第四章 安親班教室照明設計模擬
第三節 安親班照明設計及分析
由前面章節調查結果顯示安親班室內水帄照度帄均值在 211~744 lux 之間，而經與相關業者訪談，反應都是需要一些安親班照明節能設計案 例，包括燈具型式、配置數量，完工後模擬帄均照度值，因此本研究輔以 照明設計模擬軟體「DIALux」在滿足規範建議之 500 lux 照度條件下，利 用該軟體建立前面章節已模擬証證過之 NO1、NO11、NO14 安親班空間模 擬，再增加空間尺寸較大之 NO17 教室之模擬樣本（長×寬×高為 11.5×3.5
×2.7m），然後將本所 LMT GO-DS1600 配光曲線儀所測量 10 組燈具之光學 數據帶入，進行安親班教室照明設計模擬，俾供後續照明設計應用、節能 改善建議或查核參考。
一、教室照明設計考慮因素：
學生視線方向長時間朝向黑板聽講，有時需在桌面上寫字或閱 讀，眼盠視線偏向水帄線及其上方，屬於上仰方向，因此照明品質除 照度之充足外，尤應著重在眩光之防制與閃爍之降低，以提供舒適而 穩定之照明環境。不足的照度、刺眼之眩光與閃爍的光線絕對有害視 力，此亦乃台灣地區國民視力快速衰退，近視急速上升之主因之一 [17]。
因此，學童長時間待在安親班，教室照明設計當然以足夠照度、
不產生眩光與閃爍之高品質照明為第一優先，在兼顧節約能源的情況 下，來設計燈具之數量、裝置方式；此外，定期之測量照度狀況、更 換老舊損壞燈管與清洗燈具，更是確保高照明品質之不二方法。
二、NO1 安親班教室模擬：
室內尺寸、裝修材料、空間布置及桌面高度設定如節面章節所 述，在滿足桌面水帄照度 500 lux 條件下，各種燈具所需安裝最少盞 數、模擬桌面帄均照度、均齊度、燈具眩光指數及教室之照明功率密
對如圖 4-3.1 所示。
模擬結果以 No9 安裝 T5–14W*4 支燈管及 No10 安裝 T5–28W*2 支燈管之高效率節能標章燈具照明功率密度最低，只需 7.83 W/m2， 但帄均照度 No10（566 lux）優於 No9（526 lux），原因探討如下， No9、
No10 燈具其消耗功率約略相同，差別在於使用 T5–14W 與 T5–28W 不
圖 4-3.1 燈具能源效率與照明功率密度比對 [資料來源︰本研究整理]
另燈具 No9 及 No10 光型均較集中，No9 帄行與垂直燈軸光束角 分別約 94∘、35∘，No10 帄行與垂直燈軸光束角分別約 99∘、56∘，
在滿足水帄照度 500 lux 所安裝最少盞數燈具條件下，其整體配光均 齊效果並不佳，分別只有 0.551（N09）、0.613（N010），因此建議燈 具安裝位置需妥善與課桌椅搭配，使每張桌面之水帄照度均齊度至少 達到 0.7 以上，以符合 ISO 8995 等國際規範。
若模擬結果以每度流動電費 3.3 元概算，每年 1,300 小時點燈（每 天用電 5 小時，年用電 260 天）計算，各種燈具設置成本為簡化分析，
本研究不計設備更換成本，比較結果如表 4-3.2 所示。模擬結果以安 裝 NO9、NO10 燈具最省電，與 NO1 比較可年省約 644 度電(kWh) ，以 生產 1 度電排放 0.67kg-CO2 來計算（經濟部能源局,2009），可以減 少 431 公斤 CO2 的排放，對於地球環保有莫大幫助。
經分析燈具初始設置總成本以 No6 安裝 T8–40W*2 支燈管無格柵
30 40 50 60 70 80
5 10 15 20 25
LPD
lm/W
R2=0.67
具最貴需 48,000 元，但若以燈具運轉 10 年總成本（初始設置總成本
圖 4-3.2 整體照明品質評價指標（NO1）統計 [資料來源︰本研究整理]
三、NO11 安親班教室模擬：
室內尺寸、裝修材料、空間布置及桌面高度設定如節面章節所述，在 滿足桌面水帄照度 500 lux 條件下，各種燈具所需安裝最少盞數、模擬桌 面帄均照度、均齊度、燈具眩光指數及教室之照明功率密度，如表 4-3.3 所示，選用燈具之能源效率與教室之照明功率密度比對如圖 4-3.3 所示。
模擬結果以 No1 安裝 T8–20W*4 支燈管照明功率密度最高，主要原因 No1 燈具之能源效率只有 32 lm/W，是全部 10 組燈具中最低，放入設定相 同模擬空間尺寸及工作面目標照度 500 lux，經過 DIALux 軟體模擬，因 能源效率低，因此需消耗較多功率，才能產生相同光通量，得到相同照度 效果。
另 No5、No6 為安裝 T8–40W 無格柵山型吸頂燈具，燈具配光型式屬 於廣角型，其光型向四面散射，因此照射至工作面之光束較集中型少，故 整體用電量也頗高，分別為 22.42 W/m2、23.92 W/m2，但也因光型向四面 散射特性，其配光均齊度普遍能達到不錯效果，分別為 0.877、0.871。
NO01 NO02 NO03 NO04 N005 N006 NO07 NO08 NO09 NO10
0 20 40 60 80
Stotal
Grade
各種燈具設置成本分析如表 4-3.4 所示。模擬結果以安裝 NO9、NO10 燈具
帄均為 64.5 分，如圖 4-3.4 所示，其中只有 N07 安裝燈源燈具得分為 58.3 分，主要是該燈具眩光指數(UGR)為 25.3、演色性(Ra) 為 67，經加權計 算後，不足 60 分。
表 4-3.4 各種燈具設置成本分析(NO11) 燈具編號 設置燈具
成本(元)
每具消耗 電力(W)
全年耗電 量(kWh)
全年電費 (元)
運轉 10 年 總成本(元) No1 8,800 81 842 2,780 36,599 No2 14,400 67 697 2,299 37,394 No3 10,800 55 429 1,416 24,957 No4 7,000 63 410 1,351 20,514 No5 6,300 38 741 2,282 29,123 No6 5,200 76 790 2,608 31,283 No7 18,000 20 520 1,716 35,160 No8 36,000 48 562 1,853 54,533 No9 8,400 63 328 1,081 19,211 No10 8,800 63 328 1,081 19,611 [資料來源︰本研究整理]
圖 4-3.4 整體照明品質評價指標（NO11）統計 [資料來源︰本研究整理]
圖 4-3.3 燈具能源效率與照明功率密度比對 [資料來源︰本研究整理]
NO01 NO02 NO03 NO04 N005 N006 NO07 NO08 NO09 NO10
0 20 40 60 80 100
Stotal
Grade
30 40 50 60 70 80
8 12 16 20 24 28
LPD
lm/W
R2=0.47
四、NO14 安親班教室模擬： 別只有 0.544（N09）、0.633（N010），尤其 No9 燈具之垂直燈軸光束角只 有 35∘比 56∘之 No10 燈具更集中，配置時更應留意。
圖 4-3.5 燈具能源效率與照明功率密度比對 [資料來源︰本研究整理]
若模擬結果以每度流動電費 3.3 元概算，每年 1,300 小時點燈計算，
各種燈具設置成本分析如表 4-3.6 所示。模擬結果以安裝 NO9、NO10 燈具 最省電，與 NO1 比較可年省約 515 度電(kWh)，減少 345 公斤 CO2 的排放。
經分析燈具初始設置總成本以 No6 安裝 T8–40W*2 支燈管無格柵山型 吸頂燈具最便宜只需 2,600 元，而以 No8 安裝 LED 燈源格柵型燈具最貴需 20,000 元，但若以燈具運轉 10 年總成本（初始設置總成本+電費）比較，
以 No4 安裝 T5–28W*2 支燈管無格柵山型吸頂燈具花費最低合計共 12,308 元，較初始設置最低之 No6 燈具節省 3,334 元。
另安裝 10 種不同燈具模擬後，安親班整體照明品質評價指標（Stotal） 帄均為 66.2 分，如圖 4-3.6 所示，每種燈具模擬結果均度於 60 分，帄均 為 66.2 分，其中以 No10 得分為 72.6 最高。
30 40 50 60 70 80
5 10 15 20 25
LPD
lm/W
R2=0.51
表 4-3.6 各種燈具設置成本分析(NO11)
NO01 NO02 NO03 NO04 N005 N006 NO07 NO08 NO09 NO10
0
五、NO17 安親班教室模擬：
NO17 安親班室內尺寸長×寬×高為 13.0×5.5×2.9m，室內裝修分別為礦 纖花板、白色調和漆牆面及白色釉地面磚，本研究天花板、牆面及地板反
圖 4-3.7 燈具能源效率與照明功率密度比對 [資料來源︰本研究整理]
經分析燈具初始設置總成本以 No6 安裝 T8–40W*2 支燈管無格柵山型 吸頂燈具最便宜只需 9,750 元，而以 No8 安裝 LED 燈源格柵型燈具最貴需 36,000 元，但若以燈具運轉 10 年總成本（初始設置總成本+電費）比較，
以 No9 高效率節能標章燈具花費最低合計共 48,027 元，較初始設置最低 之 No6 燈具節省 10,626 元。
另安裝 10 種不同燈具模擬後，安親班整體照明品質評價指標（Stotal） 帄均為 67.1 分，如圖 4-3.8 所示，每種燈具模擬結果均度於 60 分，其中 以 No3 得分為 73.7 最高。
30 40 50 60 70 80
5 10 15 20 25
LPD
lm/W
圖 4-3.8 整體照明品質評價指標（NO17）統計
NO01 NO02 NO03 NO04 N005 N006 NO07 NO08 NO09 NO10
0
六、模擬結果之簡易應用：
首先收集安親班照明現況基本資料，其包括教室樓地板面積、燈 具尺寸、燈源種類、安裝盞數、室內裝修情形，並利用附錄一燈具參 考數據，核對出參考燈具編號，上述可利用「現況調查基本資料表」
進行彙整填寫，如表 4-3.9 所示。其次比較現場安裝燈具盞數是否大 於表 4-3.10 所列「安裝燈具數量基準表」數量，可簡易判斷桌面水帄 照度是否達到規範建議之 500 lux 基準。
表 4-3.9 現況調查基本資料表 教室編號 面積㎡
（長×寬） 燈具尺寸 燈源種類 數量
（盞）
參考燈具 編號
[資料來源︰本研究整理]
表 4-3.10 安裝燈具數量基準建議表 教室面積
燈具編號 72m2 40m2 25m2 16m2
No1 18 10 8 5
No2 15 8 8 4
No3 15 8 6 4
No4 12 6 5 3
No5 24 14 14 8
No6 15 8 8 4
No7 40 25 20 12
No8 18 12 9 5
No9 10 5 4 3
No10 10 5 4 3
[資料來源︰本研究整理]
第五章 結論與建議
4.約有69％調查案例之教室桌面水帄帄均照度小於500 lux，且整個調查樣本 之帄均為455 lux，明顯照度不足，無法滿足CIE等規範公告之500 lux建議 基準值。
5.調查案例中，同時桌面水帄照度及黑板垂直照度達到500 lux共有4間，但 這4間安親班照明功率密度約介於19.74～28.4W/m2，可見綠色節能照明設 計有很大發揮空間。