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 (Light-emitting diodes, LED) 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)

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).

 

Write a Review

Submit Review