Ngày 22 tháng 4 năm 2024
Thiết kế chiếu sáng LED: Cách tối ưu hóa việc áp dụng các thiết bị chiếu sáng trên cao để giảm thiểu sự khó chịu
Nghiên cứu gần đây được công bố vào tuần trước trên LEUKOS, Tạp chí của Hiệp hội Kỹ thuật Chiếu sáng, cung cấp những hiểu biết mới về việc tối ưu hóa hệ thống chiếu sáng LED trên cao nhằm nâng cao sự thoải mái mà không ảnh hưởng đến chất lượng chiếu sáng. Nghiên cứu được viết bởi Belal AbboushiNaomi J. Miller, Eduardo Rodriguez-Feo Bermudez, Lia IrvinVà Michael Royer sau đó Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương ở Portland, Oregon, nghiên cứu cách phân bổ công suất quang phổ (SPD) và độ chói nền ảnh hưởng đến chỉ số vị trí của nguồn LED, ảnh hưởng đến nhận thức độ chói trong các môi trường khác nhau như văn phòng và không gian công cộng.
Nghiên cứu có tiêu đề Chỉ số vị trí của nguồn sáng LED trên cao dưới sự phân bổ công suất quang phổ và độ sáng nền khác nhau, đồng thời khám phá chỉ số vị trí, một thước đo đánh giá tác động của nguồn sáng dựa trên vị trí của nó so với đường ngắm của người quan sát.
Như Tiến sĩ Abboushi đã tóm tắt trong một bài đăng gần đây trên LinkedIn: “Theo truyền thống, người ta tin rằng các nguồn sáng ở góc trên 55° không gây chói và do đó bị bỏ qua trong các mô hình chói. Tuy nhiên, những phát hiện từ thí nghiệm gần đây của chúng tôi thách thức quan điểm này, tiết lộ rằng các nguồn sáng trên cao nằm ở góc 60° hoặc 80° so với đường ngắm thực sự có thể cảm nhận được và chỉ số vị trí của chúng có thể định lượng được.”
Dưới đây là một số kết quả nghiên cứu:
Điều chỉnh công suất quang phổ
Phân phối năng lượng quang phổ (SPD) là một yếu tố quan trọng liên quan đến công nghệ LED. SPD đề cập đến sự phân bổ năng lượng qua các bước sóng ánh sáng khác nhau do một nguồn phát ra, về cơ bản xác định thành phần màu của ánh sáng. Đặc tính này của đèn LED có thể được điều chỉnh để thay đổi màu sắc và cường độ ánh sáng cảm nhận được. Về mặt thực tế, thao tác SPD liên quan đến việc điều chỉnh sự cân bằng của bước sóng—đặc biệt là quang phổ ánh sáng xanh—mà đèn LED phát ra. Điều này rất quan trọng vì độ nhạy của mắt người thay đổi theo các bước sóng khác nhau và một số quang phổ nhất định có thể gây khó chịu về thị giác hơn những quang phổ khác.
Theo nghiên cứu gần đây, có thể giảm bớt độ chói khó chịu từ hệ thống đèn LED trên cao bằng cách điều chỉnh SPD để giảm phát thải ánh sáng xanh. Sự hiện diện của ánh sáng xanh thường liên quan đến nhận thức về độ chói cao hơn, dẫn đến cảm giác khó chịu trong những môi trường như văn phòng, nơi mọi người tiếp xúc trong thời gian dài. Bằng cách điều chỉnh đèn LED để phát ra nhiệt độ màu ấm hơn với lượng ánh sáng xanh ít hơn, các nhà thiết kế ánh sáng có thể đạt được lợi ích kép: giảm nguy cơ chói lóa khó chịu trong khi vẫn cung cấp đủ ánh sáng cho công việc. Cách tiếp cận này không chỉ nâng cao sự thoải mái về mặt thị giác mà còn góp phần duy trì các khía cạnh chức năng của ánh sáng cần thiết cho cả hiệu quả làm việc và sự an toàn trong các môi trường khác nhau.
Chỉ số vị trí: Vị trí đèn LED chiến lược
Nghiên cứu khám phá chỉ số vị trí, một thước đo đánh giá tác động của nguồn sáng dựa trên vị trí của nó so với đường ngắm của người quan sát.
Các nhà nghiên cứu phác thảo tầm quan trọng của số liệu này trong việc xác định các góc dọc và ngang tối ưu cho việc lắp đặt đèn LED nhằm giảm thiểu độ chói trực tiếp. Bằng cách điều chỉnh các góc này, các nhà thiết kế ánh sáng có thể nâng cao đáng kể sự thoải mái về thị giác, giảm căng thẳng cho mắt do độ sáng quá mức. Vị trí chiến lược này không chỉ cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn góp phần vào các mục tiêu rộng lớn hơn về hiệu quả năng lượng và khả năng thích ứng với môi trường trong thiết kế chiếu sáng.
Sửa đổi độ sáng nền
Trong môi trường có ánh sáng LED nổi bật, cảm nhận ánh sáng chói bị ảnh hưởng bởi độ chói của nền. Khi độ chói của nền quá cao hoặc quá thấp so với độ sáng của nguồn sáng đều có thể gây khó chịu và làm giảm chất lượng cảm nhận thị giác. Bằng cách kiểm soát cẩn thận mức độ chói của môi trường xung quanh, chẳng hạn như điều chỉnh ánh sáng xung quanh để tạo sự cân bằng giúp giảm độ chói và tăng cường sự thoải mái, các nhà thiết kế ánh sáng có thể cải thiện trải nghiệm của người dùng ở cả nơi làm việc và khu vực công cộng.
Ngoài ra, việc triển khai hệ thống chiếu sáng thích ứng mang lại một giải pháp công nghệ tiên tiến để quản lý độ chói. Các hệ thống này tự động điều chỉnh cường độ và đặc tính của ánh sáng dựa trên sự thay đổi độ chói của nền theo thời gian thực. Khả năng điều chỉnh động này không chỉ giúp duy trì sự thoải mái nhất quán về thị giác mà còn góp phần tiết kiệm năng lượng bằng cách điều chỉnh lượng ánh sáng đầu ra khi cần thiết, đảm bảo ánh sáng không quá gắt cũng không quá mờ trong các điều kiện môi trường nhất định.
Sử dụng mô hình dự đoán
Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng các mô hình dự đoán có thể là khía cạnh quan trọng của thiết kế chiếu sáng hiện đại, đặc biệt là khi nói đến việc giảm thiểu tác động tiêu cực của ánh sáng chói khó chịu từ các thiết bị LED trên cao. Những mô hình này là những công cụ tinh vi giúp đánh giá độ chói tiềm ẩn bằng cách phân tích một số biến số ảnh hưởng đến sự thoải mái về thị giác. Các yếu tố chính bao gồm độ chói của nguồn chói, là cường độ của nó mà mắt người cảm nhận được; kích thước của nguồn chói, ảnh hưởng đến cách phân bổ ánh sáng trên tầm nhìn của người quan sát; và độ chói của nền, ám chỉ độ sáng của môi trường xung quanh.
Bằng cách tích hợp các thông số này, các mô hình dự đoán độ chói cho phép các nhà thiết kế đặt các thiết bị LED một cách chiến lược theo cách giảm thiểu sự khó chịu trong khi vẫn đảm bảo đủ ánh sáng cho không gian dự định.
Nghiên cứu mới này đóng góp đáng kể cho lĩnh vực này bằng cách cung cấp các chiến lược khả thi có thể được sử dụng để thiết kế môi trường chiếu sáng thoải mái và hiệu quả hơn. Nghiên cứu chỉ ra rằng các thiết kế chiếu sáng trong tương lai có thể được hưởng lợi từ những hiểu biết này, có khả năng dẫn đến các ứng dụng cải tiến của công nghệ LED ưu tiên cả hiệu quả sử dụng năng lượng và sự thoải mái cho thị giác.