Bộ đèn là một hệ thống chiếu sáng hoàn nhất bao gồm một hoặc nhiều đèn cùng với các bộ phận khác đề phân bố áng sáng, định vị, bảo vệ đèn và nối đèn với nguồn điện. Tên gọi “bộ đèn” thường hay nhầm lẫn với “chóa đèn”.
Chóa đèn là phần tử cấu trúc của bộ đèn bao gồm những bộ phận dùng để phân bố ánh sáng, định vị và bảo vệ đèn, để lắp đặt và hỗ trợ chấn lưu, lắp đặt dây nối đèn và chấn lưu với nguồn điện. Chóa đèn bao gồm chấn lưu nhưng không bao gồm đèn. Nói cách khác, đèn cộng với chóa đèn tạo nên bộ đèn.
Mục đích của bộ đèn là cung cấp ánh sáng cho các mục đích khác nhau. Một bộ đèn có những đặc trưng sau:
- Hình học của chóa đèn.
- Phổ đặc trưng của đèn.
- Cường độ.
- Phân bố ánh sáng và tiêu thụ năng lượng.
Chiếu sáng có thể phân chia thành ba loại khác nhau: chiếu sáng chung, chiếu sáng chuyên dụng và chiếu sáng có mục đích. Chiếu sáng chung là kiểu cung cấp ánh sáng cho một khu vực chọn trước với một độ rọi nhất định cho phép nhìn và di chuyển trong khu vực đó. Chiếu sáng chuyên dụng cho phép những hoạt động của thị giác cường độ cao một cách tiện nghi. Thông thường đó là kiểu chiếu sáng với độ rọi cao cho một vùng nhỏ. Chiếu sáng có mục đích thường dùng cho các mục đích trang trí, dùng để tạo tâm lý, tăng kịch tính hoặc làm nổi bật một vài đặc tính của không gian chiếu sáng.
Mục đích chính của chiếu sáng tiện ích là nhằm đạt được đặc trưng màu tốt hơn, mức sáng dễ chịu hơn, tiết kiệm từ 25% đến 30% hoặc hơn nữa năng lượng điện, ngoài ra còn hạn chế ô nhiễm chiếu sáng bao gồm độ lóa cao, chiếu quá độ rọi và chiếu hắt lên trời quá nhiều.
Việc thiết kế, chế tạo và lắp đặt bộ đèn phải nhằm mục đích hỗ trợ và cải thiện nguồn sáng.
Hiện nay có nhiều kiểu của bộ đèn. Nhóm chính bao gồm các bộ đèn trang trí, ở đó việc hiện diện của bộ đèn còn quan trọng hơn cả ánh sáng mà nó phát ra. Một nhóm khác là các bộ đèn kiểu kiến trúc dùng cho chiếu sáng công cộng. Chất lượng ánh sáng của loại bộ đèn này quan trọng hơn những đặc điểm trang trí của nó.
Đưới đây là những đề nghị dùng làm cơ sở để phân loại các bộ đèn nói chung:
- Chiếu sáng điểm và rọi xuống dưới
- Chiếu trong phòng tắm
- Chiếu sáng trên dưới
- Chiếu sáng chung Chiếu sáng trên cao
- Chiếu sáng chuyên dụng
- Chiếu sát mặt đất
- Chiếu pha
- Chiếu rọi từ lòng đất
- Chiếu lối đi
- Chiếu đường đại lộ và cao tốc
- Chiếu ngoài trời nói chung
- Chiếu dưới nước
- Chiếu chỉ dẫn các trường hợp khẩn
- Chiếu dùng cáp quang
- Chiếu sáng phản xạ thứ cấp
- Chiếu gây hiệu ứng rọi đặc biệt
- Chiếu các đường ngầm
Lĩnh vực chiếu sáng công cộng cần nhiều kiểu đèn khác nhau, chúng có thể phân loại theo các nhiều tiêu chí, thí dụ tiêu chí tĩnh tại, tiêu chí dịch chuyển, tiêu chí cấu trúc của bộ đèn. Ta xem xét việc phân loại các bộ đèn tỷ mỷ hơn ở duới đây.
PHÂN LOẠI BỘ ĐÈN
BỘ ĐÈN TĨNH TẠI
Bộ đèn kiểu tĩnh tại là một phần quan trọng của chiếu sáng công cộng. Đôi khi hệ thống có khả năng thay đổi hướng chiếu sáng nhưng việc lắp đặt cố định thường có nghĩa là hướng chiếu sáng đã được xác định. Bộ đèn tĩnh tại được phân loại tiếp tục theo các đặc trưng và thiết kế của bộ đèn.
Chiếu rọi xuống
Giống như ngụ ý bao hàm trong tên gọi, kiểu chiếu sáng này hướng chủ yếu ánh sáng thẳng đứng xuống dưới. Có thể dùng nhiều loại đèn cho kiểu chiếu sáng này. Thông thường ta dùng những nguồn sáng thu gọn như đèn sợi đốt, đèn halogen, đèn HPS và đèn huỳnh quang thu gọn.
Đèn chiếu rọi xuống thông thường được gắn lên trần nhà hay trên cột. Chúng có thể chôn lẩn khiến chỉ có thể nhận ra chúng thông qua ánh sáng mà chúng phát ra. Tuy vậy chúng có thể gắn trên bề mặt hoặc treo bằng dây. Ở hành lang và ngoài trời loại bộ đèn này được gắn lên tường. Chúng cũng thường được gắn lên trần nhà để chiếu rọi lên nền nhà hoặc những mặt nằm ngang khác và trên nhữmg mặt đứng – thí dụ trên tường – ánh sáng mà kiểu đèn này tạo ra có dạng hyperbol (dạng con sò).
Chiếu rọi xuống có nhiều dạng phân bố ánh sáng. Bộ đèn chiếu rọi xuống có chùm sáng nhỏ chỉ chiếu sáng cho một diện tích nhỏ nhưng lại gây ra một vài vấn đề liên quan đến lóa mắt do góc cắt của chúng hẹp (hình H. IV.1). Một số bộ đèn kiểu này có thêm các bộ phận che phụ để giảm lóa. Trong trường hợp các bộ đèn có lớp phản xạ ánh sáng mờ góc cắt của đèn trùng với góc cắt của bộ đèn và bằng cách đó ngưòi ta chế tạo các bộ đèn tối ưu cả về phân bố ánh sáng góc rộng và về thông lượng ánh sáng phát ra (hình H. IV.2-4).
Chiếu sáng rọi xuống hai tiêu điểm
Là loại có những đặc trưng giống như loại đèn chiếu rọi xuống vừa nói ở trên nhưng chúng có lớp phản xạ hình dạng đặc biệt (hình H. IV.5) cho phép hiệu suất phát ánh sáng cao ngay cả khi góc mở nhỏ.
Chiếu sáng xuống – ngang
Loại này có phân bố ánh sáng không đối xứng (fig. IV.6), cho phép không chỉ chiếu rọi xuống thẳng dưới mà còn chiếu lên tường. Chúng thường được dùng để tạo ánh sáng đồng đều trên mặt tường và bổ xung thêm cho chiếu sáng mặt nằm ngang. Phụ thuộc tùy loại sử dụng, kiểu chiếu sáng này dùng để chiếu một phần của tường, một góc không gian hoặc hai phần đối xứng của tường.
Chiếu rọi định hướng
Dùng để chiếu sáng có trọng điểm những vùng hoặc những vật đặc biệt. Do có khả năng chiếu rê nên chúng được dùng trong các chiếu sáng chuyên dụng. Phân bố ánh sáng của chúng thay đổi từ hẹp đến vừa (hình H. IV.7).
Chiếu sáng rọi xuống có thoát nhiệt
Đây là bộ đèn chiếu xuống có dòng khí vào ra (hình H. IV.8). Chúng vừa chiếu sáng vừa điều hòa không khí, tạo nên một thiết kế hài hòa.
Chiếu sáng rọi lên
Ngược với loại chiếu xuống, loại này chiếu ánh sáng hắt lên trên (hình H. IV.9). Chúng được dùng để chiếu sáng trần, để chiếu sáng gián tiếp do phản xạ từ trần. Bộ đèn chiếu sáng lên trên được gắn trên sàn hoặc trên tường. Chiếu sáng lên – xuống là tổ hợp của hai loại chiếu sáng trong cùng một chóa đèn. Những bộ đèn tổ hợp này dùng để chiếu cùng lúc cả trần và sàn hoặc để chiếu tường dùng ánh sáng phản xạ.
Bộ đèn có mái che
Loại bộ đèn này (thí dụ xem hình H. IV.10,11) được thiết kế cho những nguồn sáng dài như đèn huỳnh quang hoặc đèn huỳnh quang thu gọn. Tên gọi của chúng gắn liền với các bộ phận chống lóa, thí dụ như mái che, bộ phản chiếu điều khiển ánh sáng chống lóa, bộ khuyếch tán ánh sáng. Khi dùng chung với các đèn thông lượng ánh sáng thấp loại đèn này lại càng làm giảm thông lượng. Thông thường chúng có phân bố chùm ánh sáng rộng, do vậy chúng chỉ để dùng để chiếu sáng các diện tích lớn. Bộ đèn mái che thường dài có mặt cắt hình chữ nhật (cho đèn huỳnh quang ống dài); kiểu hình vuông và tròn dùng cho đèn huỳnh quang thu gọn. Giống như kiểu chiếu rọi xuống, loại bộ đèn này có thể gắn lên tường, gắn vào hốc tường hoặc treo trên dây.
Ở dạng chuẩn, bộ đèn có mái che có phân bố ánh sáng đối xứng trục. Chúng có góc cắt từ 30° đến 40° và có những đặc trưng của chùm sáng khác nhau, vì vậy có thể lựa chọn phân bố ánh sáng và khả năng chống lóa để đáp ứng những yêu cầu cụ thể.
Nếu cần giảm phản xạ đỡ gây lóa mắt thì có thể dùng bộ đèn mái che có phân bố ánh sáng theo từng đoạn. Chúng phát ánh sáng tại góc nhỏ khiến phần ánh sáng có thể gây lóa là rất ít. Lóa trực tiếp gây bởi bộ đèn mái che có thể điều khiển theo nhiều cách. Cách đơn giản nhất là dùng mái che kiểu chống loá để phân bổ ánh sáng. Hiệu suất của bộ đèn sẽ tốt hơn nếu dùng mái che điều khiển đ-ợc ánh sáng. Những mái che này có phần đuôi đ-ợc làm bóng lộn hoặc làm mờ. Mái che đuôi mờ sẽ tạo ra ánh sáng đồng đều nh- ánh sáng của trần nhà. Mái che đuôi bóng gây cảm giác tối đi trong vùng của góc cắt nh-ng đôi khi chúng tạo ra những phản xạ không cần thiết. Ngoài ra để điều khiển ánh sáng của bộ đèn mái che có thể dùng lớp phản xạ kiểu lăng kính.
Bộ đèn mái che không đối xứng
Chúng phát ánh sáng chỉ về một hướng. Có thể dùng chúng để tạo ánh sáng đồng nhất chiếu lên t-ờng hoặc để tránh lóa mắt bởi ánh sáng chiếu từ cửa ra vào và cửa sổ. Thí dụ nên dùng chúng để chiếu sáng các căn phòng máy tính. Chúng có góc cắt ít nhât là 30° dọc theo trục chính và độ rọi trong khoảng không gian của góc cắt không được vượt quá 200 cd/m2. Vì vậy trong những trường hợp này chúng thường có các mái che có độ phản xạ cao. Nếu màn hình của máy tính có độ tương phản lớn thì độ rọi của chiếu sáng trong căn phòng máy tính lại cần phải lớn hơn, trong những trường hợp thật cần thiết, góc cắt của bộ đèn có thể cần phải tăng đến 40°.
Bộ đèn mái che chiếu sáng trực tiếp và gián tiếp
Bộ đèn loại này đ-ợc treo trên trần nhà hoặc gắn trên t-ờng. Chúng chiếu một phần trực tiếp lên mặt nằm ngang ở d-ới đèn và đồng thời chiếu lên trần và tạo ánh sáng khuyếch tán. Hình H. IV.12 biểu diễn phân bố ánh sáng của bộ đèn mái che chiếu sáng trực tiếp và gián tiếp.
BỘ ĐÈN CHUYỂN DỊCH
Ngược với bộ đèn tĩnh tại, bộ đèn chuyển dịch có thể dùng trong rất nhiều vị trí khác nhau. Chúng hay được dùng trong các hệ thống chiếu sáng dịch chuyển theo rãnh. hay trong hệ thống chiếu sáng nói chung. Bộ đèn loại này cho phép thay đổi hướng chiếu sáng, chúng không bị gắn chặt với một hướng cho trước nhưng có thể định vị trong những trường hợp cần thiết.
Bộ đèn pha là dạng thông dụng nhất của các bộ đèn dịch chuyển (hình H. IV.13). Chúng chiếu sáng một vùng không gian hạn chế, chủ yếu chỉ dùng để chiếu sáng trọng điểm. Do có thể dễ dàng trong việc định vị và định hướng chiếu sáng, loại bộ đèn này có thể thay đổi vị trí để đáp ứng nhiều yêu cầu.
Bộ đèn pha có nhiều góc mở khác nhau và chúng sử dụng nhiều nguồn sáng khác nhau. Do mục đích chính là tạo ra chùm sáng nhỏ, các nhà thiết kế có khuynh hướng chọn những nguồn sáng gọn nhỏ như đèn sợi đốt, đèn halogen, HPS và đôi khi cả đèn huỳnh quang thu gọn. Bộ đèn pha có chùm sáng rộng thường sử dụng những nguồn sáng như đèn halogen hai đầu, HPS hoặc đèn huỳnh quang thu gọn. Những nguồn sáng khác như đèn halogen thế thấp hoặc đèn halide dùng để tạo chùm sáng tập trung hơn. Bộ đèn pha dùng các bộ phản xạ hoặc đèn có tráng lớp phản xạ. Một số kiểu đèn loại này dùng kính hội tụ hoặc kính Fresnel để thay đổi góc chiếu của chùm ánh sáng. Bộ đèn pha với hệ thống hướng tia cho phép tạo ra nhiều chùm sáng với những góc không gian khác nhau. Ngoài ra những bộ đèn loại này dễ dàng trang bị thêm các phần tử trợ giúp khác như kính phân kỳ, kính có ảnh điêu khắc, kính lọc màu, kính lọc tia cực tím và hồng ngoại và các phụ trợ chống lóa mắt như cửa che, ống hướng tia hình trụ, màng ngăn nhiều xoáy rỗng hoặc màn chắn kiểu răng lược.
BỘ ĐÈN PHẢN XẠ THỨ CẤP
Việc sử dụng rộng rãi máy tính hiện nay làm xuất hiện một nhu cầu rất lớn về cải thiện tiện nghi nhìn, trước hết có liên quan đến việc hạn chế sự lóa mắt trực tiếp và những hiệu ứng lóa mắt bất tiện nghi khác. Có thể hạn chế lóa mắt dùng những hệ thống chiếu sáng không trực tiếp, thí dụ như ánh sáng gián tiếp sẽ chiếu sáng trần nhà mà không gây lóa. Ngoài ra còn có những kiểu chiếu sáng khác nữa tuy kém hiệu quả hơn và khó điều khiển hơn, tất cả chúng sẽ giúp tạo ra một môi trường sáng khuyếch tán, đồng nhất trong toàn bộ không gian được chiếu sáng. Để tạo ra ánh sáng vi sai và cung cấp thành phần chiếu sáng trực tiếp, ta có thể phối hợp hai thành phần chiếu sáng trực tiếp và gián tiếp thành hệ thống chiếu sáng hai thành phần (hình H. IV.14). Hệ thống này có thể bao gồm chiếu sáng chuyên dụng và chiếu sáng xuống – ngang tính từ trần. Mới đây, việc dùng lớp phản xạ thứ cấp đã góp phần điều khiển các chùm sáng một cách toàn diện hơn. Điều này có nghĩa rằng trần nhà thường là vật phản xạ với hệ số phản xạ khó điều khiển nay sẽ được phản xạ theo ý muốn định trước. Sử dụng màn phản xạ sơ và thứ cấp cho phép tạo ra bộ đèn hoàn hảo hơn, chúng có thể phát chỉ toàn ánh sáng gián tiếp hoặc tổ hợp ánh sáng trực tiếp và gián tiếp với các tỷ lệ khác nhau. Điều này đảm bảo chất lượng cao của sự nhìn tiện ích ngay cả trong trường hợp dùng những nguồn sáng cường độ cao như đèn halogen hoặc đèn halide.
HỆ THỐNG CÁP QUANG
Ống dẫn ánh sáng (hình H. IV.15) cho phép truyền ánh sáng trên độ dài lớn và theo các đường dẫn hình dạng khác nhau. Nguồn sáng có thể cách rất xa đầu phát ánh sáng. Cáp quang được dùng tại những chỗ mà không thể lắp đặt được những đèn truyền thống do các lý do về kích thước, về an toàn lao động hoặc do chi phí bảo dưỡng quá cao. Do đầu phát sáng có kích thước rất nhỏ nên cáp quang được sử dụng rất hiệu quả để làm các nguồn sáng chiếu rọi xuống kích thước nhỏ, để dùng trong các mục đích trang trí tạo các hiệu ứng sao rơi từ bầu trời.
