Công thức tính toán chiếu sáng chi tiết cho 7 không gian

Việc thiết kế chiếu sáng đòi hỏi phải tính toán chiếu sáng chính xác. Từ đó, lựa chọn được loại đèn và số lượng đèn phù hợp với không gian cần chiếu sáng. Bài viết dưới đây hướng dẫn cách tính chính xác các thông số của đèn trong chiếu sáng. 

1. Ý nghĩa của việc tính toán chiếu sáng

Tính toán chiếu sáng là một trong những cách sử dụng đèn LED đạt hiệu quả cao, tiết kiệm điện và kéo dài tuổi thọ cho đèn. 

• Thiết kế hệ thống chiếu sáng phù hợp: Hệ thống chiếu sáng thiết kế phù hợp giúp doanh nghiệp tăng năng suất lao động và chất lượng sản phẩm. Có độ rọi thích hợp sẽ tạo không gian thoải mái và đúng tiêu chuẩn.
• Giải pháp chiếu sáng hiệu quả: Mang lại năng suất tốt hơn, bảo vệ được người sử dụng.An toàn với sức khỏe, an toàn với thị giác người dùng.
• Tiết kiệm chi phí: Tính toán trong hệ thống chiếu sáng sẽ giúp cho tiết kiệm điện năng, không bị sử dụng thừa lượng điện.
• Tiết kiệm thời gian lựa chọn đèn: Qua tính toán, chúng ta sẽ xác định rõ được các thông số cần thiết để lựa chọn số lượng đèn phù hợp. Có được số lượng đèn phù hợp sẽ tiết kiệm chi phí và thời gian chọn đèn.

2. 4 Công thức tính toán chiếu sáng quan trọng nhất 

2.1 Công thức tính toán chiếu sáng độ rọi

• Độ rọi của đèn được tính bởi công thức sau: 

Độ rọi = (Công suất đèn x Quang thông x Số lượng đèn)/ Diện tích chiếu sáng

• Đơn vị đo của độ rọi là lux hoặc lumens/m2.
• Ngoài ra độ rọi còn được tính bởi công thức:

E=Ф/S 

• Với Ф là tổng quang thông (lumens).
• S là diện tích bề mặt được chiếu sáng (m2).

>> Chi tiết cách tính xem tại: Công thức tính độ rọi Lux

2.2 Công thức tính quang thông

>> Chi tiết tham khảo tại: Công thức tính quang thông

Dựa vào tốc độ suy giảm quang thông có thể tính toán được tuổi thọ trung bình của đèn led.

2.3 Công thức tính công suất chiếu sáng tiêu chuẩn

• Công suất được tính bởi công thức:

                                                        P = U.I 

Trong đó: 

• P là công suất điện (W).
• U là hiệu điện thế (V).
• I là cường độ dòng điện (A).

2.4 Công thức tính toán chiếu sáng số lượng đèn LED

• Số lượng đèn là yếu tố cần để xác định rõ cho không gian chiếu sáng.
• Số lượng đèn cần dùng được xác định bởi công thức sau:

Số lượng đèn = (S x E)/ (Công suất đèn x Quang thông)

Trong đó: 

• S là diện tích cần chiếu sáng (m2).
• E là độ rọi tiêu chuẩn (lux).

Tham khảo thêm: Cách tính điện năng tiêu thụ của đèn led

3. 5 phương pháp tính toán chiếu sáng chính xác nhất

3.1 Thiết kế chiếu sáng bằng phương pháp hệ số sử dụng Ksd

• Đây là phương pháp dùng cho tính toán chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của trần hay tường. 
• Thường sử dụng tính toán cho nhà xưởng có diện tích lớn hơn 10m2.
• Từ yêu cầu, ta tính toán và xác định được độ rọi nhỏ nhất, từ đó tính được quang thông của đèn và xác định được công suất. 
• Chú ý, khi tính cho phép quang thông lệch từ -10% đến 20%.
• Xác định độ rọi E cần thiết và các thông số:
  • Khoảng cách giữa các đèn.
  • Chỉ số phòng.
  • Tra bảng để tính hệ số sử dụng Ksd.
  •  Hệ số tính toán Z với Z=0.8 ÷ 1.4.

Đây là phương pháp tính toán dùng để tính toán chiếu sáng chung. 

3.2 Phương pháp tính toán chiếu sáng từng điểm

• Phương pháp này dùng tính toán cho không gian có yêu cầu quan trọng về quang thông và độ rọi.
• Coi đèn là 1 điểm sáng để áp dụng định luật bình phương khoảng cách. 
• Ta sẽ phân làm 3 trường hợp để tính toán độ rọi: 
  • Độ rọi trên mặt phẳng ngang Eng
  • Độ rọi trên mặt phẳng đứng Eđ
  • Độ rọi trên mặt phẳng nghiêng Engh
• Độ rọi E được tính bằng tỷ lệ giữa Cường độ chiếu sáng với bình phương khoảng cách từ điểm sáng đến điểm cần xét.

3.3 Phương pháp tính toán chiếu sáng gần đúng 1

• Phương pháp này thích hợp tính toán chiếu sáng cho các phòng nhỏ hoặc chỉ số phòng < 0.5 do không cần tính chính xác cao.
• Thích hợp cho tính toán sơ bộ, cần xác định công suất sáng trên 1 đơn vị diện tích sau đó nhân với diện tích sẽ thu được công suất tổng. 
• Sau khi có được công suất tổng, chọn công suất đèn và số lượng đèn. 
• Trường hợp này có thể dùng phương pháp từng điểm để kiểm tra lại.

3.4 Phương pháp tính toán chiếu sáng gần đúng 2

• Phù hợp tính toán chiếu sáng phòng nhỏ và không cần đạt độ chính xác cao.
• Phương pháp này dựa vào bảng tính toán sẵn với công suất 10w/m2.
• Nếu thiết kế lấy độ rọi E phù hợp với độ rọi trong bảng thì không cần hiệu chỉnh.
• Nếu thiết kế lấy độ rọi E khác E cho trong Bảng thì cần hiệu chỉnh lại theo công thức.

3.5 Phương pháp tính toán chiếu sáng gần đúng với đèn ống

• Phương pháp này tính sẵn với 1 phòng được chiếu sáng bởi 2 đèn ống 30w có độ rọi định mức là 100 lux và quang thông là 1230 lm.
• Với phương pháp này, ta chấp nhận các quy định: 
  • Phòng gọi là rộng khi ≥4 với a là chiều rộng phòng và H0 là chiều cao phòng
  • Phòng gọi là vừa khi =2;
  • Phòng gọi là nhỏ(hẹp) khi ≤1
  • Hệ số phản xạ của trần màu thẫm : ρtr = 0.7.
  • Hệ số phản xạ của trần màu trung bình: ρtr = 0.5.
  • Hệ số phản xạ của tường màu thẫm : ρtg = 0.5.
  • Hệ số phản xạ của tường màu trung bình: ρtg = 0.3.
• Hệ số an toàn K:
  • Khi phối quang trực xạ k = 1.3
  • Khi phối quang phản xạ  k = 1.5
  • Khi chủ yếu dùng phối quang trực xạ k = 1.4
• Khi dùng loại đèn ống có trị số độ rọi khác Edm = 100lx thì công suất tổng các đèn cần thiết kế theo tỷ lệ.
  • 1.5 là hệ số xét tới tổn hao trên cuộn cảm.
  • S là diện tích được chiếu sáng.
  • E là độ rọi tối thiểu.
  • S0 là diện tích được chiếu sáng bởi đèn ống có Edm=100lx, công suất mỗi đèn 30w.

4. Bảng tra hệ số sử dụng chiếu sáng

 Tham khảo thông tin chi tiết ở bảng dưới đây:

Bảng tra hệ số sử dụng chiếu sáng

5. 5 bước tính toán chiếu sáng trước khi thiết kế chiếu sáng

Bước 1: Xác định loại công trình và loại đèn

• Tùy từng công trình chiếu sáng sẽ có loại đèn sử dụng thích hợp. 
• Cần căn cứ vào kiến trúc công trình để có thể chọn loại đèn sao cho phù hợp.

Xác định công trình và loại đèn chiếu sáng trước khi tính toán

Bước 2: Đọc tiêu chuẩn độ rọi và tiêu chuẩn độ chói lóa

• Đối với độ rọi và độ chói lóa, cần căn cứ vào tiêu chuẩn 7114 -1 -2008 để lựa chọn sao cho thích ứng.

Bước 3: Tính toán chiếu sáng số lượng đèn

• Dựa theo công thức tính toán số lượng đèn để có thể thiết kế đúng số lượng cần thiết cho không gian chiếu sáng. 
• Đây là bước quan trọng để đảm bảo lượng ánh sáng cho khu vực.

Bước 4: Lên phương án bố trí đèn

• Bố trí đèn cần lựa chọn độ cao treo đèn, cần chú ý đến độ đồng đều ánh sáng trên mặt phẳng làm việc. 
• Để ánh sáng đồng đều trên mặt phẳng chiếu sáng thì cần phải đảm bảo khoảng cách treo đèn. 

Bước 5: Xác định lộ đèn, công suất chiếu sáng tiêu chuẩn

• Công suất đặt được xác định bởi: 

Pđặt  = nPbộ đèn + 0.25Pbộ đèn 

• Công suất tính toán:

Ptt = ks(nPbộ đèn + 0.25Pbộ đèn) 

Trong đó: 

• ks là hệ sống đồng thời
• Pbộ đèn là công suất ballast

Để thiết tính toán chiếu sáng hiệu quả nhất, người dùng nên tham khảo các thông tin quan trọng về hệ thống chiếu sáng đường phố để có cách tính chiếu sáng đường phố hiệu quả nhất.

6. Công thức tính toán chiếu sáng cho 7 không gian phổ biến

6.1 Cách tính toán chiếu sáng ngoài trời

• Đây là không gian cần được tính toán sao cho phù hợp và sử dụng ít đèn.
• Tính toán về độ rọi ánh sáng để sử dụng về tối và ban đêm cho không gian ngoài trời. 

Chiếu sáng ngoài trời

6.2 Công thức tính toán chiếu sáng đường phố

• Chiếu sáng đường phố cần sử dụng nhiều đèn có chất lượng ánh sáng cao.

Chiếu sáng đường phố

• Đây là không gian thường có sự tham gia của nhiều người và phương tiện giao thông nên cần có sự tính toán chiếu sáng đèn đường hợp lý về khoảng cách lắp đặt.

6.3 Cách tính toán chiếu sáng đường nội bộ

• Đường nội bộ là những con đường trong khu công nghiệp, phường, khu chung cư,...
• Hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo an toàn kết hợp an ninh cho khu vực xung quanh.

Ví dụ tính toán chiếu sáng đường:

• Chiếu sáng tuyến đường nối giữa các phường với chiều dài 1km, chiều rộng lòng đường 1 làn là 7,5m. Tuyến đường làm bằng vật liệu carbonocor Asphalt.
• Giải pháp chiếu sáng là hình thức chiếu sáng trực tiếp, chiếu sáng chung khu vực.
• Loại đèn LED phù hợp: Sử dụng đèn đường LED công suất < 70w. 
• Cách lắp đặt đèn: lắp cột 1 bên đèn là đáp ứng đủ ánh sáng cho tuyến đường.
• Khoảng cách lắp đèn: mỗi cột đèn cách nhau 28m. 
• Số lượng đèn cần lắp: 35 bộ/ 1km đường.
• Các tiêu chuẩn ánh sáng: Độ chói 0,93; độ đồng đều chung 0,4; độ đồng đều dọc 0,5.

6.3 Công thức tính toán chiếu sáng nhà xưởng

• Đây là không gian cần đạt tiêu chuẩn ánh sáng theo quy định để đảm bảo chất lượng sản phẩm và năng suất lao động. 

Chiếu sáng nhà xưởng

• Ánh sáng đảm bảo sự an toàn, thoải mái cho môi trường làm việc.
• Sử dụng các loại đèn có độ rọi tương đối cao và có sự tính toán kỹ lưỡng về khoảng cách giữa các đèn

6.4 Công thức tính toán chiếu sáng cho 1 phòng học

• Phòng học là không gian cần có sự đảm bảo đạt tiêu chuẩn chiếu sáng theo quy định. 

Tính toán chiếu sáng cho một phòng học

• Ánh sáng vừa đủ, đảm bảo việc học tập và rèn luyện diễn ra bình thường.
• Thường sử dụng ánh sáng có độ rọi khoảng 200 lux.

Ví dụ tính toán chiếu sáng cho 1 phòng học rộng 7m dài 8m

• Trần cao 3,8m. Chọn đèn tuýp LED 1m2 công suất P = 36w; Quang thông 1 đèn = 4680lm. Tường màu sáng

Bước 1: Xác định hình thức chiếu sáng

• Vì chiếu sáng cho phòng học có tường sáng nên độ rọi trung bình E = 300lux.
• Nguồn sáng là đèn tuýp LED 1m2 với P = 36w, quang thông = 4680lm.
• Bố trí theo hình thức chiếu sáng trực tiếp.

Bước 2: tính quang thông tổng:

• Ksd = 0,6. Chọn K = 1.4
• => Diện tích lớp S = 7 x 8 = 56m2.

Φ tổng = (1.4 x 300 x 56)/ 0,6 = 39200 (lm)

Bước 3 Tính tổng số đèn tuýp LED

• Số đèn là N = 39200 / 4680 = 8,37 (đèn)
• Vậy phòng học cần sử dụng 8 bộ đèn tuýp LED công suất 36w.

Bước 4: Cách bố trí

• Mỗi đèn cách nhau 1,5 mét để đảm bảo ánh sáng

6.5 Công  thức tính toán chiếu sáng trong nhà

• Trình bày phương pháp thiết kế chiếu sáng trong nhà bằng phương pháp công suất đơn vị và các phương pháp khác.
• Không gian trong nhà thường có độ chiếu sáng tùy thuộc vào từng phòng khác nhau.
• Mức dao động của độ rọi đối với không gian này là từ 100 – 500 lux. 

Chiếu sáng trong nhà

6.6 Công thức tính toán chiếu sáng phòng khách

• Phòng khách là không gian cần có độ rọi đạt khoảng 300 lux. 

Tính toán chiếu sáng phòng khách

6.7 Công thức tính toán chiếu sáng phòng làm việc

Các yếu tố ảnh hưởng tính toán chiếu sáng phòng làm việc

• Chiều cao của trần càng cao thì phải cần số lượng đèn càng nhiều để đủ ánh sáng cho phòng.
• Số lượng đồ nội thất trong phòng càng nhiều sẽ cần lượng ánh sáng càng lớn. 
• Màu sơn tường sáng sẽ cần ít đèn. 
• Mục đích chiếu sáng phòng làm việc khác nhau sẽ cần số lượng đèn khác nhau. 

Công thức tính toán cho phòng làm việc

• Tính tổng ánh sáng cần dùng (lumen) = quang thông tiêu chuẩn x diện tích phòng.
• Tính tổng công suất đèn = tổng ánh sáng cần dùng / Hiệu suất chiếu sáng của đèn.

Tính số lượng đèn cần dùng được tính theo 2 cách:

• Cách 1: Số lượng đèn cần dùng = tổng số công suất cần dùng : công suất của 1 đèn.
• Cách 2: Dựa vào công thức tính độ rọi. Số lượng đèn cần dùng = (Diện tích chiếu sáng x Độ rọi tiêu chuẩn) / (Công suất đèn x Quang thông).

Ví dụ tính số lượng đèn cho phòng làm việc 30m2

Dữ liệu tính toán

• Độ rọi tối thiểu phòng làm việc: 400lux
• Diện tích phòng: 30m2
• Sử dụng đèn LED: 9w
• Hiệu suất phát quang: 130lm/w

Cách tính chi tiết

• Tổng lượng ánh sáng cần dùng = 400 x 30 = 12000 (lm).
• Tổng công suất đèn cần dùng = 12000 / 130 = 92,3w.
• Số lượng đèn cần dùng cho phòng làm việc 30m2 = Tổng công suất / công suất 1 bóng.
• Số bóng cần dùng cho phòng = 92,3 / 9 = 10,3 = 10 hoặc 11 đèn LED tùy theo mục đích chiếu sáng.

7. Bài tập tính toán chiếu sáng

Ví dụ: tính toán chiếu sáng cho một phòng học rộng a= 7m dài b=8m. Chọn đèn tuýp LED 1m2, công suất 36w với quang thông 1 đèn = 4680lm. Cách lắp đèn lắp gắn trần, tường phòng màu sáng.

• Bước 1: Chọn phương pháp thiết kế chiếu sáng trong nhà theo phương pháp hệ số sử dụng Ksd.
• Bước 2: Xác định độ rọi theo yêu cầu (tra bảng số "Một số tiêu chuẩn về độ rọi" theo quy định chung.
• Bước 3: Tính quang thông tổng: Φ tổng = k x ES/ Ksd (lm). Với độ rọi của tường sáng E = 300lux; k = 1,3; hệ số sử dụng = 0,46 ta sẽ có:

Φ tổng = 1,3 x (300 x 7 x 8) = 4747826 (lm)

• Bước 4: Tính số bóng đèn N = Φ tổng / Φ 1 đèn =>> Số bộ đèn = N/n. Trong đó n là số bóng đèn của 1 bộ đèn. 

N = Φ tổng/ 1 bóng đèn = 4747826 / 4680 = 10 bộ đèn LED

• Bước 5: Vẽ sơ đồ bố trí hệ thống đèn cho lớp học. 

8. TOP 3 phần mềm tính toán chiếu sáng online - Công cụ tính toán chiếu sáng

8.1 Phần mềm tính toán chiếu sáng Luxicon

• Đây là phần mềm sử dụng thiết kế chiếu sáng không gian trong nhà và ngoài trời. 
• Phần mềm này cho phép đưa ra nhiều phương án chọn bộ đèn, có thể nhập bộ đèn của các hãng khác.
• Luxicon đưa ra chỉ số đánh giá thông số ánh sáng một cách nhanh chóng, có thể chuyển đổi file kết quảng thành dạng PDF hay Word. 

8.2 Công cụ tính toán chiếu sáng bằng Dialux

• Đây là phần mềm cho phép tính toán chiếu sáng cho các đối tượng khác nhau trong nhà, ngoài trời và đường phố. 
• Phần mềm này làm việc trong các phòng có nhiều hình dạng khác nhau với đa dạng phân bố các đồ vật. 
• Cho phép xuất kết quả dưới dạng 3D, cho phép người dùng đi thẳng đến trang web các hãng chiếu sáng khác để nhập bộ đèn.

8.3 Phần mềm tính toán chiếu sáng Rạng Đông

• Bước 1: Lựa chọn lĩnh vực chiếu sáng, không gian chiếu sáng.
• Bước 2: Nhập các thông số kích thước của khu vực cần chiếu sáng: dài x rộng x cao
• Bước 3: Lựa chọn loại đèn, chủng loại sản phẩm.
• Bước 4: Lựa chọn độ rọi đã tư vấn cho khách theo tiêu chuẩn hoặc khách hàng yêu cầu nếu có.
• Bước 5. Bấm kết quả tính toán sẽ cho đáp án về số bộ đèn và mật độ công suất.

9. Một số yếu tố ảnh hưởng tới tính toán chiếu sáng 

• Màu sắc của tường phòng.
• Chiều cao của trần.
• Số lượng đồ đạc, đồ nội thất trong phòng.
• Kích thước đèn nhỏ và đèn lớn.

Trước khi mua đèn để chiếu sáng cho một không gian cần phải tính toán chiếu sáng kỹ lưỡng. Trên đây là các công thức tính toán chi tiết và dễ nhất. Nếu còn bất cứ thắc mắc nào liên quan tới kỹ thuật lắp đặt đèn, hãy liên hệ Hotline 0332599699. Tham khảo một số dòng các loại bóng đèn LED chính hãng trên website: congtydenled.com.