Công thức tính toán thiết kế chiếu sáng nhà xưởng CHUẨN

Ánh sáng trong nhà xưởng không chỉ là yếu tố hỗ trợ, mà còn quyết định đến năng suất, chất lượng và an toàn lao động. Việc thiết kế chiếu sáng nhà xưởng đúng chuẩn và tính toán chiếu sáng nhà xưởng hợp lý sẽ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và tối ưu hiệu quả sản xuất. Bài viết này sẽ hướng dẫn cách làm một cách khoa học và thực tiễn.

1. Tại sao phải tính toán thiết kế chiếu sáng nhà xưởng?

Việc tính toán và thiết kế chiếu sáng cho nhà xưởng không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lao động, an toàn sản xuất và hiệu quả kinh tế. Cụ thể:

1.1. Đảm bảo đủ độ rọi tiêu chuẩn

• Mỗi khu vực sản xuất có yêu cầu độ sáng (lux) khác nhau: lắp ráp, kiểm tra sản phẩm, vận hành máy,...
• Thiếu ánh sáng gây mỏi mắt, sai sót trong thao tác; quá sáng lại gây chói, khó chịu.
• Thiết kế chuẩn giúp đảm bảo chiếu sáng đồng đều, đúng tiêu chuẩn TCVN/IEC.
• Để đảm bảo tiêu chuẩn về độ rọi, người dùng nên sử dụng đèn LED thay thế cho hệ thống bóng cao áp sodium, halogen, meta halide cũ. 

1.2. Tối ưu hóa chi phí đầu tư và vận hành

• Tính toán chiếu sáng giúp lựa chọn đúng số lượng đèn, công suất, vị trí lắp đặt.
• Tránh lắp dư gây lãng phí điện và chi phí ban đầu, hoặc thiếu gây hiệu suất kém.
• Giúp tiết kiệm điện năng lên đến 30–50% khi kết hợp với công nghệ LED và điều khiển thông minh.

1.3. Đảm bảo an toàn lao động

• Hệ thống chiếu sáng phù hợp giảm rủi ro tai nạn do thiếu tầm nhìn, bóng tối, lóa sáng.
• Đặc biệt quan trọng với nhà xưởng cơ khí, sản xuất nặng, vận hành máy móc nguy hiểm.

Việc lựa chọn các loại bóng đèn công nghiệp phù hợp với môi trường nhà xưởng là yếu tố then chốt để vừa đảm bảo an toàn, vừa tối ưu hiệu suất chiếu sáng.

1.4. Nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm

• Ánh sáng tốt giúp công nhân làm việc tập trung hơn, chính xác hơn, ít sai lỗi.
• Góp phần cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu suất lao động tổng thể.

1.5. Tuân thủ quy định kỹ thuật và môi trường làm việc

• Chiếu sáng nhà xưởng là một phần trong bộ tiêu chuẩn về môi trường lao động (TCVN 7114-1:2008).
• Là tiêu chí để kiểm định chất lượng nhà máy, đạt chứng nhận ISO, hoặc vượt qua các đợt đánh giá an toàn từ đối tác.

Tính toán thiết kế chiếu sáng nhà xưởng là bước bắt buộc để đảm bảo độ sáng hợp lý, tiết kiệm điện, nâng cao năng suất và tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật. Một hệ thống chiếu sáng đúng chuẩn không chỉ phục vụ sản xuất mà còn là nền tảng cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp.

2. Công thức tính toán chiếu sáng nhà xưởng

2.1 Công thức tính số lượng đèn

N=(E*A)/(F*UF*LLF)

Trong đó:

• N: Số lượng đèn cần thiết
• E: Độ rọi yêu cầu (lux)
• A: Diện tích khu vực (m²)
• F: Quang thông của một đèn (lumen)
• UF: Hệ số sử dụng ánh sáng
• LLF: Hệ số suy giảm ánh sáng

Ví dụ: với xưởng 500m² cần độ rọi 300 lux, sử dụng đèn 20.000 lumen, UF=0.8, LLF=0.9, thì số đèn cần:

N = (300x500)/(2000x0.8x0.9) ≈ 10.4

Dựa vào tính toán trên, xưởng 500m2 sẽ cần khoảng 11 đèn để đảm bảo ánh sáng

2.2 Cách xác định công suất đèn phù hợp

Tiếp theo, cần tính công suất mỗi đèn dựa trên hiệu suất phát sáng (lm/W). Đây là bước quan trọng để kiểm soát tiêu thụ điện năng.

P = F/η

Trong đó:

• P: Công suất của đèn (W)
• F: Quang thông của đèn (lumen)
• η: Hiệu suất phát sáng của đèn (lm/W), thông thường từ 100 đến 150 lm/W

Ví dụ: Nếu đèn có hiệu suất 130 lm/W:

P=20000/130 = 154W

Với trường hợp này, nên chọn đèn LED nhà xưởng có công suất 150W là đủ đảm bảo chất lượng ánh sáng. 

2.3 Tổng công suất hệ thống chiếu sáng

Áp dụng công thức:

Ptổng =N×P=11×154≈1.694W

Tổng công suất khoảng 1.7kW, là mức hợp lý với diện tích 500 m², đảm bảo độ rọi 300 lux.

Lưu ý: Nên chọn loại đèn có hiệu suất ≥130 lm/W để giảm công suất tiêu thụ và kéo dài tuổi thọ đèn. Nếu không chắc chắn về thông số thực tế, nên yêu cầu đơn vị cung cấp đèn cung cấp chứng nhận thông số kỹ thuật cụ thể.

3. Cách tính toán chiếu sáng cho nhà xưởng

Việc thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cần đảm bảo đủ ánh sáng cho công việc, tiết kiệm điện, an toàn lao động và tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật. Dưới đây là 6 bước cơ bản để tính toán chiếu sáng nhà xưởng:

Bước 1: Xác định mục đích sử dụng

• Mỗi khu vực sản xuất cần mức độ ánh sáng (lux) khác nhau. Ví dụ: khu vực xưởng kiểm tra màu cần ~1000 lux, lắp ráp cơ khí thường chỉ cần ~300–500 lux.
• Ngoài ra cần xác định: nhiệt độ màu (CCT), độ hoàn màu (CRI), chế độ làm việc ngày/đêm và có tận dụng ánh sáng tự nhiên hay không.

Bước 2: Xác định kết cấu nhà xưởng

• Xem xét chiều cao, loại mái, độ rung (có cầu trục không).
• Chọn loại đèn phù hợp: highbay, UFO, đèn pha, đèn gắn vách, v.v.
• Lựa chọn công suất đèn phù hợp theo độ cao treo:
  • 4–6m: đèn 40–100W
  • 8–12m: đèn 120–250W
  • Trên 12m: đèn 250–400W

Gợi ý: Với nhà xưởng cao 4–6m, nên sử dụng đèn công suất trung bình như đèn LED Nhà Xưởng 50w để vừa tiết kiệm điện vừa đảm bảo đủ độ rọi.

Bước 3: Tính số lượng đèn

Áp dụng công thức:

Số đèn = (Etb × S) / (Q × UF × MF)

Trong đó:

• Etb: độ rọi yêu cầu (lux)
• S: diện tích chiếu sáng (m²)
• Q: quang thông 1 đèn (lumen)
• UF: hệ số sử dụng (thường ~0.8)
• MF: hệ số duy trì (thường ~0.8)

Lưu ý: nên dùng đèn LED hiệu suất cao (≥120 lm/W) để tiết kiệm năng lượng.

Bước 4: Bố trí đèn

• Bố trí đèn thành các dãy đều nhau. Khoảng cách giữa các đèn và giữa đèn với tường nên hợp lý (s = khoảng cách đèn → s/2 đến tường).
• Nếu trần cao và có chướng ngại vật (cầu trục, máy móc lớn), dùng đèn pha gắn vách hoặc cột chiếu xiên vào.

Việc cách bố trí đèn nhà xưởng thành các dãy đều nhau với khoảng cách hợp lý giữa các đèn và tường giúp đảm bảo ánh sáng phân bổ đồng đều, không tạo vùng tối hoặc quá sáng cục bộ.

Bước 5: Lựa chọn nhà cung cấp đèn uy tín

• Chọn đèn dùng chip LED và driver chất lượng (Nichia, Osram, Cree, Philips...).
• Đèn có bảo hành từ 2 năm, đủ chứng chỉ chất lượng (CO, CQ, Quatest).
• Nên test ánh sáng thực tế và xem các dự án nhà cung cấp từng thực hiện.

Bước 6: Kiểm tra lại bằng phần mềm chiếu sáng

• Dùng phần mềm như Dialux, Relux để mô phỏng ánh sáng và kiểm tra độ rọi, độ đồng đều thực tế.
• Điều này giúp xác nhận thiết kế phù hợp với không gian và loại đèn đã chọn.

4. Hướng dẫn thiết kế chiếu sáng nhà xưởng chi tiết

4.1 Tiêu chuẩn quy định

Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cần đảm bảo ánh sáng phù hợp với tính chất công việc, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật là bắt buộc trong mọi dự án công nghiệp.

Phạm vi áp dụng bao gồm các nhà xưởng như: cơ khí, lắp ráp, dược phẩm, thực phẩm, kho bãi, xưởng may, và cả các khu phụ trợ như hành lang, văn phòng kỹ thuật.

Các tiêu chuẩn phổ biến gồm: 

• TCVN 7114-1:2008 (chiếu sáng công nghiệp)
• TCVN 7114-3:2008 (nơi làm việc trong nhà)
• Một số tiêu chuẩn quốc tế như IEC, IESNA, EN, JIS với các dự án FDI hoặc yêu cầu cao.

Độ rọi (Lux) là yếu tố quan trọng để xác định mức độ chiếu sáng phù hợp. 

• Khu kho, vận chuyển thường yêu cầu 200–300 lux;
• Xưởng sản xuất cơ bản cần 300–500 lux;
• Khu gia công chính xác và kiểm tra yêu cầu ≥500 lux.

Độ đồng đều ánh sáng phải được duy trì ổn định, với tỷ lệ tối thiểu là 0.7 (Emin/Eavg), giúp tránh mỏi mắt và giảm nguy cơ mất an toàn trong sản xuất.

Chỉ số hoàn màu (CRI) cần đạt tối thiểu 80Ra để đảm bảo khả năng nhận diện màu sắc, đặc biệt quan trọng trong ngành may mặc, in ấn, điện tử.

Nhiệt độ màu (CCT) ảnh hưởng đến cảm nhận thị giác và tâm lý người lao động. 

• Mức 4000K phù hợp cho văn phòng, lắp ráp nhẹ.
• Mức 5000–6500K thích hợp cho các khu sản xuất cần độ tập trung cao.

Chống chói và phân bố ánh sáng hợp lý giúp bảo vệ thị lực và giảm mỏi mắt. Đèn nên có chóa phản quang hoặc kính tán quang để hạn chế ánh sáng chiếu trực tiếp.

Tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng khuyến khích sử dụng đèn LED hiệu suất ≥100 lm/W, tích hợp điều khiển thông minh như cảm biến hoặc hẹn giờ để giảm điện năng tiêu thụ và tăng tuổi thọ thiết bị.

4.2 Quy trình thiết kế chiếu sáng nhà xưởng

Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cần được thực hiện bài bản để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng, tiết kiệm điện và an toàn lao động. Quy trình gồm 6 bước cơ bản:

Bước 1: Phân tích nhu cầu sử dụng

Xác định loại hình sản xuất, mức độ yêu cầu ánh sáng, thời gian vận hành… nhằm lựa chọn đúng tiêu chuẩn độ rọi, CRI và nhiệt độ màu cho từng khu vực.

Bước 2: Bố trí vị trí đèn trên bản vẽ

Dựa vào mặt bằng kiến trúc để xác định vị trí và hướng đèn, đảm bảo ánh sáng đồng đều, tránh bóng đổ và chói lóa cho người lao động.

Đồng thời cần lên kế hoạch cách đi dây điện công nghiệp an toàn để hệ thống vận hành ổn định và dễ bảo trì.

Bước 3: Lựa chọn công suất và loại đèn

Tính toán số lượng đèn dựa trên diện tích, độ rọi và hiệu suất phát sáng. Ưu tiên đèn LED ≥130 lm/W để tiết kiệm năng lượng và đảm bảo tuổi thọ dài.

Bước 4: Kiểm soát độ chói và chống nhấp nháy

Chọn đèn có thiết kế chống chói và chip LED chất lượng để tránh lóa mắt, mỏi mắt và mất tập trung khi làm việc lâu.

Bước 5: Lập kế hoạch bảo trì định kỳ

Dự kiến lịch vệ sinh, kiểm tra và thay thế đèn để đảm bảo độ sáng luôn đạt yêu cầu trong suốt quá trình sử dụng.

Bước 6: Đo kiểm và đánh giá sau lắp đặt

Dùng thiết bị đo lux kiểm tra độ rọi thực tế, đánh giá độ đồng đều và hiệu suất ánh sáng để điều chỉnh kịp thời nếu cần.

Lưu ý: Thiết kế chiếu sáng đúng kỹ thuật có thể giúp giảm 20–30% chi phí vận hành, đồng thời nâng cao hiệu quả và chất lượng sản xuất.

>> Xem thêm: Nguyên lý thiết kế chiếu sáng trong nhà và ngoài nhà

4.3 5 phương pháp thiết kế chiếu sáng cho xưởng phổ biến

Việc chọn đúng phương pháp tính toán chiếu sáng giúp đảm bảo hiệu quả chiếu sáng, tiết kiệm chi phí và đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật tùy theo đặc điểm công trình.

Phương pháp 1: Tính theo hệ số sử dụng (Ksd)

Đây là cách phổ biến và tương đối chính xác, dùng công thức chuẩn để tính số đèn cần thiết dựa trên diện tích, độ rọi, quang thông và hệ số sử dụng. Thích hợp khi đã xác định loại đèn cụ thể.

Dựa vào công thức: N = (E x A)/(F x Ksd x LLF)

Phương pháp 2: Tính độ rọi theo từng điểm

Dựa trên hình học chiếu sáng để xác định độ rọi tại một vị trí cụ thể, áp dụng cho khu vực cần độ chính xác cao như bàn lắp ráp, kiểm định. Áp dụng công thức: 

E = I.cos3 (α)/h2

Trong đó:

• E: độ rọi tại điểm (lux)
• I: cường độ sáng theo hướng chiếu (cd)
• h: chiều cao từ đèn đến điểm cần chiếu sáng
• α: góc lệch giữa trục chiếu sáng và phương thẳng đứng

Phương pháp 3: Ước tính gần đúng với đèn ống

Dành cho xưởng thấp (2,5–4m) dùng đèn T8, T5. Tính nhanh số đèn bằng kinh nghiệm và bảng tra, phù hợp với nhà xưởng nhỏ, không yêu cầu chính xác cao.

Phương pháp 4: Tính gần chính xác theo tuyến đèn

Chia đều hệ thống đèn theo tuyến dọc hoặc ngang xưởng, tính khoảng cách giữa các đèn theo chiều cao lắp đặt. Phù hợp với không gian đơn giản, đồng đều.

Phương pháp 5: Tính theo khu vực chức năng

Chia nhà xưởng thành từng khu riêng (sản xuất, kho, kiểm tra…) và tính toán chiếu sáng riêng biệt cho từng khu. Giúp tối ưu ánh sáng theo nhu cầu, tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả tổng thể.

Lưu ý: Trong thực tế, phương pháp 1 và 5 thường được kết hợp để vừa đảm bảo hiệu suất, vừa linh hoạt theo từng khu vực. Với dự án phức tạp, nên dùng phần mềm thiết kế chuyên dụng như Dialux hoặc Relux để mô phỏng chính xác.

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế chiếu sáng nhà xưởng

Một hệ thống chiếu sáng hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào số lượng đèn mà còn cần lựa chọn đúng loại, bố trí hợp lý và kiểm soát năng lượng thông minh.

5.1 Chọn loại đèn phù hợp

Nhà xưởng trần cao nên dùng đèn LED High Bay. Xưởng lắp ráp điện tử ưu tiên đèn panel hoặc tuýp LED tán quang. Kho hàng, hành lang nên dùng đèn LED tube hiệu suất cao.

5.2 Thiết kế đúng độ rọi tiêu chuẩn

Mỗi khu vực có yêu cầu độ rọi riêng nên đòi hỏi có thiết kế riêng sao cho phù hợp. Bởi nếu thiếu sáng gây mỏi mắt, dư sáng gây chói và lãng phí. Cần thiết kế theo đúng công năng sử dụng để đạt hiệu quả làm việc cho xưởng.

5.3 Treo đèn ở độ cao hợp lý

Chiều cao lắp đèn cần phù hợp với loại đèn: đèn High Bay treo từ 6–12m, đèn panel/tuýp LED treo từ 2,5–4m. Treo quá cao gây thiếu hụt ánh sáng, quá thấp gây chói mắt người làm việc.

5.4 Ứng dụng điều khiển thông minh

Hệ thống cảm biến chuyển động, ánh sáng hoặc điều khiển theo ca làm việc giúp tiết kiệm điện, tự động tắt/mở, điều chỉnh độ sáng theo nhu cầu.

Những giải pháp này hỗ trợ rõ rệt trong việc kiểm soát chi phí vận hành, đặc biệt là khi áp dụng cách tính tiền điện sản xuất chính xác theo công suất tiêu thụ thực tế.

5.5 Tận dụng ánh sáng tự nhiên

Bố trí giếng trời, mái lấy sáng hợp lý giúp tiết kiệm điện và cải thiện sức khỏe thị giác. Cần chống chói và phối hợp với đèn nhân tạo để đảm bảo độ sáng ổn định.

5.6 Thiết kế theo bản vẽ kỹ thuật

Bản vẽ cần thể hiện rõ vị trí, hướng đèn, sơ đồ cấp điện và khu vực chiếu sáng. Điều này giúp thi công chính xác, dễ bảo trì và tối ưu vận hành lâu dài.

Nếu bạn chưa có sẵn sơ đồ không gian, có thể tham khảo một số bản vẽ nhà xưởng để dễ dàng hình dung cách bố trí đèn theo từng khu vực chức năng.

Kết luận: Chiếu sáng nhà xưởng hiệu quả đòi hỏi phối hợp chặt chẽ giữa kiến trúc, điện và kỹ thuật ánh sáng để vừa đảm bảo tiêu chuẩn, vừa tiết kiệm chi phí vận hành.

Xem thêm: 

• Các loại cửa nhà xưởng
• Dây xích treo đèn exit
• Cách đấu dây đèn exit
• Mạch đèn exit

6. Các câu hỏi thường gặp 

Câu 1: Những loại đèn đáp ứng đủ tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhà xưởng?

Loại đèn nào phù hợp nhất cho nhà xưởng? Không có một câu trả lời duy nhất cho câu hỏi này, vì mỗi nhà xưởng có yêu cầu riêng. Tuy nhiên, đèn LED nhà xưởng thường là lựa chọn phổ biến vì:

• Hiệu suất năng lượng cao
• Tuổi thọ dài
• Ít tỏa nhiệt
• Khả năng chống chịu va đập tốt
• Đa dạng về màu sắc ánh sáng

Câu 2: Lấy ví dụ thực tế thiết kế nhà xưởng?

Hãy xem xét một ví dụ về thiết kế chiếu sáng cho nhà xưởng sản xuất điện tử:

• Diện tích: 1000m2
• Chiều cao trần: 6m
• Yêu cầu độ rọi: 500 lux (theo tiêu chuẩn cho công việc chính xác)

Giải pháp:

• Sử dụng đèn LED nhà xưởng 150W, quang thông 18000 lumen
• Tính toán số lượng đèn cần thiết: khoảng 40 đèn
• Bố trí đèn theo lưới 5x8
• Lắp đặt cảm biến chuyển động ở các khu vực ít người qua lại
• Tận dụng ánh sáng tự nhiên bằng cách lắp đặt giếng trời

Kết quả:

• Độ rọi đạt tiêu chuẩn trên toàn bộ khu vực làm việc
• Tiết kiệm 50 - 85% chi phí điện năng so với hệ thống chiếu sáng cũ
• Cải thiện môi trường làm việc, giảm mệt mỏi cho công nhân

Câu 3: Thiết kế chiếu sáng nhà xưởng cơ khí như thế nào?

Để triển khai thiết kế chiếu sáng cho xưởng cơ khí, hãy dựa vào ví dụ thực tiễn sau đây. 

• Diện tích xưởng: 600 m² (20m x 30m)
• Chiều cao trần: 8 mét
• Loại hình: Gia công cơ khí chính xác
• Yêu cầu độ rọi: 500 lux
• Đèn sử dụng: LED High Bay 150W, hiệu suất 130 lm/W
• Tính toán số lượng đèn: N = (500 x 600)/(150x130) x 0.8 x 0.9 ≈ 26 đèn
• Bố trí: 4 hàng x 6–7 đèn, treo ở độ cao 8m
• Chỉ số CRI: ≥ 80, Nhiệt độ màu 5000–6000K
• Bổ sung: Đèn LED Linear tại các máy CNC để tăng cường ánh sáng cục bộ
• Điều khiển: Cảm biến chuyển động theo khu vực làm việc

Câu 4: Có những Phần Mềm Tính Toán Chiếu Sáng Online nào?

1. DIALux (Miễn phí)
   • Tính năng: Mô phỏng chiếu sáng 2D, 3D, tính độ rọi, phân bổ ánh sáng.
   • Ưu điểm: Dễ dùng, hỗ trợ xuất báo cáo chuyên nghiệp.
   • Link: https://www.dialux.com
2. Relux (Miễn phí)
   • Tính năng: Tính toán chiếu sáng trong nhà, ngoài trời, hỗ trợ bản vẽ CAD.
   • Ưu điểm: Kết quả nhanh, phù hợp cho dự án lớn.
   • Link: https://www.relux.com
3. Philips Lighting Calculator (Online)
   • Tính năng: Tính số lượng đèn và độ sáng cần thiết.
   • Ưu điểm: Đơn giản, không cần cài đặt.
   • Link: https://www.signify.com
4. AGi32 (Trả phí, dùng thử miễn phí)
   • Tính năng: Thiết kế chiếu sáng chuyên sâu, phân tích độ chói.
   • Ưu điểm: Độ chính xác cao, phù hợp cho dự án lớn.
   • Link: https://www.agi32.com
5. Lux Calculator (Online, đơn giản)
   • Tính năng: Tính nhanh độ rọi và số lượng đèn LED.
   • Ưu điểm: Nhanh gọn, dễ sử dụng cho dự án nhỏ.
   • Link: https://www.lux-calculator.com

Gợi ý:

• DIALux, Relux: Phù hợp cho thiết kế chuyên nghiệp.
• Lux Calculator: Thích hợp cho tính toán nhanh, dự án nhỏ.

Xem thêm: 11 phần mềm tính toán chiếu sáng chuyên nghiệp

Một hệ thống thiết kế chiếu sáng nhà xưởng bài bản, được tính toán chiếu sáng chính xác, sẽ là nền tảng cho một môi trường làm việc hiện đại, an toàn và hiệu quả. Đừng để ánh sáng kém chất lượng làm gián đoạn dây chuyền sản xuất hay tăng rủi ro tai nạn lao động. Hãy bắt đầu từ việc đầu tư đúng – vào ánh sáng, gọi ngay hotline 0332599699 để đặt đèn giá tốt!