第二章 文獻回顧
第三節 LED 燈具市場發展
近年來各國相繼宣布將開始禁用白熾燈泡,例如我國在民國 100 年 1 月 1 日已開始 執行第二階段的禁用白熾燈泡(額定消耗功率 25W 以上)的規定。美、英、日及歐盟等國 也將自 2014 年貣全面禁用及禁止生產白熾燈泡。各國照明燈具生產廠商競相推出 LED 燈具,搶攻汰換白熾燈之市場商機。LED 燈具之用於室內照明,其目前的發展為開發新 燈具或利用既有之燈具但更換為 LED 光源的燈泡或燈管。隨著 LED 燈泡成本的下降,
LED 燈具的價格也大幅降低。其價格開始逐漸的趨近於螢光燈具或燈泡價格,自然會使 LED 燈具取代傳統燈具的商機大量湧現。日本照明市場是全球推展 LED 照明的重要指 標市場之一,日本在燈具設計、製造與照明應用方面已累積相當豐富的實務經驗(文獻 A-14)。日本廠商曾在 2010 年宣佈暫不進入螢光燈型 LED 燈管市場,原因是螢光燈型 LED 燈在長時間使用時,會造成使用者眼盠疲勞及出現殘影等視覺不舒適的問題。其次 是 LED 燈具產品的標準在目前也不夠完備,日本電球工業會已逐漸開始重視 LED 照明 之正確使用方法,並針對 LED 燈具使用之方式及注意事項提出相關研究,藉以減少 LED 燈在實際應用於建築空間時發生視覺不舒適問題的機會。
市場上目前常見之 LED 照明燈具,不論其為檯燈、筒燈、櫥櫃燈、辦公或居家用 T-Bar 型照明燈具的型式,甚至是建築立面的夜間特性照明用燈具,由於使用目的或所 處空間環境的不同而可能會有明顯的燈具型式差異。對於傳統燈具,這種燈具型式差異 是特別顯著。對於是以 LED 取代傳統光源的 LED 燈具,在設計燈具時,更應重視當使 用目的及室內住宅空間環境特徵不同而產生的影響,換言之,LED 燈具應滿足個別環境 的光品質需求,達到在舒適性、功能性及安全性等由傳統照明燈具所提供之照明效能。
傳統照明燈具的效能評估包含光源本身的光投射分佈模式、色溫、演色性、發光效能、
壽命、耗電功率(W),以及當光源與燈具結合後所衍生的配光曲線、照度分佈、眩光控
具有強烈的在單一側面的光指向性。傳統光源可因燈具型式的運用而成為一種指向性光 源,但 LED 光源本身的指向性比較不容易因傳統燈具型式的影響而將其改變為擴散性 光源。因此,當 LED 光源直接使用在傳統燈具上時,LED 燈具在照明效能方面的差異 性評估應受重視。這種照明效能差異性必然也會影響使用者偏好的 LED 燈具型態的選 擇。
無論是何種建築物的室內或室外空間,包含商業空間、公共場所或居家的空間,其 照明應用不但要顧慮照明效率也應重視使用者的視覺感受。對於傳統光源與燈具的結 合,相關的直接照明、半直接照明與間接照明設計手法的應用已非常普遍。配合這些不 同照明設計手法,目前經常被採用的燈具型態大略可分為兩種:固定式燈具及可移動式
(攜帶式)燈具。
(一) 固定式燈具
固定式燈具大多使用於住宅建築的室內空間或學校、商業與辦公室空間、工業場所 以及其他的適用空間,也可能安裝在戶外空間,屬於無插頭式燈具,其燈具是固定且無 法移動,例如嵌頂燈、吸頂燈、固定式吊燈、緊急照明燈等。此類燈具在傳統照明中經 常採用的光源包含白熾燈泡、螢光燈、螢光燈管型省電燈泡(CFL)以及像複金屬燈、水 銀燈、金屬鹵素燈之類會採用高強度氣體放電(HID)燈泡,自然也包括冷陰極燈管 (CCFL)、T8 類型 LED 燈管以及熱陰極燈管(HCFL)。各種空間目前使用固定式燈具狀況 概略說明如下:
1. 住宅、學校、辦公空間以及商業空間:螢光燈是最常被使用的光源。
2. 工業空間:由於其作業空間高度、或其工作區域安全特性以及在加工過程中對照 度水準的要求,可能會比較不強調燈具外觀的美感,而是對照度的重視。因而大
3. 戶外空間:例如路燈以及景觀庭園燈照明的情況,使用的燈具必頇能克服在室外 環境中的太陽輻射或氣溫變化、沙土或塵埃的侵入、溼度與周圍氣流的變化。此 類情況採用的燈具其光源主要是以複金屬燈及水銀燈較多。
(二) 可移動式燈具
可移動式燈具一般是使用於室內空間,屬於非一般性照明的工作照明燈具,例如檯 燈(或桌燈)、夾燈、立燈、懸吊燈、手電筒以及裝飾性燈具等。此類燈具可利用一般插 座或安裝電池而成為可隨處移動之燈具。其光源目前是以螢光燈管或省電燈泡之類的 PL 燈管或螺旋燈管為主。由於能源效率的考量,使用 LED 光源之燈泡或燈管方式的可 移動式燈具正在快速成長中。
觀察目前的 LED 燈具型態,由於 LED 屬指向性點光源,因而經常做為直下投射光 源用途,但其光束立體角不及傳統光源的寬廣。經由光源驅動器控制,市場上已可見能 隨個人需求、利用電子線路控制而變換光色的 LED 燈,讓光源的強度或色彩調控能融 入使用者的生活環境中。這種情境表現的功能也是 LED 光源能超越傳統光源的特色。
其次,由於 LED 技術的不斷創新,加上環境保護觀念以及對能源效率標準提升的要求,
使用者偏好之 LED,除了頇具有較高的省電效率之外,前述之光源強度與色彩可變化的 情境控制功能也是重點。可能的使用者偏好之 LED 燈具型態綜合分析如下:
1. 受到既有的傳統燈具市場束縛,絕大多數的廠商對於 LED 的設計皆從能源效率 或高亮度面向進行 LED 製造技術改善,其相關的照明燈具還是以採用傳統燈具 為主要考量,換言之,只是以 LED 替代傳統光源。這種發展趨勢,在某種程度 上,讓消費者能夠直接以 LED 燈炮或燈管來替換傳統燈泡或燈管。也就是將傳 統燈具結構保留,將傳統光源改以 LED 取代,但有可能發生 LED 與空間環境在 視覺舒適要求上,發生不適宜的問題。以 LED 為主的燈具型態可以展現 LED 的
屬於商品展示櫃或櫥櫃之類能提供間接光照明或華麗感覺的可撓式帶狀 LED 燈 條。
2. 若使用者想依空間及環境氛圍的不同而購買不同造型之燈具時,以目前市場提供 的燈具選擇而言,在燈具造型的自由控制或互動性方面的多樣性選擇仍然是缺乏 的,例如,使用者想依個人需求或環境氛圍的改變而變換燈具或燈罩的造型。換 言之,燈具或燈罩設計應該要能容許使用者依心境需求的改變而隨意變化其外觀 或造型設計,組合出一系列的燈型態,使燈具不再只是一種裝飾性的固定物件,
而是一種可在立體的(3D)空間中進行演進式變化的延伸方式燈具組裝。如圖 2-4 所示,燈具不再只是無法變換的單一裝飾性燈具,而是可具體改善使用者視覺環 境氛圍,增加使用者生活樂趣的一種物件。如何使 LED 燈具在設計上具有更多 的個人創意發揮空間,將是 LED 燈具市場開發的必然趨勢之一。
圖 2-5 可組裝式 LED 燈具模擬圖
3. 由於 LED 之體積小且容易控制,LED 光源因而不應該被單純的限制在只能利用 單一類型的燈罩或燈具外殼的狀況。為取得最佳效能,燈罩的造型就必頇能兼顧 其應用範圍、使用者年齡或心情、環境氛圍的營造,以及對安全健康等的顧慮。
4. 本質上,LED 是一種點光源,聚集多顆 LED 並用於照明時會有重影現象發生,
必頇藉由燈罩設計來克服光線投射的重影問題。其次,LED 本身具有顏色可重
材料。依據目前常見的燈具設計,燈罩材料多為金屬、藤材、紙質、布料、塑膠、
PP 或玻璃(透明、壓花或霧面)材料。若能善用 LED 光源特性,適當結合燈罩材 料,除了能發揮 LED 固有的性能之外,也能塑造出具有加值功能的 LED 燈具,
使 LED 燈具同時具備舒適性、觀賞性、實用性及娛樂性。
5. 目前的 LED 光源已能滿足在各種非主要空間的照度需求,例如走廊、梯間、走 道、露臺、室內貯藏空間等場所。因為 LED 可產生豐富絢麗的顏色,其光源色 彩的變化不但可增添生活樂趣,也能增加使用者在生活上的新鮮感。燈具製造商 必頇明確瞭解使用者偏好何種燈罩材料,才能讓燈罩材料成為視覺環境的重要元 素。事實上,在燈具產品設計中,材料的運用對於整體質感的呈現或美學詮釋是 不可忽視的,特別是 LED 光源的表現。如何正確掌握材料的特性並適當的結合,
藉以呈現不同的意象,或避免因錯誤的使用材料而影響燈具效果並導致失敗的燈 具設計問題出現,這些都是國內 LED 燈具在設計上所面對的共同問題。對使用 者而言,若能藉由適當的燈具材料或技術結合,增加 LED 燈具在整體結構上的 靈活性、最佳化的可向外延伸功能方式,藉以達成視覺環境舒適的人性化及生活 化,將是使用者對 LED 燈具型態的期望。