Nghệ thuật chiếu sáng

Điều kiện chiếu sáng nhân tạo bổ sung

         Trong điểu kiện khí hậu lạnh hoặc ôn đới chiếu sáng tự nhiên có thể không cung ứng đủ (DF = 2%) cho các phòng có độ sâu lớn hơn 3 lần chiều cao từ sàn đến dạ cửa sổ ở những vị trí cách xa cửa sổ với điều kiện lấy ánh sáng một bên. Các lớp học cùng những văn phòng thường chỉ có độ sâu tối đa là 6m cách cửa sổ. Các phòng có độ sâu lớn hơn 6m người ta phải dùng hệ thống PSALI (hệ thống chiếu sáng nhân tạo bổ sung thường xuvên cho nội thất). Hệ thống này bằng các đèn điện sẽ cung cấp độ chiếu sáng cần thiết mà vẫn tạo được ấn tượng chung là phòng được chiếu sáng tự nhiên. Đây chỉ là một bước để tiến tới sử dụng hệ thống PLA (chiếu sáng nhân tạo lâu dài) trong đó loại trừ hoàn toàn ánh sáng tự nhiên và có thể dẫn tới không gian kín không hề có cửa sổ. Người ta cũng đã khẳng định sự hiện diện của cửa sổ chính là điểm yếu nhất của lớp vỏ bao che ngôi nhà (về khía cạnh cách nhiệt lẫn tiếng ồn), đồng thời cũng sẽ cung cấp được nhiều lợi ích về mặt kinh tế do hệ thống điểu hòa không khí tiết kiệm, tuy rằng sử dụng hệ thống PLA có đòi hỏi một số kinh phí cho chiếu sáng nhân tạo.

       Lý lẽ phản bác hệ thống này chính là cửa sổ không chỉ để lấy ánh sáng mà còn là phương tiện để con người giao hòa được với thiên nhiên, với thế giới con người bên ngoài là giữ được nhịp điệu sinh học, những nhu cầu rất nhân văn của thế giới hiện đại. Để khắc phục dù cho một không gian kín nào cũng nên có trổ cửa để thông với bên ngoài nhưng với diện tích lỗ nhỏ, được bổ sung bằng chiếu sáng nhân tạo. Điều này cũng hợp lý với kiến trúc xứ nóng cần có không gian kín để che nắng mặt trời và nhiệt bức xạ thừa, để sử dụng kỹ thuật điều hòa không khí.
 Đèn điện và vấn đề kinh tê’chiếu sáng nhân tạo
Hiện nay có 2 loại đèn được phổ biến sử dụng là:
1. Đèn sợi đốt nóng tức loại đèn dòng điện đi qua sợi tungsten làm nóng đỏ và phát sáng.
2. Đèn huỳnh quang do hiệu điện thế giữa hai cực điện trong một môi trường hơi thủy ngân áp suất thấp (có trộn thêm chất khí bổ sung) và các phân tử khí được kích thích và phát ra bức xạ cực tím. Tia cực tím bị lớp phủ huỳnh quang bên trong ống thủy tinh hấp thụ và lại phát ra sóng ánh sáng có thể nhìn thấy. Đèn sợi đốt nóng có hiệu quả chiếu sáng khoảng 10 – 161m/w, trong khi đèn huỳnh quang (neon) cho khoảng 40 – 701m/w, do vậy để có cùng một kết quả tạo độ sáng cần phải dùng nhiều đèn sợi đốt hơn là đèn huỳnh quang.
Chẳng hạn, đèn sợi đốt 200W có thể cung cấp khoảng 25001m, nhưng chỉ cần một đèn huỳnh quang 40W cũng có thể tạo ra hiệu quả như thế (cuộn dây ballast) chỉ cần tiêu thụ 8W để tạo một công suất cho một đèn 48W).
Nói cách khác tỷ lệ bức xạ năng lượng của hai đèn được phân phối như sau:
– Đèn đốt nóng: 5% ánh sáng và 95% nhiệt năng.
– Đèn huỳnh quang: 21% ánh sáng và 79% nhiệt năng.
Đứng trên quan điểm nhiệt độ đèn được coi như cung cấp cho con người chủ yếu nhiệt năng vì phần lớn năng lượng tỏa ra là nhiệt, thậm chí cả ánh sáng phát ra khi tới các bức tường, trần, sàn thì cuối cùng cũng chuyển thành nhiệt năng. Đối với đèn huỳnh quang thì tổng công suất cũng phải được xem xét bởi không chỉ có bóng đèn mà cả ballast cũng tỏa nhiệt.
           Nếu quyết định sử dụng hệ thống PSALI trong điều kiện khí hậu nóng khô thì lại càng cần chú ý đến khía cạnh ảnh hưởng nâng cao nhiệt độ phòng trong chiếu sáng nhân tạo. Tốt nhất ở đây là dùng đèn huỳnh quang để giảm thiểu điện nãng tỏa ra (có thể giảm được khoảng 17% nhiệt năng nếu đặt các ballast vào những chỗ được cách ly và được thông gió riêng).
         Đứng về phương diện kinh tế chiếu sáng nhân tạo sử dụng đèn huỳnh quang đảm bảo tiết kiệm điện vì tuổi thọ của đèn cũng như công suất điện tiêu thụ đều ưu việt hơn đèn đốt nóng. Vấn đề tiết kiệm điện trong thiết kế chiếu sáng còn có thể thực hiện bằng cách tạo cho hệ thống điện có thể thay đổi công suất tiêu thụ (thông qua các chiết áp) để có những độ chiếu sáng thích ứng với từng thời điểm sử dụng, từng loại công năng khai thác.