Bảng so sánh so sánh quang thông và bóng đèn

Khi nói đến đèn LED chúng ta nghĩ ngay tới việc tiết kiệm điện năng. Quả thật, khi so sánh lượng điện tiêu thụ giữa đèn phóng điện truyền thống và đèn LED thì chúng ta đều biết việc sử dụng đèn LED có thể tiết kiệm từ 40% đến 50% tùy thuộc vào chất lượng bộ đèn, tính chất và yêu cầu chiếu sáng cụ thể. Tuy nhiên, để sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng quý giá này trong quá trình thiết kế, đấu thầu, lựa chọn sản phẩm cần phải hiểu một cách chính xác về các thông số cơ bản quyết định đến việc đưa thiết bị đèn LED lắp đặt lên lưới đèn chiếu sáng.

Như chúng ta đã biết, nguồn sáng phóng điện hiện nay đang dùng đã được chuẩn hóa quốc tế cho các loại bóng đèn có công suất 70W, 100W, 150W, 250W, 400W, 1000W và 2000W. Việc chuẩn hóa này rất dễ dàng cho việc lựa chọn công suất đèn trong quá trình tính toán, thiết kế, đấu thầu, lắp đặt hệ thống chiếu sáng. Với đèn LED, do đặc điểm cấu tạo mà mỗi hãng sản xuất đưa ra loại đèn đặc trưng với dải công suất khác nhau. Điều này phụ thuộc vào việc sử dụng công suất mỗi chip LED cũng như cách tích hợp số lượng chip LED để tạo lên một bộ đèn LED hoàn chỉnh. Do vậy, khi sử dụng đèn LED các nhà kỹ thuật khuyến cáo không nên căn cứ vào công suất đèn LED để lựa chọn mà căn cứ vào hiệu suất phát quang [lumen/watt] và quang thông [lumen] của bộ đèn. Với đèn LED có cùng dải công suất gần giống nhau thì lượng quang thông phát ra phải gần tương đương nhau để làm sao khi lựa chọn tính toán, thiết kế đảm bảo yêu cầu tiêu chuẩn đặt ra. Nếu trong hồ sơ thiết kế duyệt theo công suất cố định thì hồ sơ mời thầu nên để chỉ tiêu kỹ thuật theo hiệu suất phát quang và quang thông là cách lựa chọn đúng đắn, đảm bảo tính cạnh tranh trong đấu thầu cũng như thuận lợi trong quá trình duy tu, thay thế sau này không bị phụ thuộc vào một hãng đèn nào đó.

Ví dụ: Trong hồ sơ một dự án sử dụng đèn LED có công suất 130W.

Nếu trong hồ sơ thiết kế, hồ sơ mời thầu chỉ định loại đèn có công suất này thì chỉ một hoặc một số ít hãng đèn LED sản xuất đèn có công suất đúng như vậy [tính cạnh tranh không cao]. Trong khi đó, với công suất như vậy cho phép sử dụng các loại đèn LED có công suất tương đương trong khoảng ± 5% đến 10% công suất tức là 123W đến 136W và Quang thông cũng dao động trong khoảng tương ứng.

+ Nếu đèn đó có hiệu suất phát quang là 100 lumen/watt thì Quang thông tương ứng với khoảng công suất trên là 12.300 lumen đến 13.600 lumen. Khi tính toán kiểm chứng bằng phần mềm chuyên dụng với lượng quang thông trong khoảng như trên mà đảm bảo tiêu chuẩn chiếu sáng đề ra thì đèn LED đó được lựa chọn.

+ Nếu nhà thầu đề xuất loại đèn LED có hiệu suất phát quang là 110 lumen/watt mà dải Quang thông từ 12.300 lumen đến 13.600 lumen đã đảm bảo ánh sáng theo tiêu chuẩn đề ra thì công suất bộ đèn lúc này chỉ cần từ 112W đến 124W [tiết kiệm hơn so với 130W].

Như vậy, ta có thể thấy với đèn LED quan tâm tới việc lưa chọn Quang thông và Hiệu suất phát quang của bộ đèn là quan trọng và sẽ cho ta một hệ thống chiếu sáng mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và nâng cao tính cạnh tranh trong việc cung cấp các sản phẩm đèn LED chất lượng tốt.

Hiện nay, với việc nhanh chóng nắm bắt sự phát triển của công nghệ và liên kết với Công ty hàng đầu thế giới về đèn LED là hãng Philips – Hà Lan. Công ty Hapulico đã và đang sản xuất thương mại dòng đèn LED chiếu sáng đường phố mang thương hiệu Halumos Extralight với việc sử dụng các Modul LED thế hệ mới cho hiệu suất phát quang của Modul LED lên tới 130 Lumen/watt và của bộ đèn xấp xỉ 120 Lumen/watt, cung cấp dải quang thông của bộ đèn từ 5.300 lumen đến 22.000 lumen. Như vậy, công suất tiêu thụ của bộ đèn nằm trong dải từ 50w đến 175w có thể tiết kiệm được trên 50% công suất tiêu thụ điện so với loại bóng đèn phóng điện Sodium cao áp truyền thống.

Có rất nhiều phần mềm cho phép chúng ta tính toán, mô phỏng chiếu sáng như Dialux, Relux, sử dụng các tool excel, hay đơn giản ta tính toán online tại Visual-3D Interior …vv, bất kỳ công cụ nào chúng đều được xây dựng trên những cơ sở lý thuyết, các phương pháp tính cơ bản. Ở bài dưới chúng ta sẽ sử dụng phương pháp hệ số sử dụng [ Phương pháp này chỉ được sử dụng để tính toán cho các căn phòng có nhu cầu chiếu sáng chung đều ], để tiếp cận bài toán thuận. Tính toán số lượng bóng đèn và sắp xếp chúng trong một không gian cho sẵn.

• Nội dung:
• Các thuật ngữ cơ bản.
• Các bước thiết kế chiếu sáng.
• Tính toán thiết kế chiếu sáng cho lớp học.
• Tính toán thiết kế chiếu sáng cho phòng họp.
• Tính toán thiết kế chiếu sáng cho sảnh chính.
• Tính toán thiết kế chiếu sáng cho toilet.

1. Các thuật ngữ cơ bản :

• Hệ số phòng [ Room index-RI] : Phụ thuộc vào kích thước của căn phòng, mô tả tỉ lệ của chiều dài, chiều cao, và chiều rộng căn phòng. Thường nó có giá trị trong khoảng 0.75 đến 5.

L : là chều dài căn phòng

W : Chiều rộng

Hm : Cao độ gắn đèn so với mặt phẳng làm việc.

• Hệ số duy trì [ Maintenance Factor -MF ] : Sau một khoảng thời gian sử dụng bóng đèn, quang thông bóng đèn sẽ giảm đi, do sự già hóa của bóng hoặc do các yếu tố môi trường như bụi bẩn,..vv Hệ số duy trì là tỉ lễ của quang thông bóng đèn phát ra sau một khoảng thời gian sử dụng so với lúc mới lắp bóng đèn lần đầu tiên.

Hệ số duy trì nhỏ hơn 1.

Các giá trị thường được sử dụng để tính toán chiếu sáng :

0.8 Sử dụng cho văn phòng, lớp học [ rất ít bụi ] 0.7 Đối với những nhà máy công nghệp sạch,bụi trung bình. 0.6 Đối với những nhà máy công nghệp nhều bụi bẩn.

• Hệ số phản xạ phòng: Một căn phòng bao gồm [ trần – tường – sàn ]. Việc phản xạ các mặt trần, tường, và sàn sẽ ảnh hưởng đến lượng quang thông nhận được trên mặt phẳng làm việc. Bảng hệ số phản xạ một số loại vật liệu : Màu sơn Hệ số phản xạ Vật liệu xây dựng Hệ số phản xạ Trắng 0.7-0.8 Thạch cao trắng 0.7-0.85 Vàng nhạt 0.6-0.7 Men trắng 0.6-0.7 Xanh nhạt, đỏ sáng, xám sáng 0.4-0.5 Vữa sáng 0.4-0.5 Nâu, đất đỏ, cam, xám 0.25-0.35 Bê tông 0.3-0.5 Xám đậm, đỏ đậm, xanh đậm 0.1-0.2 đá granit 0.1-0.3 Gạch đỏ 0.1-0.2 Kính trong 0.05-0.1 Kim loại Hệ số phản xạ Kim loại Hệ số phản xạ Nhôm phản xạ gương 0.8-0.85 Đồng bóng 0.6-0.7 Nhôm mạ 0.75-0.85 Crom bóng 0.6-0.7 Nhôm mờ 0.5-0.75 Thép bóng 0.5-0.6 Bạc bóng 0.9
• Hệ số sử dụng quang thông [ Utilization factor – U.F ] : Bằng tỉ số giữa quang thông rơi trên bề mặt làm việc [ work plane ] trên quang thông đèn.

Hệ số sử dụng quang thông phụ thộc vào :

1. Hình dạng phòng.
2. Hệ số phản xạ phòng.
3. Chiều cao gắn đèn
4. Hiệu suất bóng đèn.
5. Sự phân bố quang thông.

Thông thường các giá trị hệ số sử dụng quang thông của một bộ đèn thường được nhà sản xuất cho kèm với catalogue của bộ đèn. Trường hợp không có ta phải tự xác định loại đèn và tra bảng [ Tham khảo thêm bảng tra hệ số sử dụng ].

[ Xem lại Phần 2 , Phần 1]

[4] Chỉ số hoàn màu [ Color rendering index ]

• Chỉ số hoàn màu [Ra] của một nguồn sáng là chỉ số đánh giá độ trung thực về màu sắc của đối tượng được chiếu sáng so với một nguồn sáng lý tưởng hoặc ánh sáng tự nhiên [ Ánh sáng mặt trời có CRI là 100 ]
• Chỉ số hoàn màu càng cao, thì màu sắc đối tượng phản ánh càng trung thực. Vậy một nguồn sáng có CRI càng cao thì nguồn sáng đó có chất lượng càng tốt.

• Chỉ số hoàn màu [ Ra ] có thang đo từ 0 đến 100. Bóng đèn sợi tóc có CRI là 100, và hầu hết các bóng đèn LED thì thường có CRI từ 80 đến 85.
• Chỉ số hoàn màu của 1 đèn lại tỉ lệ nghịch với hiệu chiếu sáng hay độ sáng [Lm/W]. Nghĩa là nếu chỉ số hoàn màu càng lớn thì chỉ số Lm/W càng giảm và ngược lại. Vì vậy để cân đối giữa chất lượng ánh sáng [chỉ số CRI] và hiệu suất chiếu sáng để có chỉ số tối ưu nhất. Một đèn led có thông số: CRI từ 75-85 còn độ sáng 90-100Lm/W là tối ưu nhất cho chiếu sáng thông dụng, ngoại trừ các ngành cần độ chính xác cao mới cần chọn CRI>85
• CRI = 100: Ánh sáng bán ngày là ánh sáng có độ trung thực nhất
• CRI = 0: Ánh sáng đơn sắc như: xanh, đỏ, tím, vàng…là ánh sáng có độ trung thực thấp nhất
• CRI