มาตรฐานการส่องสว่างของ IESNA (Illuminating Engineering Society of North America)

แสงสว่าง มีความจำเป็นต่อพฤติกรรมการใช้ชีวิตของคนทุกคนในสังคม ไม่ว่าจะในด้านของการทำงาน หรือการใช้ชีวิตประจำวัน เช่น อ่านหนังสือ เย็บผ้า ทำอาหาร ฯลฯ ล้วนแต่ต้องการแสงสว่างที่เพียงพอกับการใช้งานนั้นๆ จึงเป็นหน้าที่ของผู้ออกแบบอาคารที่จำเป็นต้องทำให้ผู้ใช้งานได้รับแสงสว่างที่เพียงพอต่อการใช้งาน แต่เราจะไม่มีทางรู้เลยว่า แสงสว่างขนาดไหนจึงจะเพียงพอต่อการใช้งาน จนกว่าเราจะศึกษาด้วยตัวเองอย่างแท้จริง หรือจะเลือกใช้มาตรฐานการส่องสว่างที่มีผู้ศึกษาหาความรู้ในด้านการส่องสว่างจากการใช้งานจริงมาเรียบร้อยแล้ว

IESNA เป็นสมาคมวิศวกรรมส่องสว่างที่มีสมาชิกมากมายกว่า 8,000 คนจากทั่วทุกมุมโลก ร่วมมือกันสนับสนุนเรื่องการส่องสว่างให้อยู่ภายใต้มาตรฐาน ซึ่งมาตรฐานการส่องสว่างของ IESNA ในหลายๆประเทศวางใจ และใช้มาตรฐานนี้เป็นเกณฑ์ในการออกแบบการส่องสว่าง IESNA ย่อมาจาก The Illuminating Engineering Society of North America ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงผลกำไรที่พัฒนาและเผยแพร่มาตรฐานต่างๆในเรื่องของแสงสว่าง สำนักงานใหญ่ของ IESNA ตั้งอยู่ที่รัฐนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา สนับสนุนเรื่องการส่องสว่างให้อยู่ภายใต้มาตรฐานนี้

พันธกิจของ IESNA

เสาะหาวิธีที่จะพัฒนาสภาพแวดล้อมของแสงสว่าง โดยการนำความรู้เรื่องแสง และการถอดความรู้เหล่านั้นนำมาผสมผสานกันแล้วทำออกมาให้เห็นเป็นรูปธรรม ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อสาธารณะ

วิสัยทัศน์

IES จะสร้างยุคแห่งความเป็นเลิศในการสร้างสรรค์ชุมชนของแสงสว่าง อุทิศตนให้กับการสนับสนุนศาสตร์และศิลป์ของคุณค่าของแสง เคียงข้างองค์กรที่อยู่ในสายอาชีพ และสาธารณะ

ที่มาและความสำคัญ

ความสำคัญของวิศวกรรมส่องสว่าง ทำให้เราสามารถบริหารจัดการพื้นที่ในอาคาร รวมถึงนอกอาคารให้

เราได้รับประโยชน์จากแสงสว่างได้คุ้มค่า และมีประสิทธิภาพที่สุด การเข้าใจเรื่องของวิศวกรรมส่องสว่าง จำเป็นต้องมีความรู้ต่อไปนี้ เช่น หลักการวัดการกระจายแสงของดวงโคม, การนำเสนอข้อมูลการกระจายแสง, รายละเอียดข้อมูลทางแสง ของดวงโคมประเภทต่างๆ ได้แก่ ดวงโคมใช้งานในอาคาร โคมไฟส่อง โคมไฟถนน อธิบายที่มา และความสำคัญของมุมตัน, นิยาม และการคำนวณหาฟลักซ์ส่องสว่าง และความสว่าง, ความสำคัญของกฎกำลังสองผกผัน และกฎโคไซน์ในเรื่องการส่องสว่าง, การใช้กฎกำลังสองผกผัน และกฎโคไซน์คำนวณความสว่างบนระนาบต่างๆ ที่

เกิดจากดวงโคมใช้งานในอาคาร และโคมไฟส่อง นอกจากนี้ ได้กล่าวถึง สัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์แสง และการคำนวณหาค่าดังกล่าว ตามวิธีของ IESNA

สิ่งที่เราควรทำความเข้าใจ

- ดวงโคมไฟฟ้า ในที่นี้คือใช้ในการทดสอบหมายถึง อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมการกระจายแสงที่เปล่งออก มาจากหลอดเปลือย เพื่อให้แสงสว่างตกไปในทิศทาง ที่ต้องการ ประกอบไปด้วยส่วนประกอบที่สำคัญ คือ ตัวสะท้อนแสง (Reflector), ตัวหักเหแสง (Refractor), และฝาครอบดวงโคม (Housing)

ดวงโคมไฟฟ้าที่จะทำการทดสอบออกเป็น 3 ประเภท ด้วยกัน คือ

  - ดวงโคมภายใน (Interior Luminaires) สำหรับ ติดตั้งภายในอาคาร

- ดวงโคมฉาย (Floodlight Luminaires) สำหรับติดตั้งสนามกีฬา, สระว่ายน้ำ ฯลฯ

- ดวงโคมไฟถนน (Roadway Luminaires) สำหรับติดตั้งตามถนนทั่วไป ให้แสงสว่างยามค่ำคืน

  

- ปริมาณทางการส่องสว่าง ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการส่องสว่างมีมากมาย แต่เราจะกล่าวถึงเฉพาะที่สำคัญ 4 ค่าเท่านั้นประกอบด้วย ฟลักซ์ส่องสว่าง, ความเข้มแสง, ความเข้มส่องสว่าง และความส่องสว่าง

- ฟลักซ์ส่องสว่าง (Luminous Flux ; Lumen) คือปริมาณของแสงที่แพร่กระจายออกจากแหล่งกำเนิด แสง หรือปริมาณของแสงที่ฉายลงบนพื้นผิวหนึ่ง มีหน่วย เป็นลูเมน (Lumen ; lm)

- ความเข้มแสง (Illuminance ; E ; Lux) คือ ฟลักซ์ส่องสว่างที่ตกกระทบส่วนย่อยหนึ่งของพื้นที่ผิว นั้นหารด้วยพื้นที่ของส่วนย่อยนั้น

มีหน่วยเป็น ลักซ์ ( Lux ; lx ) ถ้าพื้นที่มีหน่วยเป็นตารางเมตร

หรือฟุตแคนเดล (Footcadle;fc) ถ้าพื้นที่มีหน่วยเป็นตารางฟุต

โดย 1 ฟุตแคนเดล = 10.764 ลักซ์

- ความเข้มส่องสว่าง (Luminous Intensity ; I ; Cd) คือ ฟลักซ์ส่องสว่างที่ออกจากแหล่งกำเนิดแสง และ กระจายในส่วนย่อยของมุมเชิงของแข็งในทิศทางที่กำหนด ต่อส่วนย่อยของมุมเชิงของแข็งนั้น มีหน่วยเป็นแคนเดลา (Candela ; Cd)

- ความส่องสว่าง (Luminance; L ; Cd/m2) คือ ฟลักซ์ส่องสว่างต่อหน่วยของพื้นที่ที่ตกกระทบ และ หน่วยของมุมเชิงของแข็ง ไม่ว่าจะออกจากพื้นผิวที่กำหนด หรือมาถึงพื้นที่ผิวที่กำหนดให้จากทิศทางที่กำหนด มีหน่วย แคนเดลาต่อตารางเมตร(Candela/m2)

หลักการและวิธีการ

1. หาลักษณะการกระจายแสง โดยทางอ้อมแบบอาศัยกระจกหมุน (Indirect Mirror-Gonio Photometer) เนื่องจากวิธีนี้มีข้อดีหลายประการคือ สามารถทำ การวัดกับดวงโคมได้หลากหลายชนิด, มีความถูกต้อง แม่นยำในการวัดสูง, สะดวกในการติดตั้งดวงโคมที่จะทำ การทดสอบ, ใช้พื้นที่ในการทดสอบน้อย, และสามารถควบคุมการทำงานให้เป็นแบบอัตโนมัติได้เกือบ 100 % ในบทความนี้แบ่งออกได้เป็น 2 ส่วนหลักๆ ได้แก่

1. ส่วนของโครงสร้าง ( Hardware Component ) อันประกอบไปด้วยห้องที่ใช้ในการทดสอบ, ตัวจับยึดโคม, ตัวรับแสง, ดวงโคมไฟฟ้าที่ใช้ในการทดสอบ, มิเตอร์ที่ใช้ ในการวัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ, กระจกที่ใช้ในการสะท้อนไป ยังตัวรับแสง รวมไปถึงสภาพแวดล้อมภายในห้องทดสอบ ด้วย

2. ส่วนของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Software Component) เป็นโปรแกรมที่เขียนขึ้นเพื่อใช้ในการควบคุมการทำงานของระบบทั้งหมดที่ใช้ในการวัด เพื่อหาลักษณะการกระจายแสงของดวงโคมไฟฟ้า ตั้งแต่เริ่มทำการวัด จนกระทั่งเก็บค่าข้อมูลที่ได้จากการวัดในรูปแบบมาตรฐาน (IESNA File Format) โดยการทำงานจะเป็นแบบ อัตโนมัติทั้งหมด

การวัดค่าปริมาณทางแสงโดยใช้เครื่อง วัดทางอ้อมแบบอาศัยกระจกหมุน (Indirect Mirror-Gonio Photometer) อาศัยหลักการสะท้อนของแสงสว่าง โดย กระจกเงาจะทำหน้าที่สะท้อนแสงจากแหล่งกำเนิดมายังจุดรับแสงของตัวรับแสง โดยมีฉากกั้นแสงคอยป้องกันไม่ให้แสงที่มาจากแหล่งกำเนิดแสงผ่านมายังตัวรับแสง โดยตรง เราจึงเรียกวิธีนี้ว่าเป็นการวัดแสงทางอ้อม

โดยเครื่องจะมีแกนหมุนในแนวดิ่งสำหรับหมุน ดวงโคมที่ทำการทดสอบเป็นการปรับเปลี่ยนมุมในระนาบ แกนนอน (C plane) ไปยังตำแหน่งที่ต้องการทดสอบ ซึ่ง สามารถกำหนดความละเอียดในการวัดได้เช่นเดียวกัน กับการหมุนแขนของกระจก เพื่อเป็นการปรับเปลี่ยน มุมในระนาบแนวตั้ง (g plane) ซึ่งทั้งสองระนาบเป็นการ วัดค่าปริมาณทางแสงตามระบบอ้างอิง C-g Coordinate

2. ค่าปริมาณทางแสงที่วัดได้จากเครื่องนั้นจะถูก บันทึกข้อมูลลงสู่คอมพิวเตอร์ ควบคุมโดยโปรแกรมที่ได้เขียนขึ้นสำหรับควบคุมเครื่องโดยเฉพาะ โดยข้อมูล ที่ได้รับนั้นจะถูกเก็บบันทึกเป็นรูปแบบมาตรฐาน เรียกว่า รูปแบบการเก็บข้อมูลการกระจายแสงดวงโคมไฟฟ้า (IESNA Standard File Format Data Storage ; IES Files) เป็นรูปแบบการเก็บข้อมูลที่เป็นที่ยอมรับและนิยมใช้กัน ทั่วโลก ซึ่งเราสามารถนำแฟ้มข้อมูลดังกล่าว ไปใช้ในการ ออกแบบและวิเคราะห์ระบบแสงสว่างได้ตามที่เราต้องการ ต่อไป

ส่วนของโปรแกรมจะทำหน้าที่ในการควบคุม ลำดับขั้นตอน การทำงานของตัวเครื่องให้เป็นไปอย่าง ถูกต้องและแม่นยำ นอกจากนั้นยังทำหน้าที่ช่วยในการ คำนวณและนำเสนอผลการทดสอบที่ได้จากการวัดออกมา ในรูปของรายงานการทดสอบในรูปแบบต่างๆ เพื่อสะดวกใน การวิเคราะห์เบื้องต้น และการใช้งานอีกด้วย ปัจจัยที่ต้องคำนึงถึงในการทดสอบ

เคล็ดลับในการหาค่าปริมาณทางแสงอย่างมีประสิทธิภาพ

ควบคุมปัจจัยต่างๆ ที่มีผลกระทบต่อค่าปริมาณ ทางแสงที่วัดได้ ให้มีความผิดเพี้ยนน้อยที่สุด

- ตัวรับแสง (Photocell) และ ดวงโคมไฟฟ้า (Luminaires)

- ต้องอยู่ในระยะพิกัด (Co-ordinate) ที่ถูกต้อง โดยที่ศูนย์กลางของดวงโคมที่เรา จะทำการทดสอบต้องอยู่ในแนวแกนเดียวกันกับตัวรับแสง

- ความผิดพลาดเชิงมุมของแกนหมุนทั้งสองต้องไม่เกิน 0.5 องศา

- กระจกต้องเรียบ และ ไม่มีการบิดหรืองอตัวขณะทำการทดสอบ

- ระยะทางระหว่าง ดวงโคมทดสอบกับตัวรับแสงที่ใช้ต้องไม่ต่ำกว่า 5 เท่า ของ มิติสูงสุดของดวงโคมไฟฟ้าที่ทดสอบ

- กรณีของ หลอดขนาด 400 วัตต์ ขึ้นไป Stray light (แสงจากแหล่งอื่นๆ) เช่น กำแพง ผนัง เพดาน แสงสะท้อนจากตัวเครื่องทดสอบเอง หรือแสง เล็ดลอดจากภายนอก ล้วนแล้วแต่มีผลทำให้ค่าปริมาณ ทางแสงที่วัดได้ผิดเพี้ยนไปทั้งสิ้น ดังนั้นวิธีการที่ดีที่สุดก็น่าจะเป็น การวัดค่าของแสงรบกวนจากแหล่งอื่นๆ ที่เกิดขึ้น และจะ กระทบกับตัวรับแสง จากนั้นค่อยนำมาทำการชดเชยค่า เพื่อหักล้างความผิดพลาดที่เกิดขี้นอีกทีหนึ่ง

- Response Photocell หมายถึง ตัวรับแสงที่จะใช้ในการวัดจะต้องตอบสนอง Spectrums ของแสง ที่ใกล้เคียงกับที่ตาคนเรามองเห็นให้มากที่สุด มิฉะนั้น จะเกิดความผิดพลาดจากการวัดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวัดแสงที่เป็นสีต่าง ๆ

- ต้องมีการตรวจสอบดูค่ากำลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าให้กับดวงโคมที่ทำการ ทดสอบอยู่ตลอดเวลา เพื่อดูความเป็นไปในทุกตัวแปร ที่มีผลกระทบพารามิเตอร์ ทั้งแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้าที่ใช้ไปในแต่ละส่วนได้

ในปัจจัยนี้มีข้อ แตกต่างกันของการวัดปริมาณทางแสงของ 2 ระบบ นั่นคือ

- IESNA System จะทำการตรวจสอบและควบคุม ให้พิกัดกำลังที่ป้อนเข้าดวงโคมไฟฟ้าที่ทำการทดสอบมีค่าคงที่

จากผลการวิจัย พบว่า เปอร์เซ็นต์ความเพี้ยนที่ เกิดจากการควบคุมให้พิกัดกำลังคงที่โดยเฉลี่ยมีค่าน้อยกว่า ที่เกิดจากการควบคุมให้พิกัดแรงดันคงที่ แต่ระบบการ ควบคุมแรงดันคงที่ยังเป็นที่นิยม เนื่องจากสามารถสร้าง ระบบ และทำการควบคุมได้ง่ายกว่า

- Accuracy and linearity of meters เครื่องมือที่ใช้ ในการวัด ควรจะเป็นเครื่องมือที่มีความน่าเชื่อถือได้ค่อน ข้างสูง และควรที่จะมีการ Calibrate เครื่องมือที่ใช้อย่างน้อย ทุกๆ 2 ปี Environment สภาพแวดล้อมจากภายนอกก็ส่ง ผลกระทบถึงปริมาณทางแสงที่วัดได้เช่นกัน ในที่นี้จะ กล่าวถึงเพียง 2 ปัจจัยที่มีผลค่อนข้างมาก นั่นคือ

1. ผลจากอุณหภูมิหลอดแก๊สดิสชาร์จมีความไว ต่ออุณหภูมิค่อนข้างมาก พบว่า ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงของ อุณหภูมิไปจากอุณหภูมิที่เหมาะสมเพียงน้อยนิด ค่าฟลักซ์ ที่ออกมาจากหลอดก็จะลดลงตามไปด้วย ดังนั้นจึงต้องมี การควบคุมอุณหภูมิไว้ที่อุณหภูมิห้อง (25oC+1) และควรที่จะมีการติดตั้งเครื่องปรับอากาศและเทอร์โมมิเตอร์ไว้ใน จุดที่ใกล้จุดติดตั้งดวงโคมด้วย เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิที่จะ ส่งผลกระทบกับปริมาณทางแสงที่จะผิดเพี้ยนไปได้

2. ความชื้นสัมพัทธ์จะมีผลโดยตรงกับประสิทธิภาพ ของหลอดที่ใช้ในการทดสอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณี ของหลอดฟลูออเรสเซนต์ ค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่ยอมรับได้ ไม่ควรจะมีค่าเกินกว่า 65%

- Ballast Performance เป็นความเพี้ยน ซึ่งเกิด จากบัลลาสต์แต่ละตัว ที่แม้จะผลิตจากโรงงานเดียวกัน แต่ประสิทธิภาพในการทำงานของบัลลาสต์แต่ละตัว ไม่เท่ากัน ซึ่งแก้ไขได้โดยการใช้ค่าของบัลลาสต์แฟกเตอร์ มาทำการแก้ไข

- Man & Knowledgement ไม่มีระบบใดๆ ในโลก ที่จะทำงานได้อย่างสมบูรณ์ ไร้ที่ติ ดังนั้นการที่จะทำงาน กับเครื่องมือวัดดังกล่าวให้ได้ผลที่ถูกต้อง และแม่นยำที่สุด ก็จำเป็นจะต้องใช้ทรัพยากรบุคคลที่มีความรู้ ความสามารถ ด้วย เพื่อให้ได้ผลการทดสอบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

การส่องสว่างภายใน

· ระบบการให้แสงสว่างหลัก คือ การออกแบบระบบแสงสว่างให้มีความส่องสว่างเพียงพอตามมาตรฐานเพื่อการใช้งานในแต่ละพื้นที่นั้น ๆ

· ระบบการให้แสงสว่างรอง คือการออกแบบให้มีแสงสว่างให้เกิดความสวยงามหรือเน้นเพื่อให้เกิดความสนใจ สบายตา และ อารมณ์

· การให้แสงสว่างที่ดี ควรมีทั้งระบบการให้แสงสว่างหลักและแสงสว่างรอง

การส่องสว่างภายในบ้านอยู่อาศัย อพาร์ตเมนต์ และ โรงแรม

· แสงจากหลอดที่ให้แสงสีเหลืองดูน่าอบอุ่นสำหรับบ้านและโรงแรม

· ความส่องสว่างสำหรับพื้นที่ทั่วไปใช้ 100 - 200 ลักซ์

· โคมไฟส่องลงหลอดGLS 100 วัตต์ที่ความสูงฝ้า 2.4 - 2.7 เมตรติดตั้งห่างกันทุกๆ ระยะ 2 - 2.5 เมตร ให้ความส่องสว่างที่พื้นเฉลี่ย 100 ลักซ์

· ไม่ควรใช้ไฟเกินกว่า 80 % ของอัตราสวิตช์หรี่ไฟ

· การใช้โคมไฟระย้าควรมีโคมไฟชนิดอื่นช่วยให้แสงหลักด้วยเพื่อลดเงาที่เกิดเนื่องจากโคมไฟระย้า

· โคมระย้าใช้ 20 -25 วัตต์/ตารางเมตร/ 100 ลักซ์ และควรติดตั้งสวิตช์ไฟหรี่ด้วย

· การใช้โคมไฟระย้าควรระวัง ความสูงฝ้า และ นำหนักโคมระย้า

· โคมระย้าใช้ขนาดประมาณ 1/12 ของเส้นทแยงมุมห้อง

· ช่องเปิดไฟหลืบควรมีขนาดอย่างน้อย 1/10 ของขนาดเบ้า

· ไฟหลืบฟลูออเรสเซนต์ใช้ 8 - 12 วัตต์/ตารางเมตร/ 100 ลักซ์

· การให้แสงสว่างจากหลืบเพื่อส่องสว่างพื้นที่ควรมีเพดานสีขาวหรือสีอ่อนมิฉะนั้นแล้วแสงจากไฟหลืบที่เพดานเป็นสีทึบก็เป็นเพียงไฟตกแต่งเท่านั้น

การส่องสว่างในสำนักงาน

· สำนักงานทั่วไปมักใช้โคมไฟตัวสะท้อนแสงอะลูมิเนียม ห้องหรือบริเวณสำคัญที่ไม่ต้องการแสงบาดตาก็ควรใช้โคมแบบมีตัวกรองแสงขาวขุ่นหรือแบบเกล็ดแก้ว ( Prismatic Diffuser)

· ถ้าปิดเปิดไฟแสงสว่างของหลอดประเภทดิสชาร์จพร้อมๆ กันหลายๆ หลอดด้วยเบรกเกอร์ ไม่ควรใช้กระแสรวมมากกว่า 50% ของอัตราเบรกเกอร์

· ฟลูออเรสเซนต์ไม่เหมาะสำหรับเพดานที่สูงเกิน 7 เมตรขึ้นไปเพดานที่สูงควรใช้โคมไฮเบย์ (High Bay)

· พื้นที่งานที่ต้องการความส่องสว่างสูงมาก 1000 - 2000 ลักซ์ควรให้แสงสว่างจากโคมตั้งโต๊ะหรือใต้ตู้แทนที่จะให้จากโคมที่เพดาน

ความส่องสว่าง

· ถ้าเพดานสูงน้อยกว่า 4 เมตร ควรใช้โคมฟลูออเรสเซนต์

· ถ้าเพดานสูงระหว่าง 4 - 7 เมตร อาจใช้โคมโลเบย์

· ถ้าเพดานสูงมากกว่า 7 เมตร ควรใช้โคมไฮเบย์

· การใช้หลอดเมทัลฮาไลท์ขนาดวัตต์ต่างกันในพื้นที่เดียวกันอาจมีปัญหาในเรื่องสีของหลอดไม่เหมือนกันจนสังเกตได้

· การใช้หลอดปรอทความดันสูงอาจมีปัญหาในเรื่องแสงสีน้ำเงินที่ออกมามากในช่วงติดตั้งเริ่มแรก แต่จะจางลงเมื่อติดตั้งไปหลายเดือนแล้ว

· การใช้หลอดโซเดียมในโรงงานอุตสาหกรรมใช้ในกรณีไม่พิถีพิถันเรื่องสี

· การให้แสงสว่างแบบทั่วไปเหมาะกับงานที่ต้องการเปลี่ยนแปลงหรือเคลื่อนย้ายเครื่องจักรหรือที่ทำงานตลอดเวลา

· การให้แสงสว่างแบบทั่วไปเฉพาะบริเวณใช้กับงานที่ไม่มีการเคลื่อนย้าย

· การให้แสงสว่างเฉพาะที่มักใช้กับงานที่ต้องการความส่องสว่างสูง

· การวางโคมฟลูออเรสเซนต์ให้วางแนวยาวตามทิศทางการมอง

ความส่องสว่างในโรงเรียน

· โคมประเภทมีครีบ (Fin Louver) ใช้ในโรงเรียนเพราะให้แสงบาดตาน้อย

· ห้องบรรยายควรจัดโคมและสวิตช์ดังนี้

1.โคมฟลูออเรสเซนต์วางตามทิศทางการมอง

2.ความส่องสว่างในห้อง 500 ลักซ์ และหน้าเวที 700 ลักซ์

3.การจัดสวิตช์ให้ปิดเปิดโคมตามแนวยาวและกลุ่มโคมที่หน้าห้องด้วย

ความส่องสว่างในโรงพยาบาล

· หลอดที่เหมาะสมสำหรับการตรวจรักษาโรคทั่วไปคือหลอดคูลไวท์ ยกเว้นโรคดีซ่านที่ใช้หลอดเดย์ไลท์เหมาะกว่า

· หลอดที่ใช้ในโรงพยาบาลควรใช้หลอดเหมือนกันทั้งหมดเพื่อไม่ให้หลอกตาเนื่องจากแสงที่ไม่เหมือนกันในพื้นที่ข้างเคียงกัน

· โคมที่เหมาะสำหรับงานโรงพยาบาลในบริเวณที่มีคนไข้ คือโคมที่มีแผ่นกรองแสงขาวขุ่นหรือเกล็ดแก้ว แต่มีปัญหาเรื่องประสิทธิภาพของโคมที่ใช้ไฟฟ้ามาก

· แสงสว่างในห้องผ่าตัดควรสว่างมากเพื่อไม่ให้ต่างมากจากไฟแสงสว่างผ่าตัด

· ควรมีไฟฉุกเฉินจากแบตเตอรีในกรณีที่ไฟดับหมดรวมทั้งที่มาจากเครื่องกำเนิดด้วย

ความส่องสว่างในพิพิธภัณฑ์

· วัตถุที่ไวต่อ UV ไม่ควรให้แสงมากกว่า 120000 ลักซ์-ชม./ปี

· วัตถุที่ไม่ไวต่อ UV ไม่ควรให้แสงมากกว่า 180000 ลักซ์-ชม./ปี

ความส่องสว่างในร้านค้า และ ศูนย์การค้า

· หลอดให้แสงทั่วไปที่เหมาะกับศูนย์การค้าควรให้แสงที่ส่องทุกสีเด่น

· บริเวณที่ต้องการให้เห็นวัสดุสีขาว เช่น เครื่องเขียนควรใช้หลอดแสงสีขาว

· การส่องเน้นสินค้าไม่ควรใช้แสงสว่างสม่ำเสมอ

ผลการทดสอบ

จากการทำการทดสอบพบว่า จะได้ผลการทดสอบออกมาในรูปของแฟ้มของค่า ข้อมูลอักขระ (text file) โดยมีรูปแบบการจัดเก็บข้อมูล เป็นไปตามมาตรฐานของ IESNA ซึ่งทาง IESNA ได้กำหนด ให้ตั้งชื่อแฟ้มข้อมูลชนิดนี้เป็น *.ies  เราได้ยึด เอามาตรฐาน IES LM-54-1991 “IES Guide to Lamp Seasoning“ เป็นตัวที่ใช้อ้างอิง

สรุปผลการทดสอบ

จากการทำการทดสอบ และได้ทดลองเก็บผลของ ค่าปริมาณทางแสงพบว่า เครื่องมือวัดที่สร้างโดยใช้ หลักการของการเก็บค่าทางแสงโดยอ้อม แบบอาศัยกระจกหมุนสามารถทำการเก็บค่าข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะ การกระจายแสงได้อย่างถูกต้อง แม่นยำ และรวดเร็ว ซึ่งข้อมูลที่ได้เหล่านี้ก็จะนำไปประมวลผลในรูปต่างๆ ดังที่ได้ กล่าวไว้ข้างต้น เพื่อจะเป็นต้นแบบของการพัฒนาในด้านวิศวกรรมการส่องสว่างต่อไป

แสงจากภายนอกที่มีประสิทธิภาพต้องการการพิจารณาอย่างรอบคอบในหลายๆประเด็น ข้อพิจารณาแรกๆบางอัน ซึ่งถูกประเมินระหว่างกระบวนการการออกแบบได้แก่

-ให้การมองเห็นที่ดี

-เลือกระดับความเข้มข้นของแสงสว่างที่บอกถึงความงาม ซึ่งจำเป็นต่อการใช้สอย

-ควบคุมแสงที่ปล่อยออกมา สู่ท้องฟ้ายามค่ำคืน ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษทางแสง

-สร้างพื้นที่ที่ปลอดภัย

-ลดความไม่สบายตา จากแสง

-เลือกระบบควบคุมพลังงานที่มีประสิทธิภาพ

ความรู้เพิ่มเติมเพื่อการเลือกใช้โคมและหลอดไฟอย่างมีประสิทธิภาพ

1.1 องศาเคลวิน

การบอกสีทางด้านการส่องสว่างมักด้วยอุณหภูมิสี ซึ่งหมายถึงสีที่เกิดจากการเผาไหม้วัสดุสีดำซึ่งมีการดูดซับความร้อนได้สมบูรณ์ด้วยอุณหภูมิที่กำหนด เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์คูลไวท์มีอุณหภูมิสี 6500 องศาเคลวิน หมายถึง เมื่อเผาวัตถุสีดำให้ร้อนถึงอุณหภูมิ 6500 เคลวิน วัตถุนั้นจะเปล่งแสงออกมาเป็นสีคูลไวท์หรือขาวปนน้ำเงิน เป็นต้น

ตัวอย่างอุณหภูมิสีของหลอดต่างๆเป็นดังนี้

เทียนไข 1900 เคลวิน

หลอดอินแคนเดสเซนต์ 2800 เคลวิน

หลอดฟลูออเรสเซนต์

- เดย์ไลท์ (Daylight ) 6500 เคลวิน

- คูลไวท์ (Cool White ) 4500 เคลวิน

- วอร์มไวท์ (Warm White ) 3500 เคลวิน

  

1.2 ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิสีและความส่องสว่าง

 การเลือกชนิดของหลอดที่ใช้ควรให้สัมพันธ์กันระหว่างความส่องสว่าง (ลักซ์) และ อุณหภูมิสีของหลอด หลอดที่มีอุณหภูมิต่ำควรใช้กับความส่องสว่างต่ำ หลอดที่มีอุณหภูมิสีสูงควรใช้กับความส่องสว่างสูง และ ถ้าใช้หลอดที่มีอุณหภูมิสีต่ำกับความส่องสว่างสูงจะตกไปในแรเงาด้านบนจะรู้สึกจ้า และถ้าใช้หลอดที่มีอุณหภูมิสีสูงกับความส่องสว่างต่ำจะรู้สึกทึม 

ตัวอย่างการเลือกสีของหลอดให้สัมพันธ์กับความส่องสว่างของแต่ละงาน เช่น

ร้านอาหารสลัว ความส่องสว่าง 20 ลักซ์ ควรใช้หลอด 2000 องศาเคลวิน

นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมร้านอาหารไฟสลัวจึงจุดเทียนไข

บ้านอยู่อาศัย ความส่องสว่าง 100 ลักซ์ ควรใช้หลอด 2500 องศาเคลวิน

นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมบ้านอยู่อาศัย หรือโรงแรมจึงใช้หลอดอินแคนเดสเซนต์ ฮาโลเจนหรือหลอดวอร์มไวท์

สำนักงาน ความส่องสว่าง 500 ลักซ์ ควรใช้หลอด 4000 องศาเคลวิน

ห้องเขียนแบบ ความส่องสว่าง 700 ลักซ์ ควรใช้หลอด 4500 องศาเคลวิน

1.3 หลอดไฟฟ้าต่างๆ , ลูเมนและอายุการใช้งานของหลอด

หลอดไฟฟ้าแบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆได้ดังนี้

1.3.1 หลอดอินแคนเดสเซนต์ หรือหลอดมีไส้เป็นหลอดมีใส้ที่มีประสิทธิผล (Efficacy) ต่ำ และมีอายุการใช้งานสั้นในเกณฑ์ประมาณ 1,000-3,000 ชม. หลอดประเภทนี้มีอุณหภูมิสีประมาณ 2,800 องศาเคลวิน แต่ให้แสงที่มีค่าความถูกต้องของสี 100 %

1.3.2 หลอดปล่อยประจุ 

1.3.2.1 หลอดฟลูออเรสเซนต์ เป็นหลอดปล่อยประจุความดันไอต่ำ สีของหลอดมี 3 แบบคือ daylight cool white และ warm white ชนิดของหลอดชนิดนี้ที่ใช้งานกันทั่วไปคือแบบ Linear ขนาด 18 และ 36 วัตต์ และ Circular 22 32 และ 40 วัตต์ และมีประสิทธิผลประมาณ 50-80 ลูเมนต่อวัตต์ ถือว่าสูงพอสมควรและประหยัดค่าไฟฟ้าเมื่อเทียบกับหลอดอินแคนเดสเซนต์ซึ่งมีค่าประมาณ 10-15 ลูเมนต่อวัตต์ และมีอายุการใช้งาน 9,000-12,000 ชม.

1.3.2.2 หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ เป็นหลอดปล่อยประจุความดันไอต่ำ สีของหลอดมี 3 แบบคือ daylight cool white และ warm white เช่นเดียวกันกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ แบบที่ใช้งานกันมากคือหลอดเดี่ยว มีขนาดวัตต์ 5 7 9 11 วัตต์และหลอดคู่ มีขนาดวัตต์ 10 13 18 26 วัตต์ เป็นหลอดที่พัฒนาขึ้นมาแทนที่หลอดอินแคนเดสเซนต์ และมีประสิทธิผลสูงกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์ คือประมาณ 50-80 ลูเมนต่อวัตต์ และ อายุการใช้งานประมาณ 5,000-8,000 ชม

1.3.2.3 หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ หลอดประเภทนี้มีสีเหลืองจัดและประสิทธิผลมากที่สุดในบรรดาหลอดทั้งหมด คือ มีประสิทธิผลประมาณ 120-200 ลูเมนต่อวัตต์ แต่ความถูกต้องของสีน้อยที่สุด คือ มีความถูกต้องของสีเป็น 0 % ข้อดีของแสงสีเหลืองเป็นสีที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้ดีที่สุด หลอดประเภทนี้จึงเหมาะเป็นไฟถนนและอายุการใช้งานนานประมาณ 16,000 ชม หลอดมีขนาดวัตต์ 18 35 55 90 135 และ180 วัตต์

1.3.2.4 หลอดโซเดียมความดันไอสูง หลอดโซเดียมความดันไอสูงมีประสิทธิผลรองจากหลอดโซเดียมความดันไอต่ำ คือ มีประสิทธิผลประมาณ 70-90 ลูเมนต่อวัตต์แต่ความถูกต้องของสีดีกว่าหลอดโซเดียมความดันไอต่ำ คือ 20 % และมีอุณหภูมิสีประมาณ 2,500 เคลวิน เป็นอุณหภูมิสีต่ำเหมาะกับงานที่ไม่ต้องการความส่งสว่างมาก เช่น ไฟถนน ไฟบริเวณ ซึ่งต้องการความส่องสว่างประมาณ 5-30 ลักซ์ และอายุการใช้งานประมาณ 24,000 ชม มีขนาดวัตต์ 50 70 100 150 250 400 และ 1,000 วัตต์

1.3.2.5 หลอดปรอทความดันไอสูง หรือที่ชาวบ้านเรียกว่าหลอดแสงจันทร์ และมีประสิทธิผลสูงพอกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ คือ มีประสิทธิผลประมาณ 50-80 ลูเมนต่อวัตต์ แสงที่ออกมามีความถูกต้องของสีประมาณ 60 % ส่วนใหญ่ใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์เมื่อต้องการวัตต์สูงๆในพื้นที่ที่มีเพดานสูง อุณหภูมิสีประมาณ 4,000-6,000 เคลวิน แล้วแต่ชนิดของหลอด และอายุการใช้งานประมาณ 8,000-24,000 ชม มีขนาดวัตต์ 50 80 125 250 400 700 และ 1,000 วัตต์

1.3.2.6 หลอดเมทัลฮาไลด์ หลอดเมทัลฮาไลด์ก็เหมือนกับหลอดปล่อยประจุอื่นๆ แต่มีข้อดีที่ว่ามีสเปกตรัมแสงทุกสี ทำให้สีทุกชนิดเด่นภายใต้หลอดชนิดนี้ นอกจากความถูกต้องของสีสูงแล้ว แสงที่ออกมาก็อาจมีตั้งแต่ 3,000-4,500 เคลวิน (ขึ้นอยู่กับขนาดของวัตต์) ส่วนใหญ่นิยมใช้กับสนามกีฬาที่มีการถ่ายทอดโทรทัศน์ มีอายุการใช้งานประมาณ 6,000-9,000 ชม และมีขนาดวัตต์ 100 125 250 300 400 700 และ 1,000 วัตต์

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา Professional Practice
โดย น.ส.นารดา อรุณรัศมีวงศ์ 53020044
สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง