Một chiếc đèn đường chiếu sáng xuống mặt đường và không chiếu lên bầu trời là một quyết định thiết kế, không phải là sự ngẫu nhiên. Các điều khoản về ô nhiễm ánh sáng hiện đã được đưa vào các quy chuẩn đô thị và hồ sơ mời thầu trên khắp châu Âu, Bắc Mỹ và ngày càng nhiều thị trường khác, biến tình trạng chói lóa và ánh sáng hướng lên thành các tiêu chí nghiệm thu có thể làm chậm việc giao hàng hoặc thanh toán cuối cùng.
Hướng dẫn này giải thích ô nhiễm ánh sáng từ đèn đường thực chất là gì, những con số mà một bản quy chuẩn cần cố định, cách đọc xếp hạng BUG của IES, và các tài liệu cần yêu cầu từ nhà cung cấp đèn đường năng lượng mặt trời trước khi đặt hàng. Nội dung được viết cho người mua dự án, nhà thầu EPC và nhà phân phối — những người phải trả lời một câu hỏi thực tế: liệu công trình lắp đặt này có đáp ứng điều khoản chiếu sáng hay không?
Thế nào được coi là ô nhiễm ánh sáng từ đèn đường
Ô nhiễm ánh sáng không phải là một hiệu ứng đơn lẻ. Định nghĩa được sử dụng rộng rãi chia nó thành bốn thành phần — ánh sáng rực trời, ánh sáng xâm nhập, chói lóa và lộn xộn ánh sáng — và một chiếc đèn đường bị nhắm sai hướng có thể tạo ra cả bốn thành phần cùng lúc. Bước đầu tiên để đáp ứng một điều khoản chiếu sáng là biết điều khoản đó thực sự nhắm vào thành phần nào.
Ánh sáng rực trời là sự sáng lên của bầu trời đêm trên một thị trấn hay thành phố, gây ra bởi ánh sáng thoát khỏi đèn theo hướng lên trên hoặc ở góc cao rồi bị tán xạ bởi bụi, hơi nước và các hạt aerosol trong khí quyển. Ánh sáng hướng lên là phần mà người mua kiểm soát trực tiếp, và ánh sáng trắng giàu thành phần xanh lam tán xạ mạnh hơn ánh sáng ấm hơn, đó là lý do nhiệt độ màu xuất hiện trong hầu hết mọi điều khoản về ô nhiễm ánh sáng.
Ánh sáng xâm nhập là ánh sáng rơi ra ngoài khu vực mà công trình lắp đặt được thiết kế để phục vụ. Trên thực tế, đây là khiếu nại đến đầu tiên: ánh sáng chiếu vào cửa sổ phòng ngủ, lên mặt tiền nhà bên cạnh, hoặc vượt qua ranh giới thửa đất. Vấn đề được xử lý bằng cách che chắn thiết bị ở phía gây hại, hạ thấp độ cao lắp đặt, điều chỉnh hướng chiếu, hoặc cả ba biện pháp.
Chói lóa là độ chói trong trường nhìn làm giảm khả năng nhìn thay vì cải thiện nó. Chói lóa gây mất thị lực cản trở khả năng nhìn của mắt, đó là lý do người lái xe bị lóa trong chốc lát bởi một đầu đèn không được che chắn, trong khi chói lóa gây khó chịu là hiệu ứng tương tự ở mức chỉ gây cảm giác khó chịu. Cả hai đều được kiểm soát bằng hệ quang học và góc lắp đặt chứ không phải bằng công suất.
Lộn xộn ánh sáng là sự nhóm lại gây rối mắt của các nguồn sáng chói, điển hình ở những con đường nơi nhiều hệ thống chiếu sáng biển báo, cửa hàng và đèn đường cạnh tranh nhau trong cùng một tầm nhìn.
Vì sao đèn đường năng lượng mặt trời cần được kiểm tra chói lóa riêng
Một chiếc đèn đường năng lượng mặt trời tập trung nhiều sự thỏa hiệp vào một đầu đèn. Tấm pin, pin lưu trữ, bộ điều khiển và LED dùng chung một vỏ, góc tấm pin bị cố định bởi góc lắp đặt, và các mẫu tiêu chuẩn thường được cung cấp với ánh sáng trắng lạnh. Mỗi lựa chọn đều ảnh hưởng đến lượng ánh sáng thoát lên trên và cách công trình lắp đặt được đánh giá vào ban đêm.
Hệ quả đầu tiên mang tính hình học. Trong một đèn tích hợp, tấm pin và hệ quang học nằm trong cùng một thân đèn, nên bất kỳ góc nào được thêm vào để hứng ánh nắng cũng được thêm vào phân bố ánh sáng. Một đầu đèn nghiêng lên trên để cải thiện khả năng thu nắng mùa đông có thể nhắm một phần chùm sáng của nó lên trên đường nằm ngang, đúng vào tình trạng mà các quy định về ô nhiễm ánh sáng cấm. Khi một dự án có điều khoản nghiêm ngặt về ánh sáng hướng lên, các giả định về lắp đặt và độ nghiêng phải được kiểm tra đối chiếu với dữ liệu trắc quang, và trong một số trường hợp phải đối chiếu với thiết kế dạng tách rời, trong đó tấm pin và đèn được lắp đặt riêng. Sự đánh đổi đó được phân tích trong bài so sánh của chúng tôi về đèn đường năng lượng mặt trời dạng tích hợp và dạng tách rời.
Hệ quả thứ hai là màu sắc. Ánh sáng trắng lạnh được ưa chuộng vì trông sáng trên camera và trên mặt đường, và nó phổ biến trong các catalogue tiêu chuẩn. Các mẫu tích hợp ZHENYE SERIES của chúng tôi được ghi nhận ở 6000 K. Con số đó cần được nêu rõ ràng, vì một đầu đèn 6000 K sẽ không đáp ứng điều khoản giới hạn nhiệt độ màu tương quan ở 3000 K hoặc thấp hơn, cho dù hệ quang học được che chắn tốt đến đâu. Khi một dự án có điều khoản như vậy, có thể yêu cầu nhiệt độ màu ấm hơn như một điều chỉnh tại nhà máy; hãy xác nhận khả năng cung cấp cho đúng mẫu đó bằng văn bản trước khi đặt hàng.
Đèn năng lượng mặt trời cũng có một lợi thế mà đèn dùng điện lưới không có. Vì mỗi watt-giờ đều phải đến từ tấm pin, việc giảm độ sáng và vận hành một phần đêm là bình thường chứ không phải là tính năng bổ sung, và ánh sáng đơn giản là không được tạo ra sau nửa đêm thì không thể gây ô nhiễm bất cứ thứ gì. Cách các mức đó được ghi vào một bản quy chuẩn được trình bày trong hướng dẫn về cảm biến chuyển động và giảm độ sáng của chúng tôi.
Sáu con số cần cố định trong bản quy chuẩn
Hầu hết mọi tranh chấp về ô nhiễm ánh sáng đều quy về một số đại lượng có thể được ghi vào bản quy chuẩn mua hàng. Không có đại lượng nào là lạ thường, nhưng mỗi đại lượng đều phải được nêu tên, vì nhà cung cấp không thể đáp ứng một giới hạn chưa từng được nêu trong yêu cầu.
| Đại lượng | Đại lượng kiểm soát điều gì | Cần ghi gì |
|---|---|---|
| Nhiệt độ màu tương quan (CCT) | Hàm lượng thành phần xanh lam, và do đó là ánh sáng rực trời | Không cao hơn 3000 K; 2700 K hoặc thấp hơn ở khu vực nhạy cảm |
| Ánh sáng hướng lên, dưới dạng giá trị U hoặc ULOR | Ánh sáng phát lên trên đường nằm ngang | Không có ánh sáng hướng lên, U0 |
| Ánh sáng góc cao, 80-90 độ | Ánh sáng tràn và chói lóa từ xa | Không quá 3% công suất phát sáng, 5% đối với phân bố Type V |
| Phân loại BUG | Ánh sáng phía sau, ánh sáng hướng lên và chói lóa cùng lúc | Cách diễn đạt điển hình: không vượt quá B1-U0-G1 |
| Độ rọi so với cấp đường | Chiếu sáng quá mức | Trong phạm vi 20% mức khuyến nghị cho cấp đường |
| Hồ sơ giảm độ sáng và vận hành một phần đêm | Số giờ chiếu sáng không cần thiết | Có thể giảm độ sáng xuống 10% hoặc thấp hơn, kèm hồ sơ bằng văn bản |
Các con số trên được lấy từ các tiêu chí đã công bố chứ không phải từ bất kỳ sản phẩm cụ thể nào: hướng dẫn về đèn được DarkSky Approved cho màu sắc và ánh sáng hướng lên, phân loại BUG của IES cho phân bố ánh sáng, và hướng dẫn về vùng môi trường được mô tả ở phần dưới cho mức độ địa phương. Hãy dùng chúng làm cách diễn đạt mà kỹ sư của bạn phê duyệt, và ghi số điều khoản từ bản quy chuẩn dự án bên cạnh mỗi mục để nhà cung cấp biết mục đó trả lời yêu cầu nào.
Đọc xếp hạng BUG
Xếp hạng BUG là cách viết tắt mà ngành chiếu sáng dùng để mô tả ba trong số các hiệu ứng trên cùng lúc. Nó xuất phát từ IES TM-15, phân loại đèn ngoài trời của Illuminating Engineering Society, và đã trở thành cách diễn đạt tiêu chuẩn trong hồ sơ mời thầu vì nó biến một tệp trắc quang thành một dòng duy nhất.
BUG là viết tắt của backlight (ánh sáng phía sau), uplight (ánh sáng hướng lên) và glare (chói lóa), và mỗi chữ cái trong ba chữ này mang một con số từ 0 đến 5, trong đó 0 là mức phát xạ thấp nhất trong vùng đó:
- B, backlight — ánh sáng chiếu ra phía sau đèn, vùng gây ra hầu hết các khiếu nại về ánh sáng xâm nhập tại một công trình ven đường.
- U, uplight — ánh sáng phía trên đường chân trời, thuộc hai vùng góp phần tạo ra ánh sáng rực trời. U0 nghĩa là không có mức phát xạ nào đo được phía trên đường chân trời.
- G, glare — ánh sáng ở các góc cao chiếu tới mắt từ khoảng cách xa, vùng đứng sau hầu hết các khiếu nại của tài xế.
Một đèn được mô tả là B1-U0-G1 do đó được che chắn tốt về phía sau và phía trên và có xếp hạng chói lóa thấp, đây chính là sự kết hợp mà hầu hết các điều khoản về bầu trời tối đang muốn có. Có hai lưu ý đáng được nhắc lại. Thứ nhất, dòng BUG trong bảng dữ liệu thuộc về một tệp trắc quang duy nhất; nếu nhà cung cấp đưa ra nhiều phân bố hoặc nhiều mức công suất dưới cùng một tên model, hãy hỏi tệp nào tạo ra dòng nào. Thứ hai, xếp hạng BUG không nói lên điều gì về nhiệt độ màu, vì vậy một đèn có thể đạt U0 mà vẫn không đáp ứng điều khoản về ánh sáng ấm.
Vùng Môi trường: Vì sao cùng một loại đèn lại đạt ở nơi này và không đạt ở nơi khác
Các giới hạn ô nhiễm ánh sáng không mang tính phổ quát; chúng thay đổi theo mức độ tối của môi trường xung quanh. Hướng dẫn chuyên môn, cụ thể là GN01 của Institution of Lighting Professionals, phân chia các địa điểm thành các vùng môi trường xung quanh từ E0, vùng nhạy cảm nhất, đến E4, trung tâm đô thị sáng nhất, và áp dụng các giới hạn chặt chẽ hơn ở những vùng tối hơn.
Hiệu quả thực tế là cùng một loại đèn có thể chấp nhận được trên một con phố trung tâm thị trấn nhưng lại không chấp nhận được trên một con đường nông thôn cách đó ba mươi kilômét. Trước khi bạn đưa ra một giới hạn cho nhà cung cấp, hãy xác định dự án nằm ở vùng nào. Thông số kỹ thuật thường nêu rõ vùng đó, và tại Vương quốc Anh, các bản đồ bầu trời đêm của CPRE thường được dùng để xác định vùng. Sau đó áp dụng các giá trị về ánh sáng rực trời, ánh sáng xâm nhập và chói lóa tương ứng với vùng đó.
Kéo theo hai hệ quả. Một loại đèn đạt ở E4 không tự động đạt ở E2, vì vậy một thông số kỹ thuật viết cho một vùng không bao giờ nên được sao chép sang vùng khác mà không kiểm tra lại dữ liệu trắc quang. Và ở những vùng nhạy cảm nhất, cách tuân thủ rẻ nhất thường là chiếu sáng ít hơn: ít cột đèn hơn, công suất mỗi cột thấp hơn, và một cấu hình giảm mức chiếu sáng hơn nữa sau khi khu vực đã qua lần sử dụng hợp lý cuối cùng trong buổi tối.
Những gì cần đưa vào Thông số kỹ thuật Đèn đường Năng lượng Mặt trời
Một thông số kỹ thuật chỉ nhắc đến ô nhiễm ánh sáng trong một dòng rồi không liệt kê gì thêm thì không cho nhà cung cấp bất cứ điều gì để tuân thủ. Hãy chuyển điều khoản thành các mục dưới đây, và yêu cầu từng mục phải được xác nhận đối với đúng model được báo giá chứ không phải đối với danh mục chung của nhà cung cấp.
- Vùng môi trường, và các giới hạn ánh sáng gây khó chịu đi kèm với vùng đó.
- Nhiệt độ màu tối đa, tính bằng kelvin, cho mô-đun LED, được nêu kèm dung sai.
- Yêu cầu không có ánh sáng hướng lên, với tệp trắc quang được nêu tên làm bằng chứng.
- Một dòng BUG không được vượt quá, đối với phân bố thực tế được cung cấp.
- Một phụ kiện che chắn được liệt kê trong bảng dữ liệu sản phẩm chứ không phải được chào như một lựa chọn đặc biệt.
- Cấu hình giảm độ sáng hoặc chiếu sáng một phần đêm, với mức và số giờ được ghi rõ.
- Mục tiêu độ rọi và độ đồng đều đi kèm, để đèn không chỉ được chọn theo công suất.
- Các tài liệu phải đi kèm lô hàng, được liệt kê dưới đây.
Tài liệu cần Yêu cầu Trước khi Đặt hàng
Các tuyên bố về che chắn, màu sắc và phân bố ánh sáng thì dễ đưa ra và khó kiểm chứng. Hãy yêu cầu các tài liệu dưới đây cho đúng model trên báo giá; một nhà cung cấp đã kiểm nghiệm sản phẩm sẽ sẵn có chúng, và yêu cầu này không tốn gì ngoài một phản hồi.
| Tài liệu | Điều nó chứng minh | Vì sao người đánh giá yêu cầu |
|---|---|---|
| Tệp trắc quang ở định dạng IES hoặc LDT, kèm báo cáo kiểm nghiệm đứng sau nó | Phân bố ánh sáng thực tế, các vùng ánh sáng phía sau, ánh sáng hướng lên và chói lóa | Một tệp mô phỏng không phải là bằng chứng tương đương với một tệp đo được |
| Báo cáo kiểm nghiệm LM-79 từ một phòng thí nghiệm độc lập | Công suất phát sáng, hiệu suất, nhiệt độ màu và độ hoàn màu | Đây là tài liệu đầu tiên mà một người đánh giá hồ sơ thầu yêu cầu |
| Bảng dữ liệu phụ kiện che chắn hoặc chống ngược sáng | Mã linh kiện đạt được khả năng cắt sáng phía nhà bên cạnh | Nó cho thấy phụ kiện là một lựa chọn được liệt kê, không phải một lời hứa |
| Chứng nhận an toàn và tuân thủ hiện hành cho đúng model | Rằng thiết bị được chứng nhận cho thị trường mà nó sẽ được lắp đặt | Chứng nhận phải nêu rõ thị trường mà nó bao phủ |
| Cấu hình giảm độ sáng, bằng văn bản, dưới dạng phần trăm theo giờ | Rằng mức sau nửa đêm trong thiết kế là mức mà bộ điều khiển sẽ chạy | Đây là cách duy nhất để kiểm tra tuyên bố về năng lượng được dùng để tính toán kích cỡ |
Một báo cáo LM-79 độc lập có sẵn cho dải đèn đường năng lượng mặt trời của chúng tôi, và các chứng nhận được công bố của chúng tôi là CE, RoHS và ISO 9001; vị trí theo từng thị trường của các chứng nhận đó được trình bày trong hướng dẫn chứng nhận theo thị trường của chúng tôi. Khi một hồ sơ thầu khăng khăng rằng một loại đèn phải xuất hiện trong một danh sách phê duyệt đã công bố, hãy coi đó là một bộ lọc cứng và kiểm tra danh sách trước khi dự thầu chứ không phải sau đó. Một số tài liệu thầu còn đi xa hơn và từ chối các cách diễn đạt như "thân thiện với bầu trời tối" trừ khi sản phẩm thực sự được liệt kê, đây là một lời nhắc hữu ích rằng một tính từ trong tài liệu quảng cáo không phải là bằng chứng.
Giảm chói lóa và ánh sáng xâm nhập trên các công trình hiện hữu
Không phải mọi vấn đề đều cần một bộ đèn mới. Phần lớn ánh sáng gây khó chịu trên một công trình đã hoàn thiện có thể được loại bỏ bằng tấm chắn sáng, hướng chiếu, cài đặt điều khiển và thay đổi màu ánh sáng, với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với việc thay thế các bộ đèn. Thứ tự dưới đây đi từ rẻ nhất đến đắt nhất.
- Điều chỉnh lại hướng chiếu và cân bằng. Một đầu đèn đã bị nghiêng lên để đón mặt trời hoặc hướng theo mặt đường thường có thể được đưa về gần mức cân bằng mà không mất đi ánh sáng hữu ích.
- Lắp tấm chắn sáng hoặc phụ kiện chắn sáng phía sau. Việc cắt sáng phía nhà bên cạnh giải quyết hầu hết các khiếu nại về ánh sáng xâm nhập và chói lóa gây khó chịu tại một địa chỉ.
- Thay đổi cấu hình giảm sáng. Hạ mức sáng sau nửa đêm loại bỏ những giờ chiếu sáng không mang lại lợi ích; trên hệ thống năng lượng mặt trời, việc này còn giúp tiết kiệm dung lượng ắc quy, đó là lý do bộ điều khiển của chúng tôi được xuất xưởng với chế độ điều khiển ánh sáng, hẹn giờ và cảm biến hiện diện người.
- Chuyển sang nhiệt độ màu ấm hơn khi điều khoản được viết xoay quanh ánh sáng rực trời thay vì ánh sáng xâm nhập.
- Di dời hoặc hạ thấp cột đèn chỉ sau khi đã thử các phương án rẻ hơn, vì đây là biện pháp tốn kém nhất và dễ phát sinh công trình xây dựng nhất.
Dù chọn hướng nào, hãy lưu lại hồ sơ. Một bức ảnh chụp trước và sau, cùng với tệp trắc quang và các cài đặt đã dùng, chính là thứ biến một khiếu nại thành một hồ sơ đã khép lại, và cũng là thứ đầu tiên mà một kiểm toán viên yêu cầu được xem.
Câu hỏi thường gặp
Đèn đường năng lượng mặt trời có gây ô nhiễm ánh sáng nhiều hơn đèn dùng điện lưới không?
Không, tự thân thì không. Ô nhiễm ánh sáng là đặc tính của hệ quang học, góc lắp đặt và nhiệt độ màu, và một đầu đèn năng lượng mặt trời có cùng phân bố ánh sáng sẽ hành xử như bất kỳ bộ đèn nào khác. Hệ thống năng lượng mặt trời có một lợi thế: giảm sáng và vận hành một phần đêm là điều tự nhiên, và ít có động lực để chiếu sáng quá mức một cột đèn được nạp bởi chính tấm pin của nó.
Đèn đường năng lượng mặt trời 6000 K có đáp ứng điều khoản về bầu trời tối không?
Thường là không. Các tiêu chí về bầu trời tối đã được công bố giới hạn nguồn sáng ở 3000 K hoặc ấm hơn, và các khu vực nhạy cảm thường yêu cầu 2700 K, nên một đầu đèn 6000 K không đạt yêu cầu về màu sắc dù được chắn sáng tốt đến đâu. Nhiệt độ màu ấm hơn có thể được yêu cầu như một điều chỉnh tại nhà máy; hãy xác nhận mẫu chính xác bằng văn bản trước khi đặt hàng.
Sự khác biệt giữa ánh sáng xâm nhập và chói lóa là gì?
Ánh sáng xâm nhập là ánh sáng rơi vào nơi không mong muốn, chẳng hạn như tài sản lân cận, nên được đánh giá theo nơi ánh sáng kết thúc. Chói lóa là độ chói trong trường nhìn của mắt làm giảm khả năng nhìn của người lái xe hoặc người đi bộ, nên được đánh giá tại người quan sát chứ không phải tại đường ranh giới.
"Thân thiện với bầu trời tối" có giống với việc nằm trong danh sách được phê duyệt không?
Không. Một cụm từ mô tả trong tài liệu quảng cáo là một tuyên bố tiếp thị, trong khi phê duyệt là một đánh giá của bên thứ ba đối với dữ liệu trắc quang đo được so với các tiêu chí đã công bố. Một số tài liệu đấu thầu hiện nay bác bỏ thẳng cụm từ này và yêu cầu sản phẩm phải nằm trong danh sách, vì vậy hãy kiểm tra tình trạng của mẫu chính xác thay vì cách diễn đạt trong catalogue.
Tôi có cần tệp trắc quang để chứng minh sự tuân thủ không?
Có, đối với bất kỳ dự án nào mà điều khoản được viết bằng các con số. Hãy yêu cầu tệp IES hoặc LDT cho phân bố đang được báo giá cùng với báo cáo thử nghiệm của nó, và để nhà thiết kế chiếu sáng của bạn xác nhận các vùng ánh sáng hướng lên, ánh sáng phía sau và chói lóa từ tệp đó. Bản tóm tắt trong datasheet hữu ích cho việc lập danh sách rút gọn nhưng không phải là bằng chứng khi bàn giao.
Làm thế nào để cắt ánh sáng hướng lên từ những đèn đã được lắp đặt?
Hãy thực hiện các bước rẻ tiền trước: điều chỉnh lại hướng chiếu hoặc cân bằng đầu đèn, lắp tấm chắn phía nhà bên cạnh, và hạ mức sáng sau nửa đêm thông qua bộ điều khiển. Chỉ khi điều khoản được viết xoay quanh màu sắc thì mô-đun LED mới cần thay, và việc thay thế bản thân cây cột nên là phương án cuối cùng được xem xét.
Tôi nên chỉ định nhiệt độ màu nào?
Hãy ghi 3000 K là mức tối đa, và giảm xuống 2700 K hoặc thấp hơn khi dự án nằm gần khu vực bầu trời tối, hành lang động vật hoang dã hoặc đài thiên văn. Dù chọn con số nào, hãy nêu nó như một giá trị danh nghĩa kèm dung sai, vì một mô-đun chỉ được ghi là "ánh sáng trắng ấm" không phải là thứ mà nhà máy có thể bị ràng buộc.
Bước tiếp theo: Đối chiếu điều khoản chiếu sáng của bạn với mẫu đèn bạn đang mua
Nếu dự án của bạn có điều khoản về ô nhiễm ánh sáng, ánh sáng gây khó chịu hoặc bầu trời tối, hãy gửi nó kèm theo loại đường, khu vực môi trường nếu được nêu tên, cấp chiếu sáng, nhiệt độ màu yêu cầu và bất kỳ giới hạn ánh sáng hướng lên hoặc BUG nào. Các kỹ sư của chúng tôi sẽ xác nhận cấu hình nào đáp ứng được và những tài liệu nào sẽ đi kèm lô hàng.
Bắt đầu với dải đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp để xem thang công suất và dữ liệu bộ đèn đã công bố, và kiểm tra chiều cao cùng bản vẽ móng của cột đèn đường năng lượng mặt trời để xác định góc lắp đặt. Nếu cùng một gói thầu cũng yêu cầu các phê duyệt an toàn, hãy đọc trước hướng dẫn chứng nhận theo thị trường. Khi điều khoản của bạn đã sẵn sàng, hãy gửi nó cho đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi và chúng tôi sẽ trả lời dựa trên mẫu chính xác thay vì dựa trên mức trung bình của catalogue.