Hệ số sử dụng của đèn LED có phải là một giá trị cố định? Vì sao cùng một loại đèn nhưng mức độ chiếu sáng lại khác nhau giữa các công trình? Đây là những câu hỏi thường gặp khi tính toán chiếu sáng, đặc biệt với những không gian ngoài trời. Nếu xác định sai hệ số sử dụng, kết quả thiết kế có thể chênh lệch đáng kể so với thực tế.
Trong bài viết này, tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ từ khái niệm cơ bản, cách xác định đến ứng dụng hệ số sử dụng của đèn LED trong thiết kế, để mỗi dự án đều đạt hiệu quả chiếu sáng tối ưu và tiết kiệm nhất.
Hệ số sử dụng của đèn LED là gì?
Hệ số sử dụng của đèn LED (ký hiệu Uf) là một đại lượng thể hiện mức độ ánh sáng hữu ích mà bộ đèn thực sự mang lại cho khu vực được chiếu sáng.
Cụ thể, Uf được tính bằng tỉ số giữa quang thông rơi trên bề mặt làm việc (quang thông có ích – Φh) và tổng quang thông phát ra từ bộ đèn (Φd):
\( U_f = \frac{\Phi_h}{\Phi_d} \)
Trong đó:
- Φh (quang thông có ích) là lượng ánh sáng rơi lên bề mặt làm việc.
- Φd (quang thông bộ đèn) là tổng lượng ánh sáng phát ra từ đèn.
Giá trị hệ số sử dụng của đèn LED phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
- Cấu trúc quang học của bộ đèn (chóa phản xạ, thấu kính, góc chiếu...).
- Cách lắp đặt và độ cao treo đèn.
- Đặc tính quang học của không gian được chiếu sáng (vật liệu, màu sắc, khả năng phản xạ…).
Nói cách khác, cùng một loại đèn LED nhưng nếu bố trí, lắp đặt khác nhau thì hệ số sử dụng ánh sáng cũng sẽ khác và điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả chiếu sáng tổng thể.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số sử dụng của đèn LED
Để bạn dễ hình dung, hãy cùng xem ví dụ về những bộ đèn có cùng quang thông, cùng chiếu sáng một bãi xe ngoài trời. Khi thay đổi các điều kiện bố trí, hệ số sử dụng của đèn LED sẽ thay đổi như sau:
Góc chiếu sáng (beam angle)
Nếu beam angle nhỏ, ánh sáng tập trung nhiều vào khu vực cần chiếu sáng, hệ số sử dụng tăng. Ngược lại, beam angle rộng khiến ánh sáng tràn ra ngoài phạm vi bãi xe, hệ số sử dụng giảm.
Chiều cao lắp đặt
Khi đèn treo thấp, phần lớn ánh sáng rơi đúng vào khu vực làm việc, tăng hiệu quả sử dụng. Nhưng nếu đèn treo quá cao, ánh sáng dễ thất thoát ra ngoài, giảm hệ số sử dụng.
Góc ngẩng của đèn
Nếu góc ngẩng được đặt đúng, chùm sáng chiếu tập trung xuống mặt phẳng làm việc, tăng hệ số sử dụng. Ngược lại, góc ngẩng sai sẽ khiến phần lớn ánh sáng tỏa ra ngoài, giảm hiệu quả chiếu sáng.
Đặc điểm phản xạ của môi trường
Nếu khu vực xung quanh có tường hoặc công trình phản xạ tốt ánh sáng, phần ánh sáng phản hồi ngược lại bề mặt làm việc sẽ làm tăng hệ số sử dụng của đèn LED.
Xác định hệ số sử dụng của đèn LED
Để xác định hệ số sử dụng của đèn LED, bạn có thể dựa vào bảng tra giá trị Uf được trích xuất từ file IES của từng bộ đèn cụ thể.
Ví dụ, với đèn LED Highbay 100W, bảng tra dưới đây là minh họa cho cách tra cứu hệ số sử dụng trong thực tế.
Trong bảng này, bạn sẽ thấy ba thành phần quan trọng:
Hệ số phản xạ
Là các giá trị phản xạ của tường, trần và bề mặt làm việc. Nếu các mặt trong phòng có độ phản xạ khác nhau (ví dụ tường sáng – trần tối), hãy tính giá trị trung bình để kết quả chính xác hơn.
Chỉ số phòng (k)
Đây là đại lượng mô tả hình dạng và kích thước không gian được chiếu sáng, được tính bằng công thức:
\( k = \frac{a \times b}{H_u \times (a + b)} \)
Trong đó:
- a, b: Chiều dài và chiều rộng của căn phòng.
- Hu: Khoảng cách giữa mặt phẳng làm việc và bộ đèn LED.
Giá trị hệ số sử dụng của đèn LED (Uf)
Sau khi xác định được chỉ số phòng k và hệ số phản xạ, bạn chỉ cần tra bảng để tìm giao điểm giữa hàng k và cột hệ số phản xạ. Nếu không có đúng giá trị bạn cần, hãy lấy trung bình giữa hai giá trị gần nhất để ước lượng chính xác.
Lưu ý: Giá trị hệ số sử dụng của đèn LED thường được thể hiện bằng phần nghìn. Ví dụ: trong bảng tra, nếu giá trị là 110, thì hệ số sử dụng thực tế sẽ là 0.11.
Bảng 1: Bảng tra hệ số sử dụng của đèn LED highbay 100W
Ứng dụng hệ số sử dụng của đèn LED trong tính toán chiếu sáng
Khi giá trị độ rọi trên mặt phẳng làm việc đã được xác định, ta có thể tính số lượng đèn LED cần thiết theo công thức sau:
\( N = \frac{E \times A}{F \times U_f} \)
Trong đó:
- N: Số lượng bộ đèn cần dùng.
- E: Độ rọi trung bình rơi trên mặt phẳng làm việc.
- A: Diện tích khu vực chiếu sáng (a × b).
- F: Quang thông của mỗi bộ đèn.
- Uf: Hệ số sử dụng của đèn LED.
Công thức này cho phép bạn xác định nhanh số lượng đèn cần lắp đặt để đạt được mức chiếu sáng mong muốn. Tuy nhiên, thay vì chỉ tăng số lượng đèn, bạn có thể tăng giá trị hệ số sử dụng Uf để giảm bớt số đèn cần thiết mà vẫn đảm bảo độ rọi đạt chuẩn.
Ở những công trình có đặc thù riêng như vật liệu tường, trần khác biệt, hoặc được thi công bằng bề mặt hấp thụ ánh sáng,... cần phải chọn loại đèn chuyên dụng và tùy chỉnh hệ số sử dụng Uf sao cho phù hợp để đạt độ rọi E mong muốn. Một trong những cách phổ biến nhất để điều chỉnh Uf là thay đổi màu sắc, vật liệu của tường và trần, giúp cải thiện khả năng phản xạ ánh sáng trong không gian.
Hiểu và áp dụng đúng hệ số sử dụng của đèn LED không chỉ giúp bạn thiết kế chiếu sáng hiệu quả, mà còn đem lại giá trị lâu dài: ánh sáng ổn định, tiết kiệm điện năng và tạo cảm giác dễ chịu cho người sử dụng.
Nếu bạn còn băn khoăn về hệ số sử dụng của đèn LED hay bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến chiếu sáng, đừng ngần ngại để lại bình luận hoặc gửi lời nhắn. Tôi luôn sẵn sàng giải đáp để bạn có thêm thông tin hữu ích.
Danh mục: Cơ bản về chiếu sáng
