Sử dụng hệ thống ống dẫn sáng giải pháp tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng và tạo lập môi trường ánh sáng tiện nghi cho người lao động trong các công trình công nghiệp

34 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016
Kt qu nghiên cu KHCN
1. LỜI NÓI ĐẦU
C
ác kết quả nghiên
cứu và triển khai ứng
dụng một cách rộng
rãi các giải pháp TẬN DỤNG
ÁNH SÁNG TÁN XẠ CỦA BẦU
TRỜI VÀO MỤC ĐÍCH CHIẾU
SÁNG từ trước đến nay tại
nước ta và các nước trên thế
giới đã đem lại hiệu quả rất lớn
về mặt chiếu sáng, kinh tế kỹ
thuật và môi trường, song một
lượng ánh sáng cực lớn, lớn
hơn nhiều lần ánh sáng tán xạ
của bầu trời là ánh sáng trực xạ
của mặt trời đã không được sử
dụng vào mục đích chiếu sáng.
Để tận dụng tối đa nguồn ánh
sáng tự nhiên (bao gồm cả ánh
sáng tán xạ của bầu trời và ánh
sáng trực xạ của mặt trời) vào
mục đích chiếu sáng bằng cách
loại trừ, hạn chế tối đa các bức
xạ hồng ngoại và tử ngoại có
hại trong các tia sáng trực xạ
mặt trời đưa vào trong phòng là
giải pháp khoa học công nghệ
tiên tiến đang được triển khai
ứng dụng rộng rãi trong thời kỳ
khan hiếm năng lượng trên
phạm vi toàn thế giới. Tại Việt
Nam, một đất nước có nguồn tài nguyên năng lượng bức xạ mặt
trời khá phong phú, giải pháp này chưa được quan tâm ứng dụng
triển khai một cách thỏa đáng. Chính vì vậy đề tài khoa học công
nghệ: “Nghiên cứu đề xuất ứng dụng các giải pháp chiếu sáng tự
nhiên các công trình công nghiệp nhằm tạo lập môi trường ánh
sáng tiện nghi cho người lao động, góp phần sử dụng tiết kiệm năng
lượng và bảo vệ môi trường” mã số CCTĐ-2014/TLĐ thuộc chương
trình trọng điểm cấp nhà nước do Viện Nghiên cứu khoa học kỹ
thuật Bảo hộ lao động, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam chủ trì
đã tập trung nghiên cứu triển khai ứng dụng giải pháp: chiếu sáng
tự nhiên nhờ ống dẫn sáng hiệu suất cao vào trong chiếu sáng các
công trình công nghiệp tại Việt Nam. Bằng việc nghiên cứu có hệ
thống những cơ sở lý thuyết – thực nghiệm, triển khai ứng dụng
thực tế giải pháp tiếp nhận, truyền dẫn, phân bố lại ánh sáng tổng
xạ ngoài trời vào phòng trong các công trình công nghiệp đặc thù
và đã cho các kết quả bước đầu khả quan.
SỬ DỤNG HỆ THỐNG ỐNG DẪN SÁNG
GIẢI PHÁP TẬN DỤNG TỐI ĐA ÁNH SÁNG TỰ NHIÊN
ĐỂ CHIẾU SÁNG VÀ TẠO LẬP MÔI TRƯỜNG ÁNH
SÁNG TIỆN NGHI CHO NGƯỜI LAO ĐỘNG
TRONG CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP
TS. Đ Trn Hi & CTV
Vin Nghiên cu KHKT Bo h	 lao đ	ng 
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 35
Kt qu nghiên cu KHCN
tD, ƤD(ϑ, φ, Θ, Φ), và σ
tương ứng với hệ số truyền
qua, hàm tán xạ chuẩn hoá và
tổng bề mặt của mặt tán xạ;
Rdσ là khoảng cách từ bề
mặt cơ sở dσ của mặt tán xạ
tới điểm đo tuỳ chọn Ƥ
Lưu ý rằng dσcos(π −
Θ)/Rdσ(Θ, Φ) là một thành phần
góc khối nằm đối diện với Rdσ
tại điểm Ƥ.
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Như đã biết, độ rọi tại một điểm bất kỳ trên một mặt phẳng Trái
Đất tạo nên bởi ánh sáng tự nhiên tổng cộng (ánh sáng trực xạ
của mặt trời và ánh sáng tán xạ của bầu trời) thường được tính
một cách chuẩn hoá bằng biểu thức:
Độ rọi được tạo thành trên mặt đất thực tế không những chỉ
phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái bầu trời, mặt trời, độ trong suốt
của khí quyển Tv địa phương mà còn phụ thuộc rất nhiều vào độ
chói của bầu trời tại thiên đỉnh Lo.
Nếu chỉ tính sự lan truyền ánh sáng từ bầu trời (không tính tới
ánh sáng trực xạ từ mặt trời) vào trong phòng thông qua ống dẫn
ánh sáng (thể hiện tại các Hình 1&2) thì độ rọi Ei,D của một bề mặt
vô cùng nhỏ dσ của mặt tán xạ - gắn tại đầu ra của ống dẫn sáng,
được xác định trong một hệ trục toạ độ, sẽ được xác định bằng
biểu thức sau:
Trong đó:
Khi đó độ rọi tại một của một điểm P bất kỳ trên mặt phẳng làm
việc nằm ngang trong phòng được tạo bởi ánh sáng tán xạ của toàn
bộ bầu trời được xác định bằng biểu thức sau:
Trong đó:
Ƥ = X’,Y’,Z’ là vị trí tại mặt phẳng làm việc;
Hình 1. H ta đ	 ca t
m
khuch tán và thông s ca
các tia ti
Hình 2. S đ v trí ng
tng quan vi mt phng
làm vic
0 0( , , , )- I I laø ñoä choùi baàu trôøi maø thoâng qua oáng daãn 
saùng taïo ra ñoä roïi treân thieát bò khueách taùn 
0I laø goùc cöïc, ño töø truïc x ñeán truïc y theo höôùng 
ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà 
0 laø khoaûng caùch theo baùn kính cuûa beà maët cô 
sôû treân maët taùn xaï tính töø trung taâm cuûa maët 
taùn xaï troøn 
- laø goùc ñænh bieåu kieán cuûa chuøm tia tôùi nhaän 
ñöôïc taïi dV 
I laø goùc phöông vò bieåu kieán cuûa chuøm tia tôùi 
taïi dV 
36 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016
Kt qu nghiên cu KHCN
Đối với mặt tán xạ tròn với bán kính R, công thức trên cho kết
quả:
Nếu tấm tán xạ gắn tại đầu ra của ống dẫn sáng hình tròn có
đặc tính khuếch tán tuân theo quy luật khuếch tán Lambertian thì
đại lượng Pd (ϑ, φ, Θ, Φ) không phụ thuộc vào hướng của các
chùm tia đến và đi, tức là Pd (ϑ, φ, Θ, Φ) ≡ 1, và vì vậy:
Nếu ánh sáng tự nhiên bao gồm cả ánh sáng trực xạ mặt trời
trực tiếp qua tấm thu ánh sáng vào ống dẫn sáng, sẽ được phản
xạ qua lại nhiều lần bởi bề mặt của ống dẫn sáng tới tấm phân bố
lại ánh sáng tại đầu ra của ống, thì độ rọi tại điểm tính toán P bất
kỳ trên bề mặt làm việc tạo thành bởi ánh sáng tổng cộng sẽ được
xác định bằng biểu thức: 
Trong đó : PV là độ rọi trên bề mặt nằm ngang ngoài trời của
tấm thu ánh sáng do ánh sáng trực xạ của mặt trời tạo nên. 
Việc tính toán độ rọi tại một điểm bất kỳ trong phòng được tạo
bởi ánh sáng tự nhiên tổng cộng với tất cả các điều kiện khí hậu
ánh sáng địa phương bằng công thức giải tích trên trong hệ tọa
độ cầu là rất hiệu quả, chi tiết, chính xác và cực kỳ hữu dụng
nhưng lại tốn rất nhiều thời gian và công sức. Do đó việc giải bài
toán giải tích tổng hợp này sẽ đơn giản và nhanh chóng bằng
công cụ tin học. Kết quả tính toán sẽ cho ta thấy rõ quan hệ toán
học chặt chẽ với sự lan truyền ánh sáng trong ống dẫn sáng hình
trụ và tính hiệu quả trong chiếu sáng nếu tận dụng tối đa ánh sáng
trực xạ của mặt trời .
Hình 3. S đ c
u to ca h
thng chiu sáng s dng
ng dn sáng
3. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
SỬ DỤNG ỐNG DẪN ÁNH
SÁNG TỰ NHIÊN CỦA CÔNG
TY SOLATUBE
Để kiểm chứng kết quả tính
toán và xây dựng thí điểm hệ
thống chiếu sáng sử dụng ánh
sáng tự nhiên cho các nhà
công nghiệp, đề tài đã lựa chọn
hệ thống chiếu sáng sử dụng
ống dẫn ánh sáng tự nhiên của
công ty Solatube (Công ty
Solatube là công ty hàng đầu
thế giới về chế tạo, sản xuất
các thiết bị của hệ thống chiếu
sáng tự nhiên sử dụng ống dẫn
sáng, với dòng sản phẩm có
đầy đủ các kích thước khác
nhau), mà đại diện tại Việt Nam
là Cty Lập Nguyên và lắp đặt
thử nghiệm tại một phân xưởng
sản xuất thiết bị điện – điện tử
thuộc nhà máy sản xuất, chế
tạo biến thế với yêu cầu đòi hỏi
độ chính xác cao về thị giác
(tức là đòi hỏi độ rọi trên bề mặt
làm việc lớn và chất lượng ánh
sáng hết sức tiện nghi). 
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 37
Kt qu nghiên cu KHCN
3.1. Cấu tạo chung của hệ
thống chiếu sáng tự nhiên
sử dụng ống dẫn sáng
Cấu tạo chung của hệ thống
chiếu sáng tự nhiên sử dụng
ống dẫn sáng gồm 3 vùng
chính: vùng thu sáng, vùng dẫn
truyền và vùng phát, phân bố
lại ánh sáng.
3.1.1. Vòm thu sáng
Để thực hiện xây dựng thí
điểm hệ thống sử dụng ánh
sáng tự nhiên bằng ống dẫn
sáng, trong số các sản phẩm
của Solatube, đề tài đã lựa
chọn vòm thu sáng model 330
DS (Hình 4).
Vòm thu sáng Model 330
DS bao gồm vòm thu sáng
bằng vật liệu nhựa trong suốt
có đường kính đáy là 530mm
và các phụ kiện đi kèm để lắp
đặt trên mái tôn, đảm bảo độ
kín khít và các yêu cầu về
chống nước. Vật liệu sử dụng
để chế tạo vòm thu sáng là
nhựa acrylic, đây là vật liệu có
khả năng chắn tia UV cao và
gần như loại bỏ hoàn toàn
phần hồng ngoại, góp phần làm giảm lượng nhiệt sinh ra do ánh
sáng mặt trời trực tiếp. Trên Hình 5 là biểu diễn đặc tính phổ
truyền qua của vòm thu sáng. 
Từ đồ thị Hình 5 có thể thấy vòm thu sáng này chỉ cho ánh
sáng trong vùng khả kiến truyền qua và ngăn chặn gần hết các tia
UV, để tăng đáng kể khả năng thu các tia trực xạ chiếu xiên (vào
thời điểm đầu giờ sáng hoặc cuối giờ chiều). Vòm thu sáng còn
được sử dụng công nghệ Raybender 3000 Technology, công nghệ
này là một hệ thống các thấu kính Fresnel được tích hợp ở phần
mặt trong của vòm thu sáng (Hình 6).
Với hệ thống thấu kính Fresnel này, các tia sáng chiếu xiên sau
khi đi qua vòm sẽ bị chuyển hướng về ống dẫn truyền mà không
thoát ra ngoài. 
3.1.2. ng dn sáng (Hình 7)
Vùng dẫn truyền ánh sáng có vai trò đưa ánh sáng nhận đượcHình 4: Vòm thu sáng
Hình 6: Vòm thu sáng tích
hp công ngh Raybender
3000 Technology
HÌnh 7: Hình nh ng dn
sáng
Hình 5. Ph truyn qua ca vt liu ch to vòm thu sáng
ca Solatube
38 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016
Kt qu nghiên cu KHCN
từ vùng thu sáng tới vùng phát, phân bố lại ánh sáng. Trong hệ
thống chiếu sáng sử dụng ánh sáng tự nhiên, ống dẫn sáng do
Solatube sản xuất từ vật liệu nền là nhôm a-nốt hóa và bề mặt
trong được phủ một lớp vật liệu đặc biệt bằng công nghệ
Spectralight Infinitiy Tubing có hệ số phản xạ rất lớn, hệ số phản
xạ (specular reflectivity) đạt tới 99,7%.
Bảng 1 trình bày kết quả so sánh hệ số phản xạ ánh sáng và
hiệu suất dẫn sáng của ống sử dụng vật liệu này với ống sử dụng
các vật liệu phản xạ truyền thống mà đề tài trực tiếp đo đạc, đánh
giá theo kích thước dài ống khác nhau.
Kết quả Bảng 1 cho thấy vật liệu phản xạ sử dụng trong các
ống dẫn sáng Solatube cho hiệu suất sáng rất cao, sự lan truyền
ánh sáng trong ống, mặc dù có sự phản xạ qua lại nhiều lần,
nhưng sự suy giảm quang thông truyền qua là rất ít cho phép thiết
kế một cách linh động với chiều dài các ống dẫn sáng dài hơn mà
vẫn đảm bảo thông lượng ánh sáng phát ra. Ngoài ra, hệ số phản
xạ gương của loại vật liệu không phụ thuộc vào bước sóng ánh
sáng tới. Do đó, ánh sáng
được dẫn trong các ống dẫn
sáng không bị thay đổi màu
sắc, đảm bảo hệ số trả màu
cao của ánh sáng tự nhiên
ngoài nhà vào trong phòng.
3.1.3. Vùng phát sáng và
phân b li ánh sáng 
Vùng phát sáng và phân bố
lại ánh sáng trong hệ thống
chiếu sáng sử dụng ống dẫn
ánh sáng tự nhiên được thiết
kế, lắp đặt tại cơ sở là bộ kit tán
xạ (diffuser kit) kết hợp với các
thấu kính hiệu ứng tự nhiên
(natural effect lens) của
Solatube (Hình 8). Bộ kit bao
gồm hộp chuyển đổi và tấm tán
xạ lăng kính (prismatic diffuser)
được lắp đặt ở phần trên của
hộp chuyển đổi, làm cải thiện
đặc tính nhiệt và giảm sự xâm
nhập của không khí và hơi ẩm
vào hệ thống. Tấm tán xạ lăng
kính thích hợp với hầu hết các
không gian, đồng thời phát và
hướng phần lớn ánh sáng một
cách đồng đều xuống bề mặt
làm việc được chiếu sáng.
Hình 8: Hình nh t
m tán x lăng kính (a) và th
u kính hiu
ng t! nhiên (b)
Bng 1. So sánh h s phn x ánh sáng và hiu su
t dn sáng ca ng Solatube vi ng s
dng các vt liu phn x truyn thng
Vaät lieäu Heä soá phaûn xaï göông 
Hieäu suaát 
daãn saùng 
oáng daøi 
3,048m* 
Hieäu suaát 
daãn saùng 
oáng daøi 
6,096m* 
Hieäu suaát 
daãn saùng 
oáng daøi 
9,144m* 
Hieäu suaát 
daãn saùng 
oáng daøi 
12,192m* 
Spectralight® 
Infinity 99,7 % 97 % 94 % 92 % 89 % 
Baïc taêng cöôøng 97 % 74 % 54 % 41 % 31 % 
Nhoâm taêng cöôøng 95 % 60 % 36 % 23 % 14 % 
Nhoâm a-noát hoùa 84 % 18 % 3 % 1 % 0.1 % 
Soá laàn phaûn xaï cuûa tia saùng beân 
trong oáng 
10 20 29 38 
* Tính toaùn trong tröôøng hôïp goùc tôùi 400 
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 39
Kt qu nghiên cu KHCN
3.2. Công cụ và mô hình tính toán mô phỏng
Trước khi tiến hành lắp đặt hệ thống chiếu sáng sử dụng ánh
sáng tự nhiên bằng ống dẫn sáng của Solatube, đề tài đã tiến
hành tính toán, thiết kế mô phỏng hệ thống chiếu sáng, đồng
thời tính toán xác định độ rọi trên bề mặt làm việc của phân
xưởng (ở độ cao 0,8m tính từ mặt sàn nhà xưởng) được tạo bởi
ánh sáng tổng cộng do khí hậu ánh sáng tự nhiên địa phương
khi qua ống dẫn sáng tạo nên. Công cụ để thiết kế và tính toán
mô phỏng được sử dụng là phần mềm DIALux phiên bản 4.12.
được phát triển trên cơ sở sự hỗ trợ mạnh mẽ của các nhà sản
xuất thiết bị chiếu sáng hàng đầu thế giới. Dạng phân bố ánh
sáng phát ra từ các tấm tán xạ dưới dạng tập tin IES được cung
cấp bởi nhà sản xuất.
Các thông số về đặc trưng
quang học của các tường,sàn,
mái nhà xưởng và các thiết bị
sản xuất bố trí trong phân
xưởng sử dụng trong mô hình
tính toán được xác định gần
nhất với điều kiện thực tế nhà
xưởng. 
Sơ đồ tính toán thiết kế mô
phỏng cho kết quả trên Hình 9 
3.3. Kết quả tính toán mô
phỏng
Đề tài đã tiến hành tính toán
mô phỏng khả năng chiếu sáng
của hệ thống ống dẫn sáng
được thiết kế tại hai thời điểm:
(i) thời điểm 8 giờ sáng và (ii)
thời điểm 11 giờ sáng trong
điều kiện bầu trời đầy mây có
sự phân bố độ chói bầu trời
tuân theo quy luật Moon-
Spencer (mô hình bầu trời phổ
biến tại đất nước ta). Kết quả
mô phỏng tính toán độ rọi ở
mặt phẳng làm việc được thể
hiện trên Hình 10.
Kết quả mô phỏng cho thấy,
độ rọi trên mặt phẳng làm việc
ở thời điểm 8 giờ đến 11 giờ,
đạt được khoảng từ 350 đến
670lux.
4. ỨNG DỤNG THỰC TẾ
Trên cơ sở các kết quả tính
toán mô phỏng, đề tài đã tiến
hành lắp đặt hệ thống chiếu
sáng tự nhiên bằng ống dẫn
sáng Solatube với cấu hình
như mô hình trong mô phỏng.
kết quả đo đạc tương đối trùng
với kết quả mô phỏng, sai khác
dưới 10 %.
Hệ thống chiếu sáng nhân
tạo của nhà xưởng hiện sử
Hình 9. S đ b trí các đu thu ánh sáng trên mái nhà x"ng
Hình 10. Phân b đ	 ri trên mt phng làm vic ti th#i đi$m
(a) 8 gi# sáng và ti th#i đi$m (b) 11 gi# sáng
dụng 75 đèn highbay với nguồn
sáng Sodium 250 W, vì không
tận dụng được ánh sáng tự
nhiên để chiếu sáng nên hệ
thống chiếu sáng nhân tạo này
phải làm việc liên tục cả ngày
lẫn đêm . 
Đề tài đã tiến hành khảo sát
đánh giá so sánh những ưu,
nhược điểm của 2 hệ thống
chiếu sáng, Bảng 2 là kết quả so
sánh tính hiệu quả của 2 hệ
thống
Bảng 2 thể hiện rõ các ưu
điểm của hệ thống chiếu sáng
sử dụng ống dẫn sáng so với
sử dụng đèn highbay 250 W
sodium (sử dụng trước khi lắp
đặt hệ thống ống dẫn sáng) và
giải pháp thay thế chiếu sáng
bằng đèn highbay sử dụng
nguồn sáng LED. Có thể thấy
trên Bảng 2, hệ thống chiếu
sáng sử dụng ống dẫn sáng
cho độ rọi trung bình trên bề
mặt làm việc cao hơn hẳn 2 lần
so với đèn highbay, hầu như
không phát sinh nhiệt, cung cấp
ánh sáng tự nhiên có chỉ số
hoàn màu ≈ 100, tạo môi
trường ánh sáng tiện nghi cho
người lao động. Ngoài ra, hệ
thống chiếu sáng sử dụng ống
dẫn sáng có độ an toàn cao (do
không phát sinh nhiệt), giảm
thiểu tối đa nguy cơ cháy nổ, và
có tuổi thọ là 10 năm, gấp 2 lần
tuổi thọ của các đèn highbay sử
dụng trước đó.
Lợi ích kinh tế
Để xác định hiệu quả kinh tế
của hệ thống, đề tài đã tiến
hành tính toán, so sánh chủ yếu
là các chỉ tiêu về vốn đầu tư ban
40 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016
Kt qu nghiên cu KHCN
Bng 2. So sánh tính hiu qu gi%a vic s dng đèn high-
bay sodium 250 W và h thng ng dn sáng Solatube 330DS
Caùc tieâu chí 
ñaùnh giaù so saùnh 
Ñeøn highbay 
nguoàn Sodium 
250 W 
OÁng daãn saùng 
Solatube 330DS 
Soá löôïng thieát bò 
chieáu saùng aùp 
duïng 
75 20 
Ñoä roïi trung bình 
treânbeà maët laøm 
vieäc ñaït ñöôïc (lux) 
120 – 200 400 
Chi phí ñaàu tö, 
caùc 
aûnh höôûng ñeán 
chi phí 
Chi phí ñaàu tö 
ban ñaàu, Chi phí 
vaän haønh, Chi 
phí baûo döôõng, 
Chi phí heä thoáng 
laïnh hoaëc thoâng 
gioù, Chi phí traû 
tieàn ñieän 
Chæ maát chi phí ñaàu tö 
ban ñaàu, 
Giaûm chi phí heä thoáng 
laïnh hoaëc thoâng gioù 
Phaùt sinh nhieät 
trong 
nhaø xöôûng do 
chieáu saùng 
Raát cao 
Lôùn hôn nhieät ñoä moâi 
tröôøng 
|+1,50C 
Chaát löôïng aùnh 
saùng 
Khoâng chuaån, 
taàm nhìn thaáp 
Cung caáp aùnh saùng töï 
nhieân 
Chæ soá hoaøn maøu 
(CRI) 
Thaáp | 70 
Laø aùnh saùng töï nhieân 
– 
ñoä hoaøn maøu |100 
An toaøn 
Nguy hieåm, deã 
phaùt 
sinh chaùy noå vì 
nhieät 
ñoä cao 
Khoâng sinh nhieät neân 
khoâng coù khaû naêng 
chaùy noå 
Thôøi gian söû duïng 
heä 
thoáng chieáu saùng 
(naêm) 
5 10 
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 41
Kt qu nghiên cu KHCN
Hình nh l'p đt h thng chiu sáng t! nhiên b*ng ng
dn sáng cho x"ng sn xu
t đin – đin t 
đầu, chỉ tiêu tiêu tốn điện năng và
chi phí bảo dưỡng thay thế suốt
vòng đời của 02 hệ thống chiếu
sáng nhân tạo bằng đèn Highbay
Sodium 250W, Highbay LED
150W và hệ thống chiếu sáng tự
nhiên tổng cộng bằng ống dẫn
sáng Solatube 330DS được thiết
kế, lắp đặt tại phân xưởng điện –
điện tử, kết quả cụ thể cho trong
Bảng 3.
Kết quả so sánh trên Bảng 3
cho thấy, hệ thống chiếu sáng sử
dụng ống dẫn sáng hoàn toàn
không tiêu thụ năng lượng điện
trong khi hệ thống chiếu sáng sử
dụng đèn highbay tiêu thụ một
lượng điện năng là 61.320
kWh/năm. Nếu chế độ ánh sáng
tự nhiên địa phương thông qua
ống dẫn sáng vào phân xưởng
chỉ cho phép sử dụng 50% thời
gian làm việc được chiếu sáng
đủ ánh sáng để làm việc hiệu quả
thì lượng điện năng tiết kiệm
được sẽ là 30.660kWh/năm. Nếu
tạm tính giá điện là
4000VNĐ/kWh, như vậy khi đưa
vào sử dụng hệ thống chiếu sáng
sử dụng ống dẫn sáng, nhà
xưởng đã tiết kiệm được
122.640.000VNĐ /năm đồng
nghĩa với việc giảm được 15,330
tấn lượng khí CO2 độc hại thải
vào môi trường . Ở đây, chưa
tính đến lượng điện năng tiêu thụ
do các hệ thống làm mát môi
trường không khí làm việc khi sử
dụng các đèn highbay sodium
250W tạo nên. Nếu so sánh với
chi phí đầu tư ban đầu là
400,000,000VNĐ cho hệ thống
ống dẫn sáng thì chỉ cần tiền bù
lại trong hơn 3 năm do tiết kiệm
điện 
42 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016
Kt qu nghiên cu KHCN
Hình nh hiu qu ca h
thng chiu sáng t! nhiên
phân x"ng đin – đin t
b*ng ng dn sáng Solatube 
Bng 3. So sánh đin năng tiêu th gi%a đèn highbay và h thng ng dn sáng ca Solatube
Loaïi ñeøn Coâng 
suaát* 
(W) 
Soá 
löôïng 
Soá 
ngaøy 
laøm 
vieäc 
trong 
naêm 
Soá giôø 
söû 
duïng 
/ngaøy 
Ñieän 
naêng tieâu 
thuï 
(kWh) 
Chi phí ñieän 
naêng trong 
10 naêm** 
(trieäuVNÑ) 
Ñôn 
giaù 
thieát bò
(trieäu 
VNÑ) 
Chi phí 
ñaàu tö 
Ban 
ñaàu 
(trieäu 
VNÑ) 
Soá laàn 
thay 
boùng 
trong 
10 
naêm*** 
Chi phí 
Baûo döôõng 
trong 10 
naêm 
(trieäuVNÑ) 
Toång chi 
phí trong 
10 naêm 
(trieäu 
VNÑ) 
Highbay 
Sodium250W 
280 75 280 8 47.040 1881,6 0,5 37,5 2,5 37,5 1.956,6 
Highbay 
LED 150W 
150 75 280 8 25.200 1008,0 2 150 0 0 1308 
OÁng daãn saùng 
Solatube 
330DS 
0 20 280 8 0 0 20 400 0 0 400 
*Công suất tiêu thụ=công suất bóng đèn + công suất mất mát trên chấn lưu
**Tính giá điện: 2000VNĐ/kWh
***Tính thời gian sống HPS=10.000h; LED=25.000h; Solatube=10năm
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2016 43
Kt qu nghiên cu KHCN
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận
Bằng việc nghiên cứu một
cách có hệ thống những cơ sở
lý thuyết - thực nghiệm giải
pháp tiên tiến tiếp nhận, truyền
dẫn, phân bố lại ánh sáng tổng
xạ ngoài trời vào trong nhà và
bằng kết quả hợp tác nghiên
cứu giữa đề tài và các cán bộ
kỹ thuật của Công ty Lập
Nguyên, đề tài đã thiết kế lắp
đặt thực nghiệm hệ thống ống
dẫn ánh sáng tự nhiên của
công ty Solatube thành công tại
một phân xưởng sản xuất thiết
bị điện – điện tử thuộc nhà máy
sản xuất biến thế
Kết quả đo đạc đánh giá đã
khẳng định tính hiệu quả của hệ
thống, tạo được môi trường ánh
sáng tự nhiên tiện nghi có các chỉ
tiêu định lượng và chất lượng
ánh sáng tăng gấp 02 lần so với
hệ thống chiếu sáng cũ của phân
xưởng, đem lại hiệu quả kinh tế -
xã hội cao (bằng việc tiết kiệm
năng lượng điện dùng cho chiếu
sáng nhân tạo vào các thời gian
ban ngày. Nếu chế độ ánh sáng
tự nhiên địa phương thông qua
ống dẫn sáng vào phân xưởng
chỉ cho phép sử dụng 50% thời
gian làm việc được chiếu sáng
đủ ánh sáng để làm việc hiệu
quả thì lượng điện năng tiết kiệm
được sẽ là 30.660kWh/năm.
Tương đương với tiết kiệm được
122.640.000VNĐ/năm đồng
nghĩa với việc giảm được 15,330
tấn lượng khí CO2 độc hại thải
vào môi trường. Ở đây, chưa
tính đến lượng điện năng tiêu thụ
do các hệ thống làm mát môi
trường không khí làm việc khi sử
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Tiêu chuẩn chiếu sáng tự
nhiên TCXD 29-68
[2]. Lương Minh - Phần Chiếu
sáng - Giáo trình Vật lý xây dựng
[3]. Principlesof Natural
Lighting - J.A. Lynes –
Elsevier,1968
[4]. Robbins, C.L. 1986.
Daylighting: Design and analy-
sis. New York:
VanNostrandReinhold.
[5]. Hopkinson, R.G., P.
Petherbridge, and J.
Longmore. 1996, Daylighting.
London: Heinemann.
[6]. Phân vùng khí hậu ánh
sáng trên lãnh thổ Việt Nam.
Đề tài khoa học cấp nhà nước
58A. 01.01, Hà Nội1990.
[7]. Gorman, J., 2007. Sunlight
Direct's Hybrid Solar Lighting:
Fiberoptic Brilliance. Popular
Mechanics.
[8]. Nguyễn Chí Ngôn, Cao
Hoàng Long và Lưu Trọng
Hiếu. Một giải pháp ứng dụng
năng lượng mặt trời. Tạp chí
Khoa học 2011:19b10-19.
[9]. Trần Đình Bắc. Đánh giá
đặc trưng không gian chiếu
sáng tự nhiên các nhà công
nghiệpsử dụng chiếu sáng bên,
Luận án Tiến sỹ (tiếng Nga),
Moscow-1988
[10]. Đỗ Trần Hải, Sử dụng hiệu
quả năng lượng cho các thiếtbị
khai thác năng lượng bức xạ
mặt trời, Luận án Tiến sỹ, Hà
Nội - 2006
dụng các đèn highbay sodium
250W tạo nên. Nếu so sánh với
chi phí đầu tư ban đầu là
400,000,000VNĐ cho hệ thống
ống dẫn sáng đã đầu tư thì chỉ
cần số tiền bù lại trong hơn 3
năm do tiết kiệm điện để chiếu
sáng bằng đèn chiếu sáng nhân
tạo bù lại 
Kết quả này bước đầu khẳng
định tính đúng đắn của mục tiêu,
nội dung mà đề tài lựa chọn,
đồng thời mở ra một hướng mới
cho việc áp dụng giải pháp kỹ
thuật này trong việc tận dụng một
cách hiệu quả tối đa tiềm năng
ánh sáng tự nhiên của nước ta
vào mục đích chiếu sáng, mà từ
trước đến nay chúng ta còn lãng
phí (chỉ sử dụng ánh sáng tán xạ
vào mục đích chiếu sáng tự
nhiên), gián tiếp góp phần đáng
kể vào sự nghiệp bảo vệ môi
trường, phát triển bền vững của
doanh nghiệp nói riêng và xã hội
nói chung.
5.2. Ý kiến đề xuất
Với mục tiêu tận dụng tối đa
ánh sáng tự nhiên một cách
hiệu quả vào mục đích chiếu
sáng cho các công trình công
nghiệp, đề nghị các cơ quan có
thẩm quyền trong công tác
thiết kế, thẩm duyệt thiết kế
cần áp dụng kết quả giải pháp
tiên tiến thu dẫn ánh sáng tự
nhiên của đề tài để thiết kế hệ
thống chiếu sáng tự nhiên cho
các công trình xây dựng nói
chung và các công trình công
nghiệp nói riêng (nghĩa là hãy
sử dụng ống dẫn sáng có
nguyên lý hoạt động hiệu quả
như của công ty Solatube).