Xác định số đèn LED cần dùng

Đèn LED có nhiều ưu điểm so với các loại đèn huỳnh quang và dây tóc nhất là khoản tiết kiệm điện năng, tuổi thọ cao, ít thay thế bảo dưỡng, và do đó, bạn có nhu cầu thay mới hoặc lắp đặt hệ thống đèn LED cho ngôi nhà của mình thêm hiện đại, sang trọng mà tiết giảm chi phí sử dụng. Vấn đề đặt ra là cần bao nhiêu bóng đèn LED mỗi loại thỏa mãn các thông số chiếu sáng cho toàn bộ diện tích căn phòng của mình. Bài viết sau sẽ trình bày cách xác định số bóng đèn LED cần thiết cho căn phòng của bạn. Tuy nhiên, trước khi đi vào tính toán cụ thể cần thiết bạn nên tìm hiểu sơ qua về các thông số kỹ thuật chiếu sáng để xác định đúng và đủ nhu cầu ánh sáng cho căn phòng của mình.

Ý nghĩa thông số kỹ thuật

1. Quang thông (Luminous Flux)

Quang thông là đại lượng trắc quang cho biết công suất bức xạ của chùm ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng, hoặc định nghĩa khác quang thông là thông lượng ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng theo mọi hướng trong một giây. Đơn vị đo quang thông là lumen (lm). Để đo quang thông của một nguồn sáng nhân tạo thông thường người ta sử dụng một thiết bị đo chuyên dụng gọi là Photometric hay còn gọi là Integrating sphere.

1. Độ chói (Luminance)
   

Để đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của nguồn hoặc bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt, người ta đưa ra định nghĩa độ chói. Độ chói là đại lượng xác định cường độ ánh sáng phát ra trên một đơn vị diện tích của một bề mặt theo một hướng cụ thể nó ước lượng ánh sáng mà mắt người có thể cảm nhận và phụ thuộc vào hướng quan sát. Độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng, nó là cơ sở của các khái niệm về tri giác và tiện nghi thị giác. Đơn vị đo độ chói là candela/m2 (cd/m2).

Bảng độ chói của một số nguồn sáng thông dụng

1. Độ rọi (Illuminance)

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho bề mặt được chiếu sáng, biểu thị mật độ quang thông trên bề mặt có diện tích S. Đơn vị đo độ rọi là Lux, một lux là mật độ quang thông của một nguồn sáng 1 lummen trên diện tích 1 m2 (1 lux = 1 lm/m2). Khi mặt được chiếu sáng không đều độ rọi được tính bằng trung bình đại số của độ rọi các điểm.

Khái niệm của độ rọi, ngoài nguồn sáng ra còn liên quan đến vị trí của mặt được chiếu sáng sáng. Khi xét nguồn sáng là một điểm O cường độ sáng I bức xạ tới một mặt nguyên tố dS ở cách O một khoảng R thì độ rọi trên bề mặt nguyên tố dS sẽ thay đổi với độ nghiêng tương đối của bề mặt (góc giữa pháp tuyến dS và phương R) và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách R.

Bảng độ rọi trên một số bề mặt thường gặp

1. Cường độ ánh sáng

Cường độ sáng là lượng quang thông do một nguồn sáng phát ra trong phạm vi một đơn vị góc khối, theo một hướng xác định và có đơn vị là Candela (CD) 1cd = 1 lumen/steradian

Bảng cường độ sáng của một số nguồn sáng

1. Nhiệt độ màu ánh sáng

Nhiệt độ màu ánh sáng là nhiệt độ màu của nguồn sáng tính theo độ Kelvin diễn tả màu của các nguồn sáng so với màu của vật đen tuyệt đối được nung nóng. Tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình nung, chúng ta có thể đo được nhiệt độ của thanh thép theo độ Kelvin (0oC ứng với 273,15K) và gán giá trị đó với màu được tạo ra.

Bảng nhiệt độ màu của một số nguồn sáng

1. Chỉ số hoàn màu

Chỉ số hoàn màu cho biết mức độ phản ánh trung thực màu sắc của các đối tượng được chiếu sáng. Chỉ số hoàn màu là một đại lượng biểu thị về khả năng của một nguồn sáng nhân tạo so với nguồn sáng lý tưởng hoặc tự nhiên khi so sánh độ trung thực màu sắc của vật được nguồn sáng chiếu tới. Các nguồn ánh sáng với CRI cao là mong muốn trong các ứng dụng quan trọng đến màu sắc, ví dụ như bàn trang điểm, shop thời trang, chăm sóc trẻ sơ sinh, phục hồi nghệ thuật... nên sử dụng nguồn sáng có CRI càng cao càng tốt.

Chỉ số hoàn màu được ký hiệu là CRI (hoặc Ra), giá trị CRI cao nhất bằng 100, CRI=100 là chỉ số hoàn màu của một nguồn sáng đã được chuẩn hóa có ánh sáng giống hệt như ban ngày. CRI của các nguồn sáng khác sẽ thấp hơn 100, ví dụ bóng đèn sợi đốt Halogen có CRI~100, bóng đèn huỳnh quang CRI~50, bóng đèn LED CRI>70 hoặc như CRI của bóng đèn natri áp thấp là có giá trị âm.

1. Hiệu suất phát quang hay quang hiệu

Quang hiệu là hiệu quả phát sáng của bóng đèn, bằng tỷ số giữa quang thông của bóng đèn và công suất tiêu thụ.  Quang hiệu là tỷ số giữa quang thông do nguồn sáng phát ra và công suất điện mà nguồn sáng tiêu thụ, nghĩa là 1W điện tạo ra được bao nhiêu lumen, đơn vị đo lường quang hiệu là lm/w.

Tiêu chuẩn ánh sáng cần thiết cho căn phòng

Sau đây là tiêu chuẩn ánh sáng cần thiết ứng với mỗi phòng chức năng

1. Phòng khách: 400 Lux
2. Phòng ngủ: 150 Lux
   
3. Phòng bếp: 600 Lux
   
4. Phòng đọc: 700 Lux
   
5. Phòng tắm: 400 Lux
   
6. Cầu thang, hành lang: 100 Lux
   
7. Ban công: 150 Lux
   
8. Hội trường, phòng họp: 500 Lux
   
9. Văn phòng làm việc: 350 Lux
   
10. Lớp học: 300 Lux
    

Xác định số lượng bóng đèn LED cần thiết cho căn phòng của bạn

1.  Xác định diện tích chiếu sáng (m2)

Diện tích mặt bằng = Chiều dài * Chiều rộng

1. Xác đinh tổng Lumen (LM) cần dùng
   

Tổng Lumen= Tổng Lux (theo tiêu chuẩn diện tích và không gian sử dụng) * Diện tích mặt bằng

1. Tính tổng công suất (W) cần dùng
   

Tổng công suất = Tổng Lumen/Số Lumen/W 

Thông thường đèn LED có số Lumen dao động từ 80-110 LM/W, từ đó, suy ra tổng số W cần dùng cho căn phòng. 

Sau khi biết diện tích cần chiếu sáng, và số W tiêu thụ, tiếp đến ta phân bố số W và Lm/W cần thiết cho mỗi bóng đèn để tính ra số bóng đèn cần dùng cho căn phòng theo công thức bên dưới.

Số bóng đèn cần dùng = Tổng công suất/số W của 1 bóng đèn

Ví dụ: Văn phòng làm việc có chiều dài 10m và chiều rộng 15m, ta sử dụng bóng đèn 12w và có Lumen là 100 LM/W. Ta tính số bóng đèn như sau:

1. Tổng diện tích = 10*15 = 150 m2
   
2. Tổng Lumen = 350*150 = 52.500 LM
   
3. Tổng công suất cần tiêu thụ = 52.500/100 = 525 W
   
4. Số bóng đèn cần dùng = 525/12 = 43,75 làm tròn thành 44 bóng đèn