Piyadanai Pachanapan, 303426 Power System Design, EE&CPE, NU การออกแบบแสงสว่างภายในอาคาร Piyadanai Pachanapan, 303426 Power System Design, EE&CPE, NU

เนื้อหา คำจำกัดความเกี่ยวกับแสง แหล่งกำเนิดแสง เส้นโค้งโพล่าร์ ชนิดโคมไฟฟ้า การออกแบบไฟฟ้าแสงสว่างภายใน ด้วยวิธีลูเมน การจัดตำแหน่งดวงโคม

คำจำกัดความที่เกี่ยวกับแสง

มุมเชิงของแข็ง (Solid Angle) มุมเชิงของแข็ง มีค่าเป็น เมื่อ r คือ รัศมีทรงกลม สำหรับทรงกลมทั้งลูก จะได้ หน่วยเป็น Steradian (Sr.)

ความเข้มแห่งการส่องสว่าง (Luminous Intensity, I ) กำลังของแหล่งกำเนิดแสงที่จะส่งแสงออกมาในทิศทางหนึ่งๆ ฟลักซ์การส่องสว่างภายในมุมเชิงของแข็งเล็กๆ หน่วยคือ แคนเดลลา (Candela, Cd)  1 candela = 1 lumen/Sr

ฟลักซ์การส่องสว่าง (Luminous Flux, ) ปริมาณแสงที่แพร่กระจายออกจากแหล่งกำเนิด หรือ ปริมาณแสงที่ได้รับบนพื้นผิวหนึ่ง ผลคูณของความเข้มแห่งการส่องสว่าง กับ มุมเชิงของแข็ง สำหรับทรงกลม ดังรูป หน่วยคือ ลูเมน (lumen)

ความสว่าง (Illuminance or Illumination, E ) ฟลักซ์การส่องสว่างที่ตกกระทบพื้นที่ หารด้วย พื้นที่นั้น หน่วยคือ Lux, Lx ** ในมุมเชิงของแข็งเดียวกัน ย่อมมีฟลักซ์การส่องสว่างเท่ากัน แต่สิ่งที่ต่างกันคือ ความสว่างบนพื้นที่ทั้งสองนั่นเอง

ตัวประกอบการสะท้อน (Reflectance Factor, ) อัตราส่วนของ ฟลักซ์ส่องสว่างที่สะท้อนออกจากพื้นผิวนั้น กับ ฟลักซ์การส่องสว่างที่ตกกระทบพื้นผิวใดๆ ถ้าผนังมี แสงที่ตกกระทบมีค่า 500 lm จะได้ แสงที่สะท้อนออกมา = 0.4 x 500 = 200 lm

แหล่งกำเนิดแสง (Light Source)

ชนิดหลอดไฟฟ้า ชนิดของหลอดไฟ แบ่งเป็น 2 กลุ่ม ใหญ่ๆ คือ 1. หลอดมีไส้ (Incandescent Lamp) 2. หลอดปล่อยประจุ (Gas Discharge Lamp)

1. หลอดมีไส้ (Incandescent Lamp) ประกอบด้วย 1. หลอด Incandescent 2. หลอด ทังสเตน ฮาโลเจน (Tungsten Halogen)

หลอดอินแคนเดสเซนท์ (Incandescent) ข้อดี - ราคาถูก และ ติดตั้งได้ง่าย ข้อเสีย - ประสิทธิภาพต่ำ

ประเภทหลอดอินแคนเดสเซนท์ในท้องตลาด

ประเภทขั้วหลอดอินแคนเดสเซนท์ในท้องตลาด

ลักษณะงานของหลอดอินแคนเดสเซนท์ ให้แสงสว่างเฉพาะจุด ให้แสงสว่างทั่วไปในอาคาร

หลอดทังสเตน ฮาโลเจน (Tungsten Halogen) มีการบรรจุสารตระกูลฮาโลเจน ในหลอดควอตซ์ ได้แก่ ไอโอดีน, คลอรีน , โบรมีน และ ฟลูออรีน หลอดมีอายุยาวนานกว่าหลอด incandescent ราว 2-3 เท่า คือ 1500-3000 ชั่วโมง มีประสิทธิผลสูงกว่าหลอด incandescent ประมาณ 12 - 22 lm/w Double end Single end มีจานสะท้อน

โครงสร้างของหลอดทังสเตนฮาโลเจน

ลักษณะงานของหลอดทังสเตนฮาโลเจน ไฟอ่านหนังสือ ไฟส่องตู้โชว์ อาคารเพดานสูง (เฉพาะวัตต์สูง)

2. หลอดปล่อยประจุ (Gas Discharge Lamp) หลอดความดันไอต่ำ ได้แก่ 1.1 หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp) 1.2 หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์(Compact Fluorescent Lamp) 1.3 หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ(Low Pressure Sodium Lamp) 2. หลอดความดันไอสูง ได้แก่ 2.1 หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp) 2.2 หลอดโซเดียมความดันไอสูง(High Pressure Sodium Lamp) 2.3 หลอดเมทัลฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)

หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp) นิยมใช้กันมาก ให้แสงสว่างสูง (72 lm/W) อายุการใช้งานยาวนาน (8,000 – 10,000 ชั่วโมง) แสงสีนุ่มนวล และ มีความร้อนน้อย

ประเภทของหลอดฟลูออเรสเซนต์      1. Preheat – ประกอบด้วย หลอด บัลลาสต์ และ สตาร์เตอร์ 2. Rapid start – ไม่ต้องใช้สตาร์เตอร์ จุดหลอดได้ไวกว่า และใช้หลอดคนละชนิดกับประเภท Preheat 3. Instant start – ไม่ต้องใช้สตาร์เตอร์ ใช้แรงดันสูงในการจุดหลอด ทำให้จุดหลอดได้ไวที่สุด

ลักษณะหลอดและขั้ว ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด

สตาร์เตอร์ และ บัลลาสต์ Starter Ballast แกนเหล็ก อิเล็คทรอนิกส์

คุณลักษณะทางแสงสีของหลอดฟลูออเรสเซนต์ Cool white white Warm white

การเลือกใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ 1. ไม่เหมาะสำหรับใช้กับห้องที่มีเพดานสูงเกินกว่า 5 - 7 เมตร เพราะต้องใช้หลอดจำนวนมาก 2. เลือกสีของหลอดฟลูออเรสเซนต์ให้เหมาะสมกับงาน - งานที่ต้องการความส่องสว่างสูงกว่า 500 ลักซ์ ควรใช้หลอด daylight - งานที่ต้องการความส่องสว่าง 300 - 500 ลักซ์ ควรใช้หลอด cool white - งานที่ต้องการความส่องสว่างต่ำกว่า 300 ลักซ์ ควรใช้หลอด warm white 3. ฮาร์มอนิก จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการเลือกใช้บัลลาสต์

หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์(Compact Fluorescent Lamp) พัฒนาขึ้นมาแทนที่หลอดอินแคนเดสเซนต์ ประสิทธิผลสูงกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์ คือประมาณ 50-80 lm/W อายุการใช้งานประมาณ 5,000-8,000 ชั่วโมง

ชนิดหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ 1.แบบใช้บัลลาสต์ภายนอก ตัวหลอดมีสตาร์เตอร์ภายในตัว เรียกทั่วไปว่า “หลอดตะเกียบ”

การหลอดต่อเข้าบัลลาสต์ ชนิดขั้วหลอดแบบใช้บัลลาสต์ภายนอก

2.แบบมีบัลลาสต์ภายในตัว ราคาแพง และถ้ามีชิ้นส่วนเสียต้องทิ้งทั้งหลอด ถ้าใช้บัลลาสต์แบบแกนเหล็กจะมีน้ำหนักมากและราคาถูก ถ้าใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ ราคาแพง

โครงสร้างหลอดแบบมีบัลลาสต์ภายในตัว

หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ (Low Pressure Sodium Lamp) Ballast บรรจุก๊าซ อาร์กอน และ นีออน และโซเดียมที่กลายเป็นไอ

ลักษณะหลอดโซเดียมความดันไอต่ำ คุณลักษณะแสงสี

การใช้งานหลอดโซเดียมความดันไอต่ำ  1. ควรใช้กับงานที่ไม่ต้องการความถูกต้องของสี เช่น ไฟถนน , ไฟส่องบริเวณทั่วไป 2. ไม่ควรใช้กับงานที่ต้องการความถูกต้องของสี เช่น บริเวณที่เกี่ยวข้องกับเงิน 3. ไม่ควรใช้กับบริเวณที่ต้องการแสงสว่างที่ติดทันทีทันใด เนื่องจากใช้เวลาจุดหลอดนาน

หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp) เรียกทั่วไปว่า “หลอดแสงจันทร์” ให้แสงสว่างสูง, อายุการใช้งานประมาณ 24,000 ชั่วโมง ใช้กับสถานที่สาธารณะ, ไฟถนน, ห้างสรรพสินค้า, โรงงานอุตสาฯ หรือ อาคารที่มีเพดานสูง บัลลาสต์ หลอด

โครงสร้างหลอดไอปรอท แบบใช้ Ballast แบบไม่ใช้ Ballast

คุณลักษณะแสงสีของหลอดไอปรอท หลอดใส หลอดเคลือบสารฟอสเฟต

การใช้งานหลอดไอปรอท 1. นิยมใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์กรณีที่ใช้กับเพดานสูง 2. เป็นหลอดปล่อยประจุความดันไอสูงที่มีประสิทธิผลต่ำที่สุด 3. เหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป, แสงสว่างในที่สาธารณะเช่น ไฟถนน, สวนสาธารณะ, บริเวณร้านค้า เป็นต้น 4. ไม่เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการแสงสว่างที่จุดติดแบบทันทีทันใด

หลอดเมทัลฮาไลด์ (Metal Halide Lamp) โครงสร้างและการทำงานคล้ายหลอดไอปรอท (แสงจันทร์) ประสิทธิภาพและสมดุลของสี ดีกว่า หลอดไอปรอท ประสิทธิภาพ 60 – 90 lm/W อายุการใช้งาน 6,000 - 15,000 ชั่วโมง ignitor หลอด บัลลาสต์

โครงสร้างหลอดเมทัลฮาไลด์ นอกจากมีปรอทและก๊าซอาร์กอน ยังมีการเติมสารตระกูล Halide - Thalium - Sodium - Scandium iodide

คุณลักษณะแสงสีของหลอดเมทัลฮาไลด์ ใช้ Dysprosium & Thalium iodide ใช้ Sodium & Scandium iodide

การใช้งานหลอดเมทัลฮาไลด์ 1. นิยมใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์กรณีที่ใช้กับเพดานสูง 2. เหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป, แสงสว่างในสนามกีฬา, บริเวณที่ต้องการความถูกต้องของสี เป็นต้น 3. ไม่เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการแสงสว่างที่จุดติดแบบทันทีทันใด

หลอดโซเดียมความดันสูง (High Pressure Sodium) ประสิทธิภาพ 140 lm/W (ประสิทธิภาพดีสุด) - มากกว่าโลหะฮาไลด์และหลอดฟลูออเรสเซนต์ถึง 50 % - มากกว่าหลอดไอปรอท 1 เท่า - มากกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์ถึง 6 เท่า อายุการใช้งาน 18,000 - 24,000 ชั่วโมง igniter ballast

รูปทรงของหลอดโซเดียมความดันสูง

โครงสร้างหลอดโซเดียมความดันสูง หลอดอาร์กทำด้วยเซรามิก

คุณลักษณะแสงสีของหลอดโซเดียมความดันสูง

การใช้งานหลอดเมทัลฮาไลด์ 1. ใช้กับงานที่ไม่พิถีพิถันเรื่องความถูกต้องของสี เช่น โรงงานเหล็ก 2. งานที่เหมาะใช้กับหลอดประเภทนี้ได้แก่ โรงงานที่ไม่มีปัญหาเรื่องความถูกต้องของสี ไฟส่องบริเวณที่ไม่ใช่ย่านธุรกิจ ไฟถนน ไฟสวนสาธารณะ 3. หลอดประเภทนี้ให้สีเหมาะสำหรับงานทางด้านความปลอดภัย เพราะตามีความไวต่อการมองเห็นที่โทนสีเหลือง

ประสิทธิภาพของหลอดชนิดต่างๆ

เส้นโค้งโพล่าร์ (Polar Curve)

เส้นโค้งโพล่าร์ (Polar Curve) เส้นแสดงค่าความเข้มแห่งการส่องสว่าง ที่วัดได้จากหลอดไฟหรือหลอดไฟที่มีโคมไฟประกอบอยู่ โดยจะแบ่งเป็นส่วนๆ ตามองศา

ตัวอย่างเช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ กรณีไม่สมมาตร จะมีเส้นโค้ง 2 รูป คือ ตามระนาบแนวยาวและแนวขวางของหลอด ตัวอย่างเช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์

ระบบโซนบริติช (British Zonal System, BZ System) แบ่งเขตของเส้นโค้งโพล่า ทีละ 10 องศา แบ่งเป็น 9 โซน ดังนี้

ค่าตัวประกอบประจำโซน (Zone Factor)

การหาฟลักซ์การส่องสว่างในโซนต่างๆ หาจากค่าเฉลี่ยของความเข้มแสงแห่งการส่องสว่างในโซนนั้นๆ คูณกับ ตัวประกอบประจำโซนนั้นๆ โซน 3 ค่าเฉลี่ยของความเข้มแห่งการส่องสว่าง = (306+290) / 2 = 298 ตัวประกอบประจำโซน = 0.463 ฟลักซ์การส่องสว่าง = 0.463 x 298 = 138 lm

แสงด้านบน และ แสงด้านล่าง (Upward & Downward Light) ฟลักซ์การส่องสว่างด้านล่าง = ผลบวกของฟลักซ์การส่องสว่าง โซนที่ 1 ถึง 9

การแบ่งชนิดโคมไฟฟ้า โคมไฟฟ้า ใช้เพื่อบังคับให้แสงออกไปตามทิศทางที่ต้องการ แบ่งเป็น

การแบ่งชนิดโคมไฟฟ้า (ต่อ)

ตัวอย่างชนิดดวงโคม High bay Low bay

ตัวอย่างชนิดดวงโคม Track Light Flood Light

ตัวอย่างชนิดดวงโคม Down Light Fluorescent Louver Parabolic Prismatic

อัตราส่วนแสงออกมา (Light Output Ratio, LOR) ฟลักซ์การส่องสว่างจากโหลดพร้อมโคม LOR = ฟลักซ์การส่องสว่างจากหลอดอย่างเดียว

อัตราส่วนแสงออกมาด้านล่าง (Downward Light Output Ratio, DLOR) ฟลักซ์การส่องสว่างจากด้านล่าง DLOR = ฟลักซ์การส่องสว่างจากหลอดอย่างเดียว

การแบ่งชนิดโคมไฟฟ้า ตามระบบ British Zoning โคม BZ 1 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 โคม BZ 2 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 + 2 โคม BZ 3 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 + 2 + 3 โคม BZ 4 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 + 2 + 3 + 4 โคม BZ 5 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 + 2 + 3 + 4 + 5 โคม BZ 6 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 + 2 + 3 + 4 + 5+ 6 โคม BZ 7 ให้แสงสว่างส่วนมากใน โซนที่ 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7

ชนิดโคมไฟฟ้า ตามระบบ British Zoning

การคำนวณระบบแสงสว่าง ภายในอาคาร

ค่าลูเมนสำหรับการออกแบบไฟฟ้าแสงสว่าง (Lighting Design Lumen, LDL) ค่าฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดชนิดต่างๆ ที่ให้มาโดยผู้ผลิต ได้จากตารางประมาณค่า LDL

ตัวอย่าง ค่าลูเมนสำหรับการออกแบบไฟฟ้าแสงสว่าง

ค่าความสว่างสำหรับการออกแบบไฟฟ้าแสงสว่าง (Lighting Design Illuminance, E) ห้องแต่ละประเภทต้องการความสว่างไม่เท่ากัน มาตรฐาน IES ได้กำหนดค่าต่ำสุดของระดับความสว่างไว้ ปริมาณแสงที่ออกจากดวงโคม (lumen) E (lux) = พื้นที่ที่ต้องการส่องสว่าง (ตร.เมตร)

สัมประสิทธิ์ของการใช้งาน (Coefficient of Utilization, CU) ตัวเลขซึ่งบอกการใช้ประโยชน์จากแสงของดวงโคมมากน้อยเพียงใด ตัวเลขมีค่าน้อยกว่า 1 เสมอ ค่านี้จะขึ้นอยู่กับ 1. ประสิทธิภาพและการกระจายแสงของแหล่งกำเนิดแสง 2. ระยะความสูง 3. ขนาดและรูปร่างของห้อง 4. การสะท้อนของแสงที่มาจากเพดานและฝาผนัง

สัมประสิทธิ์ของการใช้งาน (Coefficient of Utilization, CU) จะได้ ปริมาณแสงที่ออกจากดวงโคม (lumen) x CU E (lux) = พื้นที่ที่ต้องการส่องสว่าง (ตร.เมตร) ค่า CU ในการคำนวณ ได้จากการเปิดตาราง โดยใช้ค่าความสามารถในการสะท้อนแสงของเพดาน ผนัง และพื้น

ค่าองค์ประกอบการบำรุงรักษา (Maintenance Factor, MF) การที่ความสว่างที่ได้จากหลอดไฟลดลง เนื่องจาก ความสกปรกของหลอด เพราะฝุ่น การเสื่อมสภาพตามการใช้งาน การมีฝุ่นที่ผนังและเพดาน จะลดค่าการสะท้อนของพื้นผิวลง ปกติค่า MF ทางบริษัทผู้ผลิตหลอดไฟจะเป็นผู้กำหนด ประสิทธิภาพของดวงโคมจะเกี่ยวข้องกับตัวประกอบบำรุงรักษาด้วย

ประเภทของตัวประกอบบำรุงรักษา 1. ตัวประกอบบำรุงรักษาดี (Good – Maintenance Factor) - ติดตั้งใช้งานในสภาวะบรรยากาศที่ดี - ดวงโคมมีความสะอาด - หลอดที่ใช้ มีการเปลี่ยนตามอายุใช้งานที่แท้จริง 2. ตัวประกอบบำรุงรักษาปานกลาง (Medium – Maintenance Factor) - ติดตั้งใช้งานในสภาวะบรรยากาศที่มีเงื่อนไข - ดวงโคมอาจไม่มีความสะอาดมากนัก - หลอดที่ใช้ มีการเปลี่ยนหลังจากหลอดเดิมหมดสภาพ

ประเภทของตัวประกอบบำรุงรักษา (ต่อ) 3. ตัวประกอบบำรุงรักษาที่ไม่ดี (Poor – Maintenance Factor) - ติดตั้งใช้งานในสภาวะบรรยากาศที่สกปรก - อุปกรณ์ทุกอย่างของดวงโคม ไม่ได้รับการดูแลรักษา จะได้ ปริมาณแสงที่ออกจากดวงโคม (lumen) x CU x MF E (lux) = พื้นที่ที่ต้องการส่องสว่าง (ตร.เมตร)

สูตรพื้นฐานที่ใช้ในการออกแบบระบบไฟฟ้า E x พื้นที่ จำนวนดวงโคมที่จะติดตั้ง = (lm / โคม) x CU x MF ถ้ารู้จำนวนหลอด / โคม  หาจำนวนหลอดทั้งหมด ได้เป็น จำนวนโหลดทั้งหมด = จำนวนโคม x (จำนวนหลอด / โคม) ** รู้จำนวนหลอดทั้งหมด  ค่ากำลังไฟฟ้าของโหลดแสงสว่าง

การออกแบบไฟฟ้าแสงสว่างภายในอาคารด้วยวิธีลูเมน เป็นการออกแบบให้ห้องมีความสว่างเหมาะกับลักษณะงานและดวงตาของผู้ปฏิบัติงาน เป็นการออกแบบให้ความสว่างสม่ำเสมอตลอดพื้นที่ภายในห้อง วิธีทำ 1. หา อัตราส่วนคาวิตี้ 2. หา ค่าการสะท้อนของคาวิตี้ 3. หา สัมประสิทธิ์ของการใช้งาน (CU) 4. หา จำนวนโคม และ จำนวนหลอดทั้งหมดได้

โซนอลคาวิตี้ (Zonal Cavity) แบ่งพื้นที่เป็นโซน เพื่อหาค่าอัตราส่วนคาวิตี้ แบ่งพื้นที่เป็นออกเป็น 3 โซน ดังนี้

ขั้นตอน 1 หาค่าอัตราส่วนคาวิตี้ (Cavity Ratio) RCR (ค่าอัตราส่วนคาวิตี้ของห้อง) FCR (ค่าอัตราส่วนคาวิตี้ของพื้น) CCR (ค่าอัตราส่วนคาวิตี้ของเพดาน) โดยที่ L คือ ความยาวของห้องที่ออกแบบ W คือ ความกว้างของห้องที่ออกแบบ

ตัวอย่างที่ 1 จงหา อัตราส่วนคาวิตี้ 2 ฟุต 10 ฟุต 3 ฟุต ห้องขนาดกว้าง 20 ฟุต ยาว 100 ฟุต สูง 15 ฟุต ดวงโคมแขวนต่ำลงจากเพดาน 2 ฟุต และโต๊ะทำงานอยู่สูงจากพื้น 3 ฟุต จงหา อัตราส่วนคาวิตี้ 2 ฟุต 10 ฟุต 3 ฟุต

หาอัตราส่วนคาวิตี้ (Cavity Ratio) ได้เท่ากับ RCR = FCR = CCR =

ขั้นตอน 2 หาค่าการสะท้อนของคาวิตี้ เป็นค่าการสะท้อนเสมือน สมมติไว้เพื่อใช้ในการคำนวณ แบ่งเป็นค่าการสะท้อนเสมือนของ เพดาน ฝาผนัง และ พื้น คือ ค่าการสะท้อนเสมือนของเพดาน โดยที่ คือ ค่าการสะท้อนเสมือนของฝาผนัง คือ ค่าการสะท้อนเสมือนของพื้น ขั้นตอนการหา - ต้องรู้ค่าตัวประกอบการสะท้อน ( ) ของเพดาน ฝาผนัง และพื้น - ต้องรู้ค่าตัวอัตราส่วนคาวิตี้

ตัวอย่างที่ 2 โดยกำหนดให้ จาก ตัวอย่างที่ 1 และ ตารางที่ 9.3 จงคำนวณหาค่าการสะท้อนเสมือนของเพดาน และ พื้น โดยกำหนดให้ เปอร์เซ็นต์การสะท้อนของเพดาน เปอร์เซ็นต์การสะท้อนของผนัง เปอร์เซ็นต์การสะท้อนของพื้น

ค่าการสะท้อนเสมือนของเพดาน ( ) ค่าการสะท้อนเสมือนของเพดาน ( ) จาก ตัวอย่าง 1 CCR = 0.6 และ จากตารางที่ 9.3 จะได้

ค่าการสะท้อนเสมือนของพื้น ( ) ค่าการสะท้อนเสมือนของพื้น ( ) จาก ตัวอย่าง 1 CCR = 0.9 และ จาก ตารางที่ 9.3 จะได้ 0.9

ขั้นตอน 3 หาค่าสัมประสิทธิ์การใช้งาน (CU) ค่าที่ต้องการคือ RCR, , และ สามารถหาค่า CU ได้จากตารางสำเร็จรูปของดวงโคมแต่ละชนิด บริษัทผู้ผลิตจะมีตารางหาค่า CU ของโคมแต่ละชนิดมาให้ ปกติตารางหา CU จะยึดถือค่าการสะท้อนเสมือนของพื้นที่ 20 %

ตัวอย่าง ตารางหาค่า CU ของดวงโคมชนิดหนึ่ง

การหา CU กรณีค่า จะต้องทำการปรับค่า CU ไม่จำเป็นต้องนำค่าตัวคูณมาคิด ตัวคูณค่า CU จะมีที่ค่า ถ้าค่า ไม่ตรงกับค่า ค่าดังกล่าว สามารถปัดค่านั้นไปสู่ค่าที่ใกล้เคียงที่สุด มากกว่าที่จะทำการ interpolate ระหว่างตาราง

(1)

(2)

ตัวอย่างที่ 3 จากตัวอย่างที่ 1, 2 และ ตารางที่ 9.4 สมมติเลือกใช้ดวงโคมดังรูป จงหา ค่า CU ของดวงโคมชุดนี้

จาก และ RCR = 3 ถ้า หาค่า CU ของดวงโคมได้เป็น ได้ค่า CU = 0.68

แต่เนื่องจาก ต้องใช้ตัวคูณ ค่า เลือกใช้ตัวคูณที่ค่า (ใกล้เคียงสุด) ค่า CU จริง = 0.957 x 0.68 = 0.65

ขั้นตอน 4 หาจำนวนดวงโคม E x พื้นที่ จำนวนดวงโคมที่จะติดตั้ง = (lm / โคม) x CU x MF โดยที่ ถ้าขนาดห้องความยาวเป็นฟุต E หน่วย ft-cd ถ้าขนาดห้องความยาวเป็นเมตร E หน่วย Lux

ค่า MF อาจหาได้จาก ???? หรือ MF = ค่าความเสื่อมของหลอดไฟ x ค่าความเสื่อมจากความสกปรกของดวงโคม หรือ MF = LDD x LLD

ค่าความเสื่อมของหลอดไฟ (LLD) หาได้จากตารางคู่มือหลอดไฟที่โรงงานผู้ผลิตทำออกมา ค่าปริมาณแสงเฉลี่ย (Mean Lumen Output) โดยที่ LLD = ค่าปริมาณแสงเมื่อเริ่มต้น (Initial Lumen Output) สมมติ เลือกหลอดเมทัลฮาไลด์ 400 W มีค่าปริมาณแสงเฉลี่ย 25,600 lm และค่าปริมาณแสงเมื่อเริ่มต้น = 34,000 lm จะได้ LLD = = 0.75

การหาค่าความเสื่อมจากความสกปรกของดวงโคม (LDD) หาได้จากกราฟ Luminaire Dirt Depreciation Factor ต้องรู้ความสะอาดของห้องที่กำลังออกแบบ ต้องรู้ระยะเวลาที่จะทำความสะอาดดวงโคม กรณีห้องสะอาดปานกลาง (M) และ ทำความสะอาดทุก 2 ปี LDD = 0.8

ตัวอย่างที่ 4 E x พื้นที่ จำนวนดวงโคมที่จะติดตั้ง = จากตัวอย่างที่ 1,2 และ 3 จงหาจำนวนดวงโคมที่จะติดตั้ง โดยกำหนดความสว่างเท่ากับ 30 ft-cd และโคมมีค่า 3000 lm/โคม และค่า MF = 0.6 E x พื้นที่ จำนวนดวงโคมที่จะติดตั้ง = (lm / โคม) x CU x MF 30 x (100 x 20) = (3000) x 0.65 x 0.6 = 51.3

การจัดตำแหน่งดวงโคม ระยะห่างระหว่างดวงโคม จะต้องสัมพันธ์กับ อัตราส่วนของระยะห่างระหว่างดวงโคมกับความสูงของดวงโคม

อัตราส่วนของระยะห่างระหว่างดวงโคมกับความสูงของดวงโคม 1. สำหรับโคมชนิดที่มีการกระจายแสงขึ้นสู่ข้างบน ควรมีระยะห่าง ประมาณ 1.2 – 1.5 เท่าของความสูง (พื้นผิวงาน – ดวงโคม) 2. สำหรับโคมชนิดที่มีการกระจายแสงขึ้นสู่ข้างบนและกระจายแสงลงสู่เบื้องล่าง ควรมีระยะห่าง ประมาณ 0.9 – 1.1 เท่าของความสูง (พื้นผิวงาน – ดวงโคม) 3. สำหรับโคมชนิดที่มีการกระจายแสงลงสู่เบื้องล่าง ควรมีระยะห่าง ประมาณ 0.7 – 0.9 เท่าของความสูง (พื้นผิวงาน – ดวงโคม)

4. สำหรับโคมที่มีลักษณะการติดตั้งเป็นแถว เช่น ฟลูออเรสเซนต์ ระยะห่าง อาจจะเพิ่มได้อีก 20 % จากข้อกำหนดใน ข้อ 3 5. ระยะห่างจากฝาผนังถึงดวงโคม ประมาณ 0.5 เท่า ของระยะห่างระหว่างดวงโคม

สรุป การออกแบบระบบแสงสว่าง ภายในอาคาร

ความส่องสว่างภายในทั่วไป · ถ้าเพดานสูงน้อยกว่า 4 เมตร ควรใช้โคมฟลูออเรสเซนต์ · ถ้าเพดานสูงระหว่าง 4 - 7 เมตร อาจใช้โคมโลเบย์ · ถ้าเพดานสูงมากกว่า 7 เมตร ควรใช้โคมไฮเบย์ · การใช้หลอดเมทัลฮาไลท์ขนาดวัตต์ต่างกันในพื้นที่เดียวกันอาจมีปัญหาในเรื่องสีของหลอดไม่เหมือนกันจนสังเกตได้ · การใช้หลอดปรอทความดันสูงอาจมีปัญหาในเรื่องแสงสีน้ำเงินที่ออกมามากในช่วงติดตั้งเริ่มแรก แต่จะจางลงเมื่อติดตั้งไปหลายเดือนแล้ว

ความส่องสว่างภายในทั่วไป (ต่อ) · การใช้หลอดโซเดียมในโรงงานอุตสาหกรรมใช้ในกรณีไม่พิถีพิถันเรื่องสี · การให้แสงสว่างแบบทั่วไปเหมาะกับงานที่ต้องการเปลี่ยนแปลงหรือ เคลื่อนย้ายเครื่องจักรหรือที่ทำงานตลอดเวลา · การให้แสงสว่างแบบทั่วไปเฉพาะบริเวณใช้กับงานที่ไม่มีการเคลื่อนย้าย · การให้แสงสว่างเฉพาะที่มักใช้กับงานที่ต้องการความส่องสว่างสูง · การวางโคมฟลูออเรสเซนต์ให้วางแนวยาวตามทิศทางการมอง

ความส่องสว่างภายในบ้านอยู่อาศัย อพาร์ตเมนต์ และ โรงแรม · แสงจากหลอดที่ให้แสงสีเหลืองดูน่าอบอุ่นสำหรับบ้านและโรงแรม · ความส่องสว่างสำหรับพื้นที่ทั่วไปใช้ 100 - 200 ลักซ์ · การใช้โคมไฟระย้าควรมีโคมไฟชนิดอื่นช่วยให้แสงหลักด้วยเพื่อลดเงาที่เกิด เนื่องจากโคมไฟระย้า · การใช้โคมไฟระย้าควรระวัง ความสูงฝ้า และ น้ำหนักโคมระย้า · การให้แสงสว่างจากหรืบเพื่อส่องสว่างพืนที่ควรมีเพดานสีขาวหรือสีอ่อน มิฉะนั้นแล้วแสงจากไฟหลืบที่เพดานเป็นสีทึบก็เป็นเพียงไฟตกแต่งเท่านั้น

ความส่องสว่างภายในสำนักงาน · สำนักงานทั่วไปมักใช้โคมไฟตัวสะท้อนแสงอะลูมิเนียม ห้องหรือบริเวณ สำคัญที่ไม่ต้องการแสงบาดตาก็ควรใช้โคมแบบมีตัวกรองแสงขาวขุ่น หรือแบบเกล็ดแก้ว( Prismatic Diffuser) · ถ้าปิดเปิดไฟแสงสว่างของหลอดประเภทดิสชาร์จพร้อมๆ กันหลายๆ หลอด ด้วยเบรกเกอร์ ไม่ควรใช้กระแสรวมมากกว่า 50% ของอัตราเบรกเกอร์ · ฟลูออเรสเซนต์ไม่เหมาะสำหรับเพดานที่สูงเกิน 7 เมตรขึ้นไป เพดานที่สูงควรใช้โคมไฮเบย์ (High Bay) · พื้นที่งานที่ต้องการความส่องสว่างสูงมาก 1000 - 2000 ลักซ์ ควรให้แสง สว่างจากโคมตั้งโต๊ะหรือใต้ตู้แทนที่จะให้จากโคมที่เพดาน

ความส่องสว่างภายในโรงเรียน · โคมประเภทมีครีบ(Fin Louver) ใช้ในโรงเรียนเพราะให้แสงบาดตาน้อย · ห้องบรรยายควรจัดโคมและสวิตช์ดังนี้ - โคมฟลูออเรสเซนต์วางตามทิศทางการมอง - ความส่องสว่างในห้อง 500 ลักซ์ และหน้าเวที 700 ลักซ์ การจัดสวิตช์ให้ปิดเปิดโคมตามแนวยาวและกลุ่มโคมที่หน้าห้อง ด้วย

ความส่องสว่างภายในโรงพยาบาล · หลอดที่เหมาะสมสำหรับการตรวจรักษาโรคทั่วไปคือ หลอดคูลไวท์ ยกเว้นโรคดี ซ่านที่ใช้หลอดเดย์ไลท์เหมาะกว่า · หลอดที่ใช้ในโรงพยาบาลควรใช้หลอดเหมือนกันทั้งหมด เพื่อไม่ให้หลอกตา เนื่องจากแสงที่ไม่เหมือนกันในพื้นที่ข้างเคียงกัน · โคมที่เหมาะสำหรับงานโรงพยาบาลในบริเวณที่มีคนไข้ คือโคมที่มีแผ่นกรอง แสงขาวขุ่นหรือเกล็ดแก้ว แต่มีปัญหาเรื่องประสิทธิภาพของโคมที่ใช้ไฟฟ้ามาก · แสงสว่างในห้องผ่าตัดควรสว่างมากเพื่อไม่ให้ต่างมากจากไฟแสงสว่างผ่าตัด · ควรมีไฟฉุกเฉินจากแบตเตอรีในกรณีที่ไฟดับหมดรวมทั้งที่มาจากเครื่องกำเนิด ด้วย

ความส่องสว่างภายในพิพิธภัณฑ์ · วัตถุที่ไวต่อ UV ไม่ควรให้แสงมากกว่า 120,000 ลักซ์-ชม./ปี · วัตถุที่ไม่ไวต่อ UV ไม่ควรให้แสงมากกว่า 180,000 ลักซ์-ชม./ปี

ความส่องสว่างภายในร้านค้า และ ศูนย์การค้า · หลอดให้แสงทั่วไปที่เหมาะกับศูนย์การค้าควรให้แสงที่ส่องทุกสีเด่น · บริเวณที่ต้องการให้เห็นวัสดุสีขาว เช่น เครื่องเขียนควรใช้หลอดแสงสีขาว · การส่องเน้นสินค้า ไม่ควร ใช้แสงสว่างสม่ำเสมอ