第三章 光源效率檢測設施與節能光源現況調查
第四節 小 結
目前正值我國積極推動綠建築與建築節能政策之際,且本土照 明光源之性能檢測實驗設施與技術亦已就緒,相關基礎研究也配合 廣泛執行;從本章相關文獻與分析技術的彙整比較發現,在光源發 光效率變動與輸出光通量之衰減變化部分,光源商品的型錄數據雖 有呈現,但實際的驗證與分析內容較為欠缺,本研究爰擬針對此項 課題深入探討,並進行實作比對,俾利後續參考引用。
第三章 光源效率檢測設施與節能光源現況調查
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第 一 節 內 政 部 建 築 研 究 所 光 源 性 能 量 測 實 驗 設 施
內政部建築研究所依據行政院核定之建築實驗設施建置計 畫,自 2003 年開始規劃人工光與自然光實驗室相關儀器設備,包 括配光曲線、照明、光源效率測定、材料光學測定及自然光實驗室 儀器設備等。本項實驗設施規劃方向與研發重點有三:[8] [9] [10] [11]
1.人工光實驗:有關室內舒適照明檢測與環境基準之建立,以及 建築空間光環境性能對室內人員生理、心理之影響等,如(1)燈 具與光源性能與效率檢測、(2)人工光性能實驗、(3)生心理影響 實驗。
2.材料光學性能實驗:瞭解有關各類建材之基本光學性能,提供 建材產業界參考而應用於照明領域。如(1).反射率評估、(2)光澤 度評估、(3)受光之色彩反應、(4)耐光性(UV 破壞)、(5)受光 產生之性能衰減、(6)落塵影響、(7)透射率評估。
3.自然光實驗:進行晝光基本資料之收集與晝光利用之研究,如(1) 晝光基本資料收集、(2)晝光利用實驗。(如表 3.1 所示)
本案國家級建築光環境實驗設施建置完成後,目前已通過TAF 實驗室認證,可持續進行本土氣候下最佳室內照明環境、健康照明 節能照明等研究,並提供照明產業界檢測與研發合作服務,有助推 動國內建築照明產業升級,並促成國內照明產品效率與性能開發。
表 3.1 內政部建築研究所光環境實驗室研發與檢測項目彙整表
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量測,搭配各類分析軟體,提供燈具效率、眩光限制曲線、利用係 數等各類分析,以提供建築師與照明設計師設計規劃時之參考。
本 項 配 光 曲 線 實 驗 設 備 係 參 照 國 際 通 用 標 準 規 範 ( 包 括 CIE121-1996、CIE-70-1987、CIE84-1989、CIE69-1987、EN13032-1:
2004E、BS5225.Part1)規劃,並於 2006 年 4 月於內政部建築研究 所台南性能實驗中心環境館建置完成,包括配光曲線儀器室、量測 光通道及電源供應與解析電腦控制室等,;實驗室內部之設計,則 參照 CNS 標準建置所需空調設備,控制室內環境穩定之溫濕度條 件(溫度範圍:23±1℃、濕度範圍:55±5%),除可符合未來申請 實驗室認證之需求,並確保未來辦理相關檢測服務作業之嚴謹性。
(主要實驗設備如圖3.2 至圖 3.5 所示)[8] [9] [10] [11]
圖 3.2 配光曲線實驗室空間與儀器設備配置示意圖
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圖 3.3 燈具配光曲線測定儀 圖 3.4 電源供應器
圖 3.5 原廠測試用標準燈組
本項設備可進行照明用燈具及各類光源的基本性能進行量 測,包括:(一)室內外燈具、道路與隧道照明燈具、大型場所與 空間照明及LED 燈具等各式燈具、(二)白熾燈、鹵素燈、日光燈、
氣體放電燈、LED 等各式光源。研發與檢測服務項目如下,燈泡、
燈管配光曲線特性之測定,燈具效率、燈泡及燈具發光效能(適用 於路燈、景觀燈、投光燈、LED 模組燈、40W 以下日光燈具)。可 進行之檢測服務項目如下:
(1)光強度measurement of photometric quantity(Luminous Intensity)
(2)光通量、照度分布及光度分布
(3)電性資料(電流、電壓、功率)electrical measurements
(4)光源特性(角度、光度距離)measurement of geometric quantities
二、光源效率測定實驗室: [10]
本實驗室主要區分為三大實驗主題,包括 1.光源效率檢測、
2.LED 光源檢測、3.實用性評估試驗,包括光源燈具性能與效率,
燈具配置耗電量、效率之檢測,以及綠色照明研究,另亦可針對燈 泡、燈管之發光效能、演色性、光通量、色溫、紫外線強度等進行 檢測。各主題之實驗項目及內容說明如下:
a. 光源效率檢測(積分球)係對目前市售光源包含螢光燈、PL 燈、
白熾燈、鹵素燈泡、複金屬燈、水銀燈、高壓鈉燈等,利用全 光束積分球及光譜分析設備,量測光源體之全光束輸出、光譜、
色座標、色溫及演色性等,以瞭解光源體之發光效率與相關特 性。
實驗項目包括:1.光強度測試、2.耗電量實驗、3.紫外線強度檢 測,檢測各種光源的紫外線含量,可進行相對UV 比例及 UV 佔整體輻射能(可見光+UV)百分比,作為研究健康照明的實驗 方向。4.燈泡、燈管之發光效率實驗、5.光源演色性與光源色溫 度實驗。(如圖3.6 所示)
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b.實用性檢測評估試驗方面,使用溫溼度控制箱及點滅裝置等設 備,模擬產品使用情形,以評估產品之溫濕度耐受性、壽命…等 性能。並藉由實驗數據,研究燈源在省電、環保、耐用度等項目 的發展。
(a)光束維持率試驗(依 CNS14125 規定):將經過初期特性試驗 之燈泡,以點燈150 分鐘熄燈 30 分鐘為一週期,以此週期重 複操作使點燈時間累計達2,000 小時後,運用積分球測定全 光束,並求出對初期特性全光束之百分比。(圖3.7)
(b)壽命試驗(依 CNS14125 規定):依上述之實驗條件繼續點燈 至全光束為初期特性全光束之60%的點燈時間。
(c)可程式恆溫恆濕試驗裝置:進行燈具、安定器、材料及相關 零組件高低溫環境及壽命測試,以確認燈具、安定器、材料 等,於高低溫時之衝擊變化,提昇產品的品質及使用壽命,
測試裝置之可調環境溫度範圍為-40℃至 150℃之間,相對溼 度範圍則介於20%至 98%之間。(圖 3.8)
圖 3.7 光束維持率及壽命試驗裝置 圖 3.8 可程式恆溫恆濕耐久性試驗裝置
c.LED 光源檢測實驗儀器設備項目包括:LED 積分球、角度測光 儀、電性量測設備等。光學量測項目則有:1.光強度測試(cd)、
2.光通量測試( lm)、3.光波長測試(nm)、4.色度座標(k、x、y)、
5.演色性測試(Ra)、6.視角量測(deg);電性量測項目:1.順向電 壓(VF)、2.順向電流(IF)、3.逆向電壓(VR)、4.逆向電流(IR)、5 消耗功率(PD)。
三、照明實驗室:
照明實驗室係實際建築空間中人工光的模擬實驗場,可模擬如 辦公室、教室、圖書館等空間之人工光發光情形、室內建材與色彩 配置對應不同照明類型的影響、室內照明與晝光整合之照度分佈及 眩光與相關視覺感受、照明圖像顯示作業之相互作用等,並可探討 建築室內環境之空間尺度、建材、傢俱等綜合光環境性能,分析對 室內人員生理、心理之影響,未來可協助進行現場光環境檢測,同 時規劃建立室內健康舒適之照明環境基準。 [14][15][16]
主要實驗與檢測項目包括:1.照度分佈檢測實驗,如燈具佈設 對照度均勻效果之評估以及.照明軟體之認証;2.室內光環境綜合測 定實驗,如綜合效果評估亮度與色度測定。(如圖3.9 所示)
實驗設施項目包括1.實驗構體(含升降式天花板、可移動式牆 版)、恆溫恆濕系統、照明控制管理系統、2.照度分佈檢測裝置(照 度檢出器、照度檢出器活動測定架、照明測定軟體)、3.輝度分佈
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統等。(圖 3.10 至圖 3.14) [14][15][16]
圖 3.9 模擬辦公環境綜合測定實驗[14]
實驗構體包括可調整室內空間實驗場及可升降活動天花板與 燈架二大部分。主要作為照明燈具配置與面裝修建材整合性能評 估,以及不同空間尺度中燈具之照度分佈特性比較研究等。
1.以固定式與軌道式隔板,彈性組合建立一淨空間約 12m L x 8m W x 6m H 之實驗空間,可針對不同實驗需求,以改變空間大小 與更換牆壁裝修材。實驗空間可變化尺寸為:全尺寸-12m x 8m;
2/3 尺寸-8m x 8m 或 1/2 尺寸-12m × 4m 或 1/3 尺寸 8m x 4m;1/6 尺寸-4m x 4m。
2.活動燈架:實驗區域內含二組不銹鋼製電動昇降式活動燈架,可 於0.5m 至 7m 範圍無段昇降,含可移動式燈具格或格柵式天花 板,各自獨立升降,形成平整之天花板面,並可視實驗需要輕易 調整升降之高低。
圖 3.10 室內照度分佈照度計
圖 3.11 照度分佈測定支架 圖 3.12 室內光環境綜合測定裝置
圖 3.13 照明測定軟體系統 圖 3.14 點線面輝度與色度感測鏡頭
第 二 節 國 內 光 源 性 能 測 試 相 關 實 驗 機 構
國內其他建築用光源檢測服務機構,包括台灣大電力試驗研究 中心與工研院能環所照明實驗室。台灣大電力試驗中心的服務項 目,包括:螢光燈管(CNS 691)、省電燈泡(CNS 14125)、照 明燈具(CNS 14335)等,詳細項目如表 3.2 及表 3.3;工研院能環 所照明實驗室則以照明檢測服務為主,相關電器安規部分則由轉由 其他工研院電子實驗室協助辦理。
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表 3.2 財團法人台灣大電力研究試驗中心通過BSMI認可試驗項目[15]
實驗室認可編號 認可登錄範圍 備 註
CNS691 螢光燈管
IEC61347-1 CNS927
IEC61347-2-8 感抗式安定器
CNS8802 緊急照明燈具
CNS9648 CNS10207 CNS10208
安全標示燈
CNS14125 省電燈泡
IEC61347-1 CNS13755
IEC61347-2-3 電子式安定器 L2-LB-T-0002
家用電器及其系統 CNS13783-1 CISPR14
提供內部研發與產品測試服務,並未提供外界送件檢測服務。
圖 3.15 光源全光譜分析設備 圖 3.16 安定器特性自動檢測設備
圖 3.17 螢光燈管光源效率測試裝置 圖 3.18 燈具防水霧測試裝置
第 三 節 節 能 光 源 現 況 調 查 與 試 驗 用 光 源 選 樣 分 析
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表 3.5 安定器內藏式螢光燈泡通過節能標章之廠家與產品數統計表[16]
序號 廠家 標章產品數
1 中國電器(CHINA ELECTRIC MFG.) 15
2 台灣光屋(KONOYA) 1
3 台灣飛利浦(PHILIPS) 4
4 華新電通(WALSIN) 25
5 萬竑企業(小當家) 4
6 美商奇異(GE) 5
7 威誫(super-start-light) 1
8 特力 22
9 越新 2
合 計 79
通過節能標章光源產品案件數,2008 年 8 月相較於同年 4 月,
螢光燈管部分成長15.6%,安定器內藏式螢光燈泡部分成長 54.9%。
另查詢市售光源產品之型錄資料顯示,各家廠商對於光源產品 之性能標示項目與方式不一,一般型錄標示內容包括:適用電壓、
另查詢市售光源產品之型錄資料顯示,各家廠商對於光源產品 之性能標示項目與方式不一,一般型錄標示內容包括:適用電壓、