Độ rọi lux là gì? Đơn vị đo ánh sáng và cách tính độ rọi
Bạn đã bao giờ bước vào một căn phòng và cảm thấy thật dễ chịu, trong khi một căn phòng khác lại khiến bạn mỏi mắt, dù cả hai dường như đều “sáng”? Bí mật nằm ở độ rọi một yếu tố mà mắt thường không thể đo lường nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và tâm trạng. Đây là chỉ số quan trọng nhất trong thiết kế chiếu sáng chuyên nghiệp.
Cùng DAT Group đi sâu tìm hiểu độ rọi lux là gì, đơn vị đo ánh sáng lux quan trọng ra sao, và làm thế nào để tự tay áp dụng công thức tính độ rọi để biến không gian sống của bạn trở nên hoàn hảo.
1. Độ rọi ( lux ) là gì ?
Độ rọi (lux) là một thuật ngữ kỹ thuật dùng để chỉ mật độ quang thông chiếu trên một bề mặt nhất định. Nói một cách đơn giản, độ rọi cho bạn biết mức độ sáng thực tế tại một điểm cụ thể, ví dụ như trên mặt bàn làm việc, trên sàn nhà hay trên một cuốn sách bạn đang đọc.
Lux (ký hiệu: lx) chính là đơn vị đo độ rọi. Tên “lux” có nghĩa là “ánh sáng” trong tiếng Latin.
Định nghĩa chuyên môn: Một lux (1 lx) bằng một lumen (1 lm) quang thông chiếu trên diện tích một mét vuông (1m²).
1 lux = 1 lumen / 1m²
Bạn có thể hiểu độ rọi một cách trực quan như sau:
- Chỉ số lux cao: Đồng nghĩa với một môi trường được chiếu sáng tốt, rực rỡ. Mắt của bạn có thể dễ dàng nhận diện vật thể, đọc sách hoặc làm việc mà không bị mỏi.
- Chỉ số lux thấp: Ám chỉ một khu vực bị thiếu sáng, mờ tối. Trong môi trường này, mắt bạn phải căng ra để phân biệt mọi thứ và rất khó để thấy rõ chi tiết.
Để dễ hình dung hơn qua các con số:
- Dưới ánh nắng mặt trời: Vào một ngày quang đãng, độ rọi ngoài trời là cực kỳ lớn, có thể dễ dàng vượt mốc 30.000 – 50.000 lux.
- Dưới ánh sáng nhân tạo: Không gian trong nhà sử dụng đèn điện thường có độ rọi phổ biến trong khoảng 100 lux đến 500 lux.
- Trong bóng tối tuyệt đối: Khi không có bất kỳ nguồn sáng nào vào ban đêm, độ rọi sẽ tiến về mức gần như bằng 0.
2. Công thức tính độ rọi ( lux )
Để tính toán và bố trí đèn một cách chuyên nghiệp, các kỹ sư chiếu sáng không làm việc theo cảm tính. Họ sử dụng các công thức cụ thể.
Công thức cơ bản nhất cho thấy mối liên hệ là:
E = φ / S
- E: Độ rọi (lux)
- φ (Phi): Quang thông (lumen)
- S: Diện tích được chiếu sáng (m²)
Tuy nhiên, công thức trên chỉ là lý thuyết (giả sử 100% ánh sáng từ đèn đều rơi xuống bề mặt). Trong thực tế, ánh sáng bị tường, trần nhà hấp thụ, bị bụi bẩn cản lại và suy hao theo thời gian.
Vì vậy, công thức tính toán thực tế (dùng để tìm số lượng đèn cần thiết) sẽ phức tạp hơn và thể hiện tính chuyên môn cao:
N = (E x S) / (φ x U x Ku)
Giải thích các thành phần:
- N: Số lượng bóng đèn cần dùng (cái).
- E: Độ rọi tiêu chuẩn mong muốn (lux)
- S: Diện tích phòng (m²).
- φ (Phi): Quang thông của 1 bóng đèn (lumen)
- U (Utilization Factor): Hệ số sử dụng (từ 0.4 – 0.6).
- K_ll (Light Loss Factor): Hệ số suy hao (từ 0.7 – 0.8). Đây là hệ số bù trừ cho việc đèn sẽ bị giảm độ sáng theo thời gian.
3. Tiêu chuẩn độ rọi lux cho từng không gian sử dụng [1]
Vậy, “độ rọi tiêu chuẩn” là bao nhiêu? Con số này được quy định rất rõ trong các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế, như TCVN 7114:2008 của Việt Nam.
3.1. Tiêu chuẩn độ rọi ánh sáng tự nhiên
Ánh sáng tự nhiên là tốt nhất, nhưng lại không ổn định. Độ rọi của nó thay đổi liên tục theo thời gian trong ngày và thời tiết. Vì vậy, chúng ta cần hệ thống chiếu sáng nhân tạo để bù đắp và duy trì độ rọi ổn định.
| Điều kiện ánh sáng | Điều kiện ánh sáng | Độ rọi lux | Đơn vị đo lường FC | |
| Ban ngày | Ánh sáng mặt trời | 107527 | 10000 | |
| Ánh sáng ban ngày | 10752.70 | 1000 | ||
| Âm u | 1075.30 | 100 | ||
| Rất tối | 107.53 | 10 | ||
| Hoàng hôn | 10.75 | 1 | ||
| Ban đêm | Chạng vạng | 1.08 | 0.1 | |
| Trăng tròn | 0.108 | 0.01 | ||
| Trăng khuyết | 0.0108 | 0.001 | ||
| Nhiều sao | 0.0011 | 0.0001 | ||
| Đêm âm u | 0.0001 | 0.00001 | ||
Độ rọi tiêu chuẩn của ánh sáng tự nhiên:
- Ánh sáng mặt trời ban ngày: Vào một ngày quang đãng, độ rọi của ánh sáng mặt trời trực tiếp có thể đạt từ 32.000 đến 100.000 lx.
- Bình minh và hoàng hôn cường độ ánh sáng giảm đáng kể, chỉ còn xấp xỉ 400 lx.
- Ánh sáng ban đêm nguồn sáng yếu ớt từ các vì sao xa xôi chỉ đóng góp một độ rọi siêu nhỏ, khoảng 0.00005 lx.
- Các không gian chuyên nghiệp như trường quay truyền hình đòi hỏi độ sáng rất cao để máy quay hoạt động tối ưu, với độ rọi tiêu chuẩn đạt khoảng 1.000 lx.
- Tiêu chuẩn làm việc, đối với các môi trường làm việc thông thường như văn phòng hoặc chung cư cao cấp, độ rọi lý tưởng thường được thiết lập ở mức 400 lx
3.2. Độ rọi tiêu chuẩn trong nhà ở
Bảng các chỉ tiêu độ rọi tiêu chuẩn trong nhà ở:
| Không gian | Độ rọi lux | Hệ số chói lóa đồng nhất | Chỉ số thể hiện màu | Ghi chú |
| Phòng khách | 200 | 22 | 80 | Cần độ sáng chung |
| Phòng bếp | 200 | 25 | 80 | Khu vực cần độ chính xác và an toàn |
| Phòng ngủ | 100 | 22 | 80 | Ánh sáng dịu để thư giãn |
| Hàng lang, cầu thang | 100 | 28 | 40 |
Cần đủ ánh sáng để di chuyển an toàn |
3.3. Tiêu chuẩn độ rọi cho văn phòng, khu công cộng
Đây là nơi mà tiêu chuẩn độ rọi ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lao động và an toàn.
| Không gian | Độ rọi lux | Hệ số chói lóa đồng nhất | Chỉ số thể hiện màu | Ghi chú |
| Phòng hồ sơ, photocopy, khu vực đi lại | 300 | 19 | 80 | |
| Phòng đồ họa, thiết kế | 750 | 16 | 80 | |
| Phòng làm việc chung, đánh máy, đọc viết, xử lý dữ liệu | 500 | 19 | 80 | |
| Thiết kế vi tính | 500 | 19 | 80 | Làm việc với VDT |
| Phòng họp | 500 | 19 | 80 | Chiếu sáng phải điều chỉnh được |
| Bàn tiếp tân | 300 | 22 | 80 | |
| Phòng lưu trữ | 200 | 25 | 80 | |
| Lớp học | 300 – 500 | 19 | 80 | |
| Bảng đen, bảng trắng | 500 | 19 | 80 | Tránh phản xạ có hướng |
| Siêu thị | 55 | 22 | 80 | |
| Kho bãi | 75 | 25 | 40 |
Độ rọi mặt đất lớn sẽ tăng độ nhìn rõ mặt người. Vì vậy cảm thấy an toàn hơn |
4. Áp dụng công thức tính lượng đèn cần cho phòng khách thực tế
Hãy cùng làm một ví dụ thực tế để bạn thấy công thức này hữu ích như thế nào.
Bài toán: Tính số lượng đèn LED downlight cần dùng cho một phòng khách có:
- Diện tích (S): 4m x 5m = 20 m²
- Mục tiêu độ rọi (E): 150 lux (mức tiêu chuẩn cho phòng khách)
- Loại đèn sử dụng: Đèn LED downlight 9W, có quang thông ($\Phi$) = 810 lumen.
- Giả định hệ số:
- Hệ số sử dụng (U) = 0.5 (tường màu sáng, trần trung bình)
- Hệ số suy hao (K_ll) = 0.8 (phòng sạch, đèn mới)
Áp dụng công thức:
N = (E x S) / (φ x U x Ku)
N = (150 x 20) / (810 x 0.5 x 0.8)
N = 3000 / 324 = 9.25
Kết luận thực tế:
- Kết quả là 9.25. Chúng ta sẽ làm tròn lên và chọn 10 bóng đèn
- Việc tính toán này cho thấy, thay vì lắp 4 bóng đèn 9W theo cảm tính (rất phổ biến), phòng khách này thực sự cần tới 9-10 bóng mới đạt chuẩn sáng 150 lux.
5. Lợi ích của việc lắp đặt đèn chiếu sáng phù hợp
Việc đầu tư thời gian để tính toán độ rọi mang lại những lợi ích vô giá mà tiền không thể mua ngay được.
- Bảo vệ sức khỏe thị lực: Đây là lợi ích lớn nhất. Đủ độ rọi giúp mắt không phải điều tiết quá mức, giảm khô mắt, mỏi mắt và hạn chế nguy cơ cận thị, đặc biệt là với trẻ em.
- Tăng hiệu suất làm việc và học tập: Ánh sáng đúng tiêu chuẩn (400-500 lux) tại bàn làm việc/bàn học giúp não bộ tỉnh táo, tăng khả năng tập trung và xử lý thông tin.
- Cải thiện tâm trạng và tinh thần: Ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến tâm lý. Ánh sáng đủ, ấm cúng giúp thư giãn, trong khi ánh sáng yếu, u tối dễ gây cảm giác mệt mỏi, trầm cảm.
- Đảm bảo an toàn: Độ rọi tiêu chuẩn tại cầu thang, nhà bếp, lối đi giúp bạn nhìn rõ chướng ngại vật, tránh các tai nạn vấp ngã hay đứt tay khi làm bếp.
- Tiết kiệm năng lượng: Tính toán đúng giúp bạn không lắp thừa đèn, tránh lãng phí điện năng vô ích. Ngược lại, lắp thiếu đèn khiến bạn phải mua thêm đèn bàn, đèn cây, gây tốn kém và mất thẩm mỹ.
6. Lux và Lumen có gì khác nhau?
Đây là hai đơn vị đo ánh sáng dễ bị nhầm lẫn nhất. Nếu bạn hiểu được sự khác biệt này, bạn đã nắm được 80% bí quyết của chiếu sáng.
| Tiêu chí | Lumen (lm) | Lux (lx) |
| Định nghĩa | Tổng lượng ánh sáng (quang thông) mà một nguồn sáng (bóng đèn) phát ra về mọi hướng. | Lượng ánh sáng thực tế nhận được (độ rọi) trên một đơn vị diện tích (1m²) của bề mặt. |
| Phép so sánh | Giống như tổng lượng nước phun ra từ một vòi nước. | Giống như lượng nước bạn hứng được trên 1m² bề mặt sàn. |
| Đo lường gì? | Đo lường công suất phát sáng của nguồn sáng (bóng đèn). | Đo lường độ sáng tại một điểm (bề mặt) như mặt bàn, sàn nhà. |
| Khi nào quan tâm? | Khi mua bóng đèn (để biết bóng đèn này sáng mạnh hay yếu). | Khi thiết kế không gian (để đảm bảo bàn làm việc, phòng khách đủ sáng). |
| Tính chất | Là thông số cố định của bóng đèn. | Thay đổi tùy thuộc vào khoảng cách từ đèn đến bề mặt và diện tích chiếu sáng. |
Tóm lại:
- LUMEN (Quang thông): Đo lường nguồn sáng (bóng đèn).
- LUX (Độ rọi): Đo lường ánh sáng trên bề mặt (cái bàn, sàn nhà).
Độ rọi không chỉ là một con số kỹ thuật khô khan. Nó là thước đo của sự thoải mái, an toàn và hiệu quả của một không gian. Hiểu rõ độ rọi lux là gì và áp dụng công thức tính độ rọi không phải là việc làm lãng phí, mà là một sự đầu tư thông minh cho sức khỏe của gia đình và năng suất của tổ chức.
Thay vì mua đèn theo cảm tính, hãy bắt đầu thiết kế chiếu sáng một cách có ý thức. Hãy kiểm tra tiêu chuẩn (E), chọn đèn có quang thông ($\Phi$) phù hợp, và tính toán số lượng (N) một cách chính xác.
Nếu bạn cảm thấy việc tính toán này phức tạp hoặc cần tư vấn chuyên sâu về các hệ số U, K_ll cho vật liệu tường, loại đèn cụ thể, đừng ngần ngại liên hệ với DAT Group qua site https://datsolar.com/. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn thiết kế một không gian chiếu sáng hoàn hảo, đạt chuẩn và tiết kiệm chi phí.
Nguồn tham khảo:
[1] (Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 7114-1:2008 (ISO 8995-1:2002/Cor 1:2005) Về Ecgônômi – Chiếu Sáng Nơi Làm Việc – Phần 1: Trong Nhà (Năm 2008), n.d.)
