UGR là gì? Mọi thứ bạn cần biết về mức độ chói

Bạn đã bao giờ cảm thấy khó chịu khi phải đối diện với ánh sáng chói gắt, gây mỏi mắt và làm giảm khả năng tập trung chưa? Đây là một vấn đề đáng quan ngại, ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái thị giác. Để giải quyết tình trạng này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách thiết lập hệ thống chiếu sáng không chói dựa trên chỉ số UGR.

UGR (Unified Glare Rating) là thước đo mức độ chói của hệ thống chiếu sáng trong các ứng dụng và điều kiện sử dụng khác nhau. Bằng cách cân nhắc giá trị UGR phù hợp, bạn có thể thiết kế không gian ánh sáng đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho thị giác.

UGR là gì?

Ánh sáng chói là một hiện tượng phổ biến, nhưng nó có thể gây ra sự khó chịu và ảnh hưởng đến thị giác. Để đánh giá và kiểm soát mức độ chói, chỉ số UGR là một công cụ quan trọng trong thiết kế chiếu sáng. UGR đo lường mức độ chói bằng cách xem xét độ sáng của nguồn sáng, kích thước không gian, và các yếu tố khác để cung cấp một chỉ số dự đoán chính xác.

Khi lựa chọn đèn chiếu sáng, bạn có thể dựa vào chỉ số UGR để xác định liệu đèn có gây chói mắt hay không. Đối với không gian trong nhà, chỉ số UGR thấp là lý tưởng vì nó mang lại ánh sáng dễ chịu và thoải mái. Ngược lại, đèn với chỉ số UGR cao thường được thiết kế cho những không gian cần độ sáng mạnh trên diện tích rộng, chẳng hạn như sân vận động hoặc nhà xưởng. Điều này không có nghĩa là đèn có UGR cao kém chất lượng, mà chúng chỉ phù hợp với những ứng dụng đặc thù.

Do đó, có thể nói rằng UGR không phải là một giá trị cố định hay thuộc tính bất biến của bất kỳ thiết bị chiếu sáng nào. Trên thực tế, chỉ số này có thể thay đổi ngay cả với cùng một đèn, tùy thuộc vào góc nhìn, vị trí của người quan sát, kích thước và chiều cao của không gian, cũng như các yếu tố môi trường khác. Vì vậy, để xác định chính xác chỉ số UGR của một thiết bị chiếu sáng, cần phải đánh giá trong bối cảnh môi trường cụ thể và vị trí lắp đặt của nó.

Các Dạng Chói Sáng

a. Chói Sáng Làm Giảm Thị Lực 
Bạn đã bao giờ bị lóa mắt khi lái xe vào ban đêm do ánh đèn pha sáng rọi trực tiếp vào mắt chưa? Hiện tượng này được gọi là chói sáng làm giảm thị lực. Khi một nguồn sáng có cường độ mạnh bất ngờ chiếu vào mắt, ánh sáng này sẽ bị tán xạ trong hệ thống quang học của mắt. Kết quả là bạn không thể nhìn rõ vật thể trước mặt. Hiện tượng này xảy ra khi có sự mất cân đối về độ tương phản giữa vật thể và nền.

b. Chói Sáng Gây Khó Chịu 
Chói sáng gây khó chịu không ảnh hưởng đến khả năng nhìn thấy vật thể mà liên quan đến cảm giác khó chịu hoặc kích ứng khi ánh sáng mạnh chiếu trực tiếp vào mắt. Mức độ khó chịu phụ thuộc vào độ sáng của nguồn sáng, vị trí, kích thước của nguồn gây chói, v.v. Ngoài ra, cảm nhận về chói sáng còn thay đổi theo từng người.

Ví dụ, bạn và một người bạn cùng ngồi cạnh nhau trong một căn phòng. Bạn có thể cảm thấy ánh sáng từ tường bên cạnh gây chói, nhưng người bạn (có chiều cao khác hoặc ngồi ở góc khác) lại không cảm thấy như vậy. Do đó, chói sáng gây khó chịu cũng bị ảnh hưởng bởi tuổi tác, tình trạng sức khỏe mắt, cũng như trạng thái thể chất và tinh thần của từng cá nhân.

Các Loại Chói Sáng 

1. Chói Sáng Trực Tiếp 
Chói sáng trực tiếp xảy ra khi tia sáng chiếu thẳng vào mắt bạn. Hiện tượng này thường do ánh sáng có độ sáng cao từ bóng đèn nằm trong tầm nhìn của bạn gây ra. Góc của chói sáng trực tiếp từ bề mặt thẳng đứng thường dao động trong khoảng 45° ~ 85°.

2. Chói Sáng Phản Chiếu 
Để dễ hiểu hơn, hãy xem xét ví dụ sau: khi ánh sáng mạnh phản chiếu trên bề mặt gương và chiếu thẳng vào mắt bạn, liệu ánh sáng này có mang lại cảm giác dễ chịu không? Chắc chắn là không, đúng không? Đây chính là chói sáng phản chiếu. Hiện tượng này xảy ra khi ánh sáng từ nguồn bị phản chiếu trở lại mắt bạn, thường từ các bề mặt bóng hoặc được đánh bóng như tường, sàn nhà, gương, hoặc trần nhà trong phòng.

3. Chói Sáng Nền 
Chói sáng nền xuất hiện khi bạn không thể nhìn rõ một vật thể do ánh sáng nền quá sáng. Ví dụ, nếu có một cửa sổ lớn phía sau TV, ánh sáng mặt trời mạnh chiếu qua cửa sổ có thể gây chói sáng, làm lấn át hình ảnh trên màn hình TV. Kết quả là bạn sẽ không thể thoải mái thưởng thức chương trình do ánh sáng từ bên ngoài liên tục gây cản trở tầm nhìn.

Xếp Hạng UGR & Phạm Vi

Dựa trên mức độ chói sáng của một thiết bị chiếu sáng, chỉ số dao động từ 5 đến 40. Để có hệ thống ánh sáng không gây chói, hãy chọn thiết bị có UGR thấp. Điều này sẽ giúp bạn làm việc thoải mái mà không gây căng thẳng cho mắt. Ngược lại, UGR cao (>28) có thể gây ra các vấn đề chói sáng nghiêm trọng.

Tầm Quan Trọng của UGR

Không ai muốn ánh sáng mạnh chiếu thẳng vào mắt gây khó chịu và ảnh hưởng đến sức khỏe. Vậy giải pháp là gì? Đơn giản là xem xét xếp hạng UGR và lắp đặt đèn ở vị trí phù hợp với chiến lược thiết kế ánh sáng chính xác. Điều này mang lại các lợi ích sau:

1. Ánh Sáng Thoải Mái
Chọn UGR thấp để có ánh sáng thoải mái và không gây chói. Ví dụ, nếu bạn mua một thiết bị chiếu sáng bất kỳ cho phòng học và lắp đặt nó ở vị trí ánh sáng chiếu trực tiếp vào mắt, bạn sẽ bị mất tập trung và không thể học tập hiệu quả. Với UGR thấp, bạn sẽ tránh được sự khó chịu này.

2. Tăng Năng Suất & Hiệu Suất Làm Việc
Ánh sáng gây chói không chỉ làm bạn khó chịu mà còn làm giảm hiệu suất làm việc. Bạn sẽ khó có thể ngồi làm việc lâu với sự tập trung cao độ. Điều này làm chậm tiến độ công việc và giảm năng suất. Lựa chọn thiết bị với UGR phù hợp sẽ giúp bạn tránh được tình trạng này.

3. Bảo Vệ Sức Khỏe và Tinh Thần
Ánh sáng gây chói lâu ngày có thể dẫn đến căng mắt, đau đầu, thậm chí stress và chứng đau nửa đầu. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe thể chất và tinh thần của bạn. Vì vậy, để tránh rủi ro này, hãy thiết kế ánh sáng hợp lý và chọn thiết bị chiếu sáng có UGR thấp.

UGR Hoạt Động Như Thế Nào? 

UGR là một phép tính nhằm đánh giá mức độ thoải mái thị giác dưới ánh sáng từ một thiết bị cụ thể. Chỉ số này xem xét nhiều yếu tố như độ sáng, kích thước, và chiều cao của thiết bị so với mặt đất. Ngoài ra, các đặc điểm của không gian lắp đặt như chiều cao, chiều dài, chiều rộng và bề mặt phản chiếu cũng được tính đến trong phép tính UGR.

Điều này chưa dừng lại ở đây. Để có kết quả chính xác hơn về mức độ chói sáng của ánh sáng, khu vực UGR được đo từ các góc nhìn khác nhau: ngang và dọc. Bằng cách xem xét tất cả các yếu tố này, UGR cung cấp cho bạn chỉ số chói sáng của bóng đèn tại một vị trí cụ thể.

Độ Sáng Của Nguồn Sáng 
Hãy thử đặt hai chiếc đèn bàn với độ sáng khác nhau, một chiếc có độ sáng cao và một chiếc có độ sáng vừa phải, trên bàn học của bạn. Bạn sẽ thấy ánh sáng nào thoải mái hơn để đọc sách? Vì đèn được đặt gần bề mặt bàn, ánh sáng quá sáng chắc chắn sẽ gây khó chịu. Chỉ số UGR của ánh sáng có độ sáng cao sẽ cao hơn nhiều so với ánh sáng có độ sáng thấp.

Ví dụ này cho thấy rằng độ sáng của nguồn sáng có ảnh hưởng lớn đến giá trị UGR. Để đảm bảo ánh sáng thoải mái và giảm hiện tượng chói sáng, cần chọn nguồn sáng có độ sáng phù hợp với không gian và mục đích sử dụng.

Kích Thước & Chiều Cao Của Phòng
Giả sử bạn lắp một thiết bị chiếu sáng với UGR17 trong một căn phòng lớn với trần cao. Khi đặt cùng thiết bị này trong một căn phòng nhỏ với trần thấp hơn, chỉ số chói sáng có thể tăng lên UGR19+. Điều này cho thấy rằng UGR thay đổi tùy thuộc vào kích thước và chiều cao của phòng.

Các Yếu Tố Phản Xạ Trong Phòng 
Thông thường, hệ số phản xạ tiêu chuẩn được sử dụng trong các phòng có kích thước 4H/8H là:

• Trần nhà: 70%
• Tường: 50%
• Sàn nhà: 20%

Tuy nhiên, khi tỷ lệ phản xạ thay đổi, giá trị UGR cũng thay đổi. Dưới đây là bảng minh họa sự thay đổi này:

Góc Nhìn
Nếu nguồn sáng được lắp đặt ngay phía trên hoặc tại một góc dốc từ vị trí quan sát của bạn, hiện tượng chói sáng sẽ xảy ra. Khi ánh sáng chiếu trực tiếp vào mắt từ những góc này, UGR sẽ cao. Tuy nhiên, bằng cách thay đổi vị trí của bạn, bạn có thể giảm góc ánh sáng chiếu vào mắt và từ đó giảm UGR.

Tình Trạng Thị Lực 
Người bị cận thị (myopia) hoặc các vấn đề như hội chứng khô mắt (dry eye syndrome) và sợ ánh sáng (photophobia) thường gặp nhiều vấn đề về chói sáng hơn. Ngoài ra, khi tuổi tác tăng, khả năng thích nghi với ánh sáng cũng giảm. Điều này có nghĩa là cùng một thiết lập ánh sáng có thể thoải mái với bạn nhưng lại gây khó chịu cho người lớn tuổi. Mặc dù giá trị UGR là cố định, nhưng cách cảm nhận ánh sáng có thể khác nhau ở từng người.

Cách Tính UGR 

Phương Pháp 1: Tính UGR Dựa Trên Ứng Dụng 

Phương pháp này đánh giá mức độ chói sáng thực tế trong môi trường sử dụng. Bạn cần lắp đặt nguồn sáng tại vị trí dự kiến và đặt các quan sát viên tại nhiều điểm khác nhau để tính toán mức độ chói sáng.

Công thức tính UGR:
$\text{UGR}=8\cdot \log \left(\frac{\sum (L\cdot \omega \cdot P)}{L_b}\right)$

Bạn có thể sử dụng các phần mềm chuyên dụng như Dialux, Relux, hoặc AGi32 để đo và tính toán các giá trị này.

Phương Pháp 2: Tính UGR Dựa Trên Thiết Bị Chiếu Sáng

Phương pháp này, còn gọi là phương pháp bảng, được tiêu chuẩn hóa bởi CIE. Phương pháp này cung cấp 190 giá trị UGR khác nhau dựa trên kích thước phòng và tỷ lệ phản xạ.

Kích thước phòng được xác định theo bội số của chiều cao $H$. Ví dụ, với chiều cao phòng $H=2.5m$:

• Chiều dài = $4H=4\cdot 2.5=10m$
• Chiều rộng = $8H=8\cdot 2.5=20m$

Trong phương pháp này, quan sát viên được đặt tại trung tâm tường, cách sàn 1.2m. Góc nhìn cần được xem xét từ hai hướng: ngang và dọc.

Cách Sử Dụng Chỉ Số UGR Trong Thiết Kế Chiếu Sáng

Khi thiết kế hệ thống chiếu sáng, việc lựa chọn các thiết bị có chỉ số UGR thấp là điều cần thiết để đảm bảo ánh sáng không gây chói và tạo sự thoải mái. Để làm được điều này, bạn cần xem xét mục đích sử dụng và chọn loại bóng đèn phù hợp với chỉ số UGR lý tưởng.

• Đối với văn phòng làm việc: Sử dụng thiết bị chiếu sáng có chỉ số UGR < 19.
• Đối với phòng phẫu thuật hoặc khu vực yêu cầu tập trung cao: Chọn đèn với UGR từ 10 đến 16 để đảm bảo ánh sáng chính xác và thoải mái nhất.

Xem Xét Bảng UGR 

Sử dụng bảng UGR để xác định chỉ số phù hợp với kích thước phòng cụ thể nhằm đạt được hiệu ứng chiếu sáng tối ưu. Ngoài ra, việc định vị đèn hợp lý cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo ánh sáng không gây chói.

Ví dụ: Nếu một bóng đèn được lắp trong căn phòng có kích thước 4H x 2H, chỉ số UGR có thể là 17.8. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ phản xạ trong phòng tăng (do tường hoặc trần sáng bóng), chỉ số này có thể tăng lên 19+. Vì vậy, việc tính toán UGR dựa trên ứng dụng thực tế (application-based UGR calculation) là cần thiết để xác định giá trị chính xác trong điều kiện thực tế.

Kết Hợp UGR Với CRI và CCT

Ngoài việc xem xét chỉ số UGR, bạn cũng cần chọn bóng đèn có CRI (Chỉ số hoàn màu) và CCT (Nhiệt độ màu) phù hợp để hoàn thiện thiết kế ánh sáng.

• CRI cao đảm bảo màu sắc của các vật thể được tái tạo trung thực hơn.
• CCT phù hợp mang lại ánh sáng hài hòa, đáp ứng nhu cầu sử dụng của không gian (ví dụ: 3000K cho không gian ấm cúng, 5000K cho không gian làm việc).

Sau tất cả những gì đã thảo luận, có thể khẳng định rằng UGR không phải là một giá trị cố định. Giá trị này thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố như hướng nhìn, độ sáng ánh sáng, kích thước phòng, và các yếu tố môi trường khác. Vì vậy, để có được UGR chính xác, bạn nên thực hiện việc đánh giá theo thời gian thực trong môi trường sử dụng ánh sáng cụ thể.

Việc tính toán UGR theo thời gian thực giúp bạn xác định được mức độ chói sáng tại từng vị trí trong phòng, từ đó có thể điều chỉnh ánh sáng sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng và đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng.