Nếu các bước thiết kế chiếu sáng trong nhà bằng phương pháp công suất đơn vị

04/10/2019 | Views: 2380

Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng là điều rất cần thiết của mỗi doanh nghiệp. Nó tác động trực tiếp đến hiệu suất làm việc cũng như đảm bảo an toàn cho mắt, thị lực của người lao động. Tham khảo 15 vấn đề quan trọng nhất khi thiết kế, bố trí ánh sáng nhà xưởng sau đây.

• Dưới đây là 5 phương pháp thiết kế phổ biến nhất hiện nay: 

• Phương pháp tính toán này dành cho các nhà xưởng có yêu cầu độ rọi cao. Ở phương pháp này áp dụng định luật bình phương khoảng cách, trong đó đèn được coi là một điểm sáng.

• Nếu tính theo phương pháp này bạn phải phân biệt để tính toán độ rọi đối với 3 trường hợp sau đây:
  • Độ rọi trên mặt phẳng ngang (kí hiệu Eng)
  • Độ rọi trên mặt phẳng đứng (kí hiệu Eđ)
  • Độ rọi trên mặt phẳng nghiêng (kí hiệu Engh)
• Công thức tính độ rọi E sau đây: E = F/S = Iω/r2ω = I/r2

• Có thể nói hiện nay đây được coi là phương pháp thông dụng nhất để tính toán chiếu sáng chung. Vì ở phương pháp này bạn sẽ không cần phải chú ý đến hệ số phản xạ của tường. Phù hợp áp dụng đối với những nhà xưởng có diện tích lớn hơn 10m2.  

• Bước 1: Bạn cần xác định mức chiếu sáng cần thiết cho bề mặt phòng là bao nhiêu cũng như chọn loại đèn phát sáng nào? Xác định nhu cầu chiếu sáng của không gian nhà xưởng; chọn loại đèn gì cho phù hợp.
• Bước 2: Tiếp theo, hãy thu thập số liệu theo thông tin dưới đây:

Bảng thu thập số liệu không gian nhà xưởng:

Kích thước phòng	Chiều dài	L1	10	m
Chiều rộng	L2	10	m
Diện tích sàn nhà	L3	100	m2
Chiều cao trần nhà	L4	3.0	m
Hệ số phản xạ bề mặt	Trần nhà	L5	0.7	p.u
Tường	L6	0.5	p.u
Sàn nhà	L7	0.2	m
Chiều cao bề mặt làm việc tính từ sàn nhà	L8	0.9	m
Chiều cao bộ đèn tính từ sàn nhà	L9	2.9	m

Chỉ số phản xạ thường sử dụng đối với L5, L6, L7:

Trần nhà	Tường	Sàn nhà
Văn phòng có điều hòa	0.7	0.5	0.2
Công nghiệp nhẹ	0.5	0.3	0.1
Công nghiệp nặng	0.3	0.2	0.1

• Bước 3: Công thức tính số đo phòng = (Dài x Rộng) : Cao x (Dài + Rộng)
• Bước 4: Công thức tính hệ số sử dụng = Tỉ lệ % của lumen của đèn phát ra cho đến bề mặt làm việc
• Bước 5: Tính số đèn cần dùng với công thức N=(E*A)/(F*UF*LLF)

Trong đó:

• N là số mối lắp
• E là mức lux cần thiết lên bề mặt làm việc
• A là diện tích (L x W)
• F là tổng lượng dòng (lumen) của tất cả các đèn trong một mối lắp
• UF là hệ số sử dụng lấy từ bảng đối với mối lắp  
• LLF là 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

Phương pháp này áp dụng để tính toán chiếu sáng đối với các nhà xưởng sau:

• Nhà xưởng có phòng nhỏ hoặc chỉ số phòng <0,5.
• Các khu vực nhà xưởng có tính chất công việc không yêu cầu tính chính xác, tỉ mỉ cao.

• Bạn cần xác định được 2 đơn vị tính gồm có công suất (p) và diện tích cần được chiếu sáng (s). 
• Tiếp theo sẽ tính được công suất tổng, xác định được số đèn cần sử dụng, công suất mỗi đèn.

• Phương pháp này tương tự như phương pháp thứ 3.

Dựa vào một bảng đã được 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 áp dụng công thức (w/m2)

P – công suất (w/m2) tính theo độ rọi yêu cầu
Emin – Độ rọi tối thiểu cần có
E – Độ rọi trong bảng tính sẵn tiêu chuẩn 10w/m2
K – hệ số an toàn

• Phương pháp này sẽ tính sẵn với một phòng được chiếu sáng bởi 2 đèn ống 30W (30×2 = 60) có độ rọi định mức Eđm = 100lx, đèn 60/220 có quang thông 1230lm.

Để áp dụng phương pháp tính toán này cần tuân thủ các quy định:

• • a – chiều rộng phòng
  • H0 – là chiều cao của 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 Eđm =100lx thì công suất tổng các đèn cần bố trí chiếu sáng cho nhà xưởng theo tỷ lệ để mang lại sự chính xác nhất.

• Tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng được áp dụng cho việc chiếu sáng không gian làm việc bên trong nhà xưởng công nghiệp. Hệ thống chiếu sáng cho nhà xưởng phải được lên kế hoạch bố trí từ khi bắt đầu xây dựng nhà máy.

Tham khảo bảng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7114-1-2018:

STT	Không gian chức năng	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	Không xem xét
3	Khu vực chung	≥200	≥80	Không xem xét
4	Khu vực sản xuất	≥300	≥80	Không xem xét
5	Khu vực phụ, nhà vệ sinh	≥200	≥80	25

• Hệ thống ánh sáng cần phù hợp với vị trí, khu vực làm việc khác nhau tạo cảm giác dễ chịu 
• Để tránh gây ức chế thị giác cho người lao động cần phân bố độ chói cân bằng và hợp lý. 
• Hướng ánh sáng phải phù hợp để tránh hiện tượng bóng che. Giải pháp chiếu sáng từ một hướng nhất định giúp làm rõ hơn các chi tiết. Từ đó hiệu quả công việc được nâng cao. 

Yêu cầu chung trong thiết kế chiếu sáng nhà xưởng

• Chỉ sử dụng nguồn sáng với dãy nhiệt độ màu rộng, chỉ số hoàn màu cao. Tùy thuộc vào tính chất của từng khu vực của phân xưởng để chọn màu sắc ánh sáng hợp lý.
• Tránh hiện tượng nhấp nháy gây ảnh hưởng không tốt đến thị giác. Bằng cách sử dụng nguồn điện một chiều hoặc lựa chọn các bóng đèn có tần suất cao.
• Thiết bị chiếu sáng đảm bảo an toàn, tiết kiệm, thân thiện với môi trường. Đặc biệt, thiết bị cần phải hoạt động ổn định trong điều kiện công nghiệp. 
• Hạn chế sửa chữa, bảo dưỡng đèn gây ảnh hưởng đến hoạt động của phân xưởng.

STT	Đối tượng chiếu sáng	Độ rọi trung bình  Etb (lx)	STT	Đối tượng chiếu sáng	Độ rọi trung bình  Etb (lx)
1	CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỰC PHẨM		6	CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT DA
	Nghiền vật liệu	300		Công đoạn đánh bóng	500
	Sơ chế nguyên liệu thô	150		Công đoạn may vá	1000
	Chế biến và lọc	500	7	Xưởng đúc
	Đóng gói	500		Làm sạch và đúc	200
2	CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THUỐC LÁ	500		Chế tạo hình dáng	500
3	CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GỖ			Đánh bóng	300
	Công đoạn xẻ gỗ	150	8	CÔNG NGHIỆP CƠ KHÍ TỔNG HỢP
	Đóng bàn ghế	300		Công đoạn hàn	300
	Đánh bóng, đánh vecni, quét dầu	500		Lắp ráp thiết bị cỡ trung bình	500
	Kiểm soát chất lượng	750		Lắp ráp các thiết bị cỡ nhỏ	750
4	CÔNG NGHIỆP GỐM SỨ			Tinh chế những chi tiết nhỏ	1000
	Công đoạn nung vật liệu	150	9	CÔNG NGHIỆP GIẤY	300
	Công đoạn đúc, nặn, ép	300	10	NHÀ KHO LƯU TRỮ	150
	Đánh véc ni và trang trí	500	11	CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT KÍNH
5	CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT			Phòng nung, tổng hợp	150
	Khu luân chuyển vật liệu	200		Tạo khuôn	300
	Công đoạn xay, nghiền và pha trộn			Trang trí và chạm khắc
	Quá trình phun	500
	Phòng điều khiển và phòng thí nghiệm	300

Xem thêm: 9 tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng doanh nghiệp phải tuân thủ

• Để có một không gian nhà xưởng đầy đủ ánh sáng thì các thông số kỹ thuật của đèn đóng vai trò quan trọng trong tính toán chiếu sáng cho nhà xưởng. Cùng điểm qua các chỉ số đánh giá của đèn bên dưới đây.

• Chỉ số hoàn màu càng cao càng giúp màu sắc thể hiện chân thực hơn. Thang đo chỉ số hoàn màu tính từ 1 đến 100.

Chỉ số hoàn màu trong tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng

Bảng chỉ số hoàn màu cho từng khu vực:

STT	Chỉ số hoàn màu (RA)	Lĩnh vực áp dụng
1	>= 90	Rất tốt: Phù hợp sử dụng với những khu vực đòi hỏi cao về sự thể hiện màu sắc
2	80 – 90	Tốt: Sử dụng cho khu vực cần phản ánh màu với độ chính xác
3	60-80	Trung bình: Dành cho các khu vực có yêu cầu thể hiện màu sắc vừa phải
4	40-60	Thấp: Dành cho các khu vực không có yêu cầu cao về thể hiện màu sắc
5	20-40	Thấp nhất: Sử dụng ở nơi không cần thể hiện màu sắc

• Độ rọi-lux là gì? Độ rọi được định nghĩa là lượng ánh sáng/một mét vuông, công thức là lumen/m2.
• Trong quá trình thiết kế hệ thống chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp nếu độ rọi được đảm bảo thì hiệu suất lao động luôn ở mức cao nhất, kèm theo chất lượng sản phẩm sẽ luôn cải thiện. 
• Bên trong khu vực sản xuất công nghiệp nếu độ rọi cao hơn 300 lux thì sẽ có xu hướng năng suất lao động và chất lượng sản phẩm được nâng cao. Thông thường tại mỗi vị trí làm việc sẽ cần có độ rọi khác nhau.

Đánh giá kết quả tăng khả năng hoạt động thị giác, giảm lượng phế phẩm khi điều chỉnh tăng độ rọi đối với một số loại công việc

Loại công việc	Mức độ rọi (Lux)	Tăng khả năng hoạt động thị giác	Giảm lượng phế phẩm
Trước	Sau
Lắp ráp máy ghi hình	170	1000	7	–
Cắt, chặt da	350	1000	8	–
Lắp ráp cơ khí	100	1000	30	18
Lắp ráp hoàn chỉnh thiết bị	500	1500	28	–
Công nghiệp luyện kim	300	2000	16	29
Lắp ráp các sản phẩm siêu nhỏ	1000	4000	–	90
Công nghệ dệt	250	1000	7	–

Tham khảo tỷ lệ độ rọi và độ mỏi thị giác:

Tính chất công việc	Tỷ lệ mỏi thị giác (%) ở các mức độ rọi khác nhau
100 lux	200 lux	600 lux
Khoan	77	33	33
Rũa	75	50	33
Đột dập	65	65	22
Cắt	90	72	12
Cưa	98	44	3

• Quang thông là năng lượng ánh sáng do nguồn sáng phát ra. Muốn đánh giá được độ sáng cũng như so sánh độ sáng của các loại đèn phải dựa vào chỉ số quang thông. Nếu quang thông càng lớn thì đèn càng sáng.

Tùy thuộc vào đặc điểm của các loại hình nhà xưởng sản xuất mà sẽ có cách thiết kế chiếu sáng khác nhau.

• Diện tích không gian nhà xưởng chính là yếu tố quyết định số lượng đèn cần sử dụng để chiếu sáng hợp lý. Theo đó, diện tích càng rộng, trần càng cao thì cần đèn công suất cao và số lượng đèn nhiều hơn so với nhà xưởng diện tích hẹp.
• Công thức diện tích nhà xưởng = Chiều dài x chiều rộng.

• Cần xem xét đến hệ thống thiết bị và máy móc của khu sản xuất để đưa ra tính toán hệ thống chiếu sáng phù hợp. 
• Đối với các nhà xưởng có hệ thống máy móc phức tạp hay những thiết bị có chiều cao quá lớn sẽ ảnh hưởng đến khả năng chiếu sáng của đèn. Vì thế mà quyết định bổ sung hay cắt giảm số lượng đèn sẽ phụ thuộc vào hệ thống thiết bị nhà xưởng.

• Đối với nhà xưởng có sơn tường tông màu tối sẽ cần số lượng đèn nhiều hơn để tăng cường ánh sáng
• Với xưởng có sơn tường tông màu sáng có thể giảm bớt số lượng đèn chiếu sáng.
• Ngoài ra khi lựa chọn ánh sáng đèn theo màu tường cũng phải đảm bảo độ rọi phù hợp với tính chất công việc.

• Từng loại hình nhà xưởng khác nhau sẽ có mức độ cũng như mục đích yêu cầu chiếu sáng khác nhau.
• Hãy căn cứ vào mục đích chiếu sáng của doanh nghiệp để có cách tính toán hệ thống chiếu sáng phù hợp nhất. 

Xem thêm: 10 tiêu chuẩn chiếu sáng nhà xưởng công nghiệp theo quy định

• Độ cao trần có liên quan trực tiếp đến năng suất ánh sáng của đèn. 
• Theo đó, độ cao trần và công suất của đèn được cho là có mối quan hệ tỉ lệ thuận với nhau. Trần càng cao sẽ đòi hỏi sử dụng đèn công suất lớn.

Bạn có thể tham khảo bảng tính tương thích giữa độ cao trần và công suất được chúng tôi đưa ra dựa trên kinh nghiệm làm việc với nhiều đối tác trong nhiều năm sau đây:

Độ cao treo đèn (mét)	Đèn truyền thống (Metal, sodium, thủy ngân, halogen)	Đèn led nhà xưởng cao cấp
4	300w	40w
5	350w	50w – 60w
6	350w – 500w	60w – 80w
7	500w – 1000w	80w – 100w
8	500w – 1000w	100w – 120w
9	500w – 1000w	100w – 120w – 150w
10	1000w – 1500w	120w – 150w
11	1000w – 1500w	150w – 180w
12	1000w – 1500w	150w – 180w – 200w
13	1500w – 2000w	200w – 250w
14	2500w – 3000w	240w – 250w

• Bảng tính độ cao trần và công suất đèn cần dùng ở trên cũng có thể thay đổi phụ thuộc vào mục đích chiếu sáng của nhà xưởng.
• Nếu cần độ sáng lớn hơn thì phải dùng đèn có công suất lớn hơn, ngược lại.

Bạn cần có một công thức để tính toán chiếu sáng nhà xưởng tối ưu nhất, hãy tham khảo các công thức bên dưới:

• Công thức tính tổng số quang thông ánh sáng cần sử dụng = Diện tích nhà xưởng (m2) x Tiêu chuẩn quang thông của một đèn cần sử dụng.
• Ví dụ: Tính tổng ánh sáng của xưởng công nghiệp thuốc lá có diện tích là 300m2. Tổng lượng ánh sáng = 300 * 500 = 150.000 (lm).

• Bạn muốn tính được số lượng đèn chiếu sáng cần dùng cho không gian nhà máy thì trước tiên cần tính được tổng công suất cần dùng.
• Tổng công suất đèn cần dùng = Tổng quang thông ánh sáng cần sử dụng : Hiệu suất phát quang.
• Ví dụ: Tổng lượng ánh sáng cần dùng cho xưởng công nghiệp thuốc lá 150.000(lm) : Hiệu suất phát quang là 100(lm/w). Như vậy tổng số công suất cần dùng sẽ phải là 1500(W).

• Công thức tính tổng số bóng đèn cần dùng = Tổng số công suất cần dùng : Công suất của một bóng đèn (w).
• Với ví dụ trên: Tổng công suất cần dùng là 1500w; với độ cao trần 8-9m thường sẽ sử dụng đèn LED Highbay 150w. Vậy tổng số lượng bóng đèn cần dùng là: 1500 : 150 = 10 bóng đèn.

Lợi ích của việc phân bố ánh sáng hợp lý là nâng cao hiệu quả làm việc, giảm mệt mỏi cho người lao động, từ đó hạn chế nguy cơ xảy ra tai nạn lao động.

Hướng dẫn thiết kế chiếu sáng khu vực chung nhà xưởng

• Kích thước phòng (Dài × Rộng × Cao)
• Đèn treo thả 2 m so với trần
• Hệ số phản xạ các bề mặt không gian: ρ(trần × tường × sàn) 

• Chiếu sáng chung
• Hình thức chiếu sáng trực tiếp
• Sản phẩm phù hợp: Đèn led nhà xưởng 150w (model B1, B2, B3 hoặc B5, B11).

• Khi tính toán chiếu sáng không gian dây chuyền sản xuất phải hiểu được đây là nơi có cường độ làm việc cao, để giúp người lao động tập trung cao thì cần có giải pháp chiếu sáng hợp lý.
• Đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn ánh sáng trong sản xuất.
• Chiếu sáng hiệu quả không chỉ tạo điều kiện cho công nhân dễ dàng thao tác, phát hiện lỗi sản phẩm mà còn bảo vệ đôi mắt.
• Cần sử dụng các bộ đèn chuyên dụng giúp tập trung ánh sáng và đảm bảo độ rọi. Bên cạnh đó, lựa chọn các nguồn sáng với chỉ số hoàn màu cao, hiệu suất cao, có khả năng tiết kiệm điện, độ bền cao để giúp giảm thiểu thay thế.

Hướng dẫn thiết kế chiếu sáng dây chuyền sản xuất

• Kích thước phòng (Dài × Rộng × Cao)
• Đèn treo thả 2,1m so với trần
• Hệ số phản xạ của các bề mặt: ρ(trần × tường × sàn) 

• Chiếu sáng chung: Ánh sáng có độ rọi cao, đảm bảo không chứa tia UV, tránh chói lóa hay nhấp nháy.
• Hình thức chiếu sáng trực tiếp.
• Sản phẩm phù hợp: Đèn led nhà xưởng 150w hoặc công suất 200w. 

• Đối với không gian kiểm soát chất lượng, đây là nơi phân loại, phân cấp chất lượng sản phẩm. Vì vậy đòi hỏi nguồn sáng có chỉ số hoàn màu cao để hỗ trợ tăng cường thị lực, tăng năng suất lao động. 
• Cần sử dụng các thiết bị chiếu sáng có hiệu suất cao, thân thiện môi trường và tiết kiệm điện.

Hướng dẫn thiết kế chiếu sáng khu kiểm soát chất lượng

• Kích thước phòng (Dài × Rộng × Cao)
• Đèn treo thả 1,3m so với trần
• Hệ số phản xạ của các bề mặt: ρ(trần × tường × sàn)

• Chiếu sáng tập trung, độ rọi cao
• Hình thức chiếu sáng trực tiếp
• Sản phẩm phù hợp: Bộ đèn led nhà xưởng ánh sáng trắng công suất 240w hoặc 250w.

Đối với khu vực kho hàng, cần phải thiết kế chiếu sáng sao cho đảm bảo tính an toàn, giúp dễ phân biệt và phân loại hàng và có khả năng tiết kiệm điện cao.

Hướng dẫn thiết kế chiếu sáng kho hàng

• Kích thước phòng (Dài × Rộng × Cao)
• Hệ số phản xạ của các bề mặt: ρ(trần × tường × sàn)

• Chiếu sáng chung, độ chính xác trung bình
• Hình thức chiếu sáng trực tiếp
• Sản phẩm phù hợp: Đèn led nhà xưởng ánh sáng trắng hoặc ánh sáng vàng công suất 80w, 100w. 

Ngoài những phương pháp tính toán trên, có thể kết hợp với chiếu sáng tự nhiên trong nhà công nghiệp để tăng chất lượng ánh sáng.

Như vậy, có thể nói thiết kế chiếu sáng nhà xưởng góp phần vô cùng quan trọng trong việc thúc đẩy năng suất lao động, nâng cao năng lực cạnh tranh và kinh doanh của doanh nghiệp. Hi vọng những thông tin trên đây là hữu ích, giúp các doanh nghiệp triển khai được hệ thống chiếu sáng hiệu quả nhất.