Quang thông là gì? Công thức tính quang thông đèn LED

Quang thông là tổng lượng ánh sáng một nguồn phát ra theo mọi hướng trong một giây, ký hiệu Φv và đo bằng lumen (lm). Chỉ số này càng cao đèn càng sáng và dùng để so sánh độ sáng giữa các đèn, khác với công suất đo bằng watt phản ánh điện tiêu thụ và độ rọi đo bằng lux trên bề mặt.

Quang thông tính nhanh bằng hiệu suất phát quang nhân công suất (Φv = η × P), với lm/W và W in sẵn trên tem nhãn. Theo cách này, quang thông của đèn LED thường nằm trong khoảng từ 250 lm đến hơn 50.000 lm tùy loại và công suất, còn mức chính xác của mỗi sản phẩm thì đọc ở con số kèm đơn vị lm trên nhãn.

Từ con số quang thông, có thể xác định mức cần cho mỗi không gian theo độ rọi và diện tích, hiểu vì sao quang thông thực tế thấp hơn danh định, và tính ra số bộ đèn cần lắp cho một diện tích cụ thể.

Quang thông là gì

Quang thông là gì?

Quang thông là tổng lượng ánh sáng một nguồn sáng phát ra theo mọi hướng trong một giây, chỉ số này càng cao thì đèn càng sáng. Nhờ vậy, quang thông cho phép so sánh độ sáng giữa các loại đèn mà không phụ thuộc vào lượng điện tiêu thụ tính bằng watt, ví dụ đèn LED 1.000 lm sáng gấp đôi đèn LED 500 lm.

Ký hiệu: Φv
Đơn vị: lumen (lm)

Quang thông là gì — Quang thông là tổng lượng ánh sáng một nguồn sáng phát ra theo mọi hướng trong một giây

Phân biệt quang thông, cường độ sáng và độ rọi

Quang thông, cường độ sáng, và độ rọi là ba đại lượng trắc quang khác nhau, quang thông đo tổng ánh sáng phát ra mọi hướng, cường độ sáng đo ánh sáng theo một hướng, còn độ rọi đo ánh sáng nhận được trên một bề mặt.

Quang thông (Φv, lumen): tổng ánh sáng nguồn phát ra theo mọi hướng.
Cường độ sáng (Iv, candela): ánh sáng tập trung theo một hướng cụ thể.
Độ rọi (Ev, lux): ánh sáng nhận được trên mỗi mét vuông bề mặt.

Ba đại lượng khác nhau ở điểm quy chiếu: quang thông gắn với nguồn sáng, cường độ sáng gắn với một hướng chiếu, độ rọi gắn với bề mặt nhận sáng. Vì gắn với nguồn, một bóng 1.000 lm luôn phát ra 1.000 lm dù lắp ở đâu, trong khi cường độ sáng và độ rọi mới thay đổi theo hướng lắp và khoảng cách.

Phân biệt quang thông, cường độ ánh sáng và độ rọi — quang thông đo tổng ánh sáng phát ra mọi hướng, cường độ sáng đo ánh sáng theo một hướng, còn độ rọi đo ánh sáng nhận được trên một bề mặt

Công thức tính quang thông

Quang thông được tính theo hai công thức: một dựa trên năng lượng ánh sáng phát ra theo thời gian, hai là hiệu suất phát quang nhân với công suất tiêu thụ. Công thức thứ hai phổ biến hơn khi chọn mua đèn, vì cả hiệu suất phát quang (lm/W) lẫn công suất (W) được in sẵn trên tem nhãn.

Công thức cơ bản theo năng lượng ánh sáng

Công thức cơ bản tính quang thông bằng năng lượng ánh sáng nguồn phát ra chia cho khoảng thời gian phát sáng.

Φ_v

dQ_v

Trong đó:

Φv: Quang thông (lm)
dQv: Năng lượng ánh sáng phát ra (lumen giây, lm·s)
dt: Khoảng thời gian phát sáng (s)

Ví dụ, một nguồn phát ra năng lượng ánh sáng 10 lm·s trong 1 giây, thay số vào công thức được Φv = 10 lm·s / 1 s = 10 lm. Công thức này phản ánh đúng bản chất vật lý của quang thông, nhưng ít dùng khi chọn đèn vì người mua không có sẵn số liệu năng lượng ánh sáng.

Công thức theo hiệu suất phát quang và công suất

Công thức dùng phổ biến nhất để tính quang thông bằng hiệu suất phát quang nhân với công suất tiêu thụ của đèn.

Φ_v = η × P

Trong đó:

Φv: Quang thông (lm)
η: Hiệu suất phát quang (lm/W)
P: Công suất tiêu thụ (W)

Với đèn LED 10W dùng chip hiệu suất 100 lm/W, quang thông đạt 100 × 10 = 1.000 lm. Cũng 10W nhưng dùng chip 150 lm/W, quang thông lên tới 150 × 10 = 1.500 lm.

Vậy vì sao cùng 10W mà quang thông chênh tới 50%? Khác biệt đến từ hiệu suất phát quang, vì chỉ số lm/W càng cao thì cùng một lượng điện, đèn càng phát ra nhiều ánh sáng. Đây là lý do khi chọn đèn nên đối chiếu cả lm/W và công suất để ước lượng nhanh độ sáng.

Công thức tính quang thông — Quang thông được tính theo 2 công thức: từ năng lượng ánh sáng phát ra theo thời gian hoặc từ hiệu suất phát quang nhân công suất tiêu thụ.

Quang thông của đèn LED

Quang thông của đèn LED dao động từ khoảng 250 lm đến hơn 50.000 lm, tùy công suất và hiệu suất phát quang của chip. Chênh lệch lớn như vậy là do các loại đèn có công suất rất khác nhau, từ bóng bulb nhỏ trong nhà đến đèn pha lớn ngoài trời.

Bảng quang thông theo loại đèn LED phổ biến

Bảng dưới liệt kê dải quang thông phổ biến của từng loại đèn LED theo công suất.

Loại đèn LED phổ biến	Công suất (W)	Quang thông (lm)
Đèn LED Bulb (tròn, trụ)	3W – 5W	250 – 500
	7W – 12W	700 – 1.200
	15W – 20W	1.500 – 2.200
	30W – 80W	3.000 – 8.000
Đèn LED Downlight (âm trần)	5W – 9W	450 – 900
Đèn LED Downlight (âm trần)	12W – 20W	1.200 – 2.000
Đèn Tuýp LED T8	1,2m: 16W – 20W	1.600 – 2.400
Đèn LED Panel (tấm)	600×600: 35W – 50W	3.600 – 5.900
Đèn LED Panel (tấm)	300×1200: 35W – 48W	3.600 – 5.000
Đèn LED Tracklight (rọi ray)	12W – 30W	1.000 – 3.000
Đèn LED Dây	4,8 – 18W/m	400 – 1.500 lm/m
Đèn Pha LED	30W – 100W	3.000 – 13.000
	150W – 200W	14.250 – 27.000
	300W – 400W	40.000 – 54.000

Số liệu là dải tham khảo cho mỗi loại đèn, quang thông thực tế thay đổi theo công suất cụ thể, chất lượng chip và thiết kế quang học của từng model. Xem thông số chính xác trên tem nhãn từng sản phẩm.

Cách đọc chỉ số quang thông trên tem nhãn đèn LED

Quang thông trên tem nhãn là con số đứng cạnh đơn vị lm (hoặc “luminous flux”), với chỉ số càng cao thì đèn càng sáng. Bạn cần lưu ý tránh nhầm lẫn chỉ số này với dòng chữ ‘tương đương 100W sợi đốt’, vì đó chỉ là cách so sánh ước chừng về độ sáng chứ không phản ánh lượng quang thông thực tế.

Cách đọc chỉ số quang thông trên tem nhãn đèn LED — Quang thông trên tem nhãn là con số đứng cạnh đơn vị lm

Quang thông cần cho mỗi không gian là bao nhiêu?

Quang thông cần cho mỗi không gian dao động từ khoảng 2.000 lm cho phòng ngủ 20 m² đến 10.000 lm cho văn phòng hay phòng bếp cùng diện tích. Không có con số tuyệt đối cho mọi phòng vì lượng ánh sáng cần còn thay đổi theo diện tích và điều kiện thực tế.

Tuy nhiên, bạn có thể tham khảo các mốc quang thông dưới đây, được tính theo công thức quang thông tổng (lm) = độ rọi (lux) × diện tích (m²).

Không gian	Độ rọi tối thiểu ( Lux)	Quang thông cho phòng 20 m² (lm)
Phòng ngủ	≥ 100	≥ 2.000
Hành lang, lối đi	≥ 100	≥ 2.000
Phòng tắm, vệ sinh	≥ 150	≥ 3.000
Phòng ăn	≥ 200	≥ 4.000
Phòng khách	≥ 300	≥ 6.000
Phòng bếp khu nấu	≥ 500	≥ 10.000
Phòng đọc, học	≥ 500	≥ 10.000
Văn phòng làm việc	≥ 500	≥ 10.000

Giá trị độ rọi lấy theo TCVN 7114-1:2008, tiêu chuẩn chiếu sáng nơi làm việc trong nhà, các phòng nhà ở áp theo điều khoản tình huống tương tự. Tham khảo đầy đủ các mức độ rọi trong bộ tiêu chuẩn chiếu sáng Việt Nam.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quang thông thực tế của đèn LED

Quang thông thực tế của đèn LED thường thấp hơn mức danh định trên tem nhãn, chênh lệch nhiều hay ít tùy vào bốn yếu tố: chất lượng chip LED, nhiệt độ và tản nhiệt, suy giảm theo thời gian và thiết kế quang học.

Chất lượng chip LED: Chip từ thương hiệu lớn cho hiệu suất phát quang cao và ít tỏa nhiệt hơn, nên quang thông thực tế sát mức danh định hơn chip trôi nổi.
Nhiệt độ và tản nhiệt: Tản nhiệt kém làm nhiệt độ mối nối chip tăng cao và giảm hiệu suất phát sáng, nên đèn vỏ nhựa hoặc lắp âm trần kín thường nhanh tối hơn đèn vỏ nhôm đúc, lắp hở.
Suy giảm theo thời gian: Chip và linh kiện nguồn lão hóa dần khi vận hành, khiến độ sáng thực tế giảm so với lúc mới lắp, mức giảm tùy chất lượng đèn.
Thiết kế quang học: Chóa, kính che và mặt tán quang cản hoặc tán xạ một phần ánh sáng từ chip, làm hao hụt quang thông đến không gian chiếu sáng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quang thông thực tế của đèn LED — Quang thông thực tế của đèn LED bị ảnh hưởng bởi chip LED, tản nhiệt, suy giảm quang thông và thiết kế quang học.

Cách tính số lượng đèn LED dựa trên quang thông

Số lượng đèn LED cho một không gian được tính theo phương pháp quang thông, lấy tổng ánh sáng cần thiết là độ rọi nhân diện tích, chia cho quang thông mỗi bộ đèn, rồi nhân thêm hệ số sử dụng và hệ số bảo dưỡng để bù ánh sáng thất thoát và suy giảm theo thời gian.

E × A

Φ × UF × MF

Trong đó:

N: Số bộ đèn LED cần lắp (bộ)
E: Độ rọi yêu cầu theo tiêu chuẩn (lux)
A: Diện tích phòng (m²)
Φ: Quang thông mỗi bộ đèn (lm)
UF: Hệ số sử dụng, 0,4 đến 0,8 tùy chiều cao trần và màu tường
MF: Hệ số bảo dưỡng, 0,7 đến 0,8 với đèn LED vận hành thông thường

Hiểu công thức là đủ để biết số đèn phụ thuộc vào những yếu tố nào. Phần tính cụ thể, bạn có thể làm nhanh bằng công cụ tính toán chiếu sáng của Rạng Đông Mall, chỉ cần nhập diện tích phòng và mức chiếu sáng mong muốn là ra số bộ đèn cần lắp.

Cách tính số lượng đèn LED dựa trên quang thông — Số lượng đèn LED cho một không gian được tính theo phương pháp quang thông

Câu hỏi thường gặp về quang thông

1 lumen bằng bao nhiêu watt?

Không có công thức chuyển đổi cố định giữa lumen và watt, vì đây là hai đại lượng hoàn toàn khác nhau, lumen đo độ sáng còn watt đo điện tiêu thụ. Cầu nối duy nhất là hiệu suất phát quang (lm/W), ví dụ đèn LED 100 lm/W thì 1W cho 100 lm, nên đèn 10W phát ra khoảng 1.000 lm.

Quang thông bao nhiêu là đủ cho một căn phòng?

Lấy độ rọi tiêu chuẩn của phòng nhân với diện tích là ra quang thông tổng cần thiết. Phòng khách 20 m² ở 300 lux cần 6.000 lm, phòng ngủ cùng diện tích ở 100 lux chỉ cần 2.000 lm, cứ theo cách nhân này là tính được cho phòng của mình.

Quang thông được đo bằng cách nào?

Quang thông đo bằng quả cầu tích phân Ulbricht trong phòng thí nghiệm, người dùng không tự đo tại nhà được. Cách thực tế là đọc quang thông danh định trên tem nhãn và ưu tiên thương hiệu công bố rõ cả lm lẫn lm/W để biết đèn có sáng đúng cam kết.