LighTing...น่ารู้
แสงสว่าง(Lighting) มีความสำคัญและจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ แสงสว่างอาจจะมีแหล่งกำเนิดจากธรรมชาติ (Daylight) เช่น แสงสว่างจากดวงอาทิตย์ แสงสว่างจากท้องฟ้า เป็นต้น และแหล่งกำเนิดที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น (Artificial light) เช่น แสงสว่างจากหลอดไฟชนิดต่างๆ
1. ความหมายที่ควรรู้เกี่ยวกับระบบแสงสว่าง
- ฟลักซ์การส่องสว่าง หมายถึง ปริมาณแสงสว่างที่ได้จากแหล่งกำเนิดแสง มีหน่วยเป็น ลูเมน
- ความส่องสว่าง หมายถึง ปริมาณแสงที่ตกกระทบบนผิวต่อพื้นที่ มีหน่วยเป็น ลักซ์ (ลูเมนต่อตารางเมตร)
ความส่องสว่าง = ปริมาณแสง (ลูเมน)
พื้นที่ (ตารางเมตร)
- ค่าประสิทธิภาพการส่องสว่าง หมายถึงปริมาณแสงที่ออกมาต่อกำลังไฟฟ้าที่ใช้ มีหน่วยเป็น ลูเมนต่อวัตต์
- อุณหภูมิของสี การระบุสีต่างๆด้านการส่องสว่างมักจะบอกด้วยอุณหภูมิสี หากมีอุณหภูมิต่ำแสงที่ออกมาจะอยู่ในโทนสีเหลืองหรือแดง และหากมีอุณหภูมิสูงขึ้นแสงก็จะยิ่งขาวขึ้น มีหน่วยเป็นเคลวิน
- ความถูกต้องของสี หมายถึงค่าที่ใช้บอกว่าแสงจากหลอดไฟประเภทต่างๆ จะทำให้สีของวัตถุที่อยู่ใต้แสงมีความถูกต้องหรือผิดเพี้ยนจากความจริงมากน้อยแค่ไหน ตัวเลขมีตั้งแต่ 0-100 ตัวเลขยิ่งมากวัตถุย่อมมีความผิดเพี้ยนของสีน้อย
หลอดไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพต่ำนั้น กว่า 80% ของพลังงานไฟฟ้า ที่ใส่เข้าไปในระบบแสงสว่างสูญเสียในรูปความร้อน
2. อุปกรณ์ในระบบแสงสว่างที่ควรรู้
- หลอดไฟ หลอดไฟฟ้าที่นิยมใช้ในอาคารและโรงงานในปัจจุบันโดยทั่วไปมีดังนี้
ชนิดหลอดไฟ
|
หลอดไส้ (Incandescent lamp) |
หลอดไฟประเภทนี้พลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่สูญเสียไปในรูปของความร้อนมากกว่า จะถูกเปลี่ยนเป็นแสงสว่าง โดยทั่วไปหลอดไส้สามารถให้แสงสว่างได้ประมาณ 15-20 ลูเมน/วัตต์ และมีอายุการใช้งานประมาณ 1,000 ชั่วโมง การติดตั้งหลอดทำได้ง่ายและมีราคาถูก |
|
หลอดแสงจันทร์ (Mercury lamp) ภาพจาก : www.lighting.philips.com |
ใช้หลักการปล่อยประจุความเข้มสูง (High intensity discharge, HID) นิยมใช้ตามถนน เหมาะกับงานสนามและโรงงานอุตสาหกรรม มีอายุการใช้งานเฉลี่ยประมาณ 24,000 ชั่วโมง หลอดแสงจันทร์มีอยู่ 2 ชนิด คือ ชนิดที่ใช้บัลลาสต์กับชนิดที่ไม่ใช้บัลลาสต์ ชนิดที่ไม่ใช้บัลลาสต์จะมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่า |
|
หลอดเมทัลฮาไลด์ ภาพจาก : www.ksyscorp.com |
หลอด HID อีกประเภทหนึ่ง ที่มีโครงสร้างและการทำงานคล้ายกับหลอดแสงจันทร์ แต่มีประสิทธิภาพสูงกว่าและให้ความสมดุลของแสงดีกว่า แต่มีอายุการใช้งาน 8,000-15,000 ชั่วโมงเท่านั้น ซึ่งน้อยกว่าหลอดแสงจันทร์ถึงเท่าตัว |
|
หลอดโซเดียมความดันต่ำ ภาพจาก : www.exteen.com |
เป็นหลอดที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดในบรรดาหลอด HID ด้วยกัน สามารถให้ประสิทธิภาพได้ถึง 180 ลูเมนต่อวัตต์ ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าหลอดเมทัลฮาไลด์และหลอดฟลูออเรสเซนต์ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ และมีประสิทธิภาพสูงกว่าหลอดแสงจันทร์ถึงเท่าตัว และสูงกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์ถึง 6 เท่า |
|
หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent lamp ภาพจาก : www.bloggang.com |
ปัจจุบันหลอดฟลูออเรสเซนต์ถูกนำมาใช้งานเป็นจำนวนมาก มีประสิทธิการส่องสว่างประมาณ 50-80 ลูเมนต่อวัตต์ ถือว่าสูงพอสมควรและประหยัดค่าไฟฟ้าเมื่อเทียบกับหลอดอินแคนเดสเซนต์และมีอายุการใช้งาน 8,000-12,000 ชม. |
|
หลอดแอลอีดีกำลังสูง ภาพจาก : taisialed.com/why-led/ |
เทคโนโลยีไดโอดเรืองแสงหรือแอลอีดี ได้ถูกพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะแอลอีดีกำลังสูง (High power LED) ที่มีค่าความส่องสว่างสูงเมื่อเทียบเท่าหลอดไฟชนิดอื่น ไม่ก่อให้เกิดรังสีอัลตร้าไวโอเลต มีอายุการใช้งานยาวนาน มีความร้อนของลำแสงน้อยมาก และยังมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับหลอดไฟชนิดอื่นๆ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายทั้งในวงการแพทย์ ยานยนต์ โทรทัศน์ และคอมพิวเตอร์ ซึ่งแอลอีดีกำลังสูงนั้นเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ช่วยประหยัดพลังงานได้เป็นอย่างดี จึงมีการนำมาใช้ในระบบแสงสว่างในสำนักงาน โรงงาน และไฟถนน เพิ่มมากขึ้น |
ตารางที่ 1 คุณสมบัติโดยประมาณของหลอดไฟฟ้าชนิดต่างๆ
| ชนิดของหลอดไฟ | ปริมาณแสงที่ให้ (ลูเมน) |
ประสิทธิผล (ลูเมน/วัตต์) |
ดัชนีความถูกต้องของสี (วัตต์) |
อายุการใช้งาน (ชั่วโมง) |
| หลอดอินแคนเดสเซนต์ | 90 - 3,150 | 5-10 | 100 | 1,000 |
| หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ | 200 - 3,200 | 35-80 | 80-90 | 7,500-10,000 |
| หลอดฟลูออเรสเซนต์ | 1,300 - 5,200 | 73-93 | 80-90 | 8,000-12,000 |
| หลอดโซเดียมความดันสูง | 2,400 - 130,000 | 70-130 | 30-50 | 18,000-24,000 |
| หลอดโซเดียมความดันต่ำ | 1,800 - 32,000 | 100-180 | 0-20 | 22,000-24,000 |
| หลอดไอปรอท | 1,800 - 58,000 | 30-60 | 40-60 | 20,000-24,000 |
| หลอดเมทัลฮาไลด์ | 2,400 - 240,000 | 60-120 | 60-90 | 8,000-15,000 |
| หลอดแอลอีดี | 136 -20,000 | 50-120 | 80-92 | 20,000-50,000 |
ถ้าดูเฉพาะการประหยัดพลังงาน คือต้องดูจากค่าลูเมนต่อวัตต์ให้มีค่าสูง ถ้าดูสีถูกต้องต้องอินแคนเดสเซนต์ เลือกหลอดกลุ่มประหยัดพลังงาน ได้แก่ หลอด LED หลอดฟลูออเรสเซนต์ประสิทธิภาพสูง หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์
ตารางที่ 2 ค่ามาตรฐานความส่องสว่างและการใช้พลังงานสำหรับกิจกรรมประเภทต่างๆ
ค่าความสว่างในอาคารตามมาตรฐาน CIE
| พื้นที่ต่างๆ | ระดับความสว่าง (ลักซ์) CIE |
| ห้องประชุม | 300-500-750 |
| ห้องเขียนแบบ | 500-750-1000 |
| ห้องทำงานทั่วไป | 300-500-750 |
| ห้องคอมพิวเตอร์ | 300-500-750 |
| ห้องสมุด | 300-500-750 |
| ร้านค้าในอาคารพานิชย์ | 500-750 |
| เคาท์เตอร์ | 200-300-500 |
| ห้องเก็บของ | 100-150-200 |
| ห้องล็อบบี้หรือบริเวณต้อนรับ | 100-150-200 |
| ห้องน้ำ | 100-150-200 |
| ทางเดิน | 50-100-150 |
| บันได | 100-150-200 |
| ลิฟท์ | 100-150-200 |
ค่าความสว่างในโรงงานตามมาตรฐาน CIE
| ลักษณะของงาน | พื้นที่ใช้งาน | ระดับความสว่าง (ลักซ์) CIE |
| งานทั่วไป | ทางเดินภายใน/นอกอาคาร บันได ห้องเก็บของ | 150-200-300 |
| งานหยาบ | บรรจุผลิตภัณฑ์ หัตถกรรม โรงสี ห้องหม้อน้ำ | 200-300-500 |
| งานละเอียดปานกลาง | ประกอบชิ้นส่วนทั่วไป ขึ้นรูปอย่างหยาบๆ | 300-500-750 |
| งานละเอียด | เขียน อ่าน ขึ้นรูปและตรวจสอบทั่วไป | 500-750-1,000 |
| งานละเอียดมาก | เขียนแบบขึ้นรูปและตรวจสอบละเอียด | 1,000-1,500-2,000 |
ที่มา : สมาคมแสงสว่างแห่งประเทศไทย www.tieathai.org
- โคมไฟ ทำหน้าที่บังคับแสงจากหลอดไฟฟ้าให้กระจายในทิศทางต่างๆที่ต้องการ การเลือกใช้โคมไฟต้องพิจารณาให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน ความสวยงาม ความคงทน และการบำรุงรักษา ประเภทของโคมไฟฟ้ามีดังนี้
ชนิดโคมไฟ
|
โคมดาวน์ไลน์ ภาพจาก : www.pantip.com/topic/32800405 |
โคมไฟประเภทส่องลงให้แสงกระจายลงมาด้านล่าง เหมาะสำหรับการใช้งานส่องสว่างทั่วไป ส่วนใหญ่ใช้กับหลอดอินแคนเดสเซนต์ ทังสเตนฮาโลเจน และหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ นิยมติดตั้งฝังฝ้าเพดานเพื่อความสวยงาม |
|
โคมหลอดฟลูออเรสเซนต์ ภาพจาก : www.itthiritelectric.com |
มีทั้งประเภทโคมเปลือยและโคมแบบมีแผ่นสะท้อนแสงด้านหลังเพื่อเพิ่มความส่องสว่าง |
|
โคมไฮเบย์หรือโคมโรงงาน ภาพจาก : www.l-and-e.com |
โคมที่ติดตั้งบริเวณหลังคาโรงงานที่มีความสูงมากๆ |
|
โคมไฟส่องอาคาร ภาพจาก : www.l-and-e.com |
มักใช้กับหลอด HID สำหรับส่องภายนอกของตัวอาคาร |
|
โคมไฟชนิด Up light หรือ Indirect light ภาพจาก : www.ligmanlighting.com |
ใช้ตกแต่งให้แสงสะท้อนขึ้นบนเพดาน เพิ่มความหรูหรามีรสนิยม |
- ความปลอดภัยของโคม ถือเป็นอันดับแรกที่ควรพิจารณาเพราะเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของผู้ใช้ ไม่ว่าจะเป็นเรื่องขั้วต่อสายไปซึ่งควรใช้ที่สามารถทนความร้อนได้ดี ขั้วรับ หลอดโดยเฉพาะขั้วรับหลอดอินแคนเดสเซนต์ หลอดฮาโลเจนแรงดันต่ำ ซึ่งต้องทนความร้อนสูงมาก ดังนั้นการเลือกวัสดุที่ใช้ก็เพื่อให้เกิดความปลอดภัยไม่ให้เกิดไฟไหม้
- ระดับการป้องกันอันตรายจากโคม (Class of Protection) โคมแต่ละรุ่นอาจถูกออกแบบมาไม่เหมือนกันในแง่การป้องกันอันตรายจากไฟฟ้าของโคม ดังนั้นจึงมีการแบ่งระดับการป้องกันตามมาตรฐานยุโรปออกมาเป็น 3 อย่าง คือ
ระดับ 1 เป็นโคมที่มีการต่อตัวถังของโคมลงดิน จึงสามารถสัมผัสได้โดยไม่มีอันตราย และมีสัญญลักษณ์เป็น 
ระดับ 2 เป็นโคมที่มีการห่อหุ้มส่วนที่มีไฟฟ้าด้วยฉนวน ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงส่วนที่มีไฟได้ และมีสัญญลักษณ์เป็น 
ระดับ 3 เป็นโคมที่ใช้ศักดาไฟฟ้าต่ำมาก คือ น้อยกว่า 42 โวลท์ ดังนั้นจึงไม่มีอันตรายต่อมนุษย์ได้ และมีสัญญลักษณ์เป็น 
ดังนั้นถ้าหากพบสัญญลักษณ์ดังกล่าวข้างต้นก็สามารถเข้าใจได้ดีขึ้นว่าโคมดังกล่าวถูกออกแบบและสร้างขึ้นมาเพื่อใช้งานอย่างไรเพื่อความปลอดภัยของผู้ใช้งานเอง
“ตัวอย่าง กลุ่มโคมประหยัดพลังงาน ได้แก่ โคมสะท้อนแสงประสิทธิภาพสูง”
- บัลลาสต์ เป็นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ควบคุมแหล่งจ่ายพลังงาน ให้กระแสไฟฟ้าที่ผ่านเข้าไปในหลอดไฟให้มีความสม่ำเสมอ เหมาะสมกับหลอดไฟแต่ละประเภทแต่ละชนิดและแต่ละขนาด สำหรับบัลลาสต์ที่ใช้กับหลอดฟลูอเรสเซนต์ที่จัดอยู่ในกลุ่มอุปกรณ์ประหยัดพลังงานได้แก่
ภาพจาก : www.boonthavorn.com
บัลลาสต์แกนเหล็กประสิทธิภาพสูงหรือบัลลาสต์โลลอส
เป็นบัลลาสต์ที่ทำด้วยแกนเหล็ก และขดลวดที่มีคุณภาพดีทำให้มีการสูญเสียพลังงานจะลดลงเหลือ 5-6 วัตต์ อุณภูมิขณะการใช้งานต่ำกว่าแบบแกนเหล็กธรรมดาโดยจะอยู่ที่ช่วง 35 - 50°C และยังให้ค่าตัวประกอบกำลังต่ำ (Power Factor)
ภาพจาก : www.ctythai.com
บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์
เป็นบัลลาสต์ที่ทำด้วยชุดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มีการสูญเสียพลังงานน้อยประมาณ 1-2 วัตต์ เปิดติดทันทีไม่กระพริบ ไม่ต้องใช้สตาร์ทเตอร์ ทำให้อายุการใช้งานของหลอดแสงสว่างนานขึ้น 2 เท่า ในการเลือกซื้อและเลือกใช้ควรตรวจสอบมาตรฐานและวัสดุชิ้นส่วนอิเลคทรอนิกส์เพราะไม่อย่างนั้นอาจจะมีผลกระทบเรื่องฮาโมนิกส์เพิ่มเติมในระบบไฟฟ้า
บัลลาสต์ขดลวดแกนเหล็กแบบธรรมดา พลังงานสูญเสียประมาณ 20% กำลังไฟฟ้าที่จ่าย จะอยู่ประมาณ 8-10 วัตต์ ขณะที่บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์มีการสูญเสียประมาณ 1-2 วัตต์
- ความสม่ำเสมอของการส่องสว่าง ในพื้นที่ทำงานที่ต้องการความส่องสว่างสม่ำเสมอ เช่น ในสำนักงานที่มีการโยกย้ายโต๊ะทำงานบ่อยๆ ควรมีอัตราความส่องสว่างต่ำสุดต่อความส่องสว่างเฉลี่ย ไม่ต่ำกว่า 0.8
ในพื้นที่ทำงานที่ไม่จำเป็นต้องมีความส่องสว่างสม่ำเสมอ ความส่องสว่างโดยรอบบริเวณทำงานไม่ควรมีความส่องสว่างน้อยกว่า 1/3 ของความส่องสว่างที่โต๊ะ หรือ พื้นที่ทำงาน เช่น ในห้องผู้จัดการ ที่โต๊ะทำงานมีความส่องสว่าง 500 ลักซ์ บริเวณรอบข้างไม่ควรมีความส่องสว่างน้อยกว่า 500/3 = 170 ลักซ์ เป็นต้น
- ความส่องสว่างรอบโต๊ะทำงานไม่ควรน้อยกว่า 1/3 ของความส่องสว่างที่โต๊ะ
ในพื้นที่ทำงานข้างเคียงไม่ควรมีความส่องสว่างต่างกันมากกว่า 5:1 เช่น ในห้องทำงานมีความส่องสว่าง 500 ลักซ์ เมื่อเดินออกนอกห้องแล้ว ความส่องสว่างด้านนอกไม่ว่าจะเป็นทางเดินหรืออะไรก็แล้วแต่ไม่ควรมีความส่องสว่างน้อยกว่า 100 ลักซ์ เป็นต้น
- ในพื้นที่ทำงานข้างเคียงไม่ควรมีความส่องสว่างต่างกันมากกว่า 5 เท่าตัว
Bibliography
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. (2555). การตรวจวิเคราะห์การอนุรัก์พลังงาน ระบบแสงสว่าง. In กระทรวงพลังงาน, คู่มือการตรวจวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงาน สำหรับวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม (pp. 3-2 - 3-7).
