Tính toán chiếu sáng - 5 phương pháp tính toán và các thông tin cơ bản cần nắm chắc

Tính toán chiếu sáng là phương pháp giúp người dùng sử dụng đèn LED đạt hiệu quả, tiết kiệm điện và nó giúp kéo dài tuổi thọ cho đèn. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về cách lắp đặt thiết bị chiếu sáng thông dụng và hiệu quả nhất! 

1. Phương pháp 1: Thiết kế chiếu sáng sử dụng Ksd

1.1 Đặc điểm phương pháp

• Phương pháp hệ số sử dụng Ksd là phương pháp dễ thực hiện do không cần sử dụng hệ số phản xạ của tường.
• Nó được áp dụng cho những phân xưởng có quy mô > 10m2.
• Phương pháp này chỉ sử dụng để tính toán ánh sáng chung.

1.2 Nội dung tính toán chiếu sáng bằng phương pháp sử dụng Ksd

• Bước 1: Xác định mức quang thông, công suất của đèn phù hợp cho căn phòng. 
• Bước 2: Xác định số liệu như: kích thước phòng, hệ số phản chiếu bề mặt.
• Bước 3: Tính diện tích phòng S = CD x CR (m²)
• Bước 4: Tính hệ số sử dụng = Tỉ lệ % Lumen của đèn phát ra cho đến bề mặt làm việc.
• Bước 5: Tính số đèn cần dùng: N = (E x A) / (F x UF x LLF)

Trong đó: 

• N = Số mối lắp
• E = Mức độ rọi Lux cần thiết lên bề mặt làm việc.
• A = Diện tích S 
• F = Tổng lượng dòng (Lumen) của tất cả các đèn trong một mối lắp.
• UF = Hệ số sử dụng lấy từ bảng đối với mối lắp . 
• LLF = Hệ số thất thoát ánh sáng. Hệ số này tính độ hao mòn theo thời gian của lượng ánh sáng phát ra từ đèn và lượng bụi tích tụ trên mối lắp và trên tường nhà. 

2. Phương pháp 2: Thiết kế chiếu sáng từng điểm

2.1 Đặc điểm phương pháp

• Phương pháp chiếu sáng từng điểm được áp dụng cho những phân xưởng yêu cầu độ rọi chính xác. 
• Cách tính  của phương pháp này khá đơn giản, chỉ xét đến độ rọi tại 1 điểm cố định.

Để thực hiện phương pháp chiếu sáng từng điểm cần phân biệt độ rọi trong 3 trường hợp:

•  Độ rọi trên mặt phẳng ngang Eng.
•  Độ rọi trên mặt phẳng đứng Eđ.
•  Độ rọi trên mặt phẳng nghiêng Engh.

2.2 Nội dung phương pháp thiết kế chiếu sáng từng điểm

• Bước 1: Phân biệt được 3 loại độ rọi.
• Bước 2: Độ rọi E được tính bằng tỷ lệ giữa quang thông F(Lumen) và diện tích chiếu sáng S(m²) hoặc tỷ lệ giữa cường độ chiếu sáng I (cadena) và bình phương khoảng cách R.
• Bước 3: Xét độ rọi tại một điểm cố định có khoảng cách tới điểm sáng là R.

3. Phương pháp 3: Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng gần chính xác

3.1 Đặc điểm phương pháp

• Phương pháp tính gần chính xác áp dụng để tính toán chiếu sáng cho những không gian nhà xưởng có quy mô nhỏ.
• Nó dùng để tính toán chiếu sáng cho những khu vực nhà xưởng không có yêu cầu độ chính xác cao.
• Phương pháp này không cho độ chính xác kết quả quá cao.

3.2 Nội dung phương pháp thiết kế chiếu sáng gần chính xác

• Bước 1: Xác định công suất tổng = Công suất trên 1 đơn vị diện tích (W/m²) x Diện tích (m²).
• Bước 2: Xác định số đèn, loại đèn, độ cao treo đèn.
• Bước 3: Sử dụng phương pháp tính toán chiếu từng điểm để kiểm tra lại độ chính xác.

4. Phương pháp 4: Thiết kế chiếu sáng gần chính xác thứ 2

• Thực hiện phương pháp chiếu sáng gần chính xác thứ 2 tương tự như phương pháp thiết kế chiếu sáng nhà xưởng gần chính xác.
• So sánh độ rọi tiêu chuẩn với độ rọi trung bình, nếu phù hợp thì không cần điều chỉnh, nếu chưa phù hợp thì điều chỉnh lại cho đến khi phù hợp. 

5. Phương pháp 5: Thiết kế tính toán chiếu sáng gần đúng với đèn ống

5.1 Đặc điểm của phương pháp

• Phương pháp tính toán chiếu sáng gần đúng với đèn ống là phương pháp tính toán sẵn với thông số: 1 phòng, 2 đèn ống công suất 30W, độ rọi Eđm = 100Lx, quang thông 1230 Lm.
• Kết quả tính của phương pháp này không chính xác 100%.

5.2 Nội dung phương pháp thiết kế tính toán chiếu sáng gần đúng với đèn ống

• Công thức tính: n = P : 1,25 x p’

Trong đó:

• n là số đèn cần sử dụng
• P là công suất của đèn dùng trong thiết kế
• p’ là công suất mỗi đèn ống
• 1,25 là hệ số xét tới công suất tổn hao trên cuộn cản

Khi tính toán theo phương pháp này cần tuân theo các quy định:

Kích thước phòng (a là chiều rộng phòng, Ho là chiều cao của phòng )

• Phòng gọi là rộng hơn khi a/Ho >= 4
• Phòng gọi là vừa khi a/Ho = 2
• Phòng gọi là hẹp khi a/Ho <= 1

Hệ số phản xạ 

• 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 phôi quang trực xạ: k = 1,3
• Khi phôi quang phản xạ: k = 1,5
• Khi chủ yếu là dùng phối quang trực xạ: k = 1,4

6. TOP 5 phần mềm tính toán chiếu sáng xuất sắc nhất 2022

6.1 Phần mềm thiết kế tính toán chiếu sáng CALCULUX

• CALCULUX là phần mềm thiết kế chiếu sáng cho các công trình giao thông và khu vực công cộng.
• Giao diện phần mềm đơn giản, dễ dàng sử dụng. 
• Phần mềm cho phép chèn file AutoCAD và tính toàn kết quả từ bản vẽ.

6.2 Phần mềm tính toán chiếu sáng DIALUX

• DIALux là phần mềm hỗ trợ thiết kế  và tính toán thiết bị chiếu sáng khẩn cấp.
• Phần mềm này cho phép người dùng điền và sửa thông số đèn theo ý muốn.
• DIALux hỗ trợ file vẽ Autocad và chèn vật dụng vào không gian xung quanh bản vẽ.

6.3 Phần mềm chiếu sáng Luxinco

• Luxinco là phần mềm tính toán số lượng đèn chiếu sáng ngoài trời.
• Phần mềm này cho phép tính toán số lượng đèn của nhiều thương hiệu khác nhau.
• Kết quả tính toán nhanh, độ chính xác cao.

6.4 Phần mềm chiếu sáng Visual Lighting

• Visual Lighting là phần mềm được áp dụng tính toán chiếu sáng cho nhà ở.
• Phần mềm này khá đơn giản, chưa chuyên nghiệp bằng những phần mềm khác nhưng dễ sử dụng, cho kết quả tương đối chính xác.

6.5 Phần mềm tính toán chiếu sáng Calculux Road

• Calculux Road là phần mềm được ứng dụng để tính toán chiếu sáng trong giao thông và khu vực công cộng.
• Thiết kế sử dụng của phần mềm này đơn giản, có thể đưa ra nhiều phương pháp chiếu sáng khác nhau. 

7. Công thức tính toán chiếu sáng

7.1 Công thức tính Lumen ánh sáng

• Tổng lượng Lumens = Độ rọi tiêu chuẩn (Lux) x Diện tích (m²).

7.2 Công thức tính tổng công suất đèn LED chiếu sáng

• Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen.

7.3 Công thức tính công suất đèn

• Công suất đèn = Điện áp (V) x Cường độ dòng điện (A). 

7.4 Công thức tính toán số lượng đèn chiếu sáng

• Số lượng bóng đèn = Tổng số công suất : Số công suất/1 bóng đèn.

8. Các bước tính toán thiết kế chiếu sáng

• Bước 1: Chọn độ rọi cho đèn phù hợp
• Bước 2: Tính tổng lượng Lumens ánh sáng cho cả phòng
• Bước 3: Tính tổng công suất của đèn chiếu sáng cần dùng
• Bước 4: Tinh số lượng đèn cần dùng

9. Ví dụ cụ thể tính toán đèn chiếu sáng cho 7 không gian phổ biến

9.1 Tính toán chiếu sáng cho mỗi căn phòng trong nhà

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng cần dùng cho một phòng khách có diện tích 14m².

• Bước 1: Chọn đèn có độ rọi tiêu chuẩn 150Lux để chiếu sáng phòng khách. 
• Bước 2: Tổng lượng Lumens = Độ rọi tiêu chuẩn (lux) x Diện tích (m²) = 14 x 150 = 2100 (Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 100Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 2100 : 100 = 21(W).
• Bước 4: Đèn có công suất 6W được cung cấp trên bao bì sản phẩm. Số lượng đèn cần dùng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 21 : 6 = 3.5. Như vậy, ta cần 4 bóng LED 6W cho một phòng khách 14m².

9.2 Thiết kế chiếu sáng cho 1 phòng học

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng cho 1 phòng học có diện tích 100m².

• Bước 1: Chọn đèn LED panel 36W có độ rọi tiêu chuẩn 300Lux để chiếu sáng phòng học.
• Bước 2: Tổng lượng Lumen = Độ rọi tiêu chuẩn x Diện tích = 300 x 100 = 30.000 (Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 130Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 30.000 : 130 = 230 (W).
• Bước 4: Tổng số bóng đèn cần chiếu sáng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 230 : 36 = 6 bóng đèn. Như vậy, ta cần 6 bóng đèn LED panel 6W cho phòng học 100m².

9.3 Công thức tính toán hệ thống chiếu sáng nhà xưởng

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng 1 xưởng sản xuất thực phẩm có diện tích 2000m².

• Bước 1: Chọn đèn LED 100W có độ rọi tiêu chuẩn 400Lux để chiếu sáng xưởng sản xuất thực phẩm.
• Bước 2: Tổng lượng Lumen = Độ rọi tiêu chuẩn x Diện tích = 400 x 2000 = 800.000 (Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 80Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 800.000 : 80 = 10.000 (W).
• Bước 4: Tổng số bóng đèn cần chiếu sáng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 10.000 : 100 = 100 bóng đèn. Như vậy, ta cần 100 bóng đèn LED 100W cho xưởng sản xuất thực phẩm có diện tích 2000m².

9.4 Cách tính lượng ánh sáng không gian ngoài trời

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng khu vực ngoài trời có diện tích 200m².

• Bước 1: Chọn đèn LED 50W có độ rọi tiêu chuẩn 120Lux để chiếu sáng không gian ngoài trời.
• Bước 2: Tổng lượng Lumen = Độ rọi tiêu chuẩn x Diện tích = 200 x 120 = 24.000 (Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 100Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 24.000 : 100 = 240 (W).
• Bước 4: Tổng số bóng đèn cần chiếu sáng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 240 : 50 = 5 bóng đèn. Như vậy, ta cần 5 bóng đèn LED 50W chiếu sáng không gian ngoài trời có diện tích 200m².

9.5 Bố trí hệ thống công suất đèn đường phố

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng tuyến đường chiều dài 1km, chiều rộng 7.5m. 

• Bước 1: Diện tích đường = 1000 x 7.5 = 7500 (m²)
• Bước 2: Chọn đèn LED 150W có độ rọi tiêu chuẩn 300Lux để chiếu sáng đường phố.
• Bước 2: Tổng lượng Lumen = Độ rọi tiêu chuẩn x Diện tích = 7500 x 100 = 750.000 (Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 150Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 750.000 : 150 = 5.000 (W).
• Bước 4: Tổng số bóng đèn cần chiếu sáng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 5.000 : 150 = 33 bóng đèn. Như vậy, ta cần 33 bóng đèn LED, mỗi bóng lắp đặt cách nhau khoảng 29m để chiếu sáng 1km đường phố.

9.6 Công thức tính toán chiếu sáng phòng làm việc

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng phòng làm việc có diện tích 60m².

• Bước 1: Chọn đèn LED 10W có độ rọi tiêu chuẩn 400Lux để chiếu sáng phòng học.
• Bước 2: Tổng lượng Lumen = Độ rọi tiêu chuẩn x Diện tích = 400 x 60 = 24.000(Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 100Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 24.000 : 100 = 240 (W).
• Bước 4: Tổng số bóng đèn cần chiếu sáng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 240 : 10 = 24 (bóng đèn). Như vậy, ta cần 23 bóng đèn LED cho phòng làm làm việc 100m².

9.7 Tính toán chiếu sáng cho phòng họp, phòng hội nghị lớn

Tính số lượng đèn LED chiếu sáng cho phòng hội nghị có diện tích 400m².

• Bước 1: Chọn đèn LED 48W có độ rọi tiêu chuẩn 120Lux để chiếu sáng phòng hội nghị.
• Bước 2: Tổng lượng Lumen = Độ rọi tiêu chuẩn x Diện tích = 400 x 120 = 48.000 (Lm).
• Bước 3: Hiệu suất chiếu sáng được cung cấp trên bao bì sản phẩm 130Lm/W. Tổng công suất = Tổng Lumen : Số Lumen = 48.000 : 130 = 370 (W).
• Bước 4: Tổng số bóng đèn cần chiếu sáng = Tổng công suất : Công suất của 1 đèn = 370 : 48 = 8 (bóng đèn). Như vậy, ta cần 8 bóng đèn LED cho phòng hội nghị có diện tích 400m².

Tính toán chiếu sáng là quy trình quan trọng trong quá trình thiết kế chiếu sáng nhờ đó phát huy tối đa hiệu quả sử dụng đèn. Hy vọng thông tin trên đủ hữu ích để giúp quý khách lựa chọn phương pháp chiếu sáng phù hợp, an toàn, tiết kiệm.