Quang thông là tổng lượng ánh sáng một nguồn sáng phát ra trong một giây theo mọi hướng, đo bằng đơn vị lumen (lm). Đây là thông số quyết định độ sáng thực tế của đèn LED, khác với công suất tiêu thụ (W) hay độ rọi (lux). Quang thông đèn LED dao động từ 250 lm (bulb công suất nhỏ) đến trên 27.000 lm (đèn pha công suất cao), với hiệu suất phát quang phổ thông 90-120 lm/W và dòng cao cấp đạt 130-150 lm/W.

Mỗi không gian có yêu cầu độ rọi riêng, từ 50 lux (phòng ngủ) đến 500 lux (văn phòng). Sai lầm phổ biến khi chọn đèn LED là tính số lượng theo watt thay vì lumen, và bỏ qua hệ số bảo dưỡng khiến phòng tối dần sau 2-3 năm do quang thông suy giảm theo thời gian và nhiệt độ.

Quang thông là gì? Quang thông của đèn LED là bao nhiêu?
Quang thông là tổng lượng ánh sáng một nguồn sáng phát ra trong một giây theo mọi hướng, đo bằng đơn vị lumen (lm)

Quang thông là gì?

Quang thông là đại lượng trắc quang đo tổng lượng ánh sáng một nguồn sáng phát ra trong một giây theo mọi hướng. Hiểu đơn giản, đây là thông số cho biết một chiếc đèn sáng mạnh hay sáng yếu, độc lập với lượng điện đèn tiêu thụ.

  • Ký hiệu của quang thông: Φv
  • Đơn vị tính của quang thông: lumen (lm)

Quang thông khác cường độ ánh sáng và độ rọi ở điểm nào? Ba đại lượng này hay bị nhầm lẫn khi đọc thông số đèn. Cường độ ánh sáng (candela, cd) đo lượng ánh sáng theo một hướng cụ thể, cho biết chùm sáng tập trung mạnh hay yếu. Độ rọi (lux, lx) đo lượng ánh sáng nhận được trên 1 m² bề mặt, dùng khi tính toán chiếu sáng cho phòng hoặc khu vực. Quang thông đo toàn bộ ánh sáng phát ra mọi hướng từ nguồn, không phụ thuộc khoảng cách hay bề mặt nhận.

Vì sao quang thông quan trọng hơn công suất khi chọn đèn LED? Công suất (watt) chỉ cho biết lượng điện đèn tiêu thụ, không nói lên độ sáng. Hai đèn LED cùng 9W có thể cho quang thông chênh lệch 30-40% tùy chất lượng chip và hiệu suất phát quang (lm/W). Người mua đèn nhìn vào quang thông để biết đèn sáng bao nhiêu, sau đó đối chiếu công suất để tính tiền điện.

Quang thông là gì
Quang thông là đại lượng trắc quang đo tổng lượng ánh sáng một nguồn sáng phát ra trong một giây theo mọi hướng

Công thức tính quang thông

Quang thông được tính theo hai công thức chính: công thức cơ bản dựa trên năng lượng ánh sáng phát ra theo thời gian, và công thức theo hiệu suất phát quang nhân với công suất tiêu thụ. Trong thực tế, công thức thứ hai được dùng phổ biến hơn vì các thông số (lm/W và W) đều có sẵn trên tem nhãn đèn LED.

Công thức cơ bản theo năng lượng ánh sáng

Φv = dQvdt

Trong đó:

  • Φv: Quang thông (lm)
  • dQv: Năng lượng ánh sáng phát ra (J)
  • dt: Khoảng thời gian phát sáng (s)

Công thức này tính quang thông dựa trên tổng năng lượng ánh sáng nguồn phát ra trong một khoảng thời gian xác định.

Ví dụ: Một nguồn sáng phát ra 10 J năng lượng ánh sáng trong 1 giây thì có quang thông là: Φv = dQv / dt = 10 / 1 = 10 lm

Công thức cơ bản theo năng lượng ánh sáng
Công thức này tính quang thông dựa trên tổng năng lượng ánh sáng nguồn phát ra trong một khoảng thời gian xác định.

Công thức theo hiệu suất phát quang và công suất

Φv = η × P

Trong đó:

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

Công thức này tính quang thông dựa trên hiệu suất phát quang và công suất tiêu thụ của đèn, là cách tra cứu nhanh nhất khi chọn mua đèn LED.

Ví dụ 1: Đèn LED công suất 10W, hiệu suất phát quang 100 lm/W:

Φv = η × P = 100 × 10 = 1.000 lm

Ví dụ 2: Cùng công suất 10W nhưng dùng chip LED hiệu suất 150 lm/W:

Φv = η × P = 150 × 10 = 1.500 lm

Cùng công suất 10W, đèn dùng chip 150 lm/W sáng hơn 50% so với chip 100 lm/W. Hiệu suất phát quang (lm/W) phản ánh chất lượng chip LED và thiết kế quang học, là yếu tố quyết định độ sáng thực tế. Đèn LED phổ thông trên thị trường đạt 80-120 lm/W, dòng cao cấp đạt 150 lm/W trở lên. Khi chọn đèn, đối chiếu hiệu suất phát quang và công suất là cách nhanh nhất để ước lượng quang thông trước khi xem thông số chi tiết trên bao bì.

Công thức theo hiệu suất phát quang và công suất
Công thức này tính quang thông dựa trên hiệu suất phát quang và công suất tiêu thụ của đèn, là cách tra cứu nhanh nhất khi chọn mua đèn LED.

Quang thông của đèn LED là bao nhiêu?

Quang thông của đèn LED dao động từ 250 lm (đèn bulb công suất nhỏ) đến trên 27.000 lm (đèn pha công suất cao), tùy theo công suất và hiệu suất phát quang của chip LED. Đèn LED Rạng Đông phổ thông đạt hiệu suất 90-120 lm/W, một số dòng đèn pha cao cấp như CP07 đạt 135-150 lm/W.

Để tra nhanh quang thông tương ứng với từng mức công suất hoặc từng loại đèn LED khi chọn mua, hai bảng dưới đây tổng hợp dữ liệu phổ biến.

Bảng tra quang thông theo công suất đèn LED

Quang thông đèn LED tỷ lệ thuận với công suất và hiệu suất phát quang, công suất càng cao thì quang thông càng lớn nếu cùng dòng chip. Bảng dưới đây tổng hợp quang thông tương ứng với các mức công suất phổ biến, theo hai mốc hiệu suất: dòng tiêu chuẩn (100 lm/W) và dòng cao cấp (135 lm/W).

Công suất Quang thông tiêu chuẩn 100 lm/W (lm) Quang thông cao cấp 135 lm/W (lm)
5 500 650
9 900 1.170
12 1.200 1.560
18 1.800 2.340
24 2.400 3.120
36 3.600 4.680
48 4.800 6.240
50 5.000 6.500
100 10.000 13.000
200 20.000 26.000

Số liệu tính theo công thức Φv = η × P, mang tính tham khảo. Quang thông thực tế phụ thuộc model cụ thể, loại chip LED, thiết kế quang học và điều kiện vận hành. Thông số chính xác xem trên tem nhãn từng sản phẩm.

Vì sao hai đèn LED cùng công suất lại cho quang thông khác nhau? Sự chênh lệch đến từ ba yếu tố chính:

  • Chất lượng chip LED (chip Samsung, Nichia, Bridgelux cho hiệu suất cao hơn)
  • Thiết kế thấu kính và mặt tản quang
  • Chất lượng nguồn driver

Ví dụ ba mẫu đèn pha 200W Rạng Đông cùng công suất nhưng quang thông khác nhau rõ rệt: CP06 cho 20.000 lm (100 lm/W), CP12 cho 23.000 lm (115 lm/W), CP07 cho 27.000 lm (135 lm/W). Khi chọn đèn, đối chiếu quang thông trên tem nhãn quan trọng hơn so sánh công suất.

Bảng quang thông theo loại đèn LED phổ biến

Loại đèn LED Công suất (W) Dải quang thông (lm) Ứng dụng phổ biến
LED Bulb 3-80 250-8.000 Phòng khách, phòng ngủ, hành lang
LED Panel 600×600 36-48 3.600-5.040 Văn phòng, trường học, bệnh viện
LED Panel 300×1200 36-48 3.600-5.000 Văn phòng, lớp học, phòng họp
LED Downlight 3-15 350-2.250 Trang trí nội thất, điểm nhấn trần
LED Tuýp T8 1m2 9-22 900-2.400 Nhà xưởng, kho hàng, gara
LED Rọi ray 7-50 500-4.500 Showroom, shop thời trang, trưng bày
LED Ray nam châm 6-30 600-3.000 Trang trí nội thất hiện đại
LED Dây 4,8-18/m 400-1.500/m Trang trí ngoại thất, hắt trần
LED Pha 10-400 1.000-54.000 Sân vận động, biển quảng cáo, công trình

Số liệu tổng hợp từ catalogue các thương hiệu lớn trên thị trường (Rạng Đông, Philips, Panasonic, MPE). Quang thông thực tế phụ thuộc model cụ thể, loại chip LED và thiết kế quang học. Thông số chính xác xem trên tem nhãn từng sản phẩm.

Quang thông danh định trong các bảng trên là thông số đo trong điều kiện chuẩn của nhà sản xuất. Trong thực tế vận hành, quang thông sẽ suy giảm theo thời gian và phụ thuộc nhiều yếu tố môi trường, là cơ sở để dự phòng hệ số bảo dưỡng khi tính toán chiếu sáng cho công trình.

Quang thông tiêu chuẩn theo khu vực chiếu sáng

Quang thông cần thiết cho mỗi không gian thay đổi từ khoảng 1.000 lm (phòng ngủ 20 m²) đến 10.000 lm (văn phòng máy tính 20 m²), tùy theo tính chất hoạt động và yêu cầu chiếu sáng. Để xác định con số chính xác, cần quy đổi từ độ rọi tiêu chuẩn (lux) sang quang thông tổng theo công thức: quang thông tổng (lm) = độ rọi (lux) × diện tích (m²).

Bảng dưới đây tổng hợp độ rọi tiêu chuẩn và quang thông tổng tham khảo cho phòng diện tích 20 m², phù hợp với phần lớn không gian dân dụng và văn phòng.

Không gian Độ rọi tiêu chuẩn (lux) Quang thông cho phòng 20 m² (lm)
Phòng ngủ 50-100 1.000-2.000
Hành lang 50-100 1.000-2.000
Phòng khách 100-200 2.000-4.000
Phòng ăn 150-200 3.000-4.000
Phòng tắm 150-200 3.000-4.000
Phòng đọc, học 300-500 6.000-10.000
Phòng bếp khu nấu 300-500 6.000-10.000
Văn phòng làm việc 400-500 8.000-10.000
Văn phòng máy tính 500 10.000

Bảng số liệu chỉ mang tính chất tham khảo. Quang thông thực tế cần điều chỉnh theo chiều cao trần, màu sơn tường, lượng ánh sáng tự nhiên và mật độ sử dụng không gian.

Làm sao quy đổi từ độ rọi sang quang thông cho phòng có diện tích khác? Áp dụng công thức quang thông tổng (lm) = độ rọi (lux) × diện tích (m²). Ví dụ phòng khách 30 m² yêu cầu độ rọi 150 lux thì quang thông tổng cần là 150 × 30 = 4.500 lm. Nếu chọn đèn LED Panel 36W quang thông 3.600 lm/bộ, cần khoảng 2 bộ để đáp ứng yêu cầu chiếu sáng cơ bản.

Cách tính trên là phép quy đổi nhanh, áp dụng tốt cho dân dụng và không gian nhỏ. Với công trình M&E, văn phòng diện tích lớn hay nhà xưởng, công thức cần bổ sung thêm hệ số sử dụng và hệ số bảo dưỡng để phản ánh đúng điều kiện thực tế thi công.

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

Ba yếu tố chính ảnh hưởng đến quang thông thực tế của đèn LED gồm: suy giảm theo thời gian vận hành, nhiệt độ môi trường và khả năng tản nhiệt, chất lượng chip LED và thiết kế quang học. Sau lắp đặt, quang thông thực tế thường thấp hơn quang thông danh định ghi trên tem nhãn, mức độ chênh lệch phụ thuộc vào tác động của từng yếu tố.

Suy giảm quang thông theo thời gian

Quá trình vận hành lâu dài làm chip LED lão hóa, dẫn đến quang thông giảm 0,5-1% sau mỗi 1.000 giờ sử dụng. Sau 25.000 giờ (tương đương 7 năm sử dụng 10 giờ/ngày), đèn LED chất lượng tốt vẫn giữ được khoảng 80% quang thông ban đầu, trong khi đèn LED kém chất lượng thường chỉ còn 50-60%.

Mức độ suy giảm khác biệt rõ rệt giữa các phân khúc:

  • Đèn LED phổ thông giá rẻ: giảm 1-2% mỗi 1.000 giờ, sau 10.000 giờ còn 70-80%
  • Đèn LED tầm trung: giảm 0,5-1% mỗi 1.000 giờ, sau 25.000 giờ còn ~80%
  • Đèn LED cao cấp chip Samsung, Nichia: giảm dưới 0,5% mỗi 1.000 giờ, sau 50.000 giờ vẫn giữ ~80%

Nhiệt độ vận hành và khả năng tản nhiệt

Nhiệt độ tại điểm tiếp giáp chip (junction temperature) là yếu tố quyết định trực tiếp đến quang thông thực tế. Khi nhiệt độ vượt 85°C, tuổi thọ đèn rút ngắn đáng kể và quang thông giảm 5-10% sau thời gian dài vận hành; vượt 120°C, chip LED đối mặt nguy cơ hỏng vĩnh viễn. Vì vậy, khả năng tản nhiệt của đèn đóng vai trò then chốt đối với hiệu suất phát quang trong dài hạn.

Khả năng tản nhiệt của đèn phụ thuộc ba yếu tố:

  • Vật liệu vỏ đèn: nhôm đúc nguyên khối dẫn nhiệt tốt nhất, tiếp theo là nhôm tấm, kém nhất là nhựa
  • Thiết kế cánh tản nhiệt: bề mặt tản nhiệt rộng và bố trí cánh tản nhiệt hợp lý giúp giải nhiệt nhanh
  • Môi trường lắp đặt: lắp âm trần kín hoặc trong hộp kỹ thuật làm giảm khả năng tản nhiệt, đẩy nhiệt độ junction lên cao

Chất lượng chip LED và thiết kế quang học

Chất lượng linh kiện ảnh hưởng lớn đến hiệu suất phát quang, trong đó chip LED và hệ quang học là hai yếu tố tác động mạnh nhất đến quang thông thực tế.

Chip chính hãng từ Samsung, Nichia, Bridgelux, Cree, Osram cho hiệu suất phát quang cao hơn 15-20% so với chip không rõ nguồn gốc, đồng thời duy trì quang thông ổn định ở dải nhiệt độ rộng hơn.

Hệ quang học gồm thấu kính, mặt tán quang và phản quang quyết định lượng ánh sáng phát ra thực tế đến vùng cần chiếu sáng:

  • Thấu kính: hướng ánh sáng đúng góc chiếu thiết kế, giảm thất thoát ra vùng không cần chiếu
  • Mặt tán quang: giảm chói nhưng hấp thụ 5-30% quang thông tùy chất liệu (acrylic, polycarbonate, opal)
  • Phản quang: nhôm anodized đạt hiệu suất phản xạ 85-95%, sơn trắng phổ thông chỉ 70-80%

Ngoài chip và quang học, driver (nguồn) chất lượng kém làm dòng điện không ổn định khiến chip không phát hết công suất danh định. Đây là lý do hai đèn LED cùng công suất 50W trên thị trường có thể chênh lệch 30-40% quang thông thực tế.

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

Cách tính số lượng đèn LED dựa trên quang thông

Số lượng đèn LED cần lắp được tính theo công thức N = (E × A) / (Φ × UF × MF), trong đó UF là hệ số sử dụng và MF là hệ số bảo dưỡng. Công thức rút gọn N = (E × A) / Φ chỉ phù hợp tính nhanh cho không gian dân dụng, không nên áp dụng cho thiết kế chiếu sáng công trình M&E vì bỏ qua thất thoát ánh sáng thực tế.

Công thức chuẩn theo CIE và TCVN

N = E × AΦ × 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 cần chiếu sáng (m²)
  • Φ: Quang thông mỗi bộ đèn (lm)
  • UF: Hệ số sử dụng, giá trị 0,4-0,8 tùy chiều cao trần và màu tường
  • MF: Hệ số bảo dưỡng, giá trị 0,7-0,8 cho đèn LED trong điều kiện vận hành thông thường

Ví dụ tính số đèn cho phòng khách 20 m²

Phòng khách diện tích 20 m², độ rọi yêu cầu 300 lux (theo tiêu chuẩn dân dụng phổ biến), chọn đèn LED Panel 36W quang thông 3.600 lm/bộ, UF = 0,6, MF = 0,8.

Áp dụng công thức chuẩn:

N = (300 × 20) / (3.600 × 0,6 × 0,8) = 6.000 / 1.728 = 3,47 → lắp 4 bộ

Nếu dùng công thức rút gọn:

N = (300 × 20) / 3.600 = 1,67 → 2 bộ

Hai cách tính cho kết quả chênh lệch gấp đôi. Công thức rút gọn cho ra 2 bộ đèn, nhưng sau 2-3 năm vận hành, quang thông giảm cộng với thất thoát qua tường khiến phòng chỉ đạt khoảng 50% độ rọi yêu cầu. Đây là nguyên nhân phổ biến gây thiếu sáng ở các công trình tính toán sơ sài.

Yếu tố cần cân nhắc khi tính toán

Ngoài 5 biến trong công thức, bốn yếu tố sau ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính toán thực tế:

  • Chiều cao trần: trần cao trên 3 m làm giảm độ rọi xuống mặt làm việc, cần tăng quang thông hoặc số đèn để bù
  • Màu sơn tường: tường sáng phản xạ thêm 15-25% ánh sáng, tường tối hấp thụ phần lớn ánh sáng
  • Bố trí đèn: lưới vuông cho ánh sáng đồng đều, bố trí điểm nhấn cho ánh sáng tập trung nhưng không đều
  • Ánh sáng tự nhiên: phòng có nhiều cửa sổ có thể giảm số đèn ban ngày, nhưng vẫn cần đủ đèn cho buổi tối
Yếu tố cần cân nhắc khi tính toán
Bốn yếu tố trên ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính toán thực tế

Quang thông là thông số nền tảng khi chọn đèn LED, nhưng không phải yếu tố duy nhất quyết định chất lượng chiếu sáng. Chỉ số hoàn màu CRI, nhiệt độ màu CCT, góc chiếu và chỉ số chống chói UGR đều cần được xem xét đồng bộ để có hệ thống chiếu sáng phù hợp với từng không gian.

Với các dự án chiếu sáng nhà ở, văn phòng, nhà xưởng hoặc công trình thương mại, đội kỹ thuật Elmall hỗ trợ tính toán chiếu sáng theo công thức chuẩn, tư vấn lựa chọn đèn LED Rạng Đông phù hợp với từng yêu cầu sử dụng, và cung cấp bảng vật tư chi tiết cho từng không gian. Elmall là nhà phân phối ủy quyền của Rạng Đông theo chứng nhận RĐ/TT/240146.

Thông tin liên hệ:

  • Địa chỉ: Căn số 3, đường số 5, Sunrise E, The Manor Central Park Nguyễn Xiển, Phường Hoàng Mai, Hà Nội
  • Hotline: 1900 2150
  • Email: [email protected]