Phương pháp quang thông trong thiết kế hệ thống chiếu sáng là gì

Phương pháp quang thông trong thiết kế hệ thống chiếu sáng là gì

Thiết kế hệ thống chiếu sáng đòi hỏi người thực hiện phải có trình độ cao cũng như khả năng quan sát áp dụng hợp lý. Một trong những phương pháp được nhiều người áp dụng đó là phương pháp quang thông trong thiết kế hệ thống chiếu sáng. Hệ thống này có đặc điểm gì áp dụng ra sao chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhé!

Phương pháp quang thông trong thiết kế chiếu sáng

Chỉ đơn thuần trực giác của người kiến trúc sư là không đủ để hoàn toàn hiểu hết sự tương tác của ánh sáng và dự đoán được chính xác mức độ chiếu sáng cho tất cả các phần trong phòng. Mặt khác, công cụ tính toán điện tử không thôi cũng là không đủ để thiết kế lên tòa nhà được chiếu sáng “đẹp”.

Biện pháp đơn giản nhất để tính được mức độ chiếu sáng tổng thể cho không gian chiếu sáng đều là Phương pháp quang thông. Nó sử dụng cả công cụ điện tử lẫn trực giác của người thiết kế nhằm xác định số lượng thiết bị chiếu sáng cần thiết để đạt được mức chiếu sáng nhất định. Công thức tính toán vô cùng đơn giản:

E = F/A

Trong đó, E là độ rọi trung bình (hoặc tối thiểu) cần thiết cho không gian làm việc (tính bằng lux), F là lượng quang thông hữu dụng của tất cả các nguồn sáng (lumens) còn A là tổng bề mặt của khu vực làm việc. Trong thiết kế kiến trúc, việc tính toán F cho phép kiến trúc sư hoặc kĩ sư có thể quyết định được tổng mức độ chiếu sáng cần thiết cho không gian phòng. Giá trị F có thể được tính dựa theo công thức dưới đây:

F = AE

Điều cần phải lưu ý là kết quả tính ra không phải là quang thông của tất cả các đèn bởi vì không phải tất cả ánh sáng được sản sinh ra bởi mỗi đèn đều tới được không gian làm việc. Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng tới mức độ ánh sáng truyền tới khu vực làm việc gồm:

  • Kích thước và tỉ lệ căn phòng.
  • Chiều cao của thiết bị chiếu sáng so với mặt làm việc.
  • Phản xạ của tường và trần.
  • Bản chất của thiết bị chiếu sáng và khả năng phân phối ánh sáng.
  • Ánh sáng thất thoát do tuổi thọ sử dụng, tích bụi và ngả vàng.
  • Các phần tử hạt trong không khí như khói hoặc bụi.

Một vài thiết bị có hiệu quả cao nhất trong điều kiện bố trí hợp lý nhất có thể giúp 80% lượng đèn có ánh sáng tới được bề mặt làm việc trong khi việc sử dụng thiết bị không hợp lý trong phòng tối chỉ mang tới kết quả ở mức 2%.

Các bước thực hiện Phương pháp quang thông:

  1. Xác định lựa chọn yêu cầu

Xác định độ rọi tối thiểu theo yêu cầu phù hợp với nhu cầu sử dụng thông qua việc sử dụng các tiêu chuẩn quốc gia hoặc hệ thống đánh giá công trình xanh.

  1. Xác định quang thông nhận được

Đây là phép tính nhân đơn giản giữa tổng bề mặt cần chiếu sáng với mức quang thông đã xác định và mức quang thông yêu cầu theo công thức F = AE. Kết quả chính là giá trị quang thông “hữu dụng” yêu cầu. Từ đó, tổng quang thông cần lắp đặt có thể được xác định.

  1. Lựa chọn thiết bị chiếu sáng

Một đánh giá sơ bộ ban đầu và lựa chọn thiết bị cần phải được thực hiện và kết quả lựa chọn sẽ dựa trên cả yếu tố kinh tế lẫn thẩm mỹ. Tuy nhiên, thiết bị này có thể sẽ không thỏa mãn yêu cầu chiếu sáng. Các bước thực hiện dưới đây sẽ giúp quyết định điều này.

  1. Xác định chiều cao treo thiết bị

Khoảng cách từ nguồn sáng tới bề mặt làm việc là vô cùng quang trọng, nó là một yếu tố quyết định tới độ rọi cuối cùng. Đây là kết quả của định luật nghịch đảo.

  1. Xác định chỉ số phòng

Chỉ số phòng là tỉ lệ thể hiện mối quan hệ giữa chiều cao phòng so với chiều rộng và chiều dài theo công thức:

Trong đó L là chiều dài của phòng, W là chiều rộng và Hm là chiều cao treo thiết bị chiếu sáng.

  1. Xác định hệ số sử dụng (UF)

Hệ số sử dụng là kết quả tổng hợp từ các yếu tố kể trên (phản xạ của tường, trần; chỉ số phòng và loại thiết bị) vào một thông số. Hệ số này có thể tra được từ bảng của các đơn vị sản xuất nhằm xác định hệ số sử dụng cho các loại thiết bị khác nhau.

  1. Xác định hệ số bảo trì (MF)

Yếu tố bảo trì phụ thuộc vào mức độ lau chùi, làm sạch và thay thế thiết bị chiếu sáng. Nó kể tới cả các yếu tố như giảm hiệu quả chiếu sáng theo thời gian, yếu tố bụi bên trong bản thân thiết bị và mức giảm phản xạ của tường, trần theo thời gian. Để thuận tiện, thông thường lựa chọn 3 giá trị:

  • Tốt = 0.7
  • Trung bình = 0.65
  • Kém= 0.55
  1. Xác định số lượng thiết bị chiếu sáng

Đầu tiên, quyết định tổng lượng quang thông cần lắp đặt bằng việc tính toán với quang thông yêu cầu,  cùng các hệ số sử dụng và hệ số bảo trì. Công thức tính toán:

Số lượng thiết bị chiếu sáng được lựa chọn đơn giản bằng cách chia số lượng yêu cầu cho giá trị quang thông của từng thiết bị.

  1. Kiểm tra khoảng cách giữa các thiết bị

Khi đã xác định được số lượng thiết bị chiếu sáng, các thiết bị này cần phải được bố trí đồng đều cho không gian. Nói một cách rõ hơn là xác định hệ lưới lắp đặt các thiết bị dựa trên tổng số lượng.

Cuối cùng, cần phải đảm bảo khoảng cách giữa các thiết bị là hợp lý (không quá xa, không quá gần để tránh chồng chéo). Nếu thiết bị lựa chọn là không hợp lý qua quá trình tính toán thì tiến hành chọn lại (dựa trên kinh nghiệm thu được qua quá trình trính toàn này) và làm lại các bước từ 3 đến 9.

Kết hợp chiếu sáng nhân tạo và chiếu sáng tự nhiên

Về cơ bản, chiếu sáng nhân tạo phải được thiết kế để chiếu sáng không gian ngay cả khi không có ánh sáng tự nhiên, do phần lớn các tòa nhà hoạt động vào cả buổi đêm. Tuy nhiên, chiếu sáng nhân tạo cũng cần có sự linh động nhằm kết hợp với ánh sáng tự nhiên nhằm giảm mức năng lượng sử dụng trong khi vẫn đạt được hiệu quả tiện nghi tối đa.

Để kết hợp ánh sáng nhân tạo và tự nhiên, sử dụng hệ thống điều khiển chiếu sáng nhằm giảm hoặc tắt không sử dụng tùy theo điều kiện ánh sáng tự nhiên. Điều này có nghĩa là bên cạnh thiết bị và bố trí thì cần có các thiết bị cảm ứng tốt và khu vực kiểm soát phù hợp.

Hi vọng sau bài viết này bạn đã hiểu thêm được một phần về kiến thức trong việc thiết kế hệ thống chiếu sáng hiện nay.

Chia sẻ bài viết