มุมองศาหลอดไฟ LED (Beam Angle) ตัวแปรสำคัญในการออกแบบแสงสว่าง

ระบบของแสงสว่างที่มีความเหมาะสมสำหรับบ้านพักอาศัยสถานที่ทำงาน รวมถึงโรงงาน คลังสินค้านั้น ล้วนเป็นความต้องการพื้นฐานของทุกคน การออกแบบแสงสว่างนั้น ไม่ได้ถูกเจาะจงถึงความเข้มของแสงสว่าง (ค่า lux) หรือประสิทธิภาพของหลอดไฟแอลอีดีเท่านั้น  แต่ในอีกแง่มุมหนึ่ง มุมองศาการกระจายแสงของหลอดไฟ หรือ Beam Angle ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญอย่างมากต่อการออกแบบระบบแสงสว่าง ซึ่งบทความนี้จะพาคุณไปรู้จักมุมองศาของหลอดไฟและค้นหามุมองศาที่เหมาะสม รวมถึงแจกแจงผลกระทบที่อาจจะเกิดขึ้นด้วย หากเลือกใช้โคมไฟแอลอีดีที่มีมุมองศาหรือมุมกระจายแสงไม่สอดคล้องกับหน้างานจริง

มุมองศาของแสงคืออะไร?

มุมองศาของแสง (Beam Angle) คือความกว้างของแสงที่ถูกกระจายหรือเปล่งแสงออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงใดแหล่งกำเนิดแสงหนึ่ง และเพื่อให้คุณเข้าใจได้ง่ายมากยิ่งขึ้น อาจนึกถึงแสงสว่างจากเทียนไขหรือหลอดไส้ที่เปล่งแสงออกมารอบทิศทาง กล่าวคือเทียนไขหรือหลอดไส้นี้มีมุมองศาของแสงที่ 360 องศานั่นเอง

มุมองศาของหลอด LED หรือ Beam Angle วัดได้อย่างไร?

มุมองศา Beam Angle ของโคมไฟทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็นโคมไฟไฮเบย์ LED โคมไฟสปอร์ตไลท์ LED การกำหนดมุมองศาของโคมไฟเหล่านี้ จะถูกวัดจากมุมองศาความกว้างของลำแสงที่ปล่อยออกมาจากโคมด้วยหลักเกณฑ์เดียวกัน และกำหนดให้มุมองศาของโคมไฟ (Beam angle) นี้สิ้นสุดเมื่อความเข้มของแสงจากกึ่งกลางของโคมไฟ จุดที่มีความเข้มของแสงสูงสุด แผ่ออกไปจนเหลือความเข้มของแสงเพียงครึ่งหนึ่งหรือ 50% หรือที่เรียกว่า วิธีการวัด Beam angle แบบ full width at half maximum (FWHM) โดยจะให้โคมไฟมีความเข้มของการส่องสว่างได้เต็มที่ 100% เท่านั้น ในส่วนของความเข้มแสงส่วนที่เหลือที่มีค่าต่ำกว่า 50% จะถูกเรียกในอีกชื่อหนึ่งว่า Spill Light และจะไม่ถูกรวมอยู่ในการเรียกว่าเป็นมุมองศา หรือ Beam Angel ของโคมไฟแอลอีดี 

หากเราต้องการจะดูความกว้างของมุมแสงทั้งหมดที่โคมไฟสามารถกระจายได้ จะต้องดูด้วยค่าที่เรียกว่า Field Angle ซึ่งคือความกว้างของมุมกระจายแสงจะอยู่ในช่วงความเข้มแสงไม่น้อยกว่า 10%

Beam angle = ความกว้างของมุมกระจายแสงที่มีความเข้มไม่น้อยกว่า 50% 

Field Angle = ความกว้างของมุมกระจายแสงที่มีความเข้มไม่น้อยกว่า 10%

โคมไฟแอลอีดีมีทั้งหมดกี่มุมองศา?

หลอดไฟ LED หรือโคมไฟ LED สามารถมีมุมองศาได้ตั้งแต่ 5° จนถึง 360° โดยขึ้นอยู่กับประเภท ลักษณะโคมไฟ วิธีการออกแบบและการจัดวางเม็ดชิป LED เงื่อนไขหรือสเปกสินค้าจากทางผู้ผลิตแต่ละราย ซึ่งช่วงของมุมองศาในโคมไฟ LED ไม่ได้มีความแตกต่างกับหลอดไฟที่เป็นเทคโนโลยีแบบเก่ามากนัก

โคมไฟไฮเบย์แบบเก่ามักใช้ฝาชีหรือโคมสปอร์ตไลท์มักใช้แผ่นสะท้อนแสง เพื่อบังคับและเปลี่ยนรูปแบบมุมองศาแสงของหลอดไฟเมทัลไลด์แบบเก่าที่มีมุมกระจายแสง 360 องศา ให้มีมุมองศาที่แคบน้อยกว่า 120 องศา เพื่อให้ลำแสงส่องไปยังทิศทางหน้างานที่ต้องการแสงเท่านั้น แต่ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ประเภทให้แสงสว่างได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างล้ำหน้า โคมไฟแอลอีดีบางประเภท ยกตัวอย่างเช่น LED Floodlight รุ่น A จากชินเพาเวอร์สามารถให้มุมองศาหรือรูปแบบการกระจายแสงได้หลากหลายถึง 5 แบบ เพียงเปลี่ยนแผ่นเลนส์ (Lens) ควบคุมแสงด้านหน้าโคมไฟเท่านั้น ช่วยให้การใช้งานสะดวกและหยืดหยุ่นมากขึ้นอีกด้วย

ควรเลือกมุมองศาของแสงในโคมไฟ LED อย่างไร?

หนึ่งตัวแปรหลักสำหรับการเลือกมุมองศาหรือ Beam Angle ในหลอดไฟแอลอีดีคือความสูงของเพดานหรือจุดติดตั้งรวมถึงระยะห่างของโคมกับพื้นผิวที่ต้องการส่องสว่างด้วย หากหน้างานติดตั้งมีความสูงเพิ่มขึ้นเท่าไหร่ มุมองศาของโคมไฟยิ่งจะมีลำแสงแคบลงเท่านั้น รวมถึงระยะห่างของโคมไฟแต่ละโคมด้วยเช่นกัน หากเมื่อมีความห่างมากเท่าไหร่ มุมองศาของโคมไฟควรจะมีลำแสงกว้างมากขึ้นเท่านั้น เพื่อให้ระนาบของการส่องสว่างยังคงมีความสม่ำเสมอของแสงอยู่

มุมองศาแบบกว้าง: มากกว่า 100° 

โคมไฟที่มีมุมองศา (Beam angle) แบบกว้างมักถูกเลือกใช้ในหน้างานที่มีเพดานหรือจุดติดตั้งต่ำ เน้นให้ความแสงสว่างกระจายตัวแบบเป็นวงกว้าง เหมาะกับหน้างานที่ไม่จำเป็นต้องมีค่าความเข้มแสง (ค่า lux) มากนัก โคมไฟที่มีมุมกระจายแสงแบบกว้างสามารถช่วยลดปัญหาจุดมืดและให้ความสม่ำเสมอของแสงภายในห้องได้ดีอีกด้วย ผลิตภัณฑ์โคมไฟหรือหลอดไฟที่มีมุมมากกว่า 100° อาทิเช่น หลอดไฟ LED Tube T8, LED Panel, หลอด LED Bulb, โคมดาวน์ไลท์ LED นิยมติดตั้งในสำนักงานออฟฟิศ ห้องเรียน บ้านพักอาศัย ฯลฯ ที่มีความสูงในการติดตั้ง ระหว่าง 2.5-3.5 เมตร แต่ในบางครั้งอาจพบว่าโคมไฟที่มีมุมการกระจายแสงกว้างบางประเภท ได้ถูกนำไปติดตั้งที่พื้นที่ทีมีความสูงมากกว่า 4 เมตรด้วยเช่นกัน

มุมองศาแบบแคบ : ต่ำกว่า 100°

โคมไฟที่มีมุมองศาแบบแคบมักถูกนำมาใช้งานในพื้นที่ที่มีความสูงมากกว่า 5 เมตรขึ้นไป หรือใช้กับบางหน้างานที่ต้องการแสงสว่างแบบส่องเน้นเฉพาะจุด เนื่องจากลำแสงของโคมไฟพุ่งออกไปได้ไกลและมีทิศทาง รวมถึงให้ความเข้มของแสง (ค่า lux) ได้มากกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับโคมไฟมุมองศากว้างที่ค่าลูเมนของโคมไฟเท่ากัน หากคุณต้องการเห็นภาพที่ชัดเจนขึ้น อาจจะนึกถึงไฟฉายที่สามารถปรับหมุนเพื่อขยายขนาดความกว้างของลำแสงได้ ผลิตภัณฑ์โคมไฟหรือหลอดไฟที่มีมุมต่ำกว่า 100° อาทิเช่น หลอดไฟ LED MR16, LED High bay, โคมไฟสปอร์ตไลท์ นิยมนำมาติดตั้งในโรงงาน โกดังสินค้า อาคารจัดแสดงสินค้า พิพิธภัณฑ์ เสาไฟ High Mast หรือสนามกีฬาขนาดใหญ่ ฯลฯ 

ตัวอย่างหน้างานที่ต้องใช้มุมองศาแคบ เช่น 

โคมไฟไฮเบย์สำหรับโกดังสินค้า ติดตั้งโคมไฟสูง 8-10 เมตร นิยมใช้โคมไฮเบย์ที่มีมุมกระจายแสง 90 องศา

โคมไฟไฮเบย์สำหรับโกดังสินค้า ติดตั้งโคมไฟสูง 12-15 เมตร นิยมใช้โคมไฮเบย์ที่มีมุมกระจายแสง 60 องศา

มุมองศาแบบแคบ : ต่ำกว่า 30°

โคมไฟ LED สปอร์ตไลท์สำหรับสนามกีฬามืออาชีพ เช่น สนามฟุตบอลระดับฟีฟ่า สนามเทนนิส สนามแบดมินตันระดับโอลิมปิก หรือสนามบาสที่มีการจัดการแข่งขันระดับประเทศ ฯลฯ ส่วนใหญ่แล้วจะติดตั้งโคมไฟในระดับที่สูงมาก โดยมีความสูงตั้งแต่ 25-40 เมตรจากพื้น ทำให้ในการออกแบบแสงสว่างเพื่อให้ได้มาซึ่งค่าแสงสว่างเป็นไปตามมาตรฐานสากลนั้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเลือกใช้โคมไฟแอลอีดีที่มีมุมกระจายแสงแบบแคบมากๆ เช่นมุม Beam angle 15 องศา หรือ 30 องศา หรือมุมองศาแบบอสมมาตร เพื่อบังคับวิถีของแสงจากโคมไฟให้มีทิศทางและปริมาณแสงสว่างพุ่งกดลงมาที่พื้นสนามให้ได้ ทั้งยังต้องคำนึงถึงความสว่างในระนาบแนวตั้ง (Vertical Illuminance) อีกด้วย

ผลลัพธ์ของการเลือกมุมองศาของโคมไฟที่ไม่สอดคล้องกับหน้างาน

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อโคมไฟ LED ที่เลือกใช้งาน มีมุมองศาหรือรูปแบบของการกระจายแสงไม่สอดคล้องกับหน้างาน สถานที่ปฏิบัติงาน หรือพื้นที่ใช้สอยจริง

มุมองศาของโคมไฟที่กว้างเกินไปอาจจะเป็นต้นเหตุให้เกิดค่าแสงแยงตา (Glare) ได้ โดยลำแสงจากโคมไฟแผ่กระจายออกไปสร้างความระคายตาต่อผู้ใช้งานจนก่อให้เกิดอันตราย หรือในสนามกีฬาขนาดใหญ่ ลำแสงอาจจะเล็ดลอดจากสนามออกมาสู่ชุมชนโดยรอบ ก่อให้เกิดมลภาวะทางแสง (Light Pollution) ขึ้นได้นั่นเอง

มุมองศาของโคมไฟที่แคบเกินไป ก็จะส่งผลให้เกิดส่วนมืดในบริเวณระหว่างโคมไฟได้ เกิดเป็นจุดบอด ทำให้หน้างานมีความสม่ำเสมอของแสงต่ำ คนทำงานในพื้นที่ไม่สบายตา และอาจจะทำให้เกิดอุบัติเหตุในจุดมืดเหล่านั้นได้

ประหยัดไฟได้น้อยและเสียเงินลงทุนมากกว่า หากเลือกใช้มุมองศาแบบกว้างในหน้างานที่มีความสูงและมีสิ่งกีดขวางจำนวนมาก เช่น โกดังสินค้าที่มีชั้นวาง Rack สูง โรงงานที่มีช่องทางเดินหรือทางวิ่งของรถโฟลค์ลิฟท์แคบ การเลือกซื้อโคมไฟ Highbay มุมกว้างจะทำให้คุณต้องใช้โคมไฟที่มีกำลังวัตต์สูงกว่าโคมไฟมุมองศาแคบ รวมถึงต้องเสียเงินลงทุนซื้อโคมไฟ Highbay ที่มีจำนวนเพิ่มขึ้น 1-2 เท่าเลยทีเดียว (โดยอยู่บนเงื่อนไขความต้องการค่า lux ที่เท่ากัน) ส่งผลให้คุณต้องใช้พลังงานที่มากขึ้นและได้ค่าความประหยัดไฟที่น้อยกว่า 

อย่างไรก็ตามการพิจารณาเรื่องมุมองศาของโคมไฟแอลอีดีอาจจะยังไม่เพียงพอ ในบางแง่มุมคุณควรต้องนำปัจจัยอื่นๆ มาพิจารณาร่วมด้วย เช่น ความเข้มของแสงสว่างที่ต้องการโฟกัส (ค่า lux), ความสม่ำเสมอของแสงที่หน้างาน หรือวิธีการให้แสงส่องโฟกัสเฉพาะชิ้นงานสำหรับงานนิทรรศการ การออกแบบแสงสว่างด้วยโปรแกรม DIALux จากผู้เชี่ยวชาญของชินเพาเวอร์ ด้วยรูปแบบสามมิติ 3D จะช่วยให้คุณทราบถึงมุมองศาของโคมไฟที่เหมาะสม ทั้งยังทำให้เห็นระบบแสงสว่างได้อย่างชัดเจนขึ้นและให้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกับสภาพหน้าจริงของคุณมากที่สุด ติดต่อเราได้เลยทันที หากต้องการความช่วยเหลือในการวางแผน ออกแบบแสง และเลือกรุ่นของผลิตภัณฑ์ด้านแสงสว่าง