LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究
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(2) （國科會 GRB 編號） PG９３００－００００. LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 受委託者：國立台北科技大學 研究主持人：陳瑞鈴組長 協同主持人：周鼎金教授 研. 究. 員：陳鼎周. 陳紹興. 研 究 助 理 ：周宜靜. 內政部建築研究所協 同 研 究 報 告 中華民國 97 年 12 月.
(3) ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. A Study of Investigation and Performance Experiment of LED Luminaries for Outdoor. BY CHEN﹐Ruei- Ling CHOU﹐Ding-Chin December﹐2008.
(4) 目次. 目次 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧III 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧VII 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧XI 第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第一節 研究動機與目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第二節 研究方法與流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2 第三節 工作項目與具體成果‧‧‧‧‧‧‧‧‧4 第四節 執行進度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5 第二章 相關文獻蒐集與整理‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 第一節 LED 相關理論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 第二節 相關檢驗標準‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13 第三節 LED 戶外照明之相關資料‧‧‧‧‧‧‧23 第三章 案例調查與分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧61 第一節 LED 路燈案例調查與分析‧‧‧‧‧‧‧61 第二節 建築景觀照明案例調查與分析‧‧‧‧‧81 第四章 實驗室測試與分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 第一節 實驗室測試說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 第二節 測試內容與分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98 I.
(5) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 第三節 LED 路燈應用比較之電腦模擬與分析‧111 第五章 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧113 第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧113 第二節 建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧113 附錄一 期初簡報記錄及處理情形‧‧‧‧‧‧‧‧‧115 附錄二 期中簡報記錄及處理情形‧‧‧‧‧‧‧‧‧119 附錄三 期末簡報記錄及處理情形‧‧‧‧‧‧‧‧‧123 附錄四 第一次座談會議記錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧129 附錄五 第二次座談會議記錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧133 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧137. II.
(6) 表次. 表次 表 2-1 人工光源發光方式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 表 2-2 LED 特性與相關產品思考方向‧‧‧‧‧‧‧‧9 表 2-3 常見光源之特性比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10 表 2-4 白光 LED 燈具與傳統日光燈具、水銀燈具及 T5 燈 具比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10 表 2-5 制定 LED 標準之組織‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14 表 2-6 CIE LED 照明相關之技術委員會‧‧‧‧‧‧‧15 表 2-7 日本 LED 使用標準及引用之規範‧‧‧‧‧‧‧16 表 2-8 台灣 LED 標準制定時程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19 表 2-9 色溫分級‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21 表 2-10 市區平均道路照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23 表 2-11 巷道平均照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23 表 2-12 人行平均道照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24 表 2-13 明暗均勻度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24 表 2-14 各區域照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24 表 2-15 照明環境之建議照明基準‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25 表 2-16 燈具之型式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26 表 2-17 維護係數‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28 III.
(7) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-18 路燈燈桿高度與桿距間隔關係‧‧‧‧‧‧‧‧29 表 2-19 各種路燈光源比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32 表 2-20 市區平均照度標準‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33 表 2-21 陽傑科技戶外 LED 路燈產品種類規格‧‧‧‧‧36 表 2-22 戶外 LED 路燈外觀及配光曲線‧‧‧‧‧‧‧‧36 表 2-23 陽傑科技 LED 路燈安裝高度之中心最大照度‧‧36 表 2-24 鑫源盛科技戶外 LED 路燈產品種類規格‧‧‧‧37 表 2-25 鑫源盛科技戶外 LED 路燈外觀及配光曲線‧‧‧38 表 2-26 鑫源盛科技 LED 路燈安裝高度之中心最大照度‧38 表 2-27 佰鴻工業戶外 LED 路燈產品種類規格‧‧‧‧‧39 表 2-28 佰鴻工業戶外 LED 路燈外觀及配光曲線‧‧‧‧39 表 2-29 佰鴻工業 LED 路燈安裝高度之中心最大照度‧‧40 表 2-30 中盟光電戶外 LED 路燈產品種類規格‧‧‧‧‧41 表 2-31 中盟光電戶外 LED 路燈外觀及配光曲線‧‧‧‧41 表 2-32 中盟光電 LED 路燈安裝高度之中心最大照度‧‧41 表 2-33 沛鑫半導體戶外 LED 路燈產品種類規格‧‧‧‧41 表 2-34 沛鑫半導體戶外 LED 路燈外觀及配光曲線‧‧‧42 表 2-35 照明設施設計建議表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧44 表 2-36 景觀照明用光源特性‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧47 IV.
(8) 表次. 表 2-37 景觀照明燈具用途分類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48 表 2-38 依高度分類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49 表 3-1 案例實測結果統計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧73 表 3-2 案例前後二次實測結果統計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧75 表 3-3 LED 路燈與高壓鈉路燈實測結果統計‧‧‧‧‧78 表 3-4 各種路燈光源比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧79 表 4-1 光譜分析實驗用燈具一覽表‧‧‧‧‧‧‧‧‧104 表 4-2 各種 LED 燈具進行光譜分析情形‧‧‧‧‧‧105 表 4-3 LED 路燈、直管燈 CIE 色座標圖‧‧‧‧‧‧107 表 4-4 LED 條型投光燈其分別在紅、綠、藍及白光模式之 CIE 色座標圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧109 表 4-5 光衰衰減百分比表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧110 表 4-6 高壓鈉燈、LED 和水銀燈之光源比較表‧‧‧‧111. V.
(9) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. VI.
(10) 圖次. 圖次 圖 2-1 LED 發光原理圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 圖 2-2 大陸 LED 相關標準圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17 圖 2-3 台灣 LED 標準制訂流程圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18 圖 2-4 單側排列‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 2-5 雙側交錯排列‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 2-6 雙側相對排列‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 2-7 中央分隔帶排列‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 2-8 台灣地區路燈市場規模圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31 圖 2-9 台灣地區 LED 路燈滲透率預估‧‧‧‧‧‧‧‧34 圖 2-10 幕牆燈應用例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56 圖 2-11 幕牆燈應用例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56 圖 2-12 幕牆燈應用例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56 圖 3-1 照度測點位置及範圍‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65 圖 3-2 中國科技大學 LED 路燈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 圖 3-3 中國科技大學實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 圖 3-4 中國科技大學夜間點燈實況‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 圖 3-5 中國科技大學夜間實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 圖 3-6 政治大學 LED 路燈實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧68 VII.
(11) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 圖 3-7 台灣大學 LED 路燈實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧69 圖 3-8 交通大學實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖 3-9 交通大學夜間實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖 3-10 中和市公所實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧72 圖 3-11 實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76 圖 3-12 高壓鈉路燈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76 圖 3-13 夜間實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76 圖 3-14 實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77 圖 3-15 高壓鈉路燈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77 圖 3-16 夜間實測現場‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77 圖 3-17 Consorci Forum‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧83 圖 3-18 Consorci Forum‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧83 圖 3-19 Consorci Forum 夜間照明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧84 圖 3-20 測量位置示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧84 圖 4-1 配光曲線實驗室空間與儀器設備配置示意圖‧‧95 圖 4-2 燈具配光曲線測定儀‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧96 圖 4-3 光源量測用電源供應器設備‧‧‧‧‧‧‧‧‧96 圖 4-4 配光曲線系統之全光通量計算示意圖‧‧‧‧‧97 圖 4-5 配光曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98 X.
(12) 圖次. 圖 4-6 直射水平面照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98 圖 4-7 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98 圖 4-8 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98 圖 4-9 配光曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧99 圖 4-10 直射水平面照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧99 圖 4-11 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧99 圖 4-12 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧99 圖 4-13 配光曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧100 圖 4-14 直射水平面照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧100 圖 4-15 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧100 圖 4-16 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧100 圖 4-17 配光曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧101 圖 4-18 直射水平面照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧101 圖 4-19 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧101 圖 4-20 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧101 圖 4-21 配光曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧102 圖 4-22 直射水平面照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧102 圖 4-23 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧102 圖 4-24 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧102 IX.
(13) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 圖 4-25 配光曲線圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧103 圖 4-26 直射水平面照度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧103 圖 4-27 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧103 圖 4-28 實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧103 圖 4-29 光譜分析儀‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧104 圖 4-30 LED 路燈光譜能量分布圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧106 圖 4-31 LED 直管燈光譜能量分布圖‧‧‧‧‧‧‧‧107 圖 4-32 LED 條型投光燈分別在紅、綠、藍光模式時組合之 光譜能量分布圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧107 圖 4-33 LED 條型投光燈在白光模式時之光譜能量分布 圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧108. X.
(14) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：LED 照明、戶外路燈、建築景觀照明 發光二極體（LED）是目前熱門又引人注目之光源，在節能與環保之趨勢下， LED 成為未來照明應用之重要之光源，也是政府政策推動之重要產業。 由於 LED 之省電與模式變化等特性，目前應用於戶外路燈、建築景觀照明 之實例漸漸增多，國內相關產業與設計單位，對於 LED 燈具應用於室外照明之 技術需求也日益迫切。但是目前對於國內 LED 燈具應用於室外照明之功效，包 括照度、輝度、發光效率、光衰等性能，尤其節能之效益究竟如何，並未有相關 調查資料可供規劃與研發之參考。另外，對於使用於室外照明之 LED 燈具，其 光學性能如何？一般廠商資料尚付之闕如，因此不利於 LED 照明之應用。 由於目前國內對於 LED 照明尚未建立量測標準與規範，本計畫蒐集國內外 相關資料，瞭解目前國外已經建立或國內研擬中之規範，藉由本所性能實驗中心 照明實驗室之已經建置之儀器，測量並分析 LED 燈具之性能，一方面檢討分析 LED 燈具之性能，一方面能作為本所後續進行 LED 燈具性能檢測業務之準備。 本研究重點列舉如下： 1.收集國內外LED照明之研發現況與相關檢測標準。 2.實際選定相關案例，調查與分析LED室外照明之現況與性能。 3.選樣測量LED室外照明燈具之配光曲線、發光效率等光學性能。. XI.
(15) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. ABSTRACT keywords： LED lighting, road lighting, landscape lighting Currently, light emitting diode （LED）is a hot and noticeable light source. In a tendency of energy saving and environment protection, LED will be an important light source for lighting application in the future, so it became an important industry for the government promotion policy. LED lighting has characteristics of energy saving and rapid response, so there are some cases in road lighting and landscape lighting that used LED lighting. The technological guidance of LED lighting for outdoors lighting is an urgent demand. But it is short of the performance of LED lighting that used at outdoor lighting, such as illuminace, luminance, lighting efficiency, and light loss, especially concern with the benefit of energy saving that could provide a reference for lighting design and development. Due to the LED lighting measurement standards are under planning, so this project to collect relative reference and measurement codes first, then to test LED lighting performance by lighting laboratory equipment at ABRI building performance experiment group. This purpose is aim to analyze the performance of LED lighting and prepare to set up the measurement procedures of LED lighting performance. Research contents include: 1.To collect LED lighting correlation data and measurement standards. 2.To investigate and analyze LED outdoor lighting environment at present. 3.To test the prototype LED lighting luminaires performance for lighting distribution and lighting efficiency.. XII.
(16) 第一章 緒論. 第一章 緒論 第一節 研究動機與目的 一般建築物之耗能，照明約佔 30％，因此照明節能在節能推動中為重要項 目。由於 LED 的使用壽命長、低功率及耗電量低，因此 LED 照明的發展已逐漸 成為全球追逐的潮流，成為新ㄧ代受到矚目的照明光源。 在國際環保節能減碳之趨勢下，LED 照明之研發，是歐美等先進國家之重 要政策，並將 LED 列為未來之照明主流，有鑑於此，而本所人工光及自然光實 驗室已建置完成，期望能開始參與 LED 之研究，能提供研究檢測與應用性成果。 目前 LED 應用於室內照明之相關技術與產品尚未成熟與普及，目前主要以 建築景觀照明與路燈為主。例如，日本愛知博覽會之長久手日本館，原設計之建 築景觀照明手法以 35.40kw（400w×47＋200w×83）之燈具來呈現，改採用 LED 之建築景觀照明手法，降低至 6.33kw （620 個 LED）省電 82％1。至於道路照 明，在台大校園裝設 LED 路燈，以獲得相同地面照度，原採用 250w 高壓鈉燈， 採用 LED 預估 2007 年可以省電 71％2。因此，可以知道 LED 應用於建築景觀照 明與路燈具有節能之效益。 因此本年度計畫，針對戶外照明之建築景觀照明與路燈之應用，進行研究。 目前國內有關 LED 之研究計畫，主要針對光源之封裝與散熱等為主，經濟部能 源局委託工研院 3，進行低眩光之 LED 燈具開發，並進行 LED 之應用示範計畫。 總體而言，LED 因為是新興之光源，有關研究不多。因此，本計畫主要目的之 一，首先蒐集資料與進行現況調查，瞭解目前之研究現況，以及照明之應用情形， 供研究與設計之參考。 至於LED之性能實驗部分，有關之檢測標準尚在研擬中，本計畫一方面 蒐集國際上已有之性能檢測等資料，一方面，先針對建築景觀照明主要採用 之投射燈與路燈之燈具，利用照明實驗室之設備，進行配光曲線與發光效率 之測量，一方面作為案例調查之檢討，一方面推廣本所對於LED燈具之性能 檢測能力，與對於LED之性能實驗部分之需求與重要性。 1. Katsuyuki Egawa, 2005 World Exposition, Aichi, Japan Pavillon Project, Journal of The Illuminating Engineering Institute of Japan, No.10, 2005.. 2 黃秉鈞，2006.12，LED 照明時代已來臨，科儀新知，第二十八卷第三期。 3 工業技術研究院，2007.03，高效率照明-LED照明系統開發與應用推廣計畫，經濟部能源科技 發展計畫。. 1.
(17) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 第二節 研究方法與流程 一、研究方法 （一）資料收集法 1.蒐集國內外有關 LED 照明之研發資料。 2.蒐集國內外有關 LED 照明之相關檢測標準。 ﹙二﹚調查法 1.實際調查國內 LED 室外照明之使用現況。 2.實際測量國內 LED 室外照明之使用性能。 ﹙三﹚實驗法 實際測量LED室外照明燈具之光學性能。 ﹙四﹚專家意見收集法 舉辦座談會或訪談專家學者，獲得相關資訊，以利計畫之進行。 ﹙五﹚比較分析法 綜合資料蒐集、調查、實驗內容，歸納分析 LED 室外照明之現況與 後續研發建議。. 2.
(18) 第一章 緒論. 二、研究步驟 本研究之研究流程如下﹕ 研究範圍及內容界定. 蒐集 LED 照明研發與檢測相關資料. 蒐集國內 LED 戶外照明案例. 第一次座談會. LED 戶外照明調查計畫擬定 建築景觀照明調查. 戶外路燈調查. 調查資料整理與分析. LED 戶外照明燈具之性能實驗. 景觀燈具實驗. 路燈燈具實驗. 第二次座談會. 實驗資料整理與分析. 結論與建議. 3.
(19) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 第三節 工作項目與具體成果 本研究計畫預期將完成以下之工作項目與具體成果： 一、彙整LED照明性能之檢驗標準。 二、彙整LED室外照明之應用技術資料，可供相關人員之參考。 三、瞭解LED室外照明之應用現況，分析實際應用之成效供規劃設計之參考。 四、實際現場測量LED戶外路燈與建築景觀照明之燈具，分析檢討其光學與節 能等性能。 五、實驗室測量LED戶外路燈與建築景觀照明性能之成果，作為後續進行LED 燈具性能檢測驗證業務之參考。. 4.
(20) 第一章 緒論. 第四節 執行進度 本計畫之進行項目與執行進度，如下表所示。 2008 年. 月次 三 月. 工作項目. 四 月. 五 月. 六 月. 七 月. 八 月. 九 月. 十 月. 十 一 月. 十 二 月. 備註. 蒐集 LED 照明相關資料 蒐集 LED 照明相關案例 與選定調查案例 97/4/3. 第一次專家座談會. 舉行. LED 戶外路燈與建築景 觀照明調查準備 LED 戶外路燈與建築景 觀照明調查與分析 97/8/19. LED 戶外路燈與建築景 觀照明性能實驗準備. 期中 報告. LED 戶外路燈與建築景 觀照明性能實驗與分析 97/10/17. 第二次專家座談會. 舉行 97/11/28. 綜合結論與期末報告撰 寫. 期末 報告. 預 (. 定 累. 進 積. 數. 度 10 ) ﹪. 20 ﹪. 30 ﹪. 40 ﹪. 50 ﹪. 60 ﹪. 70 ﹪. 80 ﹪. 90 ﹪. 100 ﹪. 5.
(21) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 6.
(22) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 第二章 相關文獻蒐集與整理 第一節 LED 相關理論 一、LED 光源的歷史發展 4 可見光 LED 是由哈薩亞克(Nick Holonyak﹐Jr.)於 1962 年所發明。紅色發光 二極體在 1964 年出現，為最先出現的 LED 光源。LED 初始的研發技術是藉由 磷砷化鎵(GaAsP)所產生紅光，發光率為 0.1m/w。緊接著出現黃色 LED，一直到 1994 年藍色和綠色 LED 才陸續研製成功。白色 LED 則是由日本的 Nichia 公司(日 亞)開發完成。 早期 LED 利用其固有的特點廣泛的應用於信號燈、顯示幕、指示燈、景觀 照明等領域，但由於其亮度不足、價格比一般傳統燈具昂貴等條件限制下，以至 於 LED 無法廣泛的應用在照明市場上。 近幾年技術經過改良，提高其發光效率，再加上 LED 光源所具有耗電量小、 發熱量少、耐天候、耐震、壽命長等優點，有別於傳統光源，優異的特點使得 LED 成為新一代的光源趨勢。. 二、LED 光源的發光原理 目前被視為將取代傳統光源成為未來照明趨勢的 LED(發光二極體)，LED 是將電能轉換成光。同時具備一正極一負極的二極體的特性，LED 如果要發光 必須從正極通電才行，LED 再給予直流電的時候會穩定發光，如果是接上交流 電時，LED 則會呈現閃爍的型態。發光原理是外加電壓，在半導體內正負極 2 個端子施加電壓，在電流通過的時候使電子與電洞相結合時，剩餘的能量便以光 的形式釋放。主要是由 PN 結晶片、電極和光學系統所組成。. 圖 2-1 LED 發光原理圖 資料來源:彭耀祈，淺談發光二極體大型顯示器技術 (上). 7.
(23) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-1. 人工光源發光方式. 人工光源 發光方式. 基本原理. 應用說明. 優點. 缺點. 白熱燈. 於燈絲兩端通電， 使其溫度上昇而放 出電磁波。. 鎢絲燈泡、鹵 素燈泡。. 成本低，演色 性及暖色性 佳。. 燈體溫度高、 耗電、壽命 短、體積大且 易破碎。. 放電燈. 燈內部空間通電， 使其內部之氣體游 離放電而產生光。. 日光燈、水銀 燈、高壓鈉氣 燈、冷陰極 管。. 成本低，效率 佳。. 光源為閃爍光 源，燈管含 汞，回收不 易，體積大， 易破碎。. 固態光源. 電子激發化合物半 導體發射光子。. LED，固體雷 射。. 體積小，低電 壓操作，效率 優。. 光效率及演色 性較差。. 資料來源:黃登昱，國小教室中弱視兒童個人 LED 輔助照明燈具設計之研究 三、LED 光源的優點與應用範圍 5 (一)發光效率高 經過十年的技術改良，LED 其發光效率有明顯的提升。以傳統光源來看， 白熾燈、鹵鎢燈的發光效率為 12-24 流明/瓦，螢光燈發光效率為 50-70 流明/瓦， 鈉燈發光效率為 90-140 流明/瓦，大部份的耗量變成熱量耗損。LED 經過改良後， 其發光效率將達到 50-200 流明/瓦，且 LED 的單色性好、光譜窄，不需要經過過 濾就可以直接發出有色可見光。目前世界各國對於 LED 光效提升的部份皆在不 停研究當中，相信在不久的將來其發光效率將會更高。 (二)耗電量少 LED 單管功率為 0.03-0.06 瓦，採用直流驅動，單管驅動電壓 1.5-3.5 伏，電 流 15-18 毫安培，由於其反應速度快，因此可在高頻操作。以同樣的照明效果情 形下來看，LED 的耗電量為白熾燈的八分之ㄧ，螢光燈的二分之一。 (三)壽命長 根據文獻顯示 LED 的壽命較一般鹵素燈長五倍，平均壽命達 10 萬小時。LED 燈具的使用壽命更可長達 5-10 年，大大降低換燈具的麻煩，同時使得維修費用 減少。. 8.
(24) 第二章 相關文獻蒐集與整理. (四)安全性 由於 LED 為冷光源、發熱量低、無輻射熱，因此可以安全觸摸不會有傷害， 並且可以準確的控制其光型和發光角度，無眩光且光色較為柔和，同時不含會危 害人健康的汞和鈉元素。 (五)環保 LED 為全固體發光體，不易破碎，耐震耐撞，可回收。同時可以減少家用 和商用的溫室氣體排放量，若取代傳統的鹵素燈，每個 LED 在生命週期中將可 以減少一公噸的溫室氣體排放量，當中的環保效益將是不可言喻。. 表 2-2 LED 特性與相關產品思考方向 LED 特點. LED 照明燈具開發之應對思考方向. 實際應用產品領域. ．長壽命 ．防潮 ．耐震 ．堅固. ．困難危險不易執行更替維護區域之 照明器具 ．很高的地方、水中、戶外、地底等 區域使用之照明器具. ．建築外牆裝飾燈具 ．水池地底投射燈具 ．園藝景觀燈具 ．廣告招牌投光燈. ．重量輕 ．體積小 ．省能源. ．狹小區域空間之投光照明器具 ．搭配室內裝潢同時考量配光需求 ．設備儀器等內部空間之照明 ．對熱敏感之空間場所照明 ．行動式照明光源應用器具 ．單體光源小可開發多樣化之大小組 合光. ．博物館投射燈 ．維修照明燈 ．室內照明燈 ．廚房燈 ．櫥櫃燈 ．古董藝品美術品之投光 器具. ．聚光佳 ．定向光束 ．配光變化 容易. ．光束投射方向角度一致性，簡化照 明器具主體之構造，器具之反射集光 散光構造更簡單，總器具效益可達 100%適合提供全照明功能 ．光色多變且快速可調，商業應用多 元化. ．薄型檯燈 ．薄型 T-BAR 燈具 ．招牌廣告燈箱 ．舞台燈. ．低電壓 ．點燈起動 快速. ．交流電力供應不易之場所 ．危險感電場所. ．手電筒 ．維修燈 ．地底燈 ．水中燈 ．戶外景觀燈. ．單一狹窄 波長. ．警示、警告、預警功能訴求之器具. ．交通號誌 ．道路警示. 9.
(25) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. ．高輝度. ．道路指標 ．航障燈 ．煞車燈. 資料來源: 黃登昱，國小教室中弱視兒童個人 LED 輔助照明燈具設計之研究 表 2-3. 常見光源之特性比較. 光源種類. 發光效率(lm/w). 壽命(khrs). 色溫(K). 演色性(CRI). 白熾燈. 6~16. 0.5~1. 2700~3000. 100. 鹵素燈泡. 18~30. 1~3. 2900~3200. 100. 省電燈泡. 38~60. 3~10. 2700~7000. 80~85. PLC 燈. 50~90. 6~10. 2700~6500. 80~90. 2700~6500. 60~95. 螢. T9. 50~95. 5~10. 光. T8. 80~95. 8~15. 燈. T5. 90~105. 10~20. 高壓鈉燈. 45~125. 16~24. 2000~2500. 25~85. 複金屬燈. 45~115. 7.5~20. 3100~5500. 80~95. 水銀燈. 25~65. 16~24. 3300~5700. 20~50. 白光 LED 燈. 35~50. 20~50＊. 3200~7500. 60~80. 備註：業者型錄資料，國際上壽命驗證標準仍制定中 資料來源：李麗玲，建築物照明節能基礎，2006.7，領航綠建築雜誌，台灣綠建 築協會. 表 2-4. 白光 LED 燈具與傳統日光燈具、水銀燈具及 T5 燈具比較 2009 年. 2010 年. 白光 LED. 白光 LED. 白光 LED. (70lm/w) 12 w×4 支. (80lm/w) 12w×4 支. (100lm/w) 12w×4 支. 目前現況(2008 年). 燈管. 傳統螢 傳統水 光燈管 銀燈炮. T5 螢光 燈管. 18w×4 支. 14 w×4 支. 200 w×1 支. 安定器 安定器 安定器 ／電源 供應器. 安定器. 電源供應器 電源供應器 電源供應器. 全光束 4600 (lm). 5400. 3360. 10. 12000. 3840. 4800.
(26) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 總消耗 92 功率 (w) 燈具光 58 輸出比 (%) 有效光 2668 束流明 (lm) 燈具發 29 光效率 數. 235. 66. 56. 55. 54. 60. 70. 80. 80. 80. 7200. 3780. 2808. 3072. 3780. 31. 57. 50. 55. 70. (lm/w) 資料來源:經濟部技術處林清海，LED 產業標準及專利策略交流研討會 1.2008 年 LED 發展效率國內產業水準約為 70lm/w，整體燈具發光效率約 50 lm/w，較一般傳統螢光燈、水銀燈（29、31 lm/w）的發光效率高。 2.至 2009 年 LED 發光效率（55 lm/w）將接近 T5 的螢光燈具（57 lm/w）， 2010 年將可全面取代螢光燈管。（林清海，2008） 四、LED 目前現況 6 LED 之所以受到廣泛青睞的原因在於它具有光效高、低功耗、維護成本低、 尺寸小、抗衝擊和抗震能力強，點光源發光特性、無紅外線和紫外線輻射、熱量 低等明顯優勢。對於照明設計而言，高亮度 LED 的開發和應用，帶來了嶄新的 設計方法。由於 LED 光源的尺寸比傳統光源的尺寸小得多，輪廓照明、照明燈 具的隱藏都成為可能。LED 可以說是“永久＂的光源，典型白熾燈的壽命只有 1000-2000h，而 LED 理論上可達 10 萬小時。這種光源可以直接與燈具整合，不 用擔心光源的更換問題。 目前已研發採用白色 LED 作為路燈的光源。另外，白光 LED 特別適用於孔 間發光的場合，可以在城市景觀照明中使用。過去 10 年來，LED 在顏色種類、 亮度和功率都發生了極大的變化。LED 應用在城市室內外照明中發揮著傳統光 源無可比擬的作用。LED 壽命長達 10 萬小時，意味著每天工作 8h，可以有 35 年免維護的理論保障。低壓運行，幾乎可達到 100%的光輸出，調光時低到零輸 出，可以組合成千上萬種光色，而發光面積可以很小，能製作成 1mm2。經過二 11.
(27) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 次光學設計，照明燈具達到理想的光強分布。快速發展的 LED 技術將為照明設 計與應用帶來嶄新的可能性，這是許多傳統光源所不可能實現的。 但是，目前 LED 光源的壽命還不能達到所標出的 10 萬小時，實際壽命約在 5 萬小時左右，這主要與其散熱方面的問題有關。在很小的空間裡，隨著功率的 加大，半導體元件就會過熱。再者，白色 LED 如要達到普通燈泡所具有的亮度， 目前成本還過高。. 12.
(28) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 第二節 相關檢驗標準 為了加速 LED 照明的進展，世界各國皆極力制訂 LED 產品相關標準。早期 照明光源的光度與色度量測標準適合一般傳統光源，但是 LED 之外型、光學特 性以及電氣特性都與傳統的燈源有極大的不同。這使得 LED 缺乏具有公信力 的檢驗標準。 目前 LED 的相關檢驗標準制定主要是由各個國家分別所訂定，可以區分為 五大類，分別為國際標準、地區標準、國家標準及團體標準與行業標準等。但是 這五類標準並不是針對 LED 的所有零組件作一個完整的統一規範，而是只針對 某些 LED 的特性需求進行規範訂定，如電器特性、光源特性、材料等不同需求。 一、LED 世界各地標準制定組織與型態 7 國際電工委員會(IEC)、國際照明委員會(CIE)及國際標準組織(ISO)為規模較 大的三大組織，是由世界各個國家的成員所組成，相關規範會有較多的國家一起 制定與遵守其要求。 國際電工委員會(IEC) 認定 LED 為會發光的電氣元件，因此對 LED 所訂定 的規範為 LED 電器特性範圍，比較注重電氣及安全性之考量。 國際照明委員會(CIE)，主要則是針對 LED 的光源特性做規範，目前尚未針 對高功率的 LED 制定相關標準。 國際標準組織(ISO)，則是對於 LED 的相關材料、製程、產品、系統及服務 等擬定標準。 歐洲標準化委員會(CEN)是由歐盟各國獨自成立的地區性標準，其訂定的標 準包含 LED 相關材料、產品及系統等大部分 LED 產品所會遇到的狀況。 團體與行業的標準，則是為北美照明協會(IESNA)、固態照明科技聯盟 (ASSIST)、優力安全認證標準(UL)這三個組織。 北美照明協會(IESNA)，是由 DOE(美國能源部)召集 CIE、IEC、ANSI、 IESNA、NEMA、NIST 及 CSA 與 UL 等官方及民間標準機構，配合能源之星標 準，制定 LED 的相關性能標準和量測方式的標準， 美國能源局在 2007 年 9 月 12 日發布 ENERGY STAR 固態照明燈具規範， 其燈具規範分成二個階段，第一階段規定光效最高只需要達到 35lm/w，第二階 段的光效則必須提昇至 70lm/w。 由美國企業聯盟所組成的固態照明科技聯盟(ASSIST)，其所提出的標準範疇 13.
(29) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 主要是針對 LED 的使用壽命試驗規範為擬定內容。 優力安全認證(UL)的成員是為優力安全認證公司，其標準範疇主要是針對 LED 的產品及材料之安全性進行研究。. 表 2-5. 制定 LED 標準之組織. 全名. 成員. 標準範疇. 標準層級分類. 國際電工委員會. 各國家. LED 電器特性. 國際標準. (IEC) 國際照明委員會. 各國家. LED 光源特性. 國際標準. (CIE) 國際標準組織. 各國家. LED 相關材料、製 國際標準 程、產品、系統、 服務等. 歐洲標準化委員 會(CEN). 歐盟各國. LED 相關材料、產 地區標準 品、系統等. 日本工業標準. 日本. LED 光源、電器、 相關材料、產品、 國家標準 系統等. 北美照明學會. 北美照明學會. 團體標準. (IESNA) 固態照明科技聯 盟(ASSIST). LED 照明光源特 性. 美國企業聯盟. LED 壽命試驗. 團體標準. 優力安全認證標 準(UL). 優力安全認證公 司. LED 產品及材料 之安全性. 行業標準. (ISO). (JIS). 資料來源:工研院黃勝邦，LED 產業標準及專利策略交流研討會 針對 LED 之特殊性，國際照明學會(CIE，Commission Internationale De L’Eclairage)提出『CIE-127Measurement of LED』，導入平均發光二極體發光強 度(Average LED Intensity)之方式來量測 LED 之光強度。然而，隨著高功率、高 亮度 LED 的發展，各種不同封裝形式與應用之增加，CIE-127 已無法充分作為 選用 LED 時之依循準則。有鑑於此，CIE 於其組織下成立多個技術委員會，針 對 LED 需求之規範，目前國際照明協會針對 LED 照明應用所進行的技術委員會 如下表所示。. 14.
(30) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 表 2-6 CIE LED 照明相關之技術委員會 TC1-62. LED 光源演色性. TC2-45. LED 光強度量測-CIE127 量測修正. TC2-46. LED 光強度量測之 CIE/ISO 標準. TC2-50. LED 模組及 LED 陣列光學特性量測. TC2-58. LED 放射輝度量測. R4-22. LED 號誌燈量測. TC6-55. LED 對人體安全性評估方式. 資料來源:工研院郭玉萍、林士凱、李宏俊、李麗玲，LED 照明產品現況及發展 趨勢 除了 CIE，日本、美國、韓國、大陸等國家亦紛紛制訂符合其國內需求之相 關 LED 規範。美國 ASSIST 在 2005 年 2 月發布了 LED 壽命以及量測的建議書， 建議了照明用 LED 壽命定義為光衰達 70%的時間；而裝飾以及指示用 LED 壽命 定義為 50%光衰時間。 二、亞洲各國對於 LED 標準制訂的現況 8 亞洲各國對於 LED 的標準訂定狀況也有所不同。以下針對亞洲各國對於 LED 標準制訂的現況作一說明。 參與制定日本 LED 標準之組織為，日本電球工業會(JEL) 、日本照明學會 (JIES) 、日本照明委員會(JCIE)及日本照明器具工業會(JIL)等四個組織所組成， 這四個組織在 2004 年 6 月 9 日成立日本 LED 照明推進協議會(JLEDS)。 2004 年 6 月成立的日本 LED 照明推進協議會(JLEDS)，主要工作為統籌規 劃與推動制定 LED 產品的標準與量測規範，積極進行白光 LED 產品與量測規範 的制定，企圖以 LED 標準搶攻 LED 固態照明市場的先機。日本 NECA(社團法 人日本電氣制御機器工業會)於 2004 年 1 月制訂「工業用 LED 球」標準，詳細 規範 LED 球之性能規格與試驗方法，包含 LED 球之光性電性及耐環境等試驗。 2004 年 11 月日本已制訂完成『照明用白光 LED 測光方法通則』，制定白光 LED 與白光 LED 模組全光束的量測方法，作為照明學會、日本照明工業會、日本照 明器具工業會、日本電球工業會之共同規範，此二份標準之制訂已成為 LED 性 能試驗標準往前躍進一大步。 15.
(31) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 目前日本針對白光 LED 制訂的相關標準包括有測光方式、裝置性能及模組 安全性等方面；在指示用及顯示器 LED 規格化的標準方面，則有 JEITA 推出相 關之規範。除此之外，日本也遵照國際標準規範 ISO 及 CIE 兩大組織所訂定的 量測方法，以做為 LED 產品品質的把關門檻。9. 表 2-7. 日本 LED 使用標準及引用之規範. 標準編號. 規範內容. JIS C 8152. 照明用白光 LED 測光方式通則. JIS C 1609. 照度計. JIS Z 8113. 照明用語. JIS Z 8120. 測色標準 llluminant(標準光)標準光源. JIS Z 8724. 色的測定方法-光源色. JIS Z 8725. 光源的演色性評鑑方法. JIS Z 8728(ISO/CIE 10527). CIE 測色標準. TS C 8153. 照明用白光 LED 裝置性能要求. JEL 811. 照明用白光 LED 模組安全性要求. ISO/CIE 23539. Photometry-The CIE system of physical photometry. CIE 127. Measurement of LEDs. 資料來源:郭子菱，國際 LED 照明規範及標準推動產業發展 大陸標準制訂的現況分為兩個層級，第一層為半導體照明技術領域產品門類 基礎標準，主要內容為型號的命名與術語等。第二層則是根據產品結構的特點與 產業鏈上的產業材料設備做區分，六個門類的通用標準分別為外延片通用標準、 晶粒通用標準、LED 元件通用標準、LED 模組通用標準、相關材料通用標準與 其他通用標準。. 16.
(32) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 半導體照明技術基礎標準. 外延片通 用標準. 晶粒 標準 圖 2-2. LED 元 件標準. LED 模 組標準. 相關材 料標準. 大陸 LED 相關標準圖. 資料來源: 許家銘，LED 標準推動機制與政策 2005 年 11 月信息產業部成立「半導體照明技術標準工作組」，結合其他地 方政府、產業聯盟與協會，共同架構半導體照明技術標準體系，其技術規範包含 LED 磊晶片、晶粒、元件、模組及 LED 相關材料與照明應用等產品。 此外，2007 年「國家半導體照明工程研發及產業聯盟」成立「聯盟標準化 協調推進工作組」 ，其工作內容主要為負責協調中國的 LED 標準進度。預計 2008 年年底正式通過由「全國照明電器標準化技術委員會」所提出的普通照明用 LED 國家標準及行業標準。 韓國 LED 的標準發展現況為，2007 年 8 月韓國科技標準局(KATS)為了協助 次世代 LED 照明產業的未來發展，支援產業界所開發的 LED，宣佈未來三年內 將建立 15 項韓國國家標準。韓國國家標準預定產出的 15 項 LED 項目分別為， LED 用語、替代鹵素燈之 LED 燈、LED 安全性、LED 緊急照明、LED 顯示板、 LED 劣化與加速壽命試驗、照明用白光 LED 與 LED 模組安全要求事項、、照明 用白光 LED 與 LED 模組性能試驗方法、LED 局部照明、高功率 LED 指示看板 性能標準、車輛照明用 LED 試驗方法、LED 光源視覺評價之評估方法、LED 路 燈及代替日光燈之 LED 燈與高效率 LED 照明檢測儀器工具。 三、台灣 LED 標準現況 10 由於 LED 已成為未來的明日之星，除了上述所說的歐、美、日、韓以及中 國大陸各國正積極投入 LED 照明技術與標準擬定外。台灣 LED 產業雖然蓬勃發 展，為 LED 產品的輸出大國，但是缺乏產業的應用標準及測試規範，各家 LED 製造商之產品規格標示仍有很大的落差，進而造成產品選用上的困難，亦降低國 內 LED 廠商之國際競爭力。為掌握 LED 於照明應用規範的脈動，工業技術研究. 17.
(33) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 院已著手進行 LED 照明器具相關國家標準草案研究，藉由國際 LED 領導廠商之 產品規格分析、國際協會間 LED 相關量測規範蒐集與比對，並積極參與照明相 關研討會掌握最新訊息，透過與國內 LED 業者溝通以研擬出一份適用於國內並 與國際標準接軌的 LED 量測規範與草案。 經濟部技術處更於 95 年 7 月特別為業界打造「白光 LED 政策性項目」，冀 望藉由制定 LED 的標準，整合上中下游的廠商，共同建立 LED 產業應用標準與 測試規範及光源失效分析模式，以便於加速產業的蓬勃發展和提升國內 LED 的 品質與良好的效率。至今已產出數篇 LED 的標準草案，將陸續提出 17 份 LED 標準草案。 LED 標準制訂的流程大約可以分為四個階段，在第一階段的時候成立 LED 照明標準與品質研發聯盟，第二階段藉由各公會協會舉辦座談會和透過網站搜集 四面八方的意見，第三階段由經濟部技術處舉辦公聽會，經由公聽會共同制訂產 業標準，最後再由經濟部標準檢驗局擬定出標準，同時間透過華聚基金會推動兩 岸標準。. LED 照明標準及品質研發聯盟. 座談會 (電電公會、照明公 會、半導體光電協會). 網站 (個別意見). 舉辦公聽會(經濟部技術處) 產業標準. 兩岸標準 (華聚基金會). 國家標準 (經濟部標準檢驗局). 圖 2-3 台灣 LED 標準制訂流程圖 資料來源:經濟部技術處林清海，LED 產業標準及專利策略交流研討會. 18.
(34) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 表 2-8 項目. 台灣 LED 標準制定時程. 草案 發表. 徵求 意見. 共同 討論. 提案. CNS 完成 制定. A. 1.壽命測試標準 2.元件光電量測標 準 3.模組光電量測標 準 4.元件熱阻量測標 準 5.LED 路燈標準. 2008/05. 2008/06. 2008/07. 2008/09. 2009/03 公佈. B. 1. 系 統 光 學 量 測 標準 2.元件模組環境測 試標準 3.晶粒品質驗證標 準 4.晶粒性能之量測 標準. 2008/09. 2008/10. 2008/11. 2009/01. 2009/07 公佈. C. 1.LED 系統散熱量 測標準 2.LED 系統電源量 測標準 3. LED 元件 ESD 量 測標準 4.投光照明燈具標 準 5.T -Bar 照明燈具 標準. 2008/12. 2009/01. 2009/03. 2009/05. 2009/03 公佈. D. 1. LED 系統環境測 試驗證 2. LED 元件加速測 試規範 3. LED 晶粒加速測 試評估技術. 2009/03. 2009/04. 2009/05. 2009/07. 2010/01 公佈. 資料來源:經濟部、 LEDinside. 19.
(35) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 經濟部技術處於 96 年推動成立「LED 照明標準及品質研發聯盟」並透過經 濟部業界科專計畫執行 LED 標準制訂，至今已產出數篇 LED 的標準草案。並於 「LED 產業標準及專利策略交流研討會議」會中發表 5 篇 LED 相關標準草案供 外界參考，5 篇草案分別為 LED 元件光學與電性量測標準草案、LED 模組光學 與電性量測標準草案、LED 熱阻量測標準草案、LED 元件與模組一般壽命試驗 標準草案及發光二極體道路照明燈具標準草案。以下將與本計畫相關的發光二極 體道路照明燈具標準草案做介紹： 一、適用範圍 本規範適用於戶外使用之發光二極體道路照明燈具(以下簡稱 LED 路燈)， 包含電源供應器、散熱裝置、光學設計及相關機械結構，本規範道路使用之道路 照明燈具。 1.絕緣電阻 量測方法：將所有帶電部分扭合與非帶電金屬(外殼材料為合成樹脂者，用導電 金屬包覆)間，以 DC500V 絕緣電阻計測定兩端子與非帶電間絕緣電阻。 規格：其絕緣電阻需 5MΩ以上。 2.絕緣耐電壓 量測方法：絕緣電阻試驗後，隨後進行此項試驗，於帶電部與非帶電金屬部施加 1500V 測試電壓 1 分鐘。 規格：須能耐施加之電壓 1 分鐘，漏電流需小於 10mA 且無異狀。 3.枯化點燈 LED 路燈持續點燈，累積點燈時間 1000 小時。枯化點燈後以配光曲線測燈 具之光通量，此乃燈具之初始光通值。枯化點燈後之光通量須在點燈前光通量 97%以上（含）。 4.基本特性 量測方法：LED 路燈於輸入端子間施加額定輸入頻率(60Hz)之額定電壓，待穩定 後量測燈具之總消耗功率、功率因數和色溫。 規格：PF≧0.9，在標示值 95%以上，總電路功率需在廠商標示值±10%。 LED 光源之色溫不得高於 7100K，其色溫分級如下表。. 20.
(36) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 表 2-9 色溫分級 Nominal CCT. CCT(K). 2700 K. 2725 ± 145. 3000 K. 3045 ± 175. 3500 K. 3465 ± 245. 4000 K. 3985 ± 275. 4500 K. 4503 ± 243. 5000 K. 5028 ± 283. 5700 K. 5665 ± 355. 6500 K. 6530 ± 510. 5.配光特性 量測方法：LED 路燈依下圖設置燈具量測方位，施加額定電壓，利用配光曲線 量測設備測定燈具之光度分布曲線與總光輸出。 規格：LED 燈具光度分佈須符合二方向遮蔽型之要求，其光度值如下表，所示 LED 路燈總發光效率需≧45lm/w。 二、光度要求值. 光度(cd)/燈具光通量(klm). 鉛直角 90° 水平角 90°. 鉛直角 80° 水平角 90°. 鉛直角 60° 水平角 65°-95°. 10 以下. 30 以下. 180 以上. 6.溫度循環 量測方法：在開機狀態下從室溫上升至 50±3℃，停留 12 小時之後，降溫至-10± 3℃，停留 12 小時，再升至室溫，為一循環，重複兩次，而升降溫速度為 0.5-1 ℃/分鐘。 規格：LED 路燈必須在環境-10-50℃下正常動作，且所有元件均不得有裂痕或其 21.
(37) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 他物理性的損害。 7.耐濕開關試驗 量測方法：LED 路燈於環境溼度 90-98%RH 下，額定電壓通電，以 15 分鐘點燈 75 分鐘關燈之頻率持續測試 20 天。 規格：LED 路燈必須在環境溼度 90-98%RH 下正常動作，且所有元件均不得有 裂痕或其他物理性的損害。 8.耐久性試驗 量測方法：LED 路燈必須在通電及 60±3℃之環境溫度下能連續工作 360 小時。 規格：LED 路燈必須在通電及 60±3℃之環境溫度下能連續工作 360 小時，且 LED 路燈之光通量不得低於初始光通量之 90%。 9.開關試驗 量測方法：LED 路燈額定電壓通電，以 2 分鐘點燈 3 分鐘關燈之頻率進行 1200 次開關。 規格：試驗後正常動作，且所有元件均不得有裂痕或其他物理性的損害。 10.突波保護試驗 量測方法：依照 CNS14676-5﹝電磁相容－測試與量測技術－第 5 部：突波免疫 力測試﹞的規定，施加一具有 1.2/50μs 開路電壓波形及 8/20μs 短路電流波形 之組合波試驗，其開路試驗電壓為 4KV，切換電極極佳重複試驗三次。 規格：試驗後能正常動作。 11.電磁雜訊試驗 量測方法：LED 路燈依照 CNS13438 之測試方法試驗。 規格：符合 CNS13438ClassA 規定。 12.防塵防水試驗 量測方法：依 CNS14165 電器外殼保護分類等級的規定，對 LED 路燈進行試驗。 規格：燈具需符合 CNS14165 IP65 規定。 電源供應器外置式，則至少需符合 IP54 要求。. 22.
(38) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 第三節 LED 戶外照明之相關資料 一、道路的分類與路面照度標準 (一)設計規範及準則 道路照明設計應依據以下規範： 1.「路燈設計規定」-經濟部（1986） 2.「交通工程手冊」-第七章道路照明 交通部（1980） 3.市區道路工程規劃及設計規範之研究- 第十九章 市區道路照明設計 內政 部營建署（2002） 4.國家標準(CNS)總號 10779-道路照明 5.國家標準(CNS)總號 15015-戶外景觀照明燈具 (二)照度標準 市區道路及巷道之照明輝度及照度應符合表 2-10、表 2-11 之規定；人行道 之照度原則上參考表 2-12 之規定，然實際設計仍須視當地情形而定。 表 2-10. 市區平均道路照度（單位：勒克斯(lux)）. 條件 道路分類. 郊區. 住宅區. 瀝青路面 水泥混凝土路面 瀝青路面 水泥混凝土路面 幹. 市區. 商業區. 道. 30. 20. 15. 10. 輔助幹道. 22.5. 15. 10.5. 7. 其他道路. 15. 10. 7.5. 5. 幹. 道. 30. 20. 15. 10. 輔助幹道. 15. 10. 7.5. 5. 其他道路 15 10 7.5 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計 表 2-11. 5. 巷道平均照度（單位：勒克斯(lux)）. 區域分類. 商業區. 住宅區. 照度. 6. 4. 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計. 23.
(39) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-12. 人行平均道照度（單位：勒克斯(lux)）. 條件. 道路分類. 要維持之最低平均照度基準. 商業區. 10. 住商混合區. 6. 住宅區. 2. 公園道路 隧道. 5 43（參考用）. 斑馬線（交叉口）. 3. 道路分類 與道路接鄰之人行道. 不與道路接鄰之人行道. 梯道 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計. 6. 市區道路照明之明暗均勻度應符合表 2-13 之規定。 表 2-13. 明暗均勻度. 道路分類. 最低照度⁄平均照度. 幹道. 大於 1：3. 其它道路 大於 1：4 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計. 表 2-14. 各區域照度. 照明的對象(區 域). 平均照度(勒克 斯，lx). 聯外道路. 外邊 社區內幹線. 10 7. 7-15. Emin/Emax≧1/16. 社區出入口. 標誌 指標板. 10 100. 70-150. -. 5. 1-10. Emin/Emax≧1/20. 3. 1-10. Emin/Emax≧1/40. 3. 1-10. Emin/Emax≧1/40. 一般場所. 5. 1-10. -. 公 共 廣 場. 中央區. 5. 1-10. -. 遊戲區. 3. 1-10. -. 休閒區. 3. 1-10. -. 運動區. 20. 5-30. -. 3. -. -. 5. 3-15. -. 通 步道 道 綠廊道 休閒步道. 階 門口階梯 梯 戶外階梯 24. 照度基準(勒克 斯，lx). 均勻度(參考).
(40) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 自行車道. 5. -. -. 停車場. 10. 5-30. -. -. 75-150. -. 50. 30-75. -. 3. 2-5. -. 10. -. -. 住 走廊、階梯 宅 旋轉階梯 公 中庭 設 區 社區中心 資料來源:CNS15015. 表 2-15 光環 境類 型. 場所. 照明 自然公園 環境 鄉野田園 I類 (荒野) 照明 鄉村區 環境 郊外區 II 類 (郊外). 照明環境之建議照明基準. 建議性項目 照明率(1). 向上光束 比. 眩光. 省能源. 其他. 可以提高 照明率之 燈具作選 定目標。 開發高照 明率之燈 具。. 0%. 安裝高度： (a)4.5m 以 下者，鉛直 角 85 度方 向之光度 2500cd 以 下；. 效率系 統. 如對居 住者、 天象觀 測者、 生物體 有影響 時，必 須個別 加燈罩 或遮光 板。. 1-5%. 照明 環境 III 類 (地方 都市). 地方型都 市大都市 圈內之週 邊. 0-15%. 照明 環境 IV 類 (大型 都市). 都市中心 區. 0-25%. (b)4.5m-6m 者，鉛直角 85 度方向 之光度 5000cd 以 下；. (2)200w 以上者 60lm/W 以上. 200w 以 下者 50lm/w 以上. (c) 6m-10m 者，鉛直角 85 度方向 之光度 12000cd 以 下。. 註(1)照明率：燈具使用於照明範圍內之有效光束與光源之全光束之比。 燈具效率：燈具輸出之光束/使用在此燈具光源之全光束。 2 ( )光源系統效率：光源之全光束(lm)點燈裝置上全部耗費電功率(w) 資料來源:CNS15015 25.
(41) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 照明主體照度與環境生態應符合以下二點，並依據照明主體之照明需求選擇 適宜之照明演色性，以低耗能並不致對動物生息造成衝擊之燈具為原則： 1.道路照明應依據照明主體及照度需求，決定燈具流明與間距、高度等，使 發揮應具之照明效果。 2.除確保照明主體所需照度與有效範圍外，應調整照明角度與範圍，避免過 照眩光、過度漫射光或閃爍，影響鄰近地區動物憩息。 (三)燈具之選擇 1.燈具光度分佈 燈具依其對眩光之影響可區分為以下三種： (1)遮蔽型：其最大光度之涵蓋範圍為 0 度~65 度。 (2)半遮蔽型：其最大光度之涵蓋範圍為 0 度~75 度。 (3)無遮蔽型：其最大光度之涵蓋範圍為 0 度~90 度。 （資料取自內政部營建署「市區道路工程規劃及設計規範之研究」（2002）編撰） 2.燈具之型式及使用 燈具之型式及使用應符合表 2-16 之規定。 表 2-16 道路分類. 眩光容許度. 幹道. 少許. 燈具之型式 燈具型式 優先. 尚可. 遮蔽型. 半遮蔽型. 其它道路 容許 遮蔽型或半遮蔽型 無遮蔽型 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計 (四)照明設施之佈設方式 1.設置位置 (1)通常佈設於公共設施帶，或中央分隔帶上。 (2)在交叉路口地區，得設於交通島上。 2.排列方式 通常街道照明設施排列方式有以下五種，其中 W 表路權寬度(公 尺)，S 表裝設間隔(公尺)。. 26.
(42) 第二章 相關文獻蒐集與整理. (1)單側排列，如圖 2-4 所示。. S. W 圖 2-4. 單側排列. 圖 2-5. 雙側交錯排列. 圖 2-6. 雙側相對排列. 圖 2-7. 中央分隔帶排列. (2)雙側交錯排列，如圖 2-5 所示。. W S. (3)雙側相對排列，如圖 2-6 所示。 S. W. (4)中央分隔帶排列，如圖 2-7 所示。 S. W. 3.排列方式之選擇原則 (1)車道寬度較窄之道路及一般巷道，得以單側排列設置之。 (2)車道寬度較寬之道路，得以相對排列設置之。 (3)一般幹線道路得以交錯排列設置之。 (4)如中央分隔帶寬度足夠時，得於中央分隔帶排列設置之。 (5)車行箱涵內，得採用交錯排列或相對排列。. 27.
(43) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. (五)燈具使用照明率（Coefficient of Utilization ,CU） 燈具照明率與路寬、裝設高度及光線照射類型等因素有關，其數值為 0.2 至 0.4 為較佳。. （資料取自交通部「交通工程手冊」（1980））. 圖 2.5-6. 一般照明率曲線例（W/H）. (六)維護係數(Maintenance Factor, MF) 其值視養護程度及使用環境而定，依表 2-17 選用適當值計算。 表 2-17. 維護係數. 交通量（台/日）. 市區道路. 郊區道路. 15,000 以上. 0.6. 0.65. 7,000~15,000 0.65 7,000 以下 0.7 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計. 0.7 0.75. (七)路燈高度與桿距間隔 道路路燈高度與桿距間隔標準可參考表 2-18 規定，然設計者應視當地之實 際狀況加以調整。表 2-18 中 W 表路權寬度，H 表裝設高度，S 表裝設間隔。. 28.
(44) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 表 2-18 燈具. 路燈燈桿高度與桿距間隔關係（單位：公尺） 遮蔽型. 半遮蔽型. 無遮蔽型. 燈柱排列. 裝設高度 （H）. 裝設間隔 （S）. 裝設高度 （H）. 裝設間隔 裝設高度 裝設間隔 （S） （H） （S）. 單側排列. 1.0W 以上. 3H 以下. 1.2W 以上 3.5H 以下 1.4W 以上 4H 以下. 雙側交錯排列. 0.7W 以上. 3H 以下. 0.8W 以上 3.5H 以下 0.9W 以上 4H 以下. 雙側相對排列. 0.5W 以上. 3H 以下. 0.6W 以上 3.5H 以下 0.7W 以上 4H 以下. 中央分隔帶排列 1.0W 以上 3H 以下 1.2W 以上 3.5H 以下 1.2W 以上 4H 以下 註：W 為路寬 資料來源:工研院張學智、黃勝邦、朱慕道，LED 路燈的設計 (八)路燈照明計算公式. F W×E = S N × CU × MF 式中： E：平均照度，以勒克斯為單位 F：光源全光束，以 lm 為單位 N：照明設施排列係數，單側或雙側交錯=1，雙側相對或中央分隔帶排列=2 CU：燈具使用照明率，由 W/H 查曲線表而定，約在 0.2～0.4 之間， （單側排 列之照明率在路寬等於燈具高度時應在 0.3 以上）。 MF：維護係數，參考表 2-17。 S：燈具間距，以公尺為單位 W：道路路寬，以公尺為單位 二、LED 路燈設計相關重點. 11. 為了將 LED 光源應用在路燈的領域之中，其輸出光型設計一定要能符合上 述路燈的相關規定，根據張學智等人在「LED 路燈的設計」一文當中以使用傳 統燈具光源及常見的 8 公尺寬的市區住宅區瀝青道路為例，需要的照度約是 7.5lux，明暗均勻度是 1：4，選用遮蔽式燈具與單側式排列，燈具高度約要在 8 公尺以上，間距設為 24 公尺，查表 CU 值為 0.3，MF 值為 0.7，燈具懸臂的長度 約為 2 公尺。 經過計算之後，燈具所需要的光通量流明值約是 6,860lm。如果換算成 LED 光源的話，假設 LED 的效率是 60lm/w，以 3w 的 LED 來說就需要 38 顆。 在路長方向的全發散角經計算約為 112 度；路寬方向需要的傾角經計算約為 14 度，全發散角則約需要 50 度。 29.
(45) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 但是對於 LED 光源來說，CU(燈具使用照明率)與 MF(維護係數)的計算則有 不同的方式。 以 CL(燈具使用照明率)來說，需要視光源端的光學設計效果而定，依設計 的光型計算投射在路面上的光通量比率來決定該燈具的 CU，一般來說未經處理 的 LED Lambertian 光源在 10m 高的位置對 8m 寬 30m 長的路面來說，其照明率 大約是 35%左右，這樣的結果代表還是有很多的光照射到了路面以外的地方形成 浪費，所以利用光學元件加以調整光型使輸出光能盡量投射在路面上才能達成較 好的節能效果。 以 MF(維護係數)來說，要視 LED 光源在長期使用後整體燈具輸出會形成的 光衰來決定，目前定義 LED 光源壽命的標準是衰減為 70%的時間，所以對 LED 路燈燈具的 MF 來說可以將其定為 0.7。 為了希望在所照明的道路上能有均勻的光照度分佈，就需要利用光學元件來 調整 LED 輸出的光型，相較於使用二次光學的元件，在 LED 封裝體上來達成這 樣的目標，更能減少燈具的體積、重量及成本，是在實作上較希望的方式。利用 LED 封裝體上的 LENS 將 LED 輸出的光型從 Lambertian 分部調整為非對稱型的 光型分佈。使用傳統的軸對稱型 LENS 無法達成這個目的，為了達成這個目標， 設計出非軸對稱型的封裝 LENS 是必要的。 要設計出這樣的非對稱光型分布有很多方法，首先第一個可用的方法就是只 用封裝的 LENS 來達成這樣的光型分佈，如此的設計目標對應到 LENS 身上就會 使得 LENS 本身在兩個方向上分別具有不同的曲面特性。在路長方向上的設計就 會具有外凸內凹的特色使得中央強度較強的光束能向大角度方向傳播，而向大角 度方向發散的光則能向小角度的方向來收斂。在路寬方向上的設計則有所不同， 為了要將光束作一角度的傾斜，利用晶片上方傾斜的折射面或是彎曲的傾斜折射 面來調整光束的傾角會是可行的方法，也能利用傾斜曲面來調整路寬方向的光發 散角度，使設計更佳完善。將兩個方向的特性曲面融合在一起就可以得到所需要 的 LENS 曲面。 另一個設計方式就是將路寬方向的傾角利用燈具的設計來達成，也就是說在 封裝單體輸出的光型部分只考慮路長方向的光分佈與路寬方向的發散角，路寬方 向的傾角就利用燈具傾斜成想要的角度來達成。這是個比較容易達成的方式，只 需要在 LENS 的兩軸向上各自使用想要的曲面去處理想要的光分佈，可以降低設 計的難度。 30.
(46) 第二章 相關文獻蒐集與整理. LED 光源的光學特性不同於傳統使用在路燈上的水銀燈，與其比較起來 LED 光源具有更寬廣的揮灑空間，利用封裝的 LENS 就可以將光型調整成想要 的形狀，輕巧的體積重量可以提供更大的機構設計空間，除了顯示的應用之外未 來更可以應用在照明的領域上，為未來提供更節能環保的新光源。 三、戶外路燈 根據文獻顯示，城市道路照明是 LED 應用的重要領域之一。大陸許多城 市都在啟動 LED 路燈示範工程，台灣也將在未來幾年內用 LED 替換傳統光源。 LED 有與一般路燈光源不同的光源特性，在色度學和光度學方面對道路照明標 準制定有許多值得探討的地方。 (一)LED 路燈在台灣地區的市場規模 12 根據經濟部能源局統計，台灣地區在 2004 年時的路燈數量已經達到 130 萬 盞水準。LEDinside 預估 2008 年台灣地區路燈市場規模約 140 萬盞，其中高壓鈉 燈的比重約佔 41%，水銀燈的比重約佔 52%。雖然高壓鈉燈與水銀燈的演色性 都是很好，但是高壓鈉燈的光源效率約為 100lm/w，仍然是現階段發光效率最高 的照明工具。根據台灣地區路燈市場規模(Figure-1)調查， 2003 年以後可以明顯 觀察到相較於其他照明工具，高壓鈉燈佔路燈市場的比重不斷增加。至於 LED 路燈雖然在這兩年來受到很大的矚，但其比重仍然在 1%以下，2007 年全台灣 LED 路燈裝置量估計僅有 2-3 千盞左右。 LEDinside 預估 2008-2012 年台灣地區的 LED 路燈年複合成長率將會高達 113%，而 LED 路燈在 2010 年以後將會大量的普及在國人的生活周圍。. 圖 2-8. 台灣地區路燈市場規模圖 資料來源: LEDinside 31.
(47) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-19 型式. 光源效率. 各種路燈光源比較 特性. 使用範圍. (lm/w). 平均壽命(小 時). 白熾燈泡. 8-18. 1000. 安裝及使用容 易，立即可以 啟動，成本低. 住宅之基本照明 及裝飾性照明. 高壓水銀燈泡. 40-61. 1000-12000. 效率高，壽命 長，適當的演 色性. 住宅區之公共照 明，運動場工廠. 高壓鈉燈泡. 68-150. 8000-10000. 效率高，壽命 長，光輸出穩 定. 道路，隧道等公共 照明，投光照明， 工業照明，植栽照 明. LED 燈泡. 70-80. 30000-50000. 效率高，壽命 長，光輸出穩 定，演色性高. 住宅之基本照 明，裝飾性照明， 道路，隧道等公共 照明，工業照明. 資料來源: LEDinside (二)標準未制定使得 2008 年 LED 路燈滲透率偏低 13 由於 LED 路燈的標準尚未明確的被規範出來，以至於相關政府單位在採購 上仍無所適從。因此使得 LED 路燈到目前為止都還是雷聲大雨點小的狀態，儘 管 LED 的發光效率已普遍提升至可以商品化的標準。 再加上，LED 要將 220V 轉換成 10 幾伏特的電壓其所需花費的變壓設備費 用十分昂貴，此外目前 LED 路燈的維修費用比高壓鈉燈高出數倍，也是地方政 府單位有疑慮之處。目前路邊所看到的 LED 路主要為安裝於捷運周圍、公園或 是校園等非主要幹道，這些 LED 路燈大多為示範性質，高度大多僅有 3.5 米高， (三)LED 發光效率仍有待業界提升 14 LED 不如預期快速成長的原因，除了 LED 的標準尚未制定出來之外，目前 現階段 LED 的發光效率不足也是影響 LED 路燈無法普及使用的原因。 今年 4 月份工研院規劃 LED 路燈照明規範草案擬訂 12 項量測標準，然而通 過工研院量測的業者僅少數幾家。其中發光效率和配光特性成為目前業界普遍尚 未突破的難關。由於溫度上升、電源供應、燈罩等都是光源消耗的影響因素，工. 32.
(48) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 研院希望 LED 路燈發光效率至少要在 45lm/w 以上，才能達到取代水銀燈的效 能，因此，LED 光源的發光效率必須在 70~80lm/w 左右，才能使燈具發揮 45lm/w 的效率，但符合量測結果的業者實際仍在少數。 此外，以目前經濟部所規定的市區平均照度標準來看，目前 LED 路燈平均照 度約 20-25 lux，因此僅能夠適用於市區以及郊區等非主要幹道。預估至 2010 年 當 LED 發光效率普遍提升至 100lm/w 時，屆時照度將提升至 30lux 以上才有辦 法支援主要道路的標準。. 表 2-20 條件 道路分 類 市區. 郊區. 市區平均照度標準. 商業區. 住宅區. 瀝青路面. 水泥路面. 瀝青路面. 水泥路面. 幹道. 30. 20. 15. 10. 輔助幹道. 22.5. 15. 10.5. 7. 其他道路. 15. 10. 7.5. 5. 幹道. 30. 20. 15. 10. 輔助幹道. 15. 10. 7.5. 5. 10. 7.5. 5. 15 資料來源:經濟部、 LEDinside 其他道路. (四)2010 年 LED 路燈市場將快速起飛 15 節能趨勢下，經濟部能源局主導「585 白熾燈汰換計畫」，預期以 5 年時間， 逐步推動國內白熾燈汰換為省電燈泡或其他高效率燈具。由於白熾燈平均使用壽 命(約 500-1000 小時)約只有省電燈泡(約 3000-6000 小時)的 1/3 至 1/6，而同樣照 度的白熾燈比省電燈泡耗電 5 倍以上；因此能源局已將照明能源效率納入管理， 預計於 2008 年年底公告白熾燈能源效率標準，並擬於 2012 年施行，屆時不符標 準規定之白熾燈將無法再進口或製造銷售。 而目前路燈中，白熾燈與日光燈估計仍有 9.6 萬盞，佔所有路燈比重比率約 7%，而在白熾燈汰換計畫下，不具效率的白熾燈將首先被淘汰更換為 LED 路燈。 而目前 LED 光源效率普遍留在 70~80 lm/w 水準，預估至 2010 年將會提升 至 100lm /w，因此在 LED 發光效率提升加上政府政策推動下，LEDinside 預估 2008-2012 年台灣地區 LED 路燈年複合成長率高達 113%，2012 年 LED 路燈滲 透率將有機會超越 10%的水準。 33.
(49) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 圖 2-9. 台灣地區 LED 路燈滲透率預估 資料來源: LEDinside. (五)LED 戶外照明現場調查檢測規範 16 中國大陸廈門市夜景工程建設領導小組組織廈門市光電專家編寫了 Q/XMGD01-2005《廈門市夜景工程施工質量驗收技術要求》，以產品生產、採 購招標和工程施工入手，保證夜景工程的質量。 依據 Q/XMGD01-2005 的技術要求，廈門市產品質量檢驗所配置了 LED 光 電色測試系統、光衰試驗裝置、安全性檢驗裝置、防水試驗裝置和環境試驗裝 置等，並於 2005 年 11 月完成計量認證申報及檢查認證工作。 (六)LED 器件部件的質量檢測 17 考慮到夜景工程應用的特殊性，Q/XMGD01-2005 規定的 LED 器件部件質 量檢測項目除了 LED 的光、電、色、熱性能，即正向電壓、反向電流、平均 發光強度、半強角度、波長、光譜輻射帶寬、光通量、顯色指數、色溫和光衰 外，還重點包括了產品的外觀、光色參數一致性、電源適應性(電壓、頻率) 、 環境適應性(高溫、低溫、溼熱) 、耐久性、安全性和電磁兼容性等，使檢測 項目更具針對性。 光色參數一致性是指單個樣品測試值與樣品平均測試值之比，它直接關係 到夜景照明的均勻和美觀程度。Q/XMGD01-2005 規定，在輸入額定電流的情 況下，同色同功率的 LED 平均發光強度一致性為±15%，光通量、半強度角、 光譜輻射帶寬及白光 LED 色溫的一致性均為±10%。 光衰、環境適應性和耐久性檢驗也是夜景照明 LED 質量測評的關鍵項 目，它直接關係到夜景照明的效果和使用壽命。對於光衰的檢測， 34.
(50) 第二章 相關文獻蒐集與整理. Q/XMGD01-2005 規定 LED 點亮 1000h 後，單色 LED 的平均發光強度不小於 原值的 80%。對於環境適應性的檢測，Q/XMGD01-2005 規定 LED 在工作高 溫、貯存高溫、工作低溫、貯存低溫和恆定溼熱的條件下，經過規定的試驗時 間後，產品應能正常工作，其外觀和功能應符合完好標準的要求。對於 LED 進行連續 7 個周期的試驗(每個周期為 24 小時)，在每周期中，前 21 小時按額 定電壓的 1.1 倍施加於 LED 上，其餘的 3 小時斷開電源，經耐久性試驗後， 產品應能正常工作，其外觀、功能和安全性應符合完好標準的要求。. (七)道路照明廠商 道路照明目前有新強光電、中盟光電、陽傑科技、泰沂光電、鈺壐、鑫源盛、 光林、佰鴻等廠商均有生產 LED 路燈。以下針對陽傑科技、鑫源盛、沛鑫、佰 鴻及中盟光電等五家廠商做介紹： 1.廠商名稱：陽傑科技股份有限公司 江陵科技集團從 1986 年起，就開始致力於新能源的研究開發，專業技術開 發出多樣具有環保、節能之新產品，旗下之陽傑科技更為目前世界上提供商用微 米級散熱技術的唯一領導者。 陽傑科技將原僅應用於太空與軍事上的高成本先進散熱科技—迴路熱管技 術，成功發展並改良，獲得全世界多國專利。 因應環保、省電、節能的潮流，陽傑科技亦與台灣大學新能源中心合作， 成功利用迴路熱管(LHP)結合 LED 燈的專利組合，開發出高瓦數、高流明數的 LED 路燈、投射燈與可 DIY 的高科技太陽能路燈等多項產品。 產品優勢 (1)壽命超過50,000小時。 (2)只需100w，便達到4000lm。 (3)與水銀燈相比省電達75%。 (4)3年內成本可回收。 (5)獨家太空先進科技處理散熱。 (6)符合聯合國綠色環保規定。 (7)獨步技術輕量化。. 35.
(51) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-21 陽傑科技戶外 LED 路燈產品種類規格 編號. 燈具光通 量（lm）. 輸入功 產品壽 防水 率（w） 命（hrs） 等級. 1. 1,680. 25. >50,000. >IP65. -30~+40°C. 2. 1,890. 25. >50,000. >IP65. -30~+40°C. 3. 6,720. 100. >50,000. >IP65. -30~+40°C. 4. 7,560. 100. >50,000. >IP65. -30~+40°C. 5. 10,000. 150. >50,000. >IP65. -30~+40°C. 6. 11,300. 150. >50,000. >IP65 -30~+40°C 資料來源：陽傑科技股份有限公司網站. 表 2-22. 備註. 戶外 LED 路燈外觀及配光曲線. 150w. 表 2-23. 操作環境 溫度. 100w. 25w. 陽傑科技 LED 路燈安裝高度之中心最大照度(lux) 中心最大照度(lux). 安裝高度(m). 25w. 25w(超亮). 100w. 150w. 3.5. 43. 49. -. -. 4. 33. 37. -. -. 5. 17. 19. -. -. 6. 15. 17. -. -. 7. -. -. 42. 46. 8. -. -. 30. 37. 36.
(52) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 9. -. -. 25. 27. 10. -. -. 21. 22. 11. -. -. 17. 18. 12. -. -. 14 15 資料來源：陽傑科技股份有限公司網站. 2.廠商名稱：鑫源盛科技科技股份有限公司 產品優勢 (1)擁有多種系統散熱方法專利佈局 A.自然散熱方法：採用超導熱傳均溫，熱交換散熱結構向下朝向地面，完全避 免落塵堆積導致毀損。 B.強制氣冷方法：採用高信賴性動力氣流風扇驅動，達成0.08℃/w超低熱阻 50000hr長壽命低光衰。 C.液態冷卻方法：採用燈體與散熱結構分離方法，將熱源導至戶外，徹底防止 室內溫室效應，節能減排。 (2)模組化核心設計強化競爭力，擁有多樣化可大量生產製造與高質量標準；低 成本之市場優勢。 (3)超導熱散熱技術運用，15000小時連續點燈測試光衰< 8 %。 (4)散熱結構及氣流向下設計，唯一可完全避免長時間落塵堆積影響 (5)通過SGS 鹽霧、震動測試、IP 65防塵防水等級，可對應任何嚴苛使用環境。 (6)擁有美國、中國、日本、台灣等發明專利及全球PCT 137國國際發明優先專利 權。 表 2-24 鑫源盛科技戶外 LED 路燈產品種類規格 編號. 燈具光通量 輸入功 產品壽 防水 （lm） 率（w） 命（hrs） 等級. 操作環境 溫度. 1. >1,800. 40. >50,000. IP65. -30~+60°C. 2. >2,400. 60. >50,000. IP66. -30~+60°C. 3. >4,500. 100. >50,000. IP66. -30~+60°C. 4. >6,000. 150. >50,000. IP66. -30~+60°C. 5. >8,000. 200. >50,000. IP66. -30~+60°C. 備註. 資料來源：鑫源盛科技股份有限公司網站 37.
(53) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-25. 表 2-26. 鑫源盛科技戶外 LED 路燈外觀及配光曲線. 鑫源盛科技 LED 路燈安裝高度之中心最大照度(lux) 中心最大照度(lux). 安裝高度(m). 40w. 60w. 3. >60. >80. 6. >40. 100w. 150w. 200w. >30. >50. >60. 10. 資料來源：鑫源盛科技股份有限公司網站 3.廠商名稱：佰鴻工業股份有限公司 產品特色 (1)極佳導熱組裝：確保 LED 燈源銅材底座到散熱器的溫差在 5℃。 (2)熱導管與鰭片之散熱組合：利用熱導管的超快速導熱能力及超大表面積鋁鰭 片與空氣的對流散熱原理，將 LED 產生的熱快速且有效的帶開，讓 LED 結溫 保持在 80°C 以下，確保 LED 路燈壽命在 25,000 小時以上. (3)提高照射之均勻性：專利 Lens 設計封裝，取得寬角度低眩光的配光，提高 LED 路燈之照射範圍內之均勻度(Emin/Eavg>0.5)。. 38.
(54) 第二章 相關文獻蒐集與整理. 表 2-27 編號. 佰鴻工業戶外 LED 路燈產品種類規格. 燈具光通量 輸入功 產品壽 防水 （lm） 率（w） 命（hrs） 等級. 操作環境 溫度. 備註. 1. 1,650. 30. >20,000. IP65. -30~+40°C. 高亮度. 2. 1,980. 30. >20,000. IP65. -30~+40°C. 超高亮度. 3. 3,300. 60. >20,000. IP65. -30~+40°C. 高亮度. 4. 3,960. 60. >20,000. IP65. -30~+40°C. 超高亮度. 5. 5,500. 100. >20,000. IP65. -30~+40°C. 高亮度. 6. 6,600. 100. >20,000. IP65. -30~+40°C. 超高亮度. 7. 8,250. 150. >20,000. IP65. -30~+40°C. 高亮度. 8. 9,900. 150. >20,000. IP65. -30~+40°C. 超高亮度. 9. 11,000. 200. >20,000. IP65. -30~+40°C. 高亮度. 10. 13,200. 200. >20,000. IP65. -30~+40°C. 超高亮度. 資料來源：佰鴻工業股份有限公司網站. 表 2-28. 30w. 佰鴻工業戶外 LED 路燈外觀及配光曲線. 60w. 100w. 150w. 200w. 39.
(55) LED 室外照明之現況調查與性能實驗研究. 表 2-29. 佰鴻工業 LED 路燈安裝高度之中心最大照度(lux) 中心最大照度(lux). 安裝 高度 (m). 30w. 30w. 60w. 4. 35. 50. -. -. -. -. -. -. -. -. 5. 22. 32. 44. 57. -. -. -. -. -. -. 6. 15. 22. 32. 40. -. -. -. -. -. -. 7. 11. 16. 21. 29. 40. 47. 58. 68. 77. 91. 8. -. -. 17. 22. 30. 36. 44. 52. 59. 69. 9. -. -. -. -. 24. 28. 35. 41. 47. 55. 10. -. -. -. -. 19. 23. 28. 33. 38. 44. 11. -. -. -. -. 16. 19. 23. 27. 31. 36. 12. -. -. -. -. 13 16 19 23 26 31 資料來源：佰鴻工業股份有限公司網站. 超高. 高亮. 亮 度. 度. 高亮. 60w. 100w 100w 150w. 超高. 超高. 亮 度. 度. 高亮. 亮 度. 度. 150w 200w 200w 超高. 高亮. 亮 度. 度. 超高. 高亮. 亮 度. 度. 4.廠商名稱：中盟光電股份有限公司 產品特色 (1) 光學 對稱與非對稱交錯二次光學設計，在燈具水平安裝下可將光線適當分配於 道路與人行道，符合 IESNA 道路照明規範，亮度損失低於 10%。 (2) 電路設計 採高功因交換式電源搭配分散定電流輸出設計 ，由 8 路獨立定電流模組 各自供給一組光源，解決電流源大小均勻性的問題。除了直流轉交流維持 94% 的最佳電源模組設計外，同時加上過溫保護裝置，當光模組溫度超過攝氏 70 度，則會自動調降電流保護燈具與光輸出品質。 (3) 散熱 最佳化散熱模組設計，使用時最高溫與最低溫相差在攝氏 2 度之內，確保 LED 不因熱分布不均而引響光源品質。晶片結點溫度為攝氏 75 度(環境溫度 為攝氏 30 度無風)，確保 LED 長壽命特色。 (4) 機構設計 LED 光源採模組化設計，四個模組可局部更換。掀蓋式電源盒設計，增 加組裝與維修方便性，燈具本身達到 IP65 的防塵防水等級。. 40.
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