第三章 既有建築節能改善之技術面策略
第五節 照明設備系統節能改善
太陽晝光相當於 6,500K 色溫的熱輻射光，也是世界上取之不盡用 之不竭、最完美的自然光源。人類日常生活使用照明設備之主要光源可 分為下列三類，其特性比較如表 3-5 所示。另熱輻射光源為連續光譜，
相對氣體放電燈，則尚含線光譜，其分佈如圖 3-26 所示。
1、由熱輻射產生的光源，如白熾燈泡、鹵素燈。
2、由氣體放電激發的光源，包括高壓放電的水銀燈、鈉燈、複金屬燈，
及低壓放電的螢光燈、省電燈泡等 3、由半導體原理產生的發光二極體光源。
表 3-5 日常生活使用照明設備之常用光源比較表
資料來源：綠色照明，國際照明學會
圖 3-26 輻射光源與人眼反應曲線、光源與色溫圖 資料來源：綠色照明宣導應用手冊，經濟部能源局
熱輻射光源大部分轉換為熱，放出的可見光比例甚小，且溫度愈 低，放出的可見光愈少，光色紅色含量亦偏多，亦即俗稱的暖色。人眼 對光色反應的特性，在亮處對黃、綠光最靈敏，在暗處則對藍光較靈敏。
人工光源中除白熾燈外，其他光源均須搭配安定器(Ballast)才能點 亮光源，安定器係用於如氣體放電燈之電流穩定，包含傳統式與電子式 兩種，傳統式之磁鐵損耗較大，螢光燈使用傳統安定器時需搭配起動器 (Starter)使用，而高壓氣體放電燈因啟動電壓較高，須搭配點火器才啟 動。電子式安定器除穩流功能外，還具備啟動、功因補償及保護等功能，
安定器可分為預熱、快速及立即式起動型，前二者需預熱，後者則需高 壓，低功率螢光燈通常用預熱式。傳統式安定器構造較簡單，壽命較長，
效率較差，而電子式安定器使用零件較多，壽命較傳統式短，但其效率 較高，且其啟動點燈模式對燈管壽命較佳。固態照明光源包含 LED 與 OLED，其點燈須搭配電源供應器使用，亦稱安定器。
日光燈具可分為傳統式(需裝安定器)及電子式(不需裝啟動器)兩
種。一般日光燈具用的啟動器是用於啟動燈管，與電壓無關。啟動器又 分為一般式及電子式兩種，一般式日光燈亮的速度比較慢，若使用越來 越慢時就需更換啟動器，比較不傷燈管。至電子式亮的速度很快但是比 較傷燈管。
燈具之組成元件包括光源、安定器及反射板、遮光擴散板、外罩等，
室內燈具若依安裝方式予以分類如圖 3-27，若依配光方式予以分類如如 表 3-6。優質的燈具需具備能滿足高效、配光、低眩光及美觀耐用的條 件。
圖 3-27 室內燈具依安裝方式之分類
資料來源：綠色照明宣導應用手冊，經濟部能源局 表 3-6 室內燈具依配光方式之分類
資料來源：綠色照明宣導應用手冊，經濟部能源局
為進一步了解照明之相關專業術語，本研究整理了有關照明之專有
名詞及其定義內容如下：
1、光通量(Luminous Flux,φ)：指光源單位時間內所發出光之總能量，
常用單位為流明(Lumen,lm)。
2、光強度(Luminous Intensity,l)：指光源在某特定方向單位立體角內發 出之總光通量，常用單位為燭光(Candela, cd=lm/sr)，燈具光強度分 佈曲線，稱為配光曲線。
3、照度(Illuminance,E)：指單位面積所接受之光通量，常用單位為勒克 司(lux=lm/m2
4、輝度(Luminance,L)：又稱亮度，指光源或被照物單位立體角，單位 面積發出之光通量，或可定義為單位面積之光強度，常用單位為尼 特(nit=lm/sr/m
)。
2=cd/m2
5、相關色溫(Correlated Color Temperature, CCT)：指光源光譜分解後，
經色座標計算，獲得相當於近似熱輻射體之溫度，單位為 K。
)。
6、演色性(Color Rendering Index, CRI)：指在不同光源照明下，量測對 顏色顯現程度與標準光源比較之單位，其單位為百分比。
7、眩光 (Glare)：為雜散光線對眼睛刺激，產生視景對比下降或不舒適，
乃至短暫失能的照明。
8、安定器因數(Ballast Facto, BF)：指待測安定器之光源光輸出與搭配標 準安定器光源光輸出之比值。
9、安定器光效因數(Ballast Efficacy Factor, BEF)：為安定器因數×100÷
安定器電力輸入。
l0、光源發光效率(Lamp Efficacy, LPW)：光源額定光通流明輸出與光源 額定電力輸入之比值，單位為 lm/W。
11、功率因數(Power Factor, PF)：指安定器消耗實功率與輸入視在電壓、
電流均方根值乘積之比值，可評估安定器將輸入電源轉為有效電源 之能力，為 0~1 之無因次量。
l2、燈具能源效率比(Luminaire Efficacy Rating, LER)：為燈具效率×燈管
總輸出流明×安定器因數÷燈具輸入功率。
l3、照明用電密度(Lighting Power Density, LPD)：為照明單位面積使用 之電力，單位為W/m2或W/ft2
l4、峰值因數(Crest Factor)：電流峰值與電流均方根值之比值，一般安 定器之峰值因數需低於 1.7。
，用以做為能源消耗評估準則。
l5、電流總諧波失真(Current Total Harmonics Distortion, ATHD)：定義電 流失真程度，一般安定器之電流總諧波失真需低於 33%。
l6、均齊度(Uniformity)：指空間中作業面照度的均一程度，為被照面最 低照度與平均照度之比值。
l7、啟動器(Starter)：係用於螢光燈起動之用，搭配傳統安定器使用。
l8、安定器(Ballast)：安定器係用於氣體放電燈之電流穩定，包含傳統式 與電子式兩種。
有關光源體與被照體間之光通量(lm)、光度(cd)、輝度(cd/m2)、照 度(lm/m2)關係示意圖如圖 3-28 所示。
圖 3-28 光源體與被照體間之關係示意圖 資料來源：綠色照明宣導應用手冊，經濟部能源局 二、節能技術之採用策略
在提供適當之照度前提下，如何挑選高效率與防眩光的燈具以達到 室內照明節能，已成為室內照明設計的主要訴求。除了採用高效率燈具 外，晝光利用、裝設反射板及採用防眩光燈具等設備，可以提升室內照 明之舒適度及達到節能 30%以上，同時增加室內人員工作效率。而非經
常性使用之空間，可導入照明控制或輔助照明概念，透過自動感應或定 時點滅裝置，增進照明節能功效。
1、採用高效率燈具設備
僅依照明設備原設置位置，採一對一方式以高效率燈具取代舊有燈 具，以提升設備照明效率與節約能源使用。例如將原有老舊的中東型燈 具，改為高效率之 T5 格柵平板燈如圖 3-29 所示。
圖 3-29 高效率燈具取代舊有燈具
資料來源：綠建築更新診斷與改造計畫，內政部建築研究所 2、依照度需求重新規劃燈具數量
為了減少能源浪費，可以模擬軟體，依實際空間建立 3D 虛擬模型，
並藉由照明廠商所提供之照明設備 ies 檔進行改善後之照度模擬。再依 結果進行照明設備之建置。例如依走廊通道之照度需求將燈具數量減 量，如圖 3-30 所示。
圖 3-30 依照度需求將燈具數量減量
資料來源：綠建築更新診斷與改造計畫，內政部建築研究所 3、依家俱設置重新調整燈具配置
有時空間因為使用型態變更，家具設置重新調整，因而與原先照明 設備之配置相衝突。因此建議空間使用型態改變後，應依空間使用需求 與家俱位置重新檢討與配置照明設置位置，以提升照明設備使用效率。
例如圖書館燈具位於書架位置上方照明效率不佳，可配合調整燈距位置 至閱讀區以增加照明效率，如圖 3-31 所示。
圖 3-31 依家俱設置重新調整燈具配置
資料來源：綠建築更新診斷與改造計畫，內政部建築研究所 4、減少全面照明加強局部照明
有些空間天花板高度較高或實際作業面積較小，無需大量高照度之 全面照明，故可降低全面照明之照度，並於作業面加強局部照明之方式 輔助其提高作業面之照度，使其符合作業之所需。例如圖書館閱覽室若 全面採高照度照明不但浪費電，也有可能照度過高或產生眩光，可於閱 覽桌設置局部之輔助照明如桌燈，並可加裝定時點滅設備，避免人員離 開座位時忘記關燈造成不必要的能源浪費，如圖 3-32 所示。
圖 3-32 減少全面照明加強局部照明
資料來源：綠建築更新診斷與改造計畫，內政部建築研究所 5、增設周邊節能輔助設施
有時空間具有大面積開窗，白天可直接或間接利用晝光以減少照明 設備能源的使用，因此針對靠窗的燈可採用調光型電子式安定器搭配晝 光感測器來進行光源輸出功率的調控；於日照較強的時段，引入自然光 線來取代人工光源之使用，同時透過系統的感測降低窗邊燈具光源的功 率輸出，進而使原有的燈具改善之節能效果能更上一層，如圖 3-33 所 示。
圖 3-33 增設周邊節能輔助設施
資料來源：綠建築更新診斷與改造計畫，內政部建築研究所
第六節 屋頂隔熱與屋頂綠化節能改善
一、技術原理簡介夏季空調耗能受到室內外溫度差的影響甚大，隔熱性能差的屋頂會 增加室內環境的熱負荷，故改善屋頂隔熱最多約可減少頂樓層 20%空調 用電，亦可增加室內熱環境舒適性。屋頂隔熱方式甚多，包括屋頂綠化，
不但可替建築物室內降溫、綠美化都市環境以及淨化都市空氣，亦可降 低都市熱島效應以減緩地球暖化；或是採用鋪設隔熱層，利用材料的熱 阻特性來阻擋太陽輻射熱傳遞入室內；或是採用涼屋頂，藉由反射太陽 輻射熱方式，減少屋頂吸收的太陽輻射熱，以降低屋頂層室內溫度，達 到節能減碳及改善室內熱舒適度的效果。
二、節能技術之採用策略 1、施作屋頂綠化
在屋頂上進行綠化可達到建築隔熱降溫、減緩暴雨逕流、降低室內 空調費用、淨化空氣污染等改善都巿生態環境之目的。而常見綠屋頂做 法包括盆缽式屋頂綠化、薄層式屋頂綠化及庭園式屋頂綠化。而在綠屋 頂鋪設過程中所鋪設之塑膠排水墊、碎石、土壤及其之間的空氣層都有 阻熱的功能。
經過綠化之屋頂，可藉由土壤層與植被層吸收太陽輻射熱及蒸散水 分，有效降低屋頂的表面溫度、外部周圍空氣溫度及屋頂的平均輻射溫 度，減少太陽輻射熱對建築物的影響，降低屋頂表面熱流通過，進而降 低建築物室內溫度與能源消耗。常見之屋頂綠化種類可分為薄層式屋頂
經過綠化之屋頂，可藉由土壤層與植被層吸收太陽輻射熱及蒸散水 分，有效降低屋頂的表面溫度、外部周圍空氣溫度及屋頂的平均輻射溫 度，減少太陽輻射熱對建築物的影響，降低屋頂表面熱流通過，進而降 低建築物室內溫度與能源消耗。常見之屋頂綠化種類可分為薄層式屋頂