm och hormoner i kroppen. Hormonproduktionen rubbas vid exponering av ljus vid fel tillfälle på dygnet, detta i sin tur påverkar kroppsliga funktioner och dygnsrytmen. Exempel på hormoner som påverkas av ljusexponering är melatonin, serotonin och kortisol (Weaver et al., 1993). År 2002 upptäckte man ögats tredje receptor, ipRGCs (Intrinsicallyphotosensitive Retinal Ganglion cells) känslighet för ljus. Den tredje receptorn i ögat ger information till den biologiska klockan som sedan reglerar olika hormon (Berson, Dunn & Takao, 2002). Boyce poängterar att det är viktigt att man med medvetenhet och försiktighet utformar en belysningslösning då kunskap fortfarande saknas om dess fullständiga påverkan på människan (Boyce, 2016).

Det har utformats standarder vilka definierar bland annat belysningskrav som används i offentliga miljöer, både inomhus och utomhus. Kraven baseras på den kunskap som existerar angående vad som anses vara en optimal belysningsmiljö med hög kvalitet beroende på vilken aktivitet som utförs i miljön. Den svenska standarden SS-EN 12464-1 har krav definierats för offentliga inomhusmiljöer som exempelvis kontor och skola. Kraven som ingår i denna standard är bland annat horisontella och vertikala nivåer av belysningsstyrka beroende på vilken omgivning och aktivitet som utförs (Ljuskultur, 2013).

I takt med ökad kunskap om ljusets påverkan på människans psykiska och fysiska hälsa har intresset ökat att diskutera och designa en miljö som främjar människans komfort och hälsa (Spitchen et al., 2019) samtidigt som belysningen ska vara energieffektiv och ekonomisk. Detta resulterar i en växande marknad av mätinstrument som inriktar sig på att mäta och samla in variabler som är relevanta inom ljus för att främja en komfortabel ljusdesign med hög kvalité.

Detta examensarbete har tagit inspiration från en pågående studie med titeln Utvärdering av metodik för ljusmätning Healthy Homes Fas 2, utförd av Arne Lowden och Gülcin Özturk från Stressforskningsinstitutet på Stockholms Universitet (Arne Lowden 2019, personlig korrespondens). Studiens syfte är att utvärdera en ny mätmetod som kan användas dygnet runt och som säkerställer god hälsa, ljusergonomi, arbetsprestationer och återhämtning. Vid denna studie mäts belysningsstyrka och fysisk aktivitet och därför bygger genomförandet av detta examensarbete på mätning av variablerna belysningsstyrka och fysisk aktivitet.

1.2 Syfte och frågeställning

Syftet för denna studie är att undersöka skillnader mellan olika statiska och bärbara mätinstrument som används för att beskriva den exponerande strålningens belysningsstyrka och den fysiska aktivitet som personer bedriver under en viss tidsperiod. Utifrån studiens syfte har följande frågeställning utformats:

Hur skiljer sig resultatet från olika bärbara och statiska mätinstruments datainsamling av belysningsstyrka och aktivitet? Denna huvudfråga som kommer besvaras med hjälp av fyra delfrågor som presenteras nedan.

 Hur påverkas resultatet av vilket fabrikat som används?

 Hur påverkas resultatet av vilken position på kroppen man mäter från?

 Hur påverkas resultatet av vilken placering man befinner sig på i en omgivning?  Hur påverkas resultatet av vilken ljusmiljö man mäter i (inklusive/exklusive dagsljus)?

(9)

3

1.3 Omfattning och avgränsningar

Variablerna som mäts i denna studie är belysningsstyrka och fysisk aktivitet. Mätningarna kommer ske under dagtid och data till studien kommer samlas in under en dag (2020-02-21). Den totala mättiden som kommer utföras under en mätningsdag är ett resultat av längden på de mätningstillfällen som utformas. Varje mätningstillfälle pågår under 30 - 45 minuter och sammanlagt utförs fyra mätningstillfällen under en mätningsdag. Två deltagare utför studien. Tio mätinstrument används i studien. I studien mäts både förhållanden artificiell belysning och med dagsljus, dock görs inga mätningar utomhus under nattetid. Analysen utgår från numeriska jämförelser av belysningsstyrka och aktivitet samt utvärdering av mätinstrumentens kvalitet när det gäller hur insamling av data utförts.

1.4 Disposition

Rapportens fortsättning börjar med kapitel 2 som innehåller teoretiskt ramverk och beskriver icke-visuella effekter av ljus, mätning av ljus och belysning, mätning av aktivitet, instrument för statiska mätningar, bärbara instrument och belysningskrav. Kapitel 3 beskriver metod och genomförande. Kapitel 4 redovisar resultaten och analysen. Kapitel 5 omfattar resultatdiskussion, metoddiskussion, slutsatser, rekommendationer och vidare forskning. Bilagor är bifogade i rapportens sista del. En av dessa bilagor är en begreppslista som förklarar viktiga begrepp som förekommer i rapporten (Se bilaga 1).

2 Teoretiskt ramverk

2.1 Icke-visuella effekter av exponering för ljus och mörker.

Teorin om Non-image forming system behandlar kroppens påverkan av exponering av ljus. Non-image forming system är kopplat till ipRGC (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells) (Maierova, 2018). Tillskillnad från tappar och stavar som är sinnesceller i människans öga i näthinnas yttre kanter och i gula fläcken och som fungerar som receptorer för ljus och färg, så är ipRGC, även kallad den tredje receptorn, lokaliserad i näthinnans cellager (DiLaura, Houser, Mistrick & Steffy, 2011). I Lighting Handbook förklaras att ipRGC fungerar som självständiga fotoreceptorer i den meningen att de svarar på optisk strålning även när fotoreceptorerna är fysiskt eller kemiskt isolerade från andra nervceller (DiLaura et al., 2011). Dygnsrytm, även känt som den cirkadiska rytmen, är en teori om människans biologiska klocka som omfattar den tid en människa är aktiv, vaken eller sover (Adamsson et al., 2018). SCN (subrachiasmic nucles) är en del av hjärnan i hypotalamus. SCN ansvarar för att kontrollera dygnsrytmen. Information från optisk stålning fångas av näthinnans fotoreceptorer och omvandlas till nervcells-signaler som förmedlas direkt till SCN (DiLaura et al., 2011). DiLaura et al. (2011) beskriver att dygnsrytmen återställs dagligen hos den biologiska klockan, detta i sin tur påverkar en bredd av hjärnområden.

2.2 Mätning av ljus och belysning

Vid mätning av ljus och belysning finns det flera olika egenskaper som kan mätas. I studien mäts variabeln belysningsstyrka men andra exempel på ljusrelaterade variabler är luminans, ljusflöde och ljusstyrka.

Belysningsstyrka avser hur mycket en yta belyses. Denna enhet används som en fotometrisk storhet och mäts i lux, lumen per kvadratmeter (Anell, 2018). När ett ljusflöde träffar en yta får denna yta ett värde av belysningsstyrka, exempelvis 500 lux. Det är mycket vanligt att mäta belysningsstyrka då den svenska standarden innehåller omfattande krav och riktlinjer på belysningsstyrka (SIS 2011). Belysningsstyrka mäts också med ett mätinstrument som oftast är användarvänligt.

(10)

4

Ljusflöde beskriver hur mycket ljus en ljuskälla alternativt en armatur avger. Ljusflöde är det totala ljus som sänds ut över en rymdvinkel. Parametern mäts i lumen och förkortas med lm (Anell, 2018). Ljusflödet är viktigt att veta vid beräkningar för att kunna planera hur många ljuskällor/armaturer som behövs installeras för att uppnå krav på belysningsstyrka.

Ljusstyrka, med enheten candela, innebär hur mycket ljusflöde en armatur avger i en viss rymdvinkel (Anell, 2018).

Luminans är en parameter som säger mycket om ljuset och är oftast en variabel som är intressant att analysera vid ljusberäkningar. Luminans är en fotometrisk storhet som mäts i candela per kvadratmeter. Luminans ger svar på hur mycket ljus som i en viss riktning strålar ut från en viss yta och beskrivs som det ljus som reflekteras till våra ögon. Enheten förkortas med cd/kvm (Anell, 2018).

Sammanfattningsvis hör alla ovanstående variabler samman. Ljusflöde är hur mycket ljus som kommer från ljuskällan. Ljusstyrka är hur mycket ljusflöde som kommer i en viss vinkel. Belysningsstyrka är hur mycket ljus som träffar en viss yta och luminans är hur mycket ljus som reflekteras från en yta tillbaka till vårt öga (Starby, 2014).

2.3 Mätning av fysisk aktivitet

Fysisk aktivitet kan mätas på flera olika sätt. Beroende på vad syftet är vid mätning av någons fysiska aktivitet är det viktigt att rätt mätinstrument används. Exempel på olika sätt att mäta fysisk aktivitet är enkäter, dagböcker, rörelsemätare och hjärtfrekvensregistrering. Enkäter och dagböcker används ofta vid mätning eller utvärdering av fysisk aktivitet vid hälsorelaterade mätningar (Hagströmer et al., 2016).

Rörelsemätning mäts med stegräknare vilket görs med bland annat accelerometrar. En accelerometer har en avancerad mätteknik som mäter acceleration i kroppens rörelser i antingen en, två eller tre riktningar. Accelerationsregistreringarna omvandlas till olika värden med hjälp av en digital funktion (Hagströmer et al., 2016).

Hjärtfrekvensregestrering mäts genom en pulsklocka. Denna typ av mätning har lägre tillförlitlighet vid aktiviteter med låg intensitet. Risken med pulsklocka vid aktivitet med låg intensitet är att tillfällen med hög puls kan inträffa utan att det är tecken på fysisk aktivitet, exempelvis stress eller känslomässiga påfrestningar som resulterar i felaktig avläsning (Hagströmer et al., 2016).

Association of Light Exposure On Physical Activity and Sedentary Time in Young People är en studie vars syfte var att undersöka om ljusexponering kunde vara associerad med fysisk aktivitet och stillasittande uppträdande. Studien utfördes på unga människor bosatta i centrala London. Det bärbara mätinstrumentet som användes i studien var en Actigraph tri-axial accelerometer wGT3X-BT som både samlar in data om fysisk aktivitet och belysningsstyrka. Data samlades in genom en sensor för ljusexponering (belysningsstyrka) och en accelerometer för den fysiska aktiviteten. Resultaten visade att ljusexponering var associerat med fysisk aktivitet som utförts i MVPA (Moderate to vigorous physical activity) vilket är ett sätt att mäta fysisk aktivitet i kontrollerad miljö samt negativt associerat med stillasittande tid hos ungdomar (Aggio, Smith, Fisher & Hamer, 2015).

Vid mätning av belysning och fysisk aktivitet finns det flera olika mätinstrument. Det är viktigt att hitta rätt mätinstrument för rätt typ av mätning så resultaten blir trovärdiga (Lucas et al., 2014).

(11)

5

2.4 Statiska mätinstrument

Statiska mätinstrument innebär vanligtvis manuella mätningar då statiska mätinstrument oftast inte samlar in data på egen hand. Mätning utförs enstaka gånger vid specifika tidpunkter samt på specifika platser som är förutbestämda. Exempel på mätinstrument är spektrometer, luminansmätare och luxmätare.

En spektroradimeter mäter via en sensor energiinnehållet i olika våglängder. Via det kan sedan andra parametrar som exempelvis belysningsstyrka oftast fås. Värdena kan sedan exempelvis presenteras i en tillhörande app (Asensetek, 2018). Statiska mätinstrument som mäter belysningsstyrka är mest lämpliga för att mäta i fasta miljöer då statiska mätinstrument enbart kan mäta på bestämda punkter.

Exempel på en tidigare studie som använt statiska mätinstrument är utförd av Adamsson et al. (2018). Studiens syfte var att jämföra två olika mätmetoder för belysning. En av dessa mätmetoder var statiska mätningar. Oftast används statiska mätinstrument vid utformning och utvärdering av hur mycket ljus/belysning människor utsätts för i olika miljöer. De statiska mätinstrumenten som användes var Hagner Universal Photometer S4 (luxmeter) och Avantes Avaspec- 2048 – SD2 Spektrodiometer. Luxmetern Hagner användes vid mätningarna för bestämda platser i ett antal kontor. En spektrometer användes vid mätning i ögonhöjd, placerat vid skrivbordsområdet. Resultaten för denna studie visade stora skillnader på statiska och bärbara mätinstrument. Diskussionen av studien kretsade kring hur olika de statiska och bärbara mätinstrumenten samlade in data. Statiska mätinstrument mäter utifrån bestämda platser, med bestämda tidpunkter och med bestämda riktningar och det gör att det blir stora resultatskillnader vid en jämförelse med bärbara mätinstrument som automatiskt samlar in data under olika intervall (Adamsson et al., 2018).

2.5 Bärbara mätinstrument

Bärbara mätinstrument används ofta vid undersökning och utvärdering av förhållanden under längre tidsperioder, exempelvis olika typer av experiment. Instrumenten samlar in data under tidsintervaller och beroende på vilket typ av mätinstrument och fabrikat det är ser intervallerna olika ut. Mätinstrumenten kan exempelvis samla in data sekundvis, andra var femte minut och vissa med en bredare intervall på 15 minuter eller mer. Mätinstrument samlar exempelvis in data som visar exponering av dagsljus, belysningsstyrka och fysisk aktivitet (Aggio et al., 2015). Aarts, van Duijnhoven, Aries & Rosemann (2017) studie är ett exempel på en studie som arbetat med bärbara mätinstrument. Syftet med denna studie var att utvärdera olika bärbara mätinstrument. I studien användes flera bärbara mätinstrument som var placerade på olika delar av kroppen för att förstå vilka skillnader det blir i resultaten beror på var mätinstrumentet är placerat. Studien använde sig av sju stycken bärbara mätinstrument dock presenterades inte alla typer av mätinstrument som används då detta inte skulle påverka studiens syfte. Mätinstrumenten som användes mätte bland annat belysningsstyrka i ögonhöjd, hängandes runt halsen samt på handleden. Beroende på var mätinstrumentet är placerat, hur ljuskänsliga mätinstrumenten är, hur långa mätningsperioderna är och hur mycket ett bärbart mätinstrument kostar kommer resultaten att skiljas åt. Dyrare mätinstrument är exempelvis oftast av bättre kvalitet och med välutvecklade funktioner samt ett mer avancerat program för dataanalys. Resultaten i studien visade stora skillnader beroende på var mätinstrumentet var placerat. Exempelvis visade resultaten att handledsburna mätinstrument ska användas med stor försiktighet då de hade en felaktighet på 27%. Mätinstrument placerade i ögonhöjd på glasögon gav bäst resultat men var svåra att använda på grund av att det var obekvämt och ej flexibelt vilket resulterade i att de slutade användas. Den mest lämpliga positionen var mätinstrument positionerade i brösthöjd.

En annan studie, gjord av Boubekri, Cheung, Reid, Wang & Zee (2014), använde sig också av bärbara mätinstrument. Syftet med denna studie var att undersöka påverkan av ljusexponering på en arbetsplats där det antingen fanns eller saknades tillgång till fönster med dagsljus. Studien undersökte personalens sömnmönster och fysisk aktivitet. Detta gjordes genom ett frågeformulär samt ett bärbart mätinstrument, Actiwatch-L.

(12)

6

Detta mätinstrument är ett handledsburet mätinstrument som mäter både ljusexponering (belysningsstyrka med en sensor) och fysisk aktivitet (med en accelerometer). Studien utgick från att personalen var uppdelad i två grupper där den ena gruppen hade direkt kontakt med fönster och dagsljus medan den andra gruppen inte hade tillgång till fönster och dagsljus. Resultaten från det bärbara mätinstrumentet visade en relation mellan ljusexponeringen på kontoret och deltagarnas aktivitetsmönster, högre ljusexponering samtidigt som det visade mer fysisk aktivitet.

2.6 Belysningskrav

Mätningar av belysning görs ibland med koppling till krav och riktlinjer. SS-EN 12464-1 är en svensk standard för ljus och belysning som ska främja brukarens komfort och hälsa, energieffektivisering och ekonomiskhållbarhet. SS-EN 12464-1 innehåller krav och rekommendationer för belysning av arbetsplatser (SIS, 2011). Syftet med standarden är att den ska användas som en planeringsguide. Belysningskraven är uppdelade i olika kategorier, arbetsuppgifter och aktiviteter.

Ljus och Rum är en planeringsguide för belysning inomhus och är utformad utifrån SS-EN 12464-1. Ljus och Rum definierar olika typer av kategorier av offentliga miljöer som till exempel kontor och detaljhandel (Ljuskultur, 2013). De olika kategorierna definierar olika typer av användningsområden. Krav och rekommendationer för bland annat medelbelysningsstyrka presenteras för respektive område. Vid projektering av belysning ska belysningsstyrkan inte underskrida det som presenteras i standarden (Ljuskultur, 2013). Standarden tar även upp riktlinjer för installerad effekt och utnyttjande tid. Vid användandet av SS-EN 12464-1/Ljus och Rum används olika mätinstrument för att fastställa hur de olika miljöerna uppfyller de krav och rekommendationer som standarden presenterar. Det är viktigt att de mätinstrument som används är anpassade för rätt miljö samt att de är av god kvalité och kalibrerade för att med säkerhet kunna använda värdena vid fastställandet av hur miljöerna uppfyller det standarden beskriver.

3. Metod och genomförande

Studien har genomförts som en experimentell, kvantitativ pilotstudie. För att besvara studiens frågeställningar som avser insamling av numeriska data, genomfördes studien med hjälp av en kvantitativ metod. Studiens frågeställningar bygger på mätningar och därav var valet av en kvantitativ metod mest lämplig att utföra. (Davidson & Patel, 2017).

Studiens datainsamling grundades på insamling av data och information från litteratursökningar. Data relaterat till ljus och aktivitet samlades in med hjälp av bärbara och statiska mätinstrument.

Information som samlades in från litteratursökningarna bidrog dels med fakta som stärkte syftet med studien och utformning av metodval, dels med underlag till avsnittet med resultat- och metoddiskussion. Liknande, tidigare utförda studiers resultat användes som jämförelse med denna studies resultat. Den empiriska datainsamling av belysningsstyrka och fysisk aktivitet, som samlades in i form av numeriska värden, användes för att utföra en beskrivande statistisk metod i resultatavsnittet.

(13)

7

3.1 Metodens relevans för frågeställningen

Studiens syfte var att undersöka hur olika typer av mätinstrument, position av mätinstrument utifrån kroppen, placering i en omgivning och omgivningens egenskaper påverkar mätning av belysningsstyrka och fysisk aktivitet.

En experimentell kvantitativ pilotstudie har utförts. En pilotstudie är en mindre studie som utförs i syfte att undersöka om en större studie är relevant att utföra (Thabane et al., 2010). Denna pilotstudie utgör förarbetet genom att undersöka exempelvis mätinstrumentens och variablernas relevans för en kommande större studie. Davidsson och Patel (2017) beskriver att en experimentell studie är lämplig att använda sig av när man vill samla in data om oberoende variabler. I denna studie var de oberoende variablerna belysningsstyrka och fysisk aktivitet. Studien jämförde mätningar av belysningsstyrka och aktivitet med hjälp av olika statiska och bärbara mätinstrument (Se figur 1) mätt från olika positioner i olika placeringar och omgivningar, antingen i inom- och utomhusmiljöer.

Figur 1. Fotot visar de mätinstrument som användes i pilotstudien (exklusive fitbit flex 2 och iphone hälso-app).

3.2 Mätinstrument

3.2.1 Mätning av belysningsstyrka

I studien har bland annat belysningsstyrka mätts. Då belysningsstyrka ofta används vid mätning och bedömning av ljus samt definierar olika krav på belysning var valet av denna variabel intressant att undersöka i denna studie. Olika nivåer av belysningsstyrka definieras som krav i inomhusmiljöer, som exempelvis i standarden SS-EN 12464-1 (SIS, 2011). Belysningsstyrka kan mätas med hjälp av både statiska och bärbara mätinstrument. De mätinstrument som användes i studien för att mäta belysningsstyrka var Hagner, Asense, HOBO och Actiwatch.

 Hagner EC1 Digital Photometer mäter belysningsstyrka mellan 0.1 - 200 000 lux. Luxmetern sätts på när locket öppnas och stängs av när locket stängs. Det finns fyra olika steg beroende på vilken räckvidd som ska mätas där värdet kan multipliceras med 1, 10, 100 och 1000 beroende på vilken ljusmiljö mätinstrumentet använts i (Hagner, 2020). Vid lägre ljusnivåer multipliceras värdet med 1 eller 10 och vid högre ljusnivåer, i exempelvis dagsljus multipliceras värdet med 100 eller 1000. Under en mätning läggs luxmetern vid den mätpunkt som ska mätas, därefter presenteras ett värde av belysningsstyrka på displayen (se figur 2). Mätinstrumentet Hagner skickas på regelbunden professionell kalibrering hos Hagners huvudkontor. Senaste kalibrering av de Hagner mätinstrument som användes i studien skedde för ett år sedan, under våren 2019. Då de är noggrant kalibrerade utgick författarna från att mätinstrumentet

(14)

8

Hagner gav det mest korrekta värdet av belysningsstyrka vid mätning. Två mätinstrument användes under experimentet (en per deltagare) (se Figur 2).

 Asense Lighting Passport Pro är ett mätinstrument som både kan användas vid statiska och bärbara mätningar. I denna studie användes det som ett statiskt mätinstrument. Detta mätinstrument mäter upp till 90 parametrar och en av dessa är variabeln belysningsstyrka. Asense kopplas ihop med en telefon app (Spectrum Genius) via Bluetooth där all data presenteras och samlas i appen. Asense sensor sitter på ovansidan av mätinstrumentet. Vid mätning av belysningsstyrka kan Asense mäta från 5 – 50 000 lux men har en noggrannhet från 50 – 50 000 lux (Asensetek, 2018). Mätinstrumentet mäter bättre ståendes än liggandes. Ett mätinstrument användes under experimentet (se figur 3).

 HOBO MX2202 är ett bärbart mätinstrument som mäter belysningsstyrka och temperatur. Sensorn som mäter dessa två variabler är placerad på mätinstrumentets framsida (se figur 4). Mätinstrumentet kan mäta från 0 – 167 731 lux. HOBO kopplas samman med en telefon-app (HOBOmobile) som redovisar den insamlade datan. I appen kan man bestämma under vilket tidsintervall och under hur lång tid mätinstrumentet ska samla in värden. Det kortaste tidsintervall mellan mätningar är en sekund (ONSET, 2020). Två mätinstrument användes under experimentet (en per deltagare).

 Actiwatch Spectrum Plus är ett handledsburet aktivitetsarmband som fokuserar på att mäta fysisk aktivitet, sömn, vakenhet och belysningsstyrka. Sensorn som mäter belysningsstyrka är placerad vid mätinstrumentets display och kan mäta 5 - 100 000 lux (se figur 5). Actiwatch är även vattensäkert och validerad för “PSG Gold Standard for sleep measurements” (Philips Respironics, 2013). Två mätinstrument användes under experimentet (en per deltagare).

Foton på mätinstrument:

Figur 2. Foto på Hagner (Hagner EC1).

Figur 3. Foto på Asenese (Asensetek lighting passport).

Figur 4. Foto på HOBO (HOBO Pendant MX2202

Temperature/Light Data Logger gjord av Onset).

Figur 5. Foto på Actiwatch (Philips Respironics Actiwatch Spectrum).

(15)

9

3.2.2 Mätning av fysisk aktivitet

I studien mäts även fysisk aktivitet genom fysisk rörelse med hjälp av en rörelsemätare. En rörelsemätare mäter med hjälp av accelerometrar. Anledningen till att variabeln fysisk aktivitet mäts och analyseras i studien är för att ett av de mätinstrument (Actiwatch) som mäter belysningsstyrka även mäter aktivitet. För att undersöka dess reliabilitet även när det gäller fysisk aktivitet har en jämförelse gjorts med två ytterligare mätinstrument. De mätinstrument som användes i studien för att mäta fysisk aktivitet var Actiwatch, Iphone hälsoapp och Fitbit.  Som tidigare nämnts, är Actiwatch Spectrum Plus ett handledsburet aktivitetsarmband som fokuserar på att mäta fysisk aktivitet, sömn, vakenhet och belysningsstyrka (se figur 5). Fysisk aktivitet mäts med hjälp av en accelerometer som mäter handledsrörelser (MESA, 2020).

 Fitbit Flex 2 är ett aktivitetsarmband som mäter bland annat fysisk aktivitet med hjälp av en accelerometer (Se figur 7). Mätinstrumentet kan även mäta sömn och distans. Den fysiska aktiviteten som mäts presenteras som stegräknare. Fitbit kopplas samman med deras telefon-app där data som samlats in presenteras. Mätinstrumentet är ett armband med en avtagbar kapsel med en sensor i. Fitbit mäter under 24 timmar om dygnet. Armbandet är bärbart och vattentätt (Fitbit flex 2, 2020). Ett mätinstrument användes under experimentet.

 Iphone hälso-app (Apple Health) är en app som ingår i Apple Iphones standardrapport. Denna app mäter fysisk aktivitet i form av stegräknare. Data samlas in kontinuerligt under dagen från det bärbara mätinstrument (se figur 6). Apples hälso-app presenterar även distans och antal våningar användaren gått (Apple, 2020). Då mätinstrumentet ingår i en app i telefonen mäter appen utifrån var man har telefonen positionerad. Ett vanligt område att bära telefonen är i byxfickan. Två mätinstrument användes under experimentet (en per deltagare).

Figur 6. Foto på hälso-app (iPhone hälso-app gjord av Apple).

Figur 7. Foto på Fitbit (Fitbit Flex 2).

(16)

10

3.3 Positioner

Som tidigare nämnts utfördes mätningar i olika positioner på kroppen under ett mätningstillfälle, främst för att undersöka hur belysningsstyrkan påverkas av olika positioner. Vid mätning av belysningsstyrka för olika positioner utgick studien från vilka blickriktningar som är relevanta att mäta. Ögonen är den kroppsdel som tar in visuella och icke-visuell information om belysningen och omgivningen (Boyce, 2016). Det är därför viktigt att undersöka vart blicken är riktad utifrån olika aktiviteter och arbetsuppgifter samt mäta så nära ögats position som möjligt.

I studien mättes horisontal och vertikal belysningsstyrka. Vid arbetsuppgifter utförda med horisontal blickriktning är det relevant att undersöka horisontal belysningsstyrka och vid arbetsuppgifter och kommunikation med vertikal blickriktning är det relevant att undersöka vertikal belysningsstyrka (Ljuskultur, 2013). Positionerna inspirerades även från de positioner som Adamsson et al. (2018) använde i deras studie. Horisontalt, vertikalt och flexibelt läge blev slutligen de positioner som denna studie utförde mätningar från.

Mätningar genomfördes vid fyra tillfällen (för information om genomförandet, se avsnitt 3.5). Vid mätning av horisontal belysningsstyrka placerades alla mätinstrument inom samma område på ett skrivbord, fönsterbräda eller hållandes horisontalt, ståendes. Under mätningstillfälle 1 placerades mätinstrumenten på fönsterbräda med en höjd på ca 1,2 m. Under mätningstillfälle 2 och 3 placerades mätinstrumenten på ett skrivbord med en höjd på 0,85 m (se figur 8). I utomhusmiljö mättes horisontal belysningsstyrka genom att deltagarna höll mätinstrumentet med en höjd på 1,5 m.

Vid mätning av belysningsstyrka vertikalt utfördes detta i brösthöjd, sittandes, på 1 m under mätningstillfälle 1,2 och 3 (se figur 9) och i brösthöjd, ståendes, på 1,4 m under mätningstillfälle 4.

Flexibelt läge mättes under mätningstillfälle 2, 3 och 4 med hjälp av HOBO och Actiwatch. Flexibelt läge för HOBO var hängandes vertikalt över bröstet och flexibelt läge för Actiwatch var varierande från vertikalt och horisontal beroende på hur handleden rörde sig. Under flexibelt läge ändrades också höjden beroende på hur deltagaren rörde sig (se figur 10).

Figur 8. Foto på placering av mätinstrument mätt

horisontalt med en höjd på 0,85m.

Figur 9. Foto på placering av mätinstrument mätt

vertikalt med en höjd på 1 m.

Figur 10. Foto på exempel för placering av mätinstrument mätt flexibelt.

(17)

11

3.4 Omgivningarna

Ett experimentellt utförande kan dels ske i laborationsmiljö för att kontrollera att förhållanden består i en omgivning men det kan även utföras i en föränderlig miljö där miljön är varierande med ej garanterat samma förutsättningar under olika mätningstillfällen (Davidson & Patel, 2017). Denna experimentella studie utfördes i hemmamiljö, kontorsmiljö och utomhus för att bidra till en bredd av olika omgivningar och ljusmiljöer. I kontorsmiljön utfördes mätningar exklusive dagsljus med en oförändrad omgivning och ljusförhållande. Detta definierades som studiens laborationsmiljö då den var oföränderlig. De mätningstillfällen som utfördes i hemmamiljö och utomhusmiljö inklusive dagsljus var beträffande i omgivningen och ljusförhållandena under mätningarna.

3.4.1 Miljöer

Mätningar utfördes i fyra miljöer: tre stycken inomhus och en utomhus. Två inomhusmiljöer var i kontorsmiljö och den tredje inomhusmiljön var i hemmamiljö. De rum som ingick i kontorsmiljö var grupprummen ’ERCO’ och ’Rebel’ på Jönköping University (se figur 11 och 12). Dessa rum valdes på grund av möjligheten att kontrollera situationen genom en oföränderlig omgivning och ljusförhållande med möjlighet att exkludera dagsljuset. Genom att exkludera dagsljus i grupprummen kunde drastisk skiftning av belysningsstyrka undvikas under mätningstillfällena samtidigt som endast den artificiella, oföränderliga belysningen ingick i mätningen. Två olika grupprum valdes att inkludera i studien för att få en variation av belysningslösningar och ljusmiljöer. Ytfärger i grupprum Erco bestod av olika nyanser av vitt. De armaturer som var placerade i grupprummet var en pendlad armatur med direkt/indirekt ljusfördelning och wallwashers som accentbelyste de tavlor som hängde på rummens väggar (se figur 11). Grupprummet Rebel hade en variation av ytfärger på både möblering och väggar med kulörer som bland annat vit, blå och trä. Armaturerna som var placerade i rummet var två stycken pendlade armaturer med direkt ljusfördelning samt wallwashers som belyste rummets vertikala väggar (se figur 12).

Figur 11. Foto på grupprum, ERCO, på

Jönköping University. Figur 12. Foto på grupprum, Rebel, på Jönköping University.

De föränderliga miljöerna som studien utförde mätningar i var i en hemmamiljö och en utomhusmiljö. Hemma miljön i detta fall var i vardagsrummet hemma hos en av deltagarna. Ytfärger i detta rum bestod till största delen av olika nyanser av vitt men även rosa och utomhusmiljöns färger som reflekterades in genom fönstret. Vid mätning användes en stående armatur med rundstrålande ljusfördelning. Mätningen inkluderade också dagsljus. Mätning i hemmamiljö utfördes i gryningen vilket resulterade i en skiftning från lägre till högre ljusnivåer under mätningstillfället (se figur 13).

Den andra föränderliga miljön som mätningar utfördes i var i en utomhusmiljö. Denna omgivning omfattade området mellan Jönköping University och Östra Torget i Jönköping centrum. Mätningarna i denna omgivning utfördes gåendes från punkt a till b (se figur 16). Anledning till att mätning utfördes under en promenadsträcka utomhus var för att undersöka mätinstrumentens flexibilitet och anpassning efter rörelse och förändring av omgivning och ljusförhållanden (se figur 14).

(18)

12

Figur 13. Foto på hemmamiljö, soffa. _{Figur 14. Foto på utomhusmiljö.}

3.4.2 Placering av deltagarna i omgivningarna

Under mätningstillfällena var deltagarna placerade på olika ställen i de olika miljöerna. Syftet med detta var att få insamling av data från två olika placeringar i omgivningen som därefter användes för att besvara om personens placering i omgivningen påverkar resultatet av belysningsstyrka (Se figur 15 för ett exempel på deltagarnas placering i en av miljöerna).

Figur 15. Visualisering av mätområde, position samt avstånd mellan deltagarna i grupprum Rebel utförd i Dialux.

Symboler:

Den blå rutan

representerar det område där mätning av

belysningsstyrka utförts horisontalt. Höjden är 0,85 m.

Den röda triangeln representerar vart mätning av

belysningsstyrka utförts vertikalt. Höjden är 1 m.

Det gröna strecket representerar avståndet mellan person A och B. Dessa objekt symboliserar var wallwasher-armaturer sitter i rummet. Person B Person A Avstånd : 1 m

(19)

13

Figur 16, Visualisering över promenadsträckan mellan Jönköping University (plats A) och Östra Torget i Jönköpings Centrum (plats B). (Svart linje = promenadsträcka) (Visualiseringen är baserad på karta från Google Maps, Google LCC).

3.5 Genomförande

3.5.1 Upplägg av experimentet

I denna pilotstudie utfördes experiment den 21 februari 2020 mellan kl 07.15 – 11.40. Som tidigare nämnts utfördes en experimentell studie i fyra olika miljöer som presenterades i föregående kapitel. I varje omgivning utfördes mätning med hjälp av mätinstrumenten Hagner, Asense, HOBO, Actiwatch, Fitbit och Iphone hälso-app. Mätning i varje omgivning delades upp i olika mätningstillfällen. De olika mätningstillfällena delades upp enligt i följande:

Mätningstillfälle 1, utfört kl 07.15 – 07.45 i hemmamiljö. Mätningstillfälle 2, utfört kl 08.30 – 09.20 i grupprum ERCO. Mätningstillfälle 3, utfört kl 09.30 – 10.15 i grupprum Rebel. Mätningstillfälle 4, utfört kl 10.55 – 11. 40 utomhusmiljö.

Ett tidschema utformades för de olika mätningstillfällena (Se bilaga 2). Ett mätningstillfälle pågick under 30-45 minuter. Mätningstillfälle 1 mätte under 30 minuter (15min horisontalt och 15 min vertikalt) och Mätningstillfälle 2,3 och 4 mätte under 45 minuter (15 min horisontalt, 15 min vertikalt och 15 min flexibelt läge). Under de olika mätningstillfällena mättes belysningsstyrka i olika positioner. Hagner, Asense, HOBO och Actiwatch mätte belysningsstyrka horisontalt i 15 minuter. Hagner, HOBO och Actiwatch mätte även belysningsstyrka vertikalt 15 minuter. HOBO och Actiwatch mätte även belysningsstyrka i flexibelt läge under 15 minuter.

Fysisk aktivitet mättes med mätinstrumenten Actiwatch, Fitbit och Iphone hälso-app. kontinuerligt under varje mätningstillfälle som pågick i 30 – 45 minuter.

Deltagarna varierade fysisk aktivitet beroende på vilket mätningstillfälle. Under mätningstillfälle 1,2 och 3 satt deltagarna ner medan under mätningstillfälle 4 promenerade de. Genom att utföra olika fysiska aktiviteter i olika mätningstillfällen bidrog det till en variation av insamlad data av fysisk aktivitet men även belysningsstyrka.

(20)

14

3.5.2 Datainsamling

Under genomförandet av mätningarna avlästes insamlade data direkt från mätinstrumenten Hagner, Asense, Fitbit och Iphone hälsoapp. Värden av belysningsstyrka som presenterades från Hagner och Asense under varje mätningstillfälle antecknades i ett protokoll som utformats för studiens genomförande (Se bilaga 4 och 5). Data som samlades in kontinuerligt av HOBO och Actiwatch hämtades när alla mätningstillfällen var genomförda.

De bärbara mätinstrumenten HOBO, Actiwatch, Fitbit och Iphone hälso-app mätte kontinuerligt under varje mätningstillfälle. Tidsinställningen för insamling av data med Actiwatch var ett värde en gång i minuten för belysningsstyrka och aktivitet. Det resulterade i 30 – 45 värden per mätningstillfälle (15 st per position). HOBO samlade in ett värde var femte minut vilket resulterade i sex till nio värden per mätningstillfälle (tre värden per position). De statiska mätinstrumenten Hagner och Asensetek samlade in ett värde för varje position som mättes vilket resulterade i två – tre värden per mätningstillfälle (ett värde per position). Fitbit och Iphone hälso-app samlade in data kontinuerligt under mätningstillfällena och presenterade en total summa för fysisk aktivitet i slutet av varje mätningstillfälle.

Efter att all data var insamlad användes en beskrivande statistisk metod, som utgick från att med hjälp av medelvärde, standardavvikelse och variationsbredd sammanfatta och strukturera insamlade data (Frisk, 2018). Därefter genomfördes en analys för att jämföra och studera likheter och skillnader i data beroende på de olika statiska och bärbara mätinstrumenten som hade använts under studiens experiment.

3.6 Deltagare

Deltagarna i pilotstudien var de två författarna. Det är två kvinnor i tjugoårsåldern med en längd på 160 cm och 50-60 kg i vikt. Båda studerade sista året på ljusdesignutbildningen. I studien presenteras deltagarna som person A och person B. De handledsburna mätinstrumenten Actiwatch och Fitbit bars på deltagarnas ej dominanta hand. Då person A är vänsterhänt bars mätinstrumentet på höger handled och person B är högerhänt och därför bars mätinstrumenten på vänstra handleden.

3.7 Metod vid dataanalys

Vid dataanalysen i denna studie har en beskrivande statistisk metod använts. Denna metod användes för att på bästa sätt analysera och redovisa all data som presenterades i form av numeriska värden från de sex olika typer av mätinstrument som användes i studien. Alla mätinstrument presenterade data på olika sätt. Belysningsstyrka presenterades antigen på displayen eller i ett Excel dokument (Se bilaga 3).

Som tidigare nämnts samlades data in av Hagner och Asense direkt och dokumenterades i ett protokoll. Under experimentets utförande samlades det in 1 värde var 15:de minut för Hagner och Asense. Data som samlades in av Fitbit och Iphone samlades in genom att gå in på respektive app via telefonen. Denna data dokumenterades efter varje mätningstillfälle. Data som samlades in med HOBO presenterades som ett linjärt diagram i telefon-appen efter att hela experimentet utförts. Detta diagram valdes att överföras till ett Excel-dokument där data som samlats in istället presenterades i form av numeriska värden. HOBO-instrumentet samlade in data mellan 2020-02-20 och 2020-02-26. De värden som användes i studien var de som samlats in 2020-02-21 då experimentet utfördes. Dessa värden lades in i ett nytt Excel-dokument. Värdena som infogats i det nya Excel-dokumentet sorterades upp med hjälp av uppdelning av olika tabeller. I varje tabell presenterades mätningstillfälle, tid och position som mätinstrumentet mätt från. HOBO samlade in tre värden under 15 minuter vilket resulterade i att varje tabell presenterades det tre värden av belysningsstyrka som HOBO samlat in under representativt mätningstillfälle. I tabellen presenteras även ett uträknat medelvärde, standardavvikelse och variationsbredd. Dessa uträkningar utgick från de tre värden av belysningsstyrka som samlats in under mätningstillfället och som presenteras i tabellen (se bilaga 6 och 8).

(21)

15

De värden som sedan användes i resultatanalysen mellan de olika mätinstrumenten var medelvärdet och standardavvikelsen. Medelvärdet användes i jämförelse med de andra mätinstrumentens insamling av data. Standardavvikelsen användes för att presentera variabelns (HOBO) spridning.

Data som samlades in med Actiwatch presenterades i form av numeriska värden i ett Excel-dokument. Actiwatch hade samlat in data mellan 2020-02-17 fram till 2020-03-19. Utifrån all data som samlats in mellan de två datumen valdes de värden ut som mätts under 2020-02-21 då experimentet hade utförts. Actiwatch samlade in värden en gång i minuten vilket resulterade i 15 värden under 15 minuter. Det resulterade i 15 värden för vardera positionen som mättes (vertikalt, horisontalt och flexibelt). De 15 värden på belysningsstyrka som samlats in per position räknades om till ett medelvärde. Samma metod utfördes för Actiwatch som med HOBO. Ett nytt Excel-dokument (se bilaga 7 och 9) utformades med den data som hade valts ut för analys, därefter delades det upp i olika tabeller med medelvärde, standardavvikelse och variationsbredd presenterat (se figur 18).

Figur 17. Urklipp från sortering av

insamlade data från HOBO. Figur 18. Urklipp från sortering av insamlade data från Actiwatch.

När data från respektive mätinstrument sorterats utformades en tabell som presenterade resultaten från de olika mätinstrument, som mätts av person A och B under de olika mätningstillfällena och positionerna (se tabell 1,2,3,4 och 5). Därefter kunde en analys och jämförelse av de olika statiska och bärbara mätinstrumenten göras.

Resultaten delades upp i kategorierna belysningsstyrka och fysisk aktivitet. I kategorin belysningsstyrka presenterades data och resultat från mätinstrumenten Hagner, Asense, HOBO och Actiwatch. I kategorin fysisk aktivitet presenterades data och resultat insamlat från Actiwatch, fitbit och Iphone hälso-app. Resultaten presenteras i avsnitt 4 Resultat och Analys.

(22)

16

3.8 Trovärdighet

En faktor som påverkar studiens validitet är att alla mätinstrumenten inte var kalibrerade. Det var svårt att utvärdera om de mätningar som utfördes var korrekta när kalibrering ej utförts för alla mätinstrument. Genom kalibrering är det efteråt enklare att utvärdera om de mätningar som utförs under genomförandet är korrekta och ger svar på det som ska undersökas. Hagner var det mätinstrument som hade kalibrerats professionellt innan studien utfördes. För mätinstrumentet HOBO gjordes det en efterkalibrering där alla resultat multiplicerades med 1,45. Produkten av det multiplicerade värdet presenterades i resultaten. Jämförelser av resultaten mellan de olika mätinstrumenten utfördes med speciell hänsyn till mätningarna med Hagner instrumentet.

Tillförlitligheten i en studie innebär att samma resultat som visats första gången en mätning utförts (om förhållandena är oföränderliga) kommer visa samma vid utförande av mätning en andra gång (Bell, 2006). För att öka studiens reliabilitet har tillvägagångssättet i genomförandet beskrivits i detalj. En faktor som minskar tillförlitligheten är att varje mätningstillfälle endast utförts en gång.

4. Resultat och analys

4.1 Data insamlad under experimentet som genomfördes 21 februari kl

07.15 – 11.40.

4.1.1 Belysningsstyrka

4.1.1.1 Mätningstillfälle 1 (Hemmamiljö)

Tabell 1 visar resultat för belysningsstyrka från person A och person B, mätt vertikalt (Evert) och i horisontalt (Ehor) läge under mätningstillfälle 1. De mätinstrument som använts och presenteras är Hagner, HOBO, Actiwatch och Asense.

Tabell 1. Belysningsstyrka uppmätt i hemmamiljö under mätningstillfälle 1 (# _{inte kalibrerat).}

Hagner HOBO Actiwatch# _Asense#

Evert (lux) Person A 24 51 ± 15 76 ± 49 _- Person B 59 57 ± 27 50 ± 20 Ehor (lux) Person A 205 234 ± 126 297 ± 41 122 Person B 300 201 ± 79 187± 61

(23)

17 4.1.1.2 Mätningstillfälle 2 (Grupprum ERCO)

Tabell 2 visar resultat av belysningsstyrka från person A och person B, mätt vertikalt (Evert), horisontalt (Ehor) och flexibelt läge (Eflex) under mätningstillfälle 2. De mätinstrument som använts och presenteras är Hagner, HOBO, Actiwatch och Asense.

Tabell 2. Belysningsstyrka uppmätt i grupprum ERCO under mätningstillfälle 2 (# _inte kalibrerat).

Evert (lux) Person A 130 125 ± 30 147 ± 38 - Person B 146 126 ± 25 202 ± 45 Ehor (lux) Person A 314 303 ± 104 306 ± 61 363 Person B 337 261 ± 77 452 ± 134 Eflex (lux) Person A - 130 ± 158 145 ± 36 - Person B - 158 ± 81 105 ± 88

4.1.1.3 Mätningstillfälle 3 (Grupprum Rebel)

Tabell 3. Belysningsstyrka uppmätt i grupprum Rebel under mätningstillfälle 3 (# _inte kalibrerat).

(24)

18 4.1.1.4 Mätningstillfälle 4 (Utomhusmiljö)

Tabell 4. Belysningsstyrka uppmätt i utomhusmiljö under mätningstillfälle 4 (# _{inte kalibrerat).}

4.1.2 Aktivitet

Tabell 5 redovisar totalt utförd aktivitet för person A och B, mätt med Actiwatch, Iphone-hälsoapp och Fitbit.

Tabell 5. Totatal aktivtet uppmätt från kl 07.15 fram till 11.40.

Total fysisk aktivitet 07.15 – 11.40 Person A Person B

Actiwatch 11902 handledsrörelser 17922 handledsrörelser

Iphone-hälsoapp 3321 steg 2910 steg

Fitbit - 1887 steg

4.2 Analys av resultat

4.2.1 Analys av vilket fabrikat/mätinstrument som använts

För att jämföra eventuella skillnader mellan olika fabrikat när det gäller belysningsstyrka valdes person A:s mätning under mättillfälle 2 (grupprum ERCO) och mättillfälle 3 (grupprum Rebel). När det gällde fysisk aktivitet utgick jämförelserna från person B:s mätningar.

4.2.1.1 Belysningsstyrka, person A, mätningstillfälle 2 (Grupprum ERCO), mätt horisontalt, Hagner – Actiwatch - HOBO – Asense

För person A, under mätningstillfälle 2, mätt horisontalt, ligger resultaten mellan Hagner, HOBO och Actiwatch väldigt lika medan skillnaden mellan Hagner och Asense är lite större. Mellan Hagner och HOBO skiljer det 3% och mellan Hagner och Actiwatch skiljer det 2% medan det skiljer 15% mellan Hagner och Asense.

4.2.1.2 Belsyningsstyrka, person A, mätningstillfälle 3 (Grupprum Rebel), mätt vertikalt, Hagner – Actiwatch - HOBO – Asense

För person A i mätningstillfälle 3, mätt vertikalt, visar resultaten mellan Hagner och Actiwatch en skillnad på 61% och mellan Hagner och HOBO en skillnad på 5%. Resultaten visar störst skillnad mellan Hagner och Actiwatch samt Actiwatch och HOBO som har en skillnad på 63%. Asense är ej medräknad i denna jämförelse då Asense enbart har använts för att mäta i horisontellt läge (Se tabell 3).

(25)

19

4.2.1.3 Fysisk aktivitet, Person B, Actiwatch – Iphone hälsoapp – Fitbit

När det gäller den fysiska aktiviteten skiljer sig mätningarna betydligt mellan Actiwatchinstrumentet och de två andra instrumenten. Person B:s mätningar av fysisk aktivitet med Iphone-hälsoapp visade 35 % fler steg i jämförelse med antalet steg som uppmättes med Fitbit.

4.2.2 Analys utifrån vilken position man mätt ifrån

Mätinstrumentens positioner på kroppen har i studien genomförts i horisontalt, vertikalt samt i flexibelt läge. Flexibelt läge innebär att mätinstrumenten har mätts i det läge som de hade haft om personen hade burit de i vardagen. Detta innebär antingen handledsburet eller hägnades runt halsen utan kontroll över att instrumenten är övertäckta av exempelvis klädesplagg. Resultaten av jämförelse mellan vilken position mätinstrumenten är mätta ifrån, antingen vertikalt, horisontalt eller flexibelt läge presenteras för person A, i mätningstillfälle 3 (Grupprum Rebel) med mätinstrument Actiwatch och mätningstillfälle 4 (utomhusmiljö), med mätinstrument HOBO. Jämförelser görs också för person B:s mätning under tillfälle 2 (Grupprum ERCO), med Actiwatch och under mätningstillfälle 3 (Grupprum Rebel), med HOBO.

4.2.2.1 Belysningsstyrka, person A, mätningstillfälle 3 (Grupprum Rebel), Actiwatch, vertikalt – horisontalt – flexibelt läge

Person A, under mätningstillfälle 3 med mätinstrumentet Actiwatch visar resultaten en skillnad mellan vertikal och horisontal belysningsstyrka på 80% och belysningsstyrka mätt i vertikalt och flexibelt läge visar de en skillnad på 63%. Belysningsstyrka mätt vertikalt och horisontalt visar störst skillnad.

4.2.2.2 Belysningsstyrka, person A, mätningstillfälle 4 (utomhusmiljö), HOBO, vertikalt – horisontalt – flexibelt läge

För person A, under mätningstillfälle 4 med mätinstrument HOBO visar resultaten en skillnad mellan vertikal och horisontal belysningsstyrka på 29% och belysningsstyrka mätt i vertikalt och flexibelt läge visar det en skillnad på 64%. Belysningsstyrka mätt vertikalt och horisontalt visar störst skillnad.

4.2.2.3 Belysningsstyrka, person B, mätningstillfälle 2 (Grupprum ERCO), Actiwatch, vertikalt – horisontalt – flexibelt läge

För person B, vid mätningstillfälle 2 med mätinstrument Actiwatch visar resultaten en skillnad mellan vertikal och horisontal belysningsstyrka på 55% och belysningsstyrka mätt i vertikalt och flexibelt läge visar resultaten en skillnad på 48%. Belysningsstyrka mätt vertikalt och horisontalt visar störst skillnad.

4.2.2.4 Belysningsstyrka, person B, miljö 3 (Grupprum Rebel), HOBO, vertikalt - horisontalt – flexibelt läge

För person B, under mätningstillfälle 3 med mätinstrument HOBO visar resultaten en skillnad mellan vertikal och horisontal belysningsstyrka på 34% och belysningsstyrka mätt i vertikalt och flexibelt läge visar resultaten en skillnad på 3%. Belysningsstyrka mätt vertikalt och horisontalt visar störst skillnad.

(26)

20

4.2.3 Analys av vilken placering man befinner sig på i rummet under mätningstillfället

Studien har genomförts i fyra olika miljöer och vid alla mätningstillfällen har person A och person B varit placerade på olika platser. Under mätningstillfälle 1, hemmamiljö, var person A och person B placerade bredvid varandra med ett avstånd på 0,5. Under mätningstillfälle 2, grupprum Erco och mätningstillfälle 3, grupprum Rebel, var deltagarna placerade mittemot varandra med ett avstånd på 1m. Under mätningstillfälle 4, utomhus, var person A och B i ständig rörelse 4 under promenaden. Resultaten av jämförelser av placering presenteras för mätningstillfälle 1, 2, 3 och 4 med mätinstrument Actiwatch i horisontalt läge.

4.2.3.1 Belysningsstyrka, mätningstillfälle 1, Actiwatch, horisontalt, Person A – Person B För mätningstillfälle 1, med mätinstrument Actiwatch i horisontalt läge, visar resultaten en skillnad mellan person A och B på 37%.

4.2.3.3 Belysningsstyrka, mätningstillfälle 3, Actiwatch, horisontalt, Person A – Person B För mätningstillfälle 3, med mätinstrument Actiwatch i horisontalt läge, visar resultaten en skillnad mellan person A och B på 1,7%.

4.2.4 Analys av vilken miljö man befinner sig i under mätningstillfället

Studien har genomförts i fyra miljöer:

Miljö 1. – Mätningstillfälle 1, Hemmamiljö (inne inklusive dagsljus) Miljö 2. - Mätningstillfälle 2, Grupprum Erco (inne exklusive dagsljus) Miljö 3. - Mätningstillfälle 3, Grupprum Rebel (inne exklusive dagsljus)

Miljö 4. – Mätningstillfälle 4, Mellan Jönköping University och Jönköping Östra Torget (ute)

Resultaten för jämförelse mellan miljö 1 och 2 presenteras med resultat från person A med mätinstrument Hagner i horisontalt läge samt jämförelsen mellan miljö 2 och 4, presenteras med resultat från person A, men med mätinstrument Actiwatch i horisontalt läge.

4.2.4.1 Belysningsstyrka, person A, Hagner, Miljö 1 (inne) - Miljö 2 (inne)

För person A, med mätinstrument Hagner i horisontalt läge, visar resultaten en skillnad mellan miljö 1 och miljö 2 på 5%.

4.2.4.2 Belysningsstyrka, person A, Actiwatch, Miljö 2 (inne) Miljö 4 (ute)

För person A, med mätinstrument Actiwatch i horisontalt läge, visar resultaten en skillnad mellan miljö 2 och miljö 4 på 89%.

(27)

21

5. Diskussion och slutsatser

5.1 Resultatdiskussion

Resultatanalysen har utgått från deltagarnas individuella datainsamling förutom när det gäller analysen av hur placering i rummet påverkar. Med det menas exempelvis att när analys utförs för frågeställningen Hur påverkas resultatet av vilket fabrikat det är? har analys av insamlade data utgått från exempelvis endast person A. Trots att denna typ av analys utförts utifrån en deltagares (person A) värden visar dock resultaten samma tendens för den andra deltagaren (person B). Resultaten från studien svarar på de fyra olika delfrågorna som används i studien.

5.1.1 Hur påverkas resultaten av vilket fabrikat det är?

Analysen visade att för person A, vid mätningstillfälle 2, var det störst skillnad mellan Hagner och Asense. Under detta tillfälle mätte mätinstrumenten i horisontalt läge vilket både Hagner och Asense oftast mäts i då de båda är statiska mätinstrument. Vad som är intressant att tyda här är att både Hagner och Asense, som var placerade vid samma mätpunkt vid mättillfället ändå skiljer mest åt från varandra. Med tanke på att det även var två andra mätinstrument vid samma specifika mätpunkt kan det varit så att Hagner och Asense låg längst ifrån varandra och därför inte fått samma ljusexponering. Det kan även vara så att fabrikaten skiljer sig så pass mycket åt i hur sensorerna fungerar. Sensorn på Hagner samlar enbart in belysningsstyrka medan Asense har en annan typ av sensor för mätning av spektralfördelningen (denna information kan sedan användas för att bestämma färgtemperatur, färgåtergivning och belysningsstyrka).

Vid mätningstillfälle 3 var skillnaden störst mellan Hagner och Actiwatch samt Actiwatch och HOBO. Vid detta tillfälle mätte instrumenten i vertikalt läge vilket oftast är det perspektiv som en person har sin synvinkel ifrån. För dessa resultat är det tydligare att det skulle finnas skillnader på ett statiskt mätinstrument (Hagner) och ett bärbart mätinstrument (Actiwatch) då tidigare studier också visat detta (Adamsson et al., 2018). I studien Comparison of Static and Ambulatory Measurments of Illuminance and Spectral Composition That Can Be Used for Assesing Light Exposure in Real Working Environments diskuteras det vilka skillnader det är i hur statiska och bärbara mätinstrument samlar in data. Ett statiskt mätinstruments data måste samlas in manuellt medan ett bärbart mätinstrument samlar in data automatiskt under en intervall. I den aktuella studien samlade Hagner in ett värde under ett mätningstillfälle medan Actiwatch samlade in 15 värden som sedan har omvandlats till ett medelvärde. Det finns en mycket logisk förklaring då det ena mätinstrumentet mäter en gång medan det andra mätinstrumentet mäter en gång varje minut inom en 15 minuters intervall. Mätinstrument används till exempel när olika ljusmiljöer ska utvärderas och kontrolleras mot en standard som exempelvis SS-EN 12464-1 (SIS, 2011). Det är då viktigt att lämpligt instrument används för den situation som ska utvärderas.

Resultaten för fysisk aktivitet mellan Actiwatch kontra Iphone hälsoapp och Fitbit skiljer sig åt. Skillnaderna kan bero på att exempel Actiwatch och Iphone hälsoapp samlar in data på olika sätt. Actiwatch samlar in data från den fysiska aktiviteten per minut utan att den nästkommande minuten adderar den förekommande minutens data. Iphone hälsoapp fungerar istället på det sättet att den detekterade fysiska aktiviteten ökar på under dagen, så i slutet av dagen har Iphone hälsoapp samlat in ett sammanfattat resultat. Fitbit fungerar likadant som Iphone hälsoapp på det sättet att även den ger ett sammanfattat resultat av den fysiska aktiviteten i slutet på dagen. En annan förklaring till varför resultaten skiljer sig så mycket mellan Actiwatch kontra Iphone hälsoapp och Fitbit kan ha att göra med att Actiwatch mäter handledsaktivitet medan Iphone hälsoapp och Fitbit presenterar sin data i antal steg.