Thiết bị chiếu sáng là các trang thiết bị phần cứng cần thiết để giữ và vận hành nguồn ánh sáng nhân tạo.

Trong quá trình thực hiện phối hợp giữa chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo thì việc lựa chọn thiết bị chiếu sáng và bố trí nguồn sáng cũng quan trọng không kém bản thân nguồn sáng. Thiết kế thiết bị chiếu sáng tốt kếp hợp cùng bố trí hợp lý sẽ phân phối ánh sáng thích hợp: phân biệt giữa chiếu sáng cho không gian chung/không gian riêng, kiểm soát được chất lượng ánh sáng và thậm chí có thể thay đổi được cả màu sắc của nguồn sáng.

Độ thành công của thiết kế thiết bị chiếu sáng và bố trí nguồn sáng được đánh giá thông qua việc kiểm tra tiện nghi nhìn cho phòng đối với tất cả các hoạt động được thiết kế cho không gian đó; đồng thời cũng đánh giá tổng mức năng lượng cần thiết để đạt được hiệu quả tiện nghi nhìn. Mức năng lượng cần thiết càng thấp để đạt được hiệu quả mong muốn thì hệ thống được chứng minh có chất lượng và tính hợp lý càng cao.  Nên sử dụng sản phẩm của những nhà sản xuất có nêu rõ những giá trị đánh giá hiệu quả chiếu sáng của từng nguồn sáng cho từng thiết bị chiếu sáng để nhằm tránh việc phải phỏng đoán về tác động của thiết bị tới nguồn sáng.

Phân loại thiết bị chiếu sáng

Thiết bị chiếu sáng có ảnh hưởng lớn tới độ sáng và sự phân bố ánh sáng trong không gian bởi vì ánh sáng sau khi thoát khỏi nguồn sáng sẽ phản chiếu/được lọc thông qua nhằm mang tới những hiệu ứng khác nhau. Các thiết bị chiếu sáng chủ yếu được phân loại dựa trên hình thức và hiệu quả phân  phối ánh sáng của chúng. Một vài hình thức phân phối ánh sáng được thể hiện dưới đây: trực tiếp, bán trực tiếp, trực tiếp-gián tiếp.

Các hình thức phân phối ánh sáng theo không gian

Các hình thức phân phối ánh sáng theo không gian

Nhìn chung, ánh sáng trên các bề mặt làm việc là ánh sáng “trực tiếp” trong khi các ánh sáng chiếu ra xa khỏi bề mặt đấy gọi là ánh sáng “gián tiếp”. Đôi khi người thiết kế cũng có thể mô tả thiết bị chiếu sáng dựa trên hướng của ánh sáng: “chiếu lên”, “rọi xuống”, hoặc “sang bên”.

Mức độ phân phối ánh sáng của thiết bị có thể được đo và thể hiện dưới dạng biểu đồ chiếu sáng với các đường thể hiện cho mức độ ánh sáng đo được tại các khoảng cách cố định tính từ thiết bị (thông thường theo 1m) và quay theo các góc khác nhau. Trong phần lớn các trường hợp, đơn vị trong biểu đồ là lumens. Tuy nhiên, nó cũng được thể hiện dưới dạng 0-1 để đại diện cho yếu tố tổng hợp; điều này thể hiện cho việc sử dụng các mức độ năng lượng khác nhau trong thiết bị.

Các loại thiết bị

Các loại thiết bị

Một thiết bị chiếu sáng được kể đến bao gồm một hoặc nhiều đèn, mặt phản chiếu, vỏ bảo vệ, kết nối điện và mạch điện. Tất cả những bộ phận này ảnh hưởng trực tiếp tới mức ánh sáng phát ra từ thiết bị. Ngay cả đối với những đèn rất sáng, vật liệu mờ hoặc bán trong suốt có thể giảm dòng chảy ánh sáng và các mặt phản chiếu có thể nhanh chóng bị bẩn, bám bụi trong một số điều kiện, qua đó giảm mức ánh sáng phát ra.

Bố trí chiếu sáng

Xét tới việc có nhiều loại đèn cùng trang thiết bị khác nhau có thể lựa chọn, gần như có tới vô số cách sắp xếp đèn điện trong một căn phòng để mang tới hiệu quả chiếu sáng nhất định.

Mối quan tâm trước tiên trong bố trí chiếu sáng và việc tránh ánh sáng chói trên bề mặt diễn ra hoạt động. Sự chói này là kết quả của việc ánh sáng phản chiếu trực tiếp vào mắt người sử dụng hơn là do phân tán.

Vị trí chiếu sáng tốt hoặc xấu, tạo nên hoặc tránh hiện tượng chói cho người sử dụng

Vị trí chiếu sáng tốt hoặc xấu, tạo nên hoặc tránh hiện tượng chói cho người sử dụng

Sự lựa chọn cuối cùng của bố trí ánh sáng sẽ luôn dựa trên tiêu chí thẩm mỹ – mang lại cảm giác thích hợp cho không gian. Để đạt được điều này phải nhờ tới kinh nghiệm thực tế và việc suy nghĩ tới không gian cùng chức năng sử dụng của nó.

Hình ảnh dưới đây cho thấy hai trong nhiều cách bố trí ánh sáng trong phòng đơn giản để mang tới hiệu quả chiếu sáng ở mức độ tương đương nhau trên mỗi bề mặt làm việc. Mỗi hình thức bố trí có lợi thế và bất lợi riêng. Ví dụ như hình thức bố trí đầu tiên có thể tiết kiệm năng lượng hơn nhưng hình thức thứ 2 sẽ giúp giảm được độ chói và đồng thời tạo ít bóng của người sử dụng lên bề mặt làm việc hơn.

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.

Bạn có muốn nhận bộ tài liệu: Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC ?
Tải ngay: https://vnk.edu.vn/ebook-huong-dan-thiet-ke-lap-dat-dien-theo-iec/

Thiết bị chiếu sáng và cách bố trí
5 (100%) 5 votes