Thiết Kế Chiếu Sáng

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG A. PHẦN MỀM THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG DIALux DIALux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập phát triển bởi công ty DIAL GmbH – Đức và cung cấp miễn phí cho người có nhu cầu. DIALux tính toán chiếu sáng dựa theo tiêu chuẩn châu Âu như EN 12464, CEN 8995. Một trong các ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa chọn bộ đèn. Không chỉ các bộ đèn của DIALux mà còn có thể nhập vào bộ đèn của những hãng khác. DIALux còn đưa ra các thông số kỹ thuật ánh sáng, giúp ta thực hiện nhanh chóng quá trình tính toán hoặc cho phép ta sửa đổi thông số đó. Cho phép hỗ trợ các file bản vẽ Autocad với định dạng *.DXF và *.DWG. Dialux cho phép chèn nhiều vật dụng khác nhau vào dự án như : bàn, ghế, TV, giường, gác lửng, cầu thang…Bên cạnh đó là một thư viện khá nhiều vật liệu để áp vào các vật dụng trong dự án…cũng như dễ dàng hiệu chỉnh mặt bằng theo ý muốn của mình. Tính toán chiếu sáng những không gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, có đồ vật, vật dụng trong phòng) trong điều kiện có và không có ánh sáng tự nhiên. + DIALux evo: Hiện tại đã có phiên bản phần mềm DIALux evo 9. Ở phiên bản này hỗ trợ thiết kế chiếu sáng cho toàn bộ công trình, tính toán chiếu sáng có ảnh hưởng của ánh sáng ban ngày, tính toán cho một căn phòng cụ thể, tính toán chiếu sáng đường phố với cách sử dụng trực quan đơn giản và hiệu suất sử dụng cao. – Tải về phiên bản mới nhất tại đây: https://www.dialux.com/en-GB/download/dialux-evo B. TIÊU CHUẨN CHIẾU SÁNG NHÀ XƯỞNG CÔNG NGHIỆP ÁP DỤNG TRONG THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

1. Tổng quan về tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp

1.1 Khái niệm tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp

Tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp là những quy định, tiêu chuẩn kỹ thuật do cơ quan quản lý đưa ra nhằm cung cấp giải pháp thiết kế chiếu sáng cho xưởng.

• Tuân thủ bộ tiêu chuẩn giúp tiết kiệm điện năng, mang lại hiệu quả công việc tốt nhất.
• Mỗi hệ thống chiếu sáng cho nhà xưởng cần đảm bảo an toàn cho người lao động.

1.2 Tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp theo quy định

• Tiêu chuẩn của Việt Nam: 7114:2008: Ecgônômi. Đây là bộ tiêu chuẩn về chiếu sáng vùng làm việc, về độ rọi nơi làm việc, các chỉ số hoàn màu của ánh sáng.
• Các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN 09:2013/BXD. Quy định về việc các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả.
• Các thiết bị chiếu sáng cần đảm bảo an toàn, có khả năng tiết kiệm điện và thân thiện với môi trường.
• Sử dụng thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao đáp ứng cho từng không gian chiếu sáng trong nhà xưởng công nghiệp.

• Áp dụng bộ tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp sẽ luôn đảm bảo được yêu cầu thiết kế nhà xưởng. Đồng thời, hệ thống chiếu sáng hoàn thiện sẽ đáp được ánh sáng cho các hoạt động sản xuất đạt hiệu quả cao.

1.3 Các quy chuẩn chiếu sáng

• Thông tư 22/2016/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chiếu sáng – Mức cho phép chiếu sáng nơi làm việc.
• QCVN 09:2013/BXD Quy chuẩn về các công trình sử dụng năng lượng hiệu quả.
• QCVN-02-09/BNNPTNTTiêu chuẩn quốc gia về chiếu sáng kho lạnh.

Chỉ tiêu chất lượng ánh sáng theo quy chuẩn chiếu sáng:

STT	Khu vực chức năng	Độ rọi	Chỉ số hoàn màu (Ra)	Mật độ công suất	Giới hạn hệ số chói lóa
1	Khu vực xưởng sản xuất, nhà máy	200	80	< 13	19
2	Khu vực gia công chi tiết	300	80	< 13	19
3	Khu dây chuyền sản xuất	750	80	< 13	22
4	Khu kiểm tra chất lượng sản phẩm	500	80	< 13	22
5	Khu vực nhà kho	100	80	< 8	19

2. Phạm vi áp dụng tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp

• Bộ tiêu chuẩn quy định về các yêu cầu chiếu sáng trong nhà xưởng; đảm bảo sự thoải mái, an toàn cho thị giác và sức khỏe của người lao động trong suốt quá trình làm việc.
• Mỗi một nơi làm việc sẽ cần đáp ứng tiêu chuẩn chiếu sáng khác nhau. Các tiêu chuẩn áp dụng với từng thiết kế chiếu sáng riêng biệt cho từng khu vực.
• Một nhà xưởng cần phải đảm bảo hệ thống chiếu sáng đạt tiêu chuẩn mới tạo ra những sản phẩm đủ số lượng và chất lượng tốt nhất.

Tham khảo bảng tiêu chuẩn độ rọi của một số ngành sản xuất phổ biến:

STT	Khu vực không gian nhà xưởng	Độ rọi trung bình theo tiêu chuẩn (Lux)
1	Nhà xưởng sản xuất thực phẩm
	Nghiền vật liệu	300
	Sơ chế nguyên liệu khô	150
	Chế biến và lọc	150
	Đóng gói	500
2	Nhà xưởng sản xuất thuốc lá	500
3	Nhà xưởng sản xuất giấy	300
4	Nhà kho	150

• Hệ thống chiếu sáng khu vực sản xuất sẽ có tiêu chí khác khu vực nghỉ ngơi hay hành lang, khu vực nghỉ ngơi, nhà vệ sinh.

3. Bộ tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng công nghiệp đầy đủ

3.1 Tiêu chuẩn môi trường ánh sáng

• Hệ thống chiếu sáng cần chiếu ánh sáng đến mọi không gian, vị trí làm việc trong nhà xưởng.
• Hệ thống chiếu sáng cần đảm bảo khả năng chống lóa, chống chói mắt cho người lao động. Vì khi chói mắt sẽ gây khó chịu đến thị giác điều này sẽ ảnh hưởng đến năng suất làm việc và chất lượng sản phẩm.
• Trong mỗi nhà xưởng đều cần phải chiếu sáng không có hiện tượng bị bóng người lao động, máy móc che khuất.

• Tiêu chuẩn về màu ánh sáng nhiệt độ màu phù hợp với từng môi trường làm việc cũng như yêu cầu khi sản xuất.
• Hệ thống chiếu sáng không được có hiện tượng bị nhấp nháy gây ảnh hưởng đến thị giác của nhân công.
• Thiết kế hệ thống chiếu sáng đạt chuẩn chất lượng ngay từ đầu để hạn chế việc bảo dưỡng và sửa chữa. Vì khi bảo dưỡng hay sữa chữa đèn chiếu sáng sẽ gây ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất của nhà xưởng.

3.2 Tiêu chuẩn chiếu sáng trong nhà

• Ánh sáng trong nhà phải đảm bảo đáp ứng cho hoạt động đời sống và an toàn với sức khỏe con người. Các văn bản quy định bao gồm:

+ Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 09:2013/BXD;

+ Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7114-1:2012

+ Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 05:2008/BXD

+ Quyết định của Bộ Y tế QĐ/BYT 3733/2002

• Tham khảo bảng tiêu chuẩn ánh sáng trong nhà:

STT	Không gian chức năng	Yêu cầu
		Độ rọi (Lux)	Độ đồng đều	Chỉ số CRI (Ra)	Mật độ công suất (W/m2)	Giới hạn chói lóa
1	Phòng khách	≥300	0.7	≥80	≤13	19
2	Phòng ngủ	≥100	Không yêu cầu	≥80	≤8	Không yêu cầu
3	Phòng bếp, phòng ăn	≥500	Không yêu cầu	≥80	≤13	22
4	Cầu thang, ban công, hành lang	≥100	0.5	≥70	≤7	Không yêu cầu
5	Tầng hầm	≥75	Không yêu cầu	≥70	Không yêu cầu	Không yêu cầu

• Dựa vào các tiêu chuẩn quy định trên, có thể đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống chiếu sáng hiện tại. Từ đó, đưa ra bản thiết kế chiếu sáng mới cho không gian.

3.3 Tiêu chuẩn độ rọi ánh sáng nhà xưởng

• Mỗi không gian, vị trí làm việc sẽ có những yêu cầu khác nhau về độ rọi của ánh sáng. Đặc biệt, tại nơi thao tác, sản xuất sản phẩm, kiểm tra chất lượng sẽ yêu cầu có độ rọi cao.
• Những tiêu chuẩn về độ rọi sẽ có những ảnh hưởng đến chất lượng sản xuất, sản phẩm của nhà xưởng.
• Ví dụ: Những khu vực kiểm tra sản phẩm nên có độ rọi cao từ 500lux trở lên. Khu vực sản xuất, làm việc nên có độ rọi từ 300lux. Trong khi những khu vực như nhà kho, khu vực chung có độ rọi trung bình từ 100lux – 200lux.

3.4 Tiêu chuẩn về chỉ số trả màu CRI

Một trong những yếu tố quan trọng trong tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp chính là chỉ số hoàn màu. Đây là chỉ số về độ chân thực của màu sắc ánh sáng khi chiếu xuống khu vực làm việc.

• Chỉ số hoàn màu càng cao thì màu sắc ánh sáng càng chân thực.
• Chỉ số hoàn màu có thang đo với các mức từ 1 – 100 (Ra).

Chỉ số hoàn màu là một trong những yếu tố được quy định trong tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp

• Tương tự độ rọi, tùy theo từng khu vực của nhà xưởng sẽ có chỉ số hoàn màu khác nhau. Những vị trí quan trọng như khâu sản xuất, kiểm tra sẽ có yêu cầu cao, chỉ số hoàn màu từ 80 – 100Ra.
• Những nơi không yêu cầu cao về ánh sáng thường sẽ có chỉ số hoàn màu từ 20 – 40Ra tùy thuộc vào loại đèn led lắp đặt.

3.5 Phân bố độ rọi, độ chói theo tiêu chuẩn

• Những yêu cầu về độ rọi và độ chói theo tiêu chuẩn phụ thuộc vào từng nơi làm việc, khu vực của nhà xưởng.
• Bảng tham khảo về tiêu chuẩn của độ rọi và độ chói trong nhà xưởng để giúp doanh nghiệp nắm được cách thực phân bố hệ thống đèn chiếu sáng phù hợp.

STT	Khu vực chiếu sáng	Tiêu chuẩn chất lượng chiếu sáng
		Độ rọi (lux)	Chỉ số hoàn màu tối thiểu (Ra)	Giới hạn hệ số chói lóa
1	Kho	≥ 100	≥ 60	25
2	Khu vực kiểm tra, phân loại sản phẩm	≥ 500	≥ 80	Yêu cầu độ chói thấp
3	Không gian chung của nhà máy	≥ 200	≥ 80	Không xem xét
4	Nhà xưởng sản xuất	≥ 300	≥ 80	Không xem xét
5	Khu vực phụ: nhà vệ sinh	≥ 200	≥ 80	25

3.6 Hạn chế tình trạng nhấp nháy đạt tiêu chuẩn

• Những hiện tượng nhấp nháy sẽ luôn gây khó chịu hoặc gây nên các bệnh về mắt cho người lao động.
• Hiện tượng này còn gây ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất, giảm chất lượng và năng suất của sản phẩm.
• Do vậy, doanh nghiệp cần sử dụng các loại đèn led chất lượng cao cho hệ thống chiếu sáng để không có hiện tượng nhấp nháy.
• Kiểm tra bộ nguồn để đảm bảo nguồn chất lượng giúp ngăn chặn hiện tượng này.

4. Phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp

4.1 Phương pháp tính toán bằng hệ số sử dụng Ksd

• Khi thiết kế chiếu sáng cho nhà xưởng công nghiệp không thể bỏ qua phương pháp tính toán bằng hệ số sử dụng Ksd.
• Phương pháp tính toán bằng hệ số sử dụng Ksd được sử dụng cho những nhà xưởng có diện tích chiếu sáng trên 10m2.
• Đây là phương pháp không sử dụng chỉ số phản xạ của tường với ánh sáng để dùng tính toán.
• Cách tính hệ số quang thông cho đèn led chiếu sáng

Khi muốn xác định hệ số quang thông của đèn sẽ cần xác định một số những tiêu chí để tính toán.

• Khoảng cách giữa các đèn: kí hiệu L (m)
• Số mối lắp đèn trên hệ thống trần đèn
• Diện tích không gian lắp đặt Chuẩn bị và tra bằng hệ số phản xạ của lux

Công thức tính số lượng đèn led cần dùng cho nhà xưởng trên 10m2:

• N = (E*A)/(F*UF*LLF)

Giải thích các hệ số trong công thức:

• N: số mối đèn được lắp
• E: hệ số phản xạ của ánh sáng rọi trên bề mặt vị trí làm việc
• A: diện tích nhà xưởng
• F: tổng lượng quang thông
• UF:  hệ số đèn sử dụng trên từng mối lắp
• LLF: hệ số ánh sáng bị thất thoát

4.2 Phương pháp tính toán chiếu sáng nhà xưởng gần đúng với đèn ống

• Thiết bị chiếu sáng đèn ống là thiết bị được sử dụng chung hiện nay
• Sử dụng phương pháp tính toán chiếu sáng bằng đèn ống được dùng để tính sẵn cho một phòng.
• Các doanh nghiệp chỉ cần áp dụng công thức và thay bằng các thông số của mình để tính được số lượng đèn chiếu sáng, công suất hay hệ số quang thông.
• Công thức chung cho một phòng dùng 2 đèn ống có công suất và 60W ( 1 đèn là 30W). Hệ số độ rọi được mặc định là 100 lux, đèn có điện áp 60V/220V, quang thông là 1230lm.

Cách tính toán theo phương pháp gần đúng với đèn ống, quy ước:

• Khu vực chiếu sáng/ nhà xưởng rộng ≥ 4,
• Chiều rộng: a
• Chiều cao: Ho
• Phòng chiếu sáng có diện tích trung bình = 2;
• Phòng nhỏ hẹp với diện tích mặt định ≤ 1
• Hệ số phản xạ của trần tối màu: ρtr = 0.7;
• Hệ số phản xạ của trần sơn màu trung tính: ρtr = 0.5;
• Hệ số phản xạ của tường sơn màu tối: ρtg = 0.5;
• Hệ số phản xạ của tường sơn màu trung tính: 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

4.3 Phương pháp tính toán chiếu sáng nhà xưởng theo từng điểm

• Phương pháp tính toán chiếu sáng cho nhà xưởng thường sử dụng cho nhà xưởng có những yêu cầu cao về tiêu chuẩn chiếu sáng: sản xuất lắp ráp điện tử,…

Phương pháp này yêu cầu người thiết kế cần nắm rõ 3 yếu tố:

• Độ rọi trên mặt phẳng ngang Eng
• Đội rọi trên mặt phẳng đứng Edd
• Độ rọi trên mặt phẳng nghiêng Engh

Chọn đèn led đúng số lượng, có độ rọi càng cao càng mang đến hiệu quả chiếu sáng tốt

Cách thức tính toán theo phương pháp từng điểm

• Đầu tiên, người tính cần chọn 1 điểm cố định được gọi là A.
• Xét độ rọi có khoảng cách từ điểm A đến điểm sáng R.
• Sử dụng công thức tính bình phương khoảng cách cùng tỷ lệ chiếu sáng để tính được số lượng đèn cần dùng cho nhà xưởng.

4.4 Phương pháp tính toán gần chính xác

Đây là phương pháp tính toàn thích hợp cho nhà xưởng có quy mô và diện tích nhỏ. Phương pháp tính toán gần chính xác có độ chính xác cao. Khi thực hiện theo phương pháp này cần có được 2 yếu tố:

• Kiểm tra xác định công suất chiếu sáng của phòng/1 diện tích phòng.
• Tính số đèn cần chiếu sáng, xác định loại đèn, công suất và độ cao của trần nhà.

4.5 Phương pháp tính toán gần chính xác thứ 2

• Doanh nghiệp dựa trên bảng đã được tính toán sẵn sử dụng công suất là 100w/m2
• Sau đó, sử dụng phương pháp tính toán thiết kế chiếu sáng gần chính xác thứ hai để thiết kế hệ thống chiếu sáng.
• Trong quá trình thiết kế, xác định độ rọi đã phù hợp với hệ số độ rọi trong bảng sẽ không cần chỉnh sửa
• Khi độ rọi của ánh sáng không phù hợp cần chỉnh sửa đến khi phù hợp.

Với 5 phương pháp tính toán hệ thống chiếu sáng cho nhà xưởng đa dạng, chính hãng. Doanh nghiệp có thể lựa chọn được phương pháp phù hợp để xác định số lượng đèn, công suất hay độ quang thông cho không gian chiếu sáng tại nhà xưởng.

• Khi đèn led có hiệu suất phát quang càng cao thì hệ số quang thông càng lớn và tiết kiệm điện năng tốt.
• Chọn đèn led có hiệu suất phát quang cao để chiếu sáng tốt cho doanh nghiệp cũng như tiết kiệm chi phí điện.

Tốc độ suy giảm quang thông thấp

• Ngoài các yêu cầu về hệ số quang thông phù hợp, doanh nghiệp cũng cần chú ý đến độ suy giảm quang thông của đèn led.
• Độ suy giảm quang thông là chỉ số phát quang của ánh sáng bị giảm đi sau khi đến mốc tuổi thọ chiếu sáng.
• Ví dụ, đèn led có tuổi thọ là 50000 giờ, khi chiếu sáng đến thời điểm này quảng thông bị giảm xuống 10% thì đèn vẫn hoạt động tốt. Tuy nhiên, khi độ suy giảm lên tới 30% tức là đèn đã hết tuổi thọ.
• Do vậy, khi lắp đặt đèn led vào hệ thống chiếu sáng cần chú ý đến độ suy giảm quang thông của đèn để chọn được đèn chất lượng cao.

Khả năng tiết kiệm điện

• Sử dụng đèn led nhà xưởng tiết kiệm điện luôn là yêu cầu được đặt ra của mỗi doanh nghiệp.
• Trong các thiết bị chiếu sáng hiện nay, đèn led được đánh giá có khả năng tiết kiệm điện tốt hơn từ 2, 3 lần so với các loại đèn huỳnh quang, đèn compact hay đèn halogen.

Độ rọi sáng

• Độ rọi là lượng ánh sáng chiếu trên 1m2 nhà xưởng. Độ rọi được tính bằng độ quang thông chia cho 1m2. C
• Hệ thống chiếu sáng có độ rọi hợp lý sẽ giúp hiệu suất lao động tăng, chất lượng sản phẩm được đảm bảo
• Độ rọi càng cao sẽ làm giảm tỷ lệ gây nhức mỏi mắt cho người lao động.

5.2 Tuổi thọ

• Tuổi thọ của đèn nhà xưởng là yếu tố quan trọng để doanh nghiệp tiết kiệm được chi phí sản xuất hay không.
• Đèn chiếu sáng nhà xưởng có tuổi thọ thấp sẽ mất nhiều chi phí thay mới, sửa chữa thường xuyên. Do vậy, lựa chọn đèn led chất lượng để đảm bảo tuổi thọ cho hệ thống chiếu sáng.

• Đèn led có tuổi thọ trung bình từ 50.000 – 60.000 giờ chiếu sáng, ít hỏng hóc sẽ giúp các doanh nghiệp không mất thời gian, tiền bạc để bảo dưỡng hoặc thay mới hệ thống.
• Đèn led có tuổi thọ cao hơn các loại đèn thông thường khi khả năng chiếu sáng từ 8000 – 10.000 giờ.

5.3 Chứng nhận chất lượng

• Chứng nhận ISO theo TCVN: 7722-1:2009/IEC60598-1:2008.
• Đèn led có chất lượng theo tiêu chuẩn châu Âu: chứng nhận CE
• Chứng nhận của tổ chức RoHs quy định về ánh sáng đạt tiêu chuẩn.

Sau khi đã nắm được các tiêu chuẩn quy định và lựa chọn được loại đèn phù hợp thì tiến hành lựa chọn cách lắp đèn nhà xưởng và cách treo đèn nhà xưởng sao cho phù hợp với không gian; nhu cầu chiếu sáng.