第二章 光源基本概念與節能標章簡介
第一節 光源的基本概念
第二章 光源基本概念與節能標章簡介
本章主要介紹光源的基本概念、常用光源以及我國節能標章發 展之現況，以利民眾瞭解如何獲得正確的光源資訊，而順利進行節 能改善。
第一節 光源的基本概念
介紹光源就要從它的定義及單位說起，大致包含光線之定義、
光通量、光強度(簡稱光度)、輝度、照度、亮度、光源效率、 色溫 及演色性等，說明如下：
一、 光線之定義
光線（Light）是放射能源之一部份，在照明工程上稱光線是如 放射能源多寡一樣，以產生視覺能力之大小作評估之根據。
二、 光通量
光源發出的總光量稱之為光通量（Luminous Flux：F 或 ψ＝光 束），有時稱為光束，其單位為流明，例如 100 W 鎢絲電泡及 40 W 螢光燈之光通量約各為1,300 Lm 及 2,500 Lm。
三、 光度
一個光源在某一方向上之發光強度為光強度，其單位為燭光（
Candela, Cd）。在照明學上光強度（Luminous Intensity, I）與燭光度
（Candle Power）有時混用不清，尤其是很多一般性雜誌、報紙，
以照明之程度使用「燭光」代替，事實上「燭光」是表示光源之發 光強度，也就是光源強度表示單位，如果要表示室內照明之程度應 以照度作表示。
四、 輝度
輝度（Luminance, Photometric Brightness, L）是單位投射面積上 之光強度，單位為每平方米之燭光［Cd/m2］，有時用nit［nt］或 Stilb
［sb］＝Cd/cm2 表示，英制單位以 Foot Lambert［ft-L］表示。
五、 照度
被照的物體，其表面上每單位面積所接受之光通量稱為照度
（Intensity of Illumination, E），其單位稱為勒克斯（Lux, Lx）。即每 平方公尺內所收之光通量為1 Lm 時之照度。
六、 亮度
光源在投光方向上單位面積(S)，所發出之光通量(ψ)密度。通常 某作業面之明暗程度均以照度表示，但讓吾人之眼睛有感覺程度之 明暗，仍以光束發散度（Luminous Emittance, M）表示之，其單位 仍為［Lm/m2］每單位平方公尺之流明數。
七、 光源壽命
光源壽命有兩種表示法：例如電泡一直到燈絲斷線為止之使用 時間稱之為斷線壽命（Burnout Life），但燈絲雖尚未斷線，而光通 量減少到當初之
70%時間之使用時間為有效壽命（Useful Life），一
般而言，光源之有效壽命一到應即換新，以得到高效率之電能利用 率。八、 色溫
色溫(Color Temperature)是以絕對溫度 K (kelvin)來表示，乃是 將一標準黑體(例如鐵)加熱，溫度升高至某一程度時顏色開始由深 紅→淺紅→橙黃→白→藍白→藍，逐漸改變，利用這種光色變化的 特性，某種光源的光色與黑體的光色相同時，我們將黑體當時的絕 對溫度稱為該光源之色溫。色溫在3,000 K 以下時，光色就開始有 偏紅的現象如蠟燭、白熾燈泡，給人一種溫暖的感覺。色溫超過5,000 K 時顏色則偏藍光，如晝光色螢光燈，給人是一種清冷的感覺，通常亞 熱帶地區的人較喜歡4,000 K 以上色溫，而寒帶地區的人喜歡 4,000 K 以下的色溫。
九、 光源之色溫及其演色性之關係
表2-1 所示是各種光源之色溫感覺分類，色溫影響到我們之視
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覺，視覺之感度可以影響亮暗，所以節能下之選擇光源必須重視光 源之色溫。實際上色溫一般以（Warm White）、（Neutral White）及 (Daylight White）來表示。
照度與色溫會造成環境氣氛之不同感受，如表2-2 所示，由表 中可以瞭解，節能照明在選擇光源時，需注意光源之色溫所產生之 視覺感受。
表2-1 各種光源色溫分類
資料來源：經濟部能源局，2008。
十、 演色性
光源對物體顏色呈現的程度稱為演色性
CRI (或 Ra)，也就是顏
色逼真的程度。演色性高的光源對顏色的表現較好。演色性高低關 鍵在於該光線之分光特性。可見光之波長在380 nm~760 nm 之範圍 內，也就是我們在光譜中見到之紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的範 圍。如果光源所放射的光中所含的各色光的比例和自然光接近，則 我們眼睛所看到顏色也就較為逼真，再好的裝璜、擺設、藝術品及 衣服等也會因選擇不適當的光源而失色。十一、 平均演色評價指數(Ra)
平均演色評價指數(Ra)表示光源的演色性與色彩傳真的程度，
即色視度優劣的代表。對於用標準光（規定為基準的光）看見的各 種色彩，再分別用各種類光源照明時的各色彩再現地保真程度。一 般平均演色評價指數
Ra 80 以上，基本上就可以滿足色彩要求較高
色溫 Light Colour Most similar Colour Temperature Warm White Light Colour (WW) ＜3,300 K
Neutral White Light Colour (NW) 3,300K-5,000 K Daylight White Light Colour (DW) ＞5,000 K
的照明應用，CIE 根據照明旳使用領域或用途建置了一定的基準。
表 2-2 照度與色溫度及氣氛之關係
資料來源：經濟部能源局，2008。
十二、 光源發光效率
光源的發光效率是以其所發出光的流明數除以其用電量所得之 值來表示，即
光源效率( Lm/W )=流明( Lm )÷用電量或管功率( W )
也就是每一瓦電力所發出光的量，其數值越高，表示光源的效 率愈高，如表2-3 所示。所以對於使用時間較長之場所，如辦公室
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、走廊、道路、隧道等，其發光效率通常是一個重要的考量因素。
表 2-3 各種光源發光效率( Lm/W )
光源種類 發光效率( Lm/W )
白熾燈 15 石英鹵素燈 25
LED 燈 45 緊密型省電型螢光燈 60
水銀燈 65 普通螢光燈管 70 單管型螢光燈管 85 雙管型螢光燈管 85 石英複金屬燈 90 三波長自然色省電燈管 96
高壓鈉光燈 130 低壓鈉光燈 200 無電極電磁感應燈 85
資料來源：經濟部能源局，2008。
各種燈源中以高壓鈉燈的效率最高。另外，在燈的輻射能中，
可見光的比例越高，則效率越高，而可見光中黃綠色系的光能量越 多也越明亮，效率也越高。此外由半導體材料所製成之發光元件，
元件具有兩個電極端子，在端子間施加電壓，通入極小電流，經由 電子電洞之結合可將剩餘能量以光的形式激發釋出的LED 燈，其原 先是以指示光源為最主要應用，應用於照明領域相當少，僅止於指 示燈，或一些特殊應用，如軍事、隔離的工業照明等 (在這些場合
表2-4 綠建築解說與評估手冊中各種光源發光效率( Lm/W )
資料來源：內政部建築研究所，2010。
，LED 之可靠性可降低維護費用，補償 LED 照明之高成本)。不 過，過去三、四年來，由於 LED 製造成本持續降低，以及效率和 亮度不斷提高，配合 LED 所具有的壽命長、安全性高、發光效率 高 (低功率)、色彩豐富、驅動與調控彈性高、體積小、環保等特點
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，使得 LED 在一般照明市場應用得以大幅度擴張，帶動其市場需 求，近年來 LED 發光效率呈現大幅度成長，以照明所需白光 LED 為例，商品化規格已達 120 Lm/W，超越目前常用白熾燈泡與鹵素 燈。且依據理論來推算，白光 LED 發光效率極大值為 200 Lm/W
，未來仍有相當大進步空間，並將成為未來照明光源之明日之星。
光源的發光效率高低是選擇照明光源的基準之ㄧ，且依據使用 目的之不同，往往需選擇演色性高或容易進行配光控制的光源作為 照明應用。另本所2009 年版綠建築解說與評估手冊，亦提供各種光 源之效率比較如表2-4。