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第二章 文獻回顧

2.4 耗能設備及能源效率標準-照明

2.4.1 照明相關名詞及定義

一般常用照明節能技術術語及計算單位大致包含光強度、光通量、照度、輝 度、配光均勻度、炫光、黑體與色溫、色溫度、演色性、發光效率等,說明如下 所示。

2.4.1.1 光強度(luminous intensity):

即光源明亮度,是測量其他光學物理量的基本國際單位,單位為燭光,

cd(candela)。

2.4.1.2 光通量(luminous flux):

光通量又稱為光束,為眼盠對光線感覺多寡的尺度並作為計測光線能量的專 有名詞,是按照國際約定的人眼視覺特性評價的幅射通量,單位為流明,

lm(lumen)。1 燭光的光源在單位立體角內所產生之總光通量定義為 1 流明。

光源所發出流明總數與用電量成正比,但相同的耗電量,光量輸出卻不一定 相同,例如同為 40 瓦之日光燈管,晝光色日光燈輸出 2800 流明,高效率、高演 色性、高頻三波長自然光 40 瓦日光燈管則輸出 3650 流明。

2.4.1.3 照度(illuminance):

物體或被照面上,被光源照射所呈現的光亮程度,為評量比較照度之大小,

常以被照面上單位面積內所接受到由光源投射之有效光通量來定義。1 帄方公尺 面積上總光通量有 1 流明時,稱為該面積上照度為 1 勒克斯(Lux),公式為

E(勒克斯 Lux)

流明 帄方公尺㎡

經濟部中央標準局參酌先進國家之照度標準,於民國 76 年 9 月 17 日訂定照 度標準,明定教室應有 200~750 勒克斯,黑板照度 300~1500 勒克斯,如表 2-4-1。

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表 2-4-1、中華民國國家照明標準(CNS)學校標準照度表

備註: 如屬視力、體力不良之兒童、學生使用之教室、實驗、實習工廠時,可將照 度提高上述所定基準值兩倍(其原因係因聽力不良之兒童,必靠看別人口唇 之動作去判斷別人所說的詞句)。

“○”號之作業場所,可用局部照明取得該照度。

【台灣電力公司-學校場所節約用電】

台灣照明學會於民國 80 年 6 月建議中小學校教室之照明應加以提升,黑板 部分應在 750 勒克斯以上,課桌面應大於 500 克勒斯。

內政部建築研究所 87 年 6 月出版「學校室內照明推廣手冊」對學校教室照 度標準建議如表 2-4-2。

表 2-4-2、學校教室建議照度標準

作業種類 教室名稱 桌面照

度(lux)

地面照 度(lux)

黑板面照 度(lux) 極精細作業 製圖教室、縫紉教室 750 - 500

精細作業

普通教室、實驗教室、電腦 教室、自然教室、社會教室、

美術教室、工藝教室、家事 教室、會計教室、英打教室、

視聽教室、語言教室、攝影 教室、餐飲、音樂教室

500 - 500

普通作業 舞導教室 - 300 500

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教育部於民國 89 年 5 月 5 日以台(89)體字第 89048627 號函,修正學校一般 教室照明標準為桌面照度不低於 350 勒克斯,黑板照度不低於 500 勒克斯為原則,

並應注意避免燈具的炫光。

2.4.1.4 輝度(luminance):

照度定義係指被照度面上光亮程度,輝度則用來評估光源或發光點之光亮程 度。眼盠注視發光體所看到的發光體面積,即光源發出之光強度。簡單的說即是 用來評估發光體對眼盠之刺激程度,單位為 cd/m2,每帄方公尺之燭光,有時用 nit(nt)或 Stilb(sb)=cd/cm2 表示,英制單位以 Foot Lambert(ft-L)表示。

表 2-4-3、各種光源之揮度大小

光源 輝度(cd/cm2)

太陽 160000

電泡鎢絲燈 200~2000

電泡球面 20~50

螢光燈 0.5~1.5

蠟燭的焰 0.5~1.0

藍天 0.8

【經濟部能源局-照明系統 Q&A 節能技術手冊】

2.4.1.5 配光均勻度:

光線分佈越均勻、視覺感受越舒服,愈不會造成眼盠的疲勞;如分佈不均勻,

室內明暗交錯,容易造成視覺疲勞。下面為照度均勻度的公式,其值愈接近 1 愈好。

照度均勻度=最低照度/帄均照度 2.4.1.6 炫光:【經濟部能源局-照明系統 Q&A 節能技術手冊】

光源與環境的配合不良時,會導致眼盠無法看清楚視覺範圍內景物,這種現 象是因視覺範圍內有一較景物光亮許多之光源存在所致,這種強光即稱為炫光。

眩光的種類有三種:直接眩光、反射眩光和背景眩光。

(Ⅰ) 直接眩光,是直視光源(燈管)所產生,光源的輝度大造成刺眼而令人不舒 服,稱為直接眩光。

(Ⅱ) 反射眩光,是因反射光源而產生。有些反射是好的,在檢查物體表面時需 要少許反射,如圖 2-4-1(a)所示;有些反射會造成眩光如圖 2-4-1(b)所示,

應予避免。

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圖 2-4-1(A)、優良反射眩光 圖 2-4-1(B)劣質反射眩光

(Ⅲ) 背景眩光,則是因為主題較暗而背景太亮而產生,也會造成不舒服的眩光。

市面上有些燈具採用特殊設計的遮光格板,可以改善反射眩光,但是價錢 較高,如果需要長期閱讀,就值得購用,否則不需要浪費金錢。

【學校能源技術手冊,經濟部能源委員會編印】

2.4.1.7 黑體與色溫度:

將所有射進的能量完全吸收而不反射,不透過的假設體稱之為黑體。光源在 某種溫度所放射之熱光顏色,若以放射相似顏色之黑體溫度(Blackbody, Color Temparaure)而表示其顏色,則此放射相似顏色之黑體溫度可用來表示說光源所 發出光之顏色,則此溫度稱之色溫度。

色溫度(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度。例如 4,500 K 之 白色螢光燈,即表示白色螢光燈的顏色與 4,500 K 之黑體顏色極為相似。色溫 之單位在實驗室採用 Kelvin (K)表示,各種光源之色溫情況,如表 2-4-4 所示。

照明的「色溫度」和我們對一般顏色與溫度的感覺完全相反。以省電燈泡的 兩種顏色為例,黃色給人溫暖的感覺,其色溫度約為 3000 K;白色則令人感覺 寒冷,其色溫度數值卻較高,為 6500 K。如表 4-2-5 所示,3300 K 的燈泡,給 人溫暖的感覺,適合用在家庭;5000 K 以上的日光燈,給人清冷的感覺,非常 適合用在辦公室,讓上班的人都很有精神。

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CIE(The International Commission on Illumination,國際照明委員會) 建設了演色性的基準,如表 2-4-6 表示出不同帄均演色性評價指標 Ra 值的光源

26 2.4.1.9 發光效率:

光源的發光效率是以其所發出的光的流明數除以其用電量所得之值。

公式 : 光源效率(lm/W)=流明(lm)÷用電量(W)

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 2-3-7 所示。所以對於使用時間較長之場所,如辦公室、走廊、道路、隧道等,其發光 效率通常是一個重要的考量因素。

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。而且可見光中黃綠色系的光能量越多也越明亮,效率也越高。

光源的發光效率高低是選擇照明光源的基準之ㄧ,且依根據使用目的之不同,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。

表 2-4-7、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

高壓納光燈 130

低壓鈉光燈 200

無電極電磁感應燈 85

【飛利浦光源產品型錄 2007/2008】

【經濟部能源局-照明系統 Q&A 節能技術手冊】