Tệp dữ liệu IES / Thiết kế chiếu sáng – Giới thiệu và ứng dụng của TS Lê Hải Hưng

Tệp dữ liệu IES – Giới thiệu và ứng dụng của TS Lê Hải Hưng, giảng viên ĐH BK Hà Nội, UVBCH, Ban Khoa học – Công nghệ Hội Chiếu sáng VN đã được tạp chí Ánh sáng và Cuộc sống đăng tải vào số báo đặc biệt Tháng 4/2017, nhân dịp Hội thảo KH-CN chiếu sáng toàn quốc năm 2017. Kể từ đó đến nay, Tòa soạn liên tục đượCthông tin của các đọc giả là cán bộ kỹ thuật, nhà khoa học, các chuyên gia về lĩnh vực chiếu sáng, đặc biệt là các Hội viên Hội CSVN trong ngoài nước đề nghị đăng, tái bản để bạn đọc có cơ sở tham khảo, nghiên cứu đưa vào ứng dụng thực tế trong các hoạt động liên quan đến chiếu sáng. Theo đề nghị trên, tác giả đã có chỉnh sửa, làm rõ một số nội dung mà bạn đọc yêu cầu, đồng ý cho đăng tải lại bài báo với hy vọng có thể giúp, đáp ứng được những yêu cầu về thông tin mà độc giả mong đợi.

Thông tin cơ bản về tệp IES

IES file là tên viết tắt của cụm từ Illumination Engineering Society, là tệp dữ liệu trắc quang được xây dựng dưới dạng một tệp chạy. Tệp IES chứa tất cả các thông tin của bộ đèn và phân bố cường độ sáng của nó. Tệp IES là menu của các phần mền thiết kế chiếu sáng thông dụng và nổi tiếng Dialux và Relux. Tệp IES có thể được trích xuất từ một file kết quả đo của các máy góc kế quang học tự động (Goniophotometer) hoặc có thể xây dựng thông qua các phép đo tay.

IES file được coi là “Chứng minh thư của bộ đèn” và là một tài liệu đính kèm của sản phẩm chiếu sáng trong các giao dịch thương mại.

Phần sau đây giới thiệu một tệp IES được xây dựng tại Phòng Thí nghiệm Vậy lý và Kỹ thuật ánh sáng, Viện Vật lý kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội cho bộ đèn LED Halumos do Công ty Hapulico chế tạo.
Trước hết muốn sử dụng được tệp IES, cần tải phần mềm iesviewer tại trang web www.photometricviewer.com. Mở phần mềm IES viewer tìm tới thư mục chứa tệp IES ta được giao diện như hình 1.

Hình 1. Giao diện phần mềm IES viewer

Trang đầu tiên của tệp IES có chứa hai đường cong phân bố cường độ sáng trong hai mặt phẳng C0 – C180 và C90 – C270. Ta cũng dễ dàng tìm được các thông tin như, công suất của bộ đèn là 150 W, quang thông của bộ đèn là 15.147 lm, cường độ sáng cực đại của bộ đèn là 7.396,5 cd… Ta cũng tính được hiệu suất phát quang của bộ đèn này là 101 lm/W.
Nhấp chuột vào ký hiệu bóng đèn trên giao diện, ta sẽ được hình 2 với một trường sáng mô phỏng trong mặt phẳng tương ứng. Đặt chuột vào biểu tượng trên thang chia độ của hình 1 rồi dịch chuyển ta sẽ thấy sự biến đổi đồng thời giữa các mặt phẳng và trường sáng mô phỏng trong mặt phẳng ấy.

Hình 2. Trường sáng mô phỏng trong một mặt phẳng của bộ đèn.

Nhấp chuột vào vị trí của đường cong phân bố cường độ sáng, ta có thể tìm được cường độ sáng ở một góc bất kỳ trong một mặt phẳng nào đó như hình 3.

Hình 3. Vị trí góc γ = 32o trong mặt phẳng C 35o, cường độ sáng có giá trị 5124 cd

Ta cũng có thể tìm được tệp số liệu đo (hình 4) bằng cách click vào biểu tượng tệp IES của bộ đèn. Số lượng điểm đo phụ thuộc vào cách chọn số lượng mặt phẳng kinh tuyến của bộ đèn và số lượng góc đo trong một mặt phẳng ấy.

Hình 4. Tệp số liệu các điểm đo

Cuối cùng, ta có thể biết được hệ thống các đường đẳng độ rọi (quỹ tích của những điểm có cúng độ rọi) của bộ đèn trong một mặt phẳng nào đó (mặt đường chẳng hạn) mà không có ánh sáng ký sinh từ các nguồn sáng khác (hình 5).

Hình 5. Các đường cong đẳng độ rọi của bộ đèn khi chiếu xuống một mặt phẳng trong một điều kiện cho trước là mặt đường.

Ứng dụng thực tế của tệp IES

Như đã nói, khi có tệp IES chúng ta sẽ biết được mọi thông tin về quang học của bộ đèn mà “không cần sờ vào hiện vật” Như đã nói, tệp IES chính là menu cho các ứng dụng thiết kế chiếu sáng trên máy tính (sẽ được trình bày trong những bài viết sau). Trong phần này, chúng ta tìm hiểu những ứng dụng trực quan nhất của tệp IES.
Trước hết, nhìn vào cấu trúc của các đường đẳng độ rọi (hình 5), người thiết kế chiếu sáng có thể ước lượng khá chính xác được hai thing tin cơ bản là độ cao và khoảng cách các cột.

Trong trường hợp cần tính toán cụ thể, các bước được tiến hành như sau:

• Giả sử dùng bộ đèn nói trên thắp sáng một cung đường. Giả thiết cột cao h = 10m, mặt đèn nằm ngang. Muốn tính độ rọi ngay dưới chân cột đèn ta làm như sau:
• Click chuột vào góc 00 của mặt phẳng 00, ta có cường độ sáng I = 4200cd. Ta tính được độ rọi tại chân cột trong điều kiện không có ánh sáng ký sinh là: E = I/h2 = 4200/102 = 42 lux.
• Nếu chọn hệ số phản xạ của mặt đường ρ = 0,25, ta tính ngay được độ chói của điểm này là:
  L = ρE/π = (0,25 x 42)/3,14 = 3,34 cd/m2
• Ta thấy số liệu này vượt quá TCVN (2,5 cd/m2 đối với đường cao tốc). Trong trường hợp này, người thiết kế có thể lựa chọn cột đèn cao hơn.
• Với cách làm trên, ta có thể tính được độ rọi và từ đó tính được độ chói của bất kỳ điểm nào trong trường sáng của đèn.

Chú ý: IES file chính là tài liệu đi kèm của bộ đèn. Hiện tại do chưa biết, nên người mua hàng Việt Nam thường quên mục này nên đã không tự đánh giá được chất lượng cũng như các thông số quang học cơ bản của bộ đèn và đương nhiên sẽ không thể có dữ liệu để tiến hành thiết kế chiếu sáng trên máy tính. Vì vậy, khi mua đèn, dù ở bất kỳ nhà cung cấp nào người mua cũng phải yêu cầu được cung cấp IES file của nó vì đó là quyền lợi của khách hàng.Hãy tin rằng, một bộ đèn không có IES file thì chắc chắn nó không phải sản phẩm của một nhà sản xuất uy tín.

TS. Lê Hải Hưng, ĐHBK HN

(Ban KHCN Hội CSVN)

Nguồn: Ánh sáng và Cuộc sống

Tiến sĩ Lê Hải Hưng nguyên là giảng viên Viện Vật lý kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội. Ông hiện là thành viên Ban Khoa học công nghệ, Hội Chiếu sáng Việt Nam.

Hình ảnh trong bài viết TS. Lê Hải Hưng, Đại học Bách khoa Hà Nội tại Hội thảo “Năng lượng mặt trời tại Việt Nam: Tích hợp với mạng lưới điện: Cơ hội và Thách thức”.

Hình ảnh trong bài viết Tiến sĩ thương binh nặng lòng với ngư dân