Steve Fotios har undervist ved School of Architecture siden 2005, etter tidligere å ha undervist ved UMIST, Robert Gordon University og Sheffield Hallam. Han er forskningsleder innen belysningsforskning; hvordan lys påvirker vår oppfatning av rom og vår evne til å utøve visuelle oppgaver. Fotios legger stor vekt på metode og hvordan valgt fremgangsmåte under eksperimentell forskning påvirker resultatene. Dette har ført til etableringen av ’CIE technical committee TC1-80’, og til LumeNet, en metodologi-konferanse for PhD-studenter. Fotios er en av hovedforedragsholderne under Lysets dag 2019 og i den forbindelse tok vi en liten prat med ham. 

Du er en av hovedforedragsholderne under Lysets dag 20, november 2019 – hvor du skal snakke om temaet Lys for fotgjengere i urbane omgivelser: etablering av bevisgrunnlag for optimal belysning. Hva tror du er årsaken til at vi fortsatt ser så mange sub-optimale prosjekter på området, og hvorfor er egentlig belysning for fotgjengere viktig?
I denne sammenhengen er ‘optimal belysning’ det som imøte- kommer fotgjengernes behov. Sub-optimal belysing vil da være løsninger som ikke bare unnlater å møte dette behovet, men som heller ikke tilfører noen ekstra gevinst. Ettersom fotgjengere har en hel rekke visuelle behov som hver for seg kan bli påvirket ulikt under endrede lysforhold er det vanskelig å se for seg én unik optimal belysning. Det vi kan ha som målsetting er å avklare hvordan endringer i belysning (som endringer i lysnivå, spekter og jevnhet) påvirker fotgjengerens behov (som evnen til å opp- dage farer, føle seg trygg, risikoen for sammenstøt med motoriserte kjøretøy). Designere og driftere av utendørsbelysning er underlagt en rekke utenforliggende krav, som krav om å dempe lysnivået for å redusere strømkostnadene, eller lysforurensing på nattehimmelen. For å kunne gjøre dette trenger en kunnskap om hvordan redusert lysnivå vil berøre belysningens brukere – vil reduksjonen være ødeleggende eller knapt merkbart? 

Anbefalingene fra nasjonale og internasjonale design-standarder for belysning for fotgjengere burde tilgjengeliggjøring denne informasjonen – men jeg er ikke overbevist om at de gjør dette. Ta for eksempel tabellen: P-class selecton table CIE-115:2010. Denne anbefaler en økning i lysnivå tilsvarende en halv klasse når det er parkerte biler til stede, antakelig er dette basert på at tilstedeværelsen av parkerte biler øker faren for kollisjon. Effekten av lysets evne til å redusere kollisjoner er ennå ikke avklart og det betyr at økningen på en halv klasse kan enten være helt unødvendig (hvis det eksisterende belysningsnivået allerede var tilstrekkelig) og en har i stedet kun tilført en økning i energiforbruket, eller det kan være at økningen er utilstrekkelig for å motvirke kollisjoner, og økningen kan dermed føre til falsk trygghetsfølelse i den tro at risikoen er imøtegått.

Du har vært en sterk kritiker av at vitenskapelige publikasjoner tilbyr lite eller ikke noe datagrunnlag for sine konklusjoner.
Hvorfor er etterprøvbarhet så viktig?
Om du med ‘forskningsartikler’ mener artikler i tidsskrifter som Lighting Research & Technology eller Leukos, så pleier disse gjennomgående å fremlegge dokumentasjon og bevis for sine konklusjoner. Dette er takket være innsatsen til redaktørene (Peter Boyce og Kevin Houser) og de mange gjennomlesningene som sikrer at bevisene er både er gode og tilstrekkelig presentert. For disse tidsskriftene betyr tilstrekkelig dokumentasjon (bevisførsel) at leserne har tilstrekkelig informasjon til å kunne forstå hva som ble gjort, hva som ble funnet og i hvilken grad konklusjonene er understøttet.

Min bekymring berører veiledningsdokumenter. De som befatter seg med veibelysning har en tendens til å ikke gjengi bakgrunnen for de anbefalte designkriteriene. Hvorfor er det seks P-klasser (tidligere S-klasser) og ikke 3, 4 eller 10? Hvorfor rangeres belysningsstyrken mellom 2,0 og 15 lux og ikke en annen skala? Bruker vi de rette kriteriene for å skille mellom de seks belysningsklassene? Nylig søkte jeg etter denne informasjonen, men uten hell [1]. Med et ukjent basisgrunnlag er det vanskelig for forskere å stille spørsmål omkring grunnlaget og foreslå endringer.

Standarder er konsensusdokumenter. Komiteen henter innspill fra en rekke eksperter og etablerer anbefalinger utfra disse. Problemet er at diskusjonene ikke rapporteres. De forblir kjent kun for komiteens medlemmer. Vi vet for eksempel ikke om en halv lysklasse-økning for parkerte biler er basert på vitenskapelige bevis, designerfaringer eller om det reflekterer synspunkteme til et dominerende medlem av komiteen.

Jeg kjenner kun til én forskningsrapport som beskriver grunnlaget for standard for veibelysning – feltundersøkelsen til Ron Simons med kollegaer [2] som etablerte de tre lysnivåene i BS5489-3:1992. Med bevisene tilgjengelig er det mulig å vise hvorfor disse (bevisene) ikke er egnet [3], det er et første skritt mot å forbedre standarden.

Du er kritisk til at myter blir behandlet som fakta, kan du peke på noen myter du gjerne vil avkrefte?
I et belysningsrelatert møte overhørte jeg to eldre kollegaer snakke om ny forskning som tilsynelatende viste at lysnivåene for kontorlokaler var for lav: «vi trenger over 500 lux». Dette overrasket meg fordi jeg nettopp hadde støtt på synspunktet atlysnivåene var for høye («nivåene bør være under 500 lux»). Bevismaterialet bak disse utsagnene kom gjerne fra eksperimenter hvor testdeltakerne justerte belysningen og stilte lysnivået etter sin egen preferanse. Nærmere ettersyn av disse studiene avslørte at i stedet for å gi preferanse-mål gav eksperimentet et mål på belysnings-rekkevidde (den sterkeste belysningen tilgjengelig for testpersonene via justeringspanelet). Vanligvis rapporterer disse studiene medianverdiene fra en rekke eksperimenter og i bortimot alle studiene landet disse midt på skalaen. Der hvor skalaen gikk fra 0 til 500 lux, var medianen omkring 250 lux, og kunne følgelig umulig gi resultater over 500 lux. Når derimot skalaen strakte seg fra 0 til 1500 lux, ble medianen nær 750 lux. Dette eksemplet viser at metodolo- gi er viktig; hvordan et spørsmål blir stilt eller et eksperiment blir utført kan ha større betydning for utfallet enn lysforholdene. 

En myte om belysning er Kruithof-effekten, det antatte forholdet mellom lysnivå og hvordan farge fremstår, som hevder at høyere CCT (fargetempe- ratur) bør brukes ved høyere lysnivå. Til tross for at vi vet så og si ingenting om hvordan Kruithof gjennomførte eksperimentet, dukker Kruithofs graf opp i designtekster og mange etterfølgende forske- re har forsøkt å validere den. Jeg søkte nylig etter uavhengig bevis for en Kruithof-liknende relasjon, filtrerte for kun de studiene som brukte trover- dig metodologi, og disse viste ingen slik relasjon mellom lysnivå og CCT [4]. Designere bør bruke en høyere CCT dersom konteksten tilsier det, men de bør ikke føle seg forpliktet til å gjøre dette (eller forsøke å rett- ferdiggjøre en slik avgjørelse) ved å vise til Kruithof-effekten.

Feynman forteller en interessant historie om Youngs forskning på rotters atferd [5]. Hvis du vil se på rotters bevegelse fra ett sted til et annet for å studere atferden deres, må eksperimentet være nøye med å utlikne signaler som faller utenfor den spesifik- ke hypotesen som skal testes, såsom lukt eller lyden av føttene deres mot underlaget. Som Feynman beskriver det, senere studier ignorerte Youngs arbeider og lykkes ikke med å ta de nødvendige hensyn – og det skyldes at Young ikke avdekket noe som helst nytt om rotter, men snarere hva du trenger å gjøre for å avdekke noe nytt om rotter. Jeg føler det samme ofte gjelder lysforskning. 

Hva er du mest fornøyd med som resultat av LumeNet-konferan- sene over årene?
Mitt favoritt-resultat fra LumeNet er at det overhode eksisterer! Jeg forsøkte i årevis å sette i gang en konferanse for doktor- gradsstudenter. Mottakelsen fra flere hold var nedslående og det ble ikke realisert før etter et møte med Jens Christoffersen (VELUX). Jens delte min entusiasme og satte sammen det første arrangementet – The Academic Forum i Lausanne i 2011. Siden da har vi holdt samlinger hvert år – I oddetallsår Academic Forum, som tar for seg dagslys, og i partallsår LumeNet, som tar for seg belysning i en videre forstand. Det LumeNet gjør er å sette forskningsmetoder i sentrum istedenfor resultater og det er satt av lang tid til dedikerte diskusjoner om hvert enkelt prosjekt. Det hadde vært flott om standard-konferanser beveget seg nærmere denne modellen.

Har du et nytt, innovativt eller simpelthen nyttig prosjekt eller konsept planlagt som du kan fortelle om?
Det finnes en velkjent studie av Sullivan og Fannagan [6] som sammenlikner trafikk-kollisjoner i en bestemt periode på dagen i ukene umiddelbart før og etter skiftene mellom sommer og vinter- tid og tilbake. Dette muliggjør en sammenlikning av de samme bilistgruppene (samme hensikt med kjøringen, samme alkoholnivå) men med endret lysnivå i omgivelsene, dagslys den ene uken, mørkt den neste (og vise versa). De avdekket at lys har en effekt på kollisjonsraten. For noen få år siden fikk jeg ideen å bruke samme fremgangsmåte til å undersøke reisemønster. I utgangs- punktet krevde eksperimentet at noen sto ute og talte hvor mange fotgjengere og syklister som passerte et bestemt sted, men denne prosessen ble forbedret da min kollega, Jim Uttley, iverksatte open access data fra automatiske tellere. Disse analysene[7] har vist at belysning gir gevinst i form av at det oppmuntrer folk til å gå eller sykle etter mørkets frembrudd, og viser dermed at gatebelysning kan bidra i forbindelse med nasjonale intensjoner om å promotere aktiv fysisk bevegelse fra sted til sted.

Til slutt, hvis du skulle gi ett råd til de som vurderer å studere og/ eller jobbe med belysning, hva ville det være?
Jeg kan bare uttale meg om folk som vurderer å jobbe innenfor belysnings-forskning og kan ikke nøye meg med bare ett råd! Først vil jeg foreslå å lese Peter Boyces bok «Human Factors in Lighting», og for de som studerer ‘human responses’ vil jeg anbefale Poultons bok «Quantifying Judgements». Deretter, om du planlegger et eksperiment, legg merke til alle de små valgene du tar under- veis (også kjent som grader av frihet i forskningen eller snarere ‘researcher degrees of freedom’) og vurder hva som ville skjedd dersom du hadde valgt å gjøre det annerledes. I en doktorgrads- avhandling liker jeg å se at det er stilt spørsmål ved metodene som er benyttet, og ikke bare applikasjon av disse metodene. Til slutt, det hjelper å snakke med andre. Delta på så mange konferanser du kan, still spørsmål, noter de vanskelige spørsmålene som ble stilt omkring arbeidet ditt og du vil over tid utvikle langsiktige samarbeid og dette er menneskene som vil bidra til å forbedre arbeidet ditt.

Referanser:
1. Fotios S. A review of design recommendations for P-class road lighting in European and CIE documents Part 1: Parameters for choosing a lighting class. Lighting Research and Technology. In press.
2. Simons RH, Hargroves RA, Pollard NE, Simpson MD. Lighting criteria for residential roads and areas. CIE, Venice, 1987. 274-277.
3. Fotios S, Castleton H. Specifying enough light to feel reassured on pedestrian footpaths. Leukos, 2016; 12(4); 235-243.
4. Fotios S. A revised Kruithof graph based on empirical data. Leukos, 2017; 13(1); 3-17.
5. Feynman RP. 1974. Cargo cult science: Some remarks on science, pseudoscience, and learning how to not fool yourself. Caltech’s 1974 Commencement address. Engineering and Science, June 1974; 10-13.
6. Sullivan JM, Flannagan MJ. The role of ambient light level in fatal crashes: in- ferences from daylight saving time transitions. Accident Analysis & Prevention 2002; 34(4): 487-498.
7. Uttley J, Fotios S. Using the daylight savings clock change to show ambient light conditions significantly influence active travel. Journal of Environmental Psychology, 2017; 53; 1-10.