En ny teknologi, der kobler betonens robuste egenskaber med LED og lysledernes mange muligheder, vil i fremtiden betyde, at kunst, reklamer og film kan afspilles direkte på byens rå betonflader.
Forestil dig Times Square. Pladsen, der dag og nat oplyses af alverdens farver, facaderne dækket af enorme reklametavler og spot, reklamer, der blinkende og strålende presser deres budskaber ud mod os. Reklameskærmene er monteret højt oppe på facaderne, hvor de skrøbelige skærme er beskyttet mod hverdagens pulserende liv og ærgerligt hærværk. En ny måde at kombinere lysledere, LED og beton på kan dog betyde, at skærmene kan opsættes i øjenhøjde integreret i husenes facader og hermed ændre vores daglige gadebillede. Hvad der ved første øjekast ligner en rå betonflade, kan skabe stemning, afspille film og bidrage til bybilledets mangfoldighed.
I samarbejde med Teknologisk Institut og virksomheden Dupont Lightstone har DTU, sammen med en række andre internationale partnere, fået EU-støtte til at udvikle og modne den nye skærmteknologi. Og markedet for skærmen er tænkt med fra starten, for også et stort reklameskiltefirma er gået med i projektet og står parat som aftager, så snart der er et færdigt produkt.
”Hos Dupont Lightstone er vi gode til at integrere lys i beton, og vi har allerede vist, at vi kan lave løsninger, hvor de gode egenskaber i en af byggebranchens foretrukne byggematerialer, nemlig beton, får et nyt udtryk med lys,” forklarer Bo Jacobsen, direktør i Dupont Lightstone, og fortsætter:
”Men vi er også bevidste om, at der er andre, som er eksperter på dele af skærmproduktet, som f.eks. den bagvedliggende LED-teknologi, der lige nu er i rivende udvikling. Så vi har simpelthen lagt os i slipstrømmen af denne udvikling og lavet en applikation, der bygger oven på denne udvikling. På den måde kan vi hver gang, der kommer noget nyt på LED-markedet eller sker et ryk i udviklingen, forædle vores egne produkter uden at begive os ud i at kæmpe mod de store mastodonter inden for LED.”
| Lysledere, der støbes direkte ind i betonsten, giver helt nye muligheder for at afspille film, reklamer eller fodboldkampe direkte på muren. I høj kvalitet og uden opsætning af skærme. |
Foto Mikal Schlosser |
En simpel, kompliceret skærm
Idéen bag det nye produkt lyder umiddelbart simpel, men rummer dog en række teknologiske udfordringer. Princippet er en LED-skærm gemt bag en flere centimeter tyk betonskærm. Præcist placerede lysledere integreret i betonen leder lyset fra lysdioderne ud på overfladen af betonen. Dermed kan man vise levende billeder direkte på betons overflade. Karsten Rottwitt er professor på DTU Fotonik. Han forklarer:
”Lys går jo normalt kun i én retning. Tager man f.eks. en laser og lyser hen mod væggen, så bøjer den ikke, men ender kun der som en prik. Men man kan faktisk tvinge lyset til at bøje sig, så man kan lyse rundt om hjørner, twiste og dreje det. Det kræver dog, at man sender det igennem et materiale, som leder lyset. Helt grundlæggende er tricket, at man fanger lyset via to typer materialer med forskelligt brydningsindeks. En kerne med ét brydningsindeks omgivet af en ’skal’ af materiale med et andet brydningsindeks. På den måde kan man sende lyset ind i en lysleder, hvor det er fanget og først kommer ud i den anden ende,” siger han.
En af de første opgaver for DTU var at afgøre, om det overhovedet var nødvendigt at bruge lysledere og ikke bare fylde hullerne i betonen med et plastmateriale eller måske bare lade hullerne være fyldt med luft. Det blev dog hurtigt afklaret, at det gav et kæmpe tab af lys at anvende andre metoder end lysledere.
”Det næste, vi undersøgte, var, hvor store lyslederne skulle være. For arealet af lyslederen tages jo direkte fra betonen, og selvom det er vigtigt, at billedet er i orden, så er det i dette projekt lige så vigtigt, at betonen beholder sin styrke,” uddyber Karsten Rottwitt og tilføjer, at lysledernes størrelse har betydning for farvegengivelsen: ”Kører man film på skærmen, kan man jo ikke have, at folk er helt gule i hovedet.”
En million lysdioder
Den mere komplicerede del af DTUforskernes bidrag til projektet har været at rådgive partnerne om, hvordan man koblede de millioner af lysdioder, som en LED-skærm potentielt består af, med de enkelte lysledere. Lyslederne skal nemlig placeres helt præcist ud for dioden, da der ellers sker et massivt tab af lys. Og med en million dioder er dette ikke en nem opgave.
”En optimal laser vil kunne føre 80-85 procent af lyset videre, hvis dioderne er placeret præcist nok ud for lyslederen, og man tillige benytter en linse. Er placeringen ikke optimal, får man et langt større tab. Vi har anbefalet, at man laver en plade eller maske, som kommer ind imellem dioderne og lyslederne – en såkaldt indkobling, der samler lyset og koncentrerer mængden af lys, som kommer igennem. Masken kan typisk bestå af flere lag. Et lag med huller og et lag med linser, som linsen i et brilleglas, der presses ned i hullerne. Linsen samler lyset, og koblingen bliver på den måde nemmere, fordi præcisionen i placeringen er mindre kritisk,” forklarer Karsten Rottwitt.
Men viden om de rette lysledere, om hvilket brydningsindeks der er det bedste til formålet, og om avancerede koblinger og masker, er ikke i sig selv nok til at komme i mål med den nye skærmteknologi. Derfor har en af partnerne i projektet været betoncenteret på Teknologisk Institut, der leder projektet. For betonskærmene skal støbes, lyslederne integreres i skærmen, og den rette produktionsproces sættes op.
Beton er ikke bare beton
Med den type digitale reklameskilte, som allerede nu findes i bybilledet, kan man ved en computer styre skærme i hele verden, skifte reklamebannere, videoer og information med et klik. Teknologien findes allerede, men mange mennesker med æstetisk sans vil nok ærgre sig over de uskønne skærme, der skånselsløst placeres uden på facaderne.
”Men hvad nu, hvis vi allerede, når bygningen blev opført, fik placeret skærme, der er integreret inde i facaden? Slukker man skærmen, vil overfladen være som den øvrige facade, hvilket vil give et meget mere æstetisk billede i bybilledet,” forklarer Bo Jacobsen.
Og det er her, eksperterne i betoncenteret kommer ind i billedet. Seniorkonsulent på Teknologisk Institut Lars Nyholm Thrane har været med i udviklingen fra starten og har især haft fokus på produktionsprocesserne:
”Når man i dag ser på prototypen af skærmen, er lyslederne omstøbt af betonen og fremstår som små lysprikker på overfladen. På en meters afstand fremstår de som et fuldendt billede, hvis hullerne sidder tæt nok. Det er det, man kalder for ’pixel pitch’, og det betegner, hvor langt der er fra centrum af et hul til centrum af det næste. Vi vil gerne ned på 1,5 mm afstand, svarende til, at man ser et velfungerende billede på 1,5 meters afstand. LED-teknologien er ikke helt parat endnu, men vi er parate, når den er klar, og det regner vi med sker snart,” forklarer han, samtidig med at Kaj og Andrea ruller sig ud på betonskærmen i baggrunden.
Nogle af de forhold, som Teknologisk Institut har arbejdet med, er automatiseringen af produktionsprocessen med robotter, forskellige typer af støbeteknikker og placeringen af lyslederne i betonen. Og så skal det hele kunne skaleres op til en fuld produktion af store betonpaneler.
”Og så er beton jo ikke bare beton,” forklarer Lars Nyholm Thrane, der har en stor passion for beton og har arbejdet med det de seneste 12 år:
”Beton deles normalt op i kategorierne beton, mørtel og pasta – karakteriseret ved størrelsen af sten i betonen. En beton har typisk sten på over 4 mm i diameter. Faktisk er beton et utrolig kompliceret materiale. Vi er stadig ikke fuldstændig klar over alle de komplicerede reaktioner, der sker, når man blander cement med vand, som binder sand og sten. I det her tilfælde har vi fundet et materiale, der er stærkt nok til formålet, har et æstetisk udtryk, kan støbes og samtidig er holdbart, når det eksponeres for vind og vejr.”
Æstetik, bæredygtighed og besparelser
Den nye skærmteknologi har flere potentialer. Bo Jacobsen forklarer:
”Den mest åbenlyse fordel ved at sætte denne slags skærme op er nok designets robusthed. F.eks. ved busstoppesteder, hvor der ofte er hærværk på reklameskiltene. Derudover åbner teknologien for en række arkitektoniske muligheder, som f.eks. at bruge lys til at skabe forskellige stemninger i et rum og udvide dets anvendelsesmuligheder. På sigt kan man også forestille sig mere praktiske anvendelser, hvor skærmene bruges omvendt til at transportere dagslys ind på hospitaler for at forbedre livskvaliteten hos syge mennesker.”
Og så er der selvfølgelig den potentielle besparelse, som kunderne får på sigt. I dag kører masser af mennesker fysisk rundt og skifter f.eks. gadeplakater ud, og det koster penge. De processer kan med den nye teknologi erstattes med et klik fra en computer. Ovenikøbet kan reklamerne nemt skiftes ud i løbet af dagen, alt efter hvordan forskellige målgrupper bevæger sig rundt i bybilledet.
”At der ikke er nogen, som skal køre rundt i biler og manuelt skifte tingene ud, giver som en bonus projektet et bæredygtighedsperspektiv,” siger Bo Jacobsen og tilføjer:
”Lige nu arbejder vi med, at prisen for betonskærmene kommer til at ligge højst 30 procent over, hvad en LEDskærm af tilsvarende størrelse og kvalitet koster, for selvom man kan regne med, at skærmene har en betydelige længere levetid end de almindelige skærme, er det ikke realistisk at sætte prisen højere. Vi vil lave et produkt, som har en stor mængde potentielle kunder, og her er prisen en vigtig faktor.”
600 potentielle arbejdspladser
Et af de første steder, Dupont Lightstone satser på at bruge teknologien, er på plakatsøjler. Et konservativt estimat er, at der på verdensplan står 1,5 mio. plakatsøjler, som potentielt kan skiftes ud med den nye teknologi.
”Der er lige nu en enorm interesse fra bystyrer i hele verden efter at få æstetikken ind i bybilledet og begrænse virvaret af digitale skærme. Vores løsning er interessant, fordi den kan integreres i husmure, og betonen kan udformes som skulpturer. Og vi kan få det til at ligne alt fra marmor til granit. Tager man fat i dette marked alene og laver et mål om at udskifte bare 0,8 procent af dem over de næste fem år, vil de små og mellemstore virksomheder, som er med i projektet, have skabt 600 europæiske arbejdspladser,” siger Bo Jacobsen og tilføjer:
”Jeg havde på forhånd fået at vide, at DTU og Teknologisk Institut var i verdensklasse. Og det er de efter min mening også. Begge institutioner er selvfølgelig meget forskningstunge, og det er en helt ny verden for os andre, der sidder herude i driftsdelen. Men det er samtidig noget, som er rigtig interessant at arbejde med. Det er fantastisk at se nogen, der er super dygtige og virkelig brænder for deres fag,” slutter han.