คำศัพท์ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง

4 กรกฎาคม 2017   admin   1,491 views

คำศัพท์ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง

 

ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง จัดเป็นงานระบบไฟฟ้าที่มักจะได้รับการออกแบบเป็นอันดับแรกเสมอ เมื่อมีการออกแบบระบบไฟฟ้าภายในอาคาร  และถ้าออกแบบระบบไฟฟ้าแสงสว่างอย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพก็จะสามารถประหยัดการใช้พลังงานไฟฟ้าภายในอาคารได้ อย่างไรก็ตามควรคำนึงถึงประสิทธิภาพการทำงานเป็นหลัก เพราะหากการประหยัดแสงสว่างแล้วก่อให้ประสิทธิภาพของผู้ใช้งานอาคารลดลง เกิดอุบัติเหตุ หรือการสูญเสียต่าง ๆ จากสภาพที่ไม่ปลอดภัย เช่นนั้นแล้วก็ถือว่าไม่เหมาะสมและไม่ประหยัดค่าใช้จ่ายสุทธิที่แท้จริง ดังนั้น การออกแบบระบบไฟฟ้าแสงสว่างให้ประหยัดพลังงานที่แท้จริง ควรมุ่งเน้นให้ระบบมีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ มีระดับการส่องสว่างที่เพียงพอ เหมาะสมต่อการใช้งาน และได้คุณภาพของแสงสว่างที่ดี ซึ่งสิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่แสดงถึงคุณภาพของแสงสว่างที่ดี หากมีความรู้ความเข้าใจพื้นฐานเป็นอย่างดี ย่อมสามารถออกแบบหรือเลือกใช้ระบบไฟฟ้าแสงสว่างได้อย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพ โดยมีรายละเอียดดังนี้

ฟลักซ์การส่องสว่าง (Luminous Flux) คือ ปริมาณแสงทั้งหมดที่ส่องออกจากแหล่งกำเนิดแสงรอบทิศทางในแต่ละวินาที เช่น หลอดไฟ มีหน่วยเป็น ลูเมน (Lumen, lm)

lumen

ถ้าต้องการรู้ว่าแหล่งกำเหนิดแสงกี่ลูเมนต้องใช้ Photometric Sphere Meter วัดค่าลูเมน ซึ่งเครื่องวัดจะแปลงค่าพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าแล้วแปลงเป็นตัวเลขออกมา

integrating_sphere_applications_1
ภาพ Photometric Sphere Meter

lumen-1

การส่องสว่างที่มีลูเมนแตกต่างกัน

ความเข้มการส่องสว่าง (Luminous Intensity, I) คือ ความเข้มของแสงที่ส่องออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง (Solid angle) โดยจะคิดคำนวณจากมุมตัน มักใช้แสดงความเข้มของแสงที่มุมต่างๆ ของโคมไฟ มีหน่วยเป็น แคนเดลา (Candela, cd) ซึ่งจะสังเกตุได้จากข้อมูลหลอดไฟ หรือ โคมไฟฟ้า จะมีการระบุค่ามุมองศาของแสงไว้ด้วย

candela

1 Candela เท่ากัน 12.57 ลูเมน

picture2

download

ความเข็มการส่องสว่างที่มีมุมแตกต่างกัน

ดังนั้นค่าความเข้มการส่องสว่างของแหล่งกำเหนิดแสงต่างชนิดกัน แต่ที่ระบุตัวเลขเท่ากัน แต่เวลานำไปใช้งานที่พื้นที่จริงอาจได้ค่าความสว่างไม่เท่ากันก็ขึ้นอยู่กับมุมองศาของแหล่งกำเหนิดแสงมากหรือน้อย

ความส่องสว่าง (Illuminance, E) คือ ปริมาณแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวต่อพื้นที่ อาจเรียกว่า ระดับความสว่าง (Lighting Illuminance level) เพื่อบอกว่าพื้นที่นั้นๆ ได้รับแสงสว่างมากน้อยเพียงใด มีหน่วยเป็น ลูเมนต่อตารางเมตร หรือ ลักซ์ (Lux, lx)

lumen

ความสว่าง (Luminance, L) คือ ปริมาณแสงสะท้อนออกมาจากพื้นผิวใดๆ ในทิศทางใดทิศทางหนึ่งต่อพื้นที่ หรือเรียกว่า ความจ้า (Brightness) ซึ่งปริมาณแสงที่เท่ากัน เมื่อตกกระทบลงมาบนวัตถุที่มีสีต่างกัน จะมีปริมาณแสงสะท้อนกลับต่างกัน ทำให้เห็นวัตถุมีความสว่างต่างกัน มีหน่วยเป็น แคนเดลาต่อตารางเมตร

lighting-measurements

อุณหภูมิสีของแสง (Color Temperature) เป็นการะบุสีของแสงที่ปรากฏให้เห็น โดยเทียบกัยสีที่เกิดจากการเปล่งสีของการเผาไหม้วัตถุดำอุดมคติ (Black body) ให้ร้อนที่อุณหภูมิที่กำหนด มีหน่วยเป็น เคลวิน (Kelvin, K) เช่น แสงจากหลอดไส้หรือหลอดอินแคนเดสเซนต์มีอุณหภูทิสี 2,700 K มีอุณหภูมิต่ำ แสงที่ได้จะอยู่ในโทนสีร้อน (สีแดง) ส่วนแสงอาทิตย์ในช่วงเวลาเที่ยงวันที่ให้แสงสีขาวนั้นมีอุณหภูมิสีประมาณ 5,500 K หรือแสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ชนิดสีเดย์ไลต์ (Daylight) ที่มีอุณหภูมิสี 5,500 K สามารถเปล่งแสงออกมาเป็นสีขาว

picture3

ภาพเปรียบเทียบค่าอุณหภูมิสีของแสง

picture4

อุณหภูมิสีของแสงที่มีผลกับวัตถุ

***อุณหภูมิสีของแสงจะแตกต่างจากอุณหภูมิความร้อน กล่าวคือ หลอดไฟที่มีอุณหภูมิสีต่ำจะให้โทนสีอุ่น (Warm white) ส่วนหลอดไฟที่มีอุณหภูมิสีสูงจะให้โทนสีเย็น (Cool white/ Daylight) ซึ่งจะตรงข้ามกับอุณหภูมิความร้อน การเลือกใช้แสงที่มีอุณหภูมิสีต่างกันจะทำให้ได้บรรยากาศท่แตกต่างกัน***

ความเสื่อมของหลอด (Lamp Lumen Depreciation, LLD) คือ อัตราส่วนปริมาณแสงที่เหลืออยู่ เมื่อหลอดไฟครบอายุใช้งานเทียบกับค่าฟลักซ์การส่องสว่างเริ่มต้น เนื่องจากการเสื่อมสภาพของหลอดไฟแต่ละชนิด

6358697999631250005705468ตัวอย่างการเสื่อมลูเมนของหลอดตลอดอายุการใช้งาน

ดัชนีความถูกต้องของสี (Color Rendering Index, CRI or Ra) เป็นค่าที่บอกว่าแสงที่ส่องไปถูกวัตถุ ทำให้เห็นสีของวัตถุได้ถูกต้องมาก/น้อยเพียงใด ค่าดัชนีนี้ไม่มีหน่วย มีค่าตั้งแต่ 0 – 100 โดยกำหนดแสงอาทิตย์ช่วงกลางวันเป็นดัชนีอ้างอิงเปรียบเทียบที่มีค่า Ra = 100 ดังนั้นหากหลอดไฟที่มีค่า Ra ต่ำจะทำให้สีของวัตถุพี้ยนไปได้

picture5

ค่าประสิทธิผลการส่องสว่างของหลอด (Lamp Luminous Efficacy) คืออัตราส่วนระหว่างปริมาณแสงที่หลอดเปล่งออกมาได้ (ปริมาณฟลักซ์การส่องสว่างท่ออกจากหลอด โดยทั่วไปวัดที่ค่าฟลักซ์การส่องสว่างเริ่มต้น คือ หลังหลอดทำงานแล้ว 100 ชั่วโมง) ต่อกำลังไฟฟ้าที่หลอด มีหน่วยเป็น ลูเมนต่อวัตต์ (lu/W) เรียกว่า ค่าประสิทธิผลการส่องสว่างของหลอด แต่ถ้าหากค่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้ ไม่ใช่ค่ากำลังไฟฟ้าที่หลอด แต่เป็นค่ากำลังไฟฟ้าของวงจรหรือค่ากำลังที่หลอดรวมบัลลาสต์ จะเรียกว่า ค่าประสิทธิผลการส่องสว่างของวงจร หรือ ค่าประสิทธิผลการส่องสว่างของหลอดรวมบัลลาสต์ (Circuit Luminous Efficacy or System Luminous Efficacy)

lumenmaintenancecomparison
การเสื่อมลูเมนของหลอดตามชั่วโมงอายุการใช้งาน

***ค่าประสิทธิผลเป็นค่าที่คล้ายกับค่าประสิทธิภาพตรงที่เป็นการเปรียบเทียบสมรรถนะ เพื่อบอกว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะให้สมรรถนะสูงเพียงใด แต่ต่างกันตรงที่ค่าประสิทธิภาพนั้นเป็นการเปรียบเทียบเรื่องเดียวกัน ดังนั้นหน่วยจึงหักล้างกันหมดทำให้ไม่มีหน่วย จึงนิยมเรียกเป็น ร้อยละหรือเปอร์เซ็นต์ ส่วนค่าประสิทธผลจะเป็นการเปรียบเทียบเรื่องต่างกัน จึงยังคงมีหน่วย***

ค่าประสิทธิภาพของโคมไฟ (Luminaire Efficiency) คือ ค่าที่ใช้บอกประสิทธภาพการให้แสงของโคมไฟ ซึ่งมาจากค่าอัตราส่วนของแสงโดยรวมที่ออกจากโคม เมื่อเทียบกับแสงที่ออกจากหลอดที่ติดตั้ง เช่น โคมฟลูออเรสเซนต์ตะแกรงโดยทั่วไป อาจมีค่าประสิทธิภาพของโคมไฟ ประมาณ 60 % แต่โคมฟลูออเรสเซนต์ตแกรงแบบประสิทธิภาพสูง จะมีค่าประสิทธิภาพโคมไฟมาถึง 80 % ซึ่งหมายความว่า หากหลอดเปล่งแสงออกจากหลอดคิดเป็น 100 % เมื่อนำหลอดประเภทนี้ไปติดตั้งในโคมไฟประสิทธิภาพสูงจะให้ออกจากดวงโคมมากถึง 80 %
library_02

แสงบาดตา (Glare) หมายถึง สภาพแสงที่เข้าตาแล้วทำให้มองเห็นวัตถุได้ยากหรือมองไม่เห็นเลย ทำให้สามารถแบ่งแสงบาดตาออกเป็น 2 ลักษณะใหญ๋ คือ แสงบาดตาแบบไม่สามารถมองเห็นได้ (disability glare) เป็นแสงบาดตาประเภทที่ไม่สามารถมองเห็นวัตถุได้ เช่น แสงจ้าจากดวงอาทิตย์ และลักษณะที่สองคือ แสงบาดตาแบบไม่สบายตา (Discomfort glare) เป็นแสงบาดตาประเภทที่ยังมองเห็นวัตถุได้ แต่เป็นไปด้วยความยากลำบากและไม่สบายตา เพราะมีแสงย้อนเข้าตา เช่น แสงสะท้อนบนหน้าจอคอมพิวเตอร์

14776181471a549451d4d3f05a

***การออกแบบแสงสว่างที่ดี ต้องจัดตำแหน่งติดตั้งโคมและเลือกใช้โคมไฟให้เหมาะสม เพื่อให้เกิดแสงบาดตาน้อยที่สุด ซึ่งสามารถพิจารณาได้จากค่า UGR***

UGR (Unified Glare Rating System) เป็นเกณฑ์ตามมาตรฐาน CIE หรือ Commission International del’Eclairage) ในการประเมินแสงบาดตาของการให้แสงสว่างภายในอาคาร แทนการใช้กราฟแสงบาดตา โดยสเกลของค่า UGR คือ 13 16 19 22 25 และ 28 โดยค่า 13 หมายถึงมีแสงบาดตาน้อย ส่วน 28 หมายถึงมีแสงบาดตามาก

 

Tags: