建築照明節能效益評估之研究
內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告
中華民國 101 年 12 月
建築照明節能效益評估之研究
計畫主持人：陳瑞鈴副所長
協同主持人：周鼎金教授
研 究 人 員：周澤亞
研 究 助 理：林羽賢、張清山
內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告
中華民國 101 年 12 月
（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）THE EVALUATION OF LIGHTING
ENERGY SAVING BENEFITS FOR
BUILDINGS
BY
Chen, Ruei-Ling
Chou, Ding-chin
Chou, Ze-Ya
Lin, Yu-Suan
Jang, Ching-Shan
I
目次
目次 ... I
圖次 ... III
表次 ... V
摘要 ... VII
Abstract ...IX
第一章 緒論 ... 1
第一節 研究動機與目標 ... 1
第二節 研究方法與流程 ... 3
第三節 工作項目與具體成果 ... 5
第四節 執行進度 ... 7
第二章 相關文獻回顧 ... 9
第一節 室內照明計算方法 ... 9
第二節 照明耗電評估 ... 17
第三節 國外照明耗電評估網頁 ... 27
第三章 建築照明節能效益評估資料庫建置 ... 31
第一節 照明耗電計算與節能效益評估方法 ... 31
第二節 資料庫的規劃與架構 ... 35
第三節 資料庫整體操作流程說明 ... 43
第四章 照明體驗空間規劃 ... 45
第一節 國內外相關資料收集 ... 45
第二節 建築照明體驗空間構想 ... 53
第五章 結論與建議 ... 61
第一節 結論 ... 61
第二節 建議 ... 69
附錄一、甄審意見及回應情形 ... 71
附錄二、期中簡報及處理情形 ... 73
附錄三、期末簡報及處理情形 ... 77
附錄四、第一次座談會議紀錄 ... 81
附錄五、第二次座談會議紀錄 ... 83
參考文獻 ... 85
III
圖次
圖 1. 1 研究流程 ... 4
圖 2. 1 民國 99～118 年全國電力用電量預測………9
圖 2. 2 距離平方反比定律 ... 11
圖 2. 3 入射角餘弦定律 ... 12
圖 2. 4 室指數... 13
圖 2. 5 室指數示意圖 ... 14
圖 2. 6 利用係數 ... 15
圖 2. 7 節能改善效益示意圖 ... 18
圖 2. 8 網頁之 LPD 值計算 ... 27
圖 2. 9 燈具汰換節電計算 ... 28
圖 2. 10 飛利浦光源汰換節能計算 ... 28
圖 2. 11 GE 光源汰換節能計算 ... 29
圖 2. 12TOSHIBA 光源汰換節能計算 ... 30
圖 3. 1 資料庫架構運作說明圖...33
圖 3. 2 資料庫架構圖 ... 39
圖 4. 1 照明節能體驗空間分區示意圖 ... 54
圖 4. 2 展示空間模擬示意圖 ... 57
圖 4. 3 單元展示空間之尺寸圖...56
圖 4. 4 展示空間整體模擬示意圖...,...57
圖 5.1 照明節能評估系統首頁………59
圖 5.2 簡易版（局部照明）網頁………60
圖 5.3 簡易版（使用效益評估）網頁………61
圖 5.4 進階版（既有改善效益評估）網頁………61
圖 5.5 進階版（新設規劃效益評估）網頁………62
圖 5.6 照明小常識網頁………63
V
表次
表 2. 1 照度評估相關規範 ... 10
表 2. 2 室指數之分級 ... 13
表 2. 3 台電非時間電價 ... 19
表 2. 4 國內照明耗電評估相關文獻探討 ... 20
表 2. 5 ASHARE 90.1-2010 建築面積型式照明單位面積強度
... 21
表 2. 6 新加坡照明用電密度 UPD 值 ... 22
表 2. 7 建築物的基準值 ... 22
表 2. 8 綠建築日常節能指標簡易查核表 ... 23
表 2. 9 照明節能之主要作業空間照明功率密度基準 UPD 值
... 24
表 3. 1 照明節能評估的輸入與輸出項目 ... 36
表 3. 2 材質反射率 ... 37
表 3. 3 維護率... 37
表 3. 4 照明率表 ... 38
表 3. 5 第一階(1NF)作業 ... 40
表 3. 6 第二階(2NF)作業 ... 40
表 3. 7 第三階(3NF)作業 ... 41
表 4. 1 漢德森家居照明體驗空間………...46
表 4. 2 漢德森商業照明體驗空間 ... 47
表 4. 3 雄雞路燈展示區 ... 48
表 4. 4 雄雞照明基礎體驗區 ... 48
表 4. 5 雄雞照明實驗區 ... 49
表 4. 6 雄雞特殊照明區 ... 49
表 4. 7 飛利浦亞洲照明體驗空間 ... 50
表 4. 8 鸿雁智慧照明體驗館分區介紹 ... 51
表 4. 9 展示空間內容概念說明 ... 53
表 4. 10 相同空間下之各種光源效率比 ... 55
表 5.2 客廳常見光源效益估算………64
表 5.2 臥室常見光源效益估算………...……….65
VII
摘要
關鍵詞：照明用電評估、照明功率密度、照明計算 一 、 研 究 緣 起 近年來我國致力於環境永續與降低能源消耗，期望照明應用可兼具舒適與節 能之功效。經濟部能源局 2009 年針對住商部門能源消費調查中發現：照明用電 占總用電之 11.3%，僅次於空調與熱水；依據建築使用室內照明分類，辦公室佔 總用電之 40%，住宅佔總用電之 30%，因此合理的減少室內照明用電在節能項 目中為極具成效之選擇，本研究藉由建築照明節能效益評估及軟體資料庫建置， 提供民眾能方便自我診斷空間所採用照明設備是否具節能效益之照明規劃，並提 高舊有設備改善成效。 二、研究方法及過程 本研究主要係研擬建築照明節能效益評估方法及簡易軟體應用，由於國際上 已經有相關之評估方法，因此本研究方法採用文獻調查分析、比較分析法、專家 諮詢法、歸納法等，並以 Microsoft Office Access 程式軟體撰寫以達成計畫目標。三、重要發現 本研究最後將提供照明節能效益評估軟體，供民眾能以網頁線上診斷建築空 間所採用照明設備與節能減碳效益，以達推廣照明節能之成效。 四、主要建議事項 根據研究發現，提出下列具體建議。以下分別從立即可行的建議、及長 期性建議加以列舉。
（一）立即可行建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：內政部建築研究所 本研究建置之評估系統可供民眾自行至網頁計算照明所需光源數量、電費及 耗電與建置費用等項目，惟照明燈具日新月異需定期更新，網頁空間及伺服器架 站需時常維護方可維持資料之正確性，故建議編列相關費用以利網站持續運作。 （二）中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：內政部建築研究所 建議配合大專院校舉辦研討會或教育訓練，藉以宣導網頁軟體使用方法及照 明相關知識，提升民眾對照明設備之認知以利達成節能目標。
IX
Abstract
Keywords: electricity assessment for lighting, lighting power density, lighting calculation
In recent years, In order to get a comfortable and energy-saving lighting environment, the policy focus on creating environmental sustainability and reducing energy consumption in Taiwan. We know that the lighting electrical consumption account 11.3 percent of the building energy by the residential and commercial sector energy consumption survey from The Bureau of energy in 2009. Therefore, how to save energy for lighting is very important. The study provides a web that the public can do electricity assessment for lighting by themselves with the system of the evaluation of lighting energy saving benefits for buildings.
Immediately feasible propose
The organizer: Architecture and Building Institute, Ministry of the interior The co‐organi zer: Architecture and Building Institute, Ministry of the interior
The website information needs to be continuously updated, so it need budget to keep functioning.
Medium and long-term propose
The organizer: Architecture and Building Institute, Ministry of the interior The co-organizer: Architecture and Building Institute, Ministry of the interior
We can introduce the function of this website to promote knowledge of energy-saving for lighting to public through the organize seminars or training in the future.
1
第一章 緒論
第一節 研究動機與目標
建築物為生活之根本亦為最大能源消耗體，根據美國 DOE 研究發現其耗能 佔總體能源之 39%，而在建築物耗能中電力耗能佔 2/3，水資源佔 1/8。依據經 濟部能源局民國 98 年住商部門能源消費調查，台灣住商部門照明用電占總用電 之 11.3%，僅次於空調與熱水；依建築使用分類，室內照明約佔辦公室總用電之 40%，佔住宅總用電之 30%，因此合理的減少建築照明用電在節能項目中是相當 重要與有效的。近年來我國致力於環境永續與降低能源消耗，提倡低碳、綠色照 明進而期望照明應用可兼具美觀與節能之功效，故本研究期望藉由建築照明節能 效益評估及軟體資料庫建置，提供具節能效益之照明規劃，並提高舊有設備之改 善成效。 至於降低照明耗能，須要能評估照明設計耗能或者評估照明改善節能效益， 預先瞭解該照明設備之電力消耗與節能效益，並予妥善規劃將可有效達成節約能 源目的。 本研究欲建立合理的照明用電評估模式，包括不同空間大小、照明方式、設 計照度、採用光源以及安定器等之耗電量、使用時間等。利用照明用電評估模式 可以預估空間之照明電量以及照明功率密度(lighting power density)，以利於診斷 建築照明設計之方案是否符合節能基準。並蒐集市面上各種不同照明設備之功 率、壽命、價格以及台電電價結構等資料，藉此建立照明設備用電評估相關之資 料庫，再配合照明用電評估模式等資料，藉以評估照明設備之節能效益，包括節 省電費與回收年限等。本研究最後將提供簡單之照明節能效益評估軟體，供民眾 能方便診斷建築空間所採用照明設備之節能與減碳效益，以達推廣照明節能之成 效。3
第二節 研究方法與流程
一、 研究方法 本研究主要係研擬建築照明節能效益評估方法及簡易軟體應用，由於國際上 已經有相關之評估方法，因此本研究方法採用文獻調查分析法、比較分析法、專 家諮詢法、歸納法、程式軟體撰寫等，以達成計畫目標。(一)
文獻調查分析法 本研究依研究議題，蒐集國內外照明法規與評估方法等文獻資料進行比 較分析，針對國內照明節能需求進行歸納整理，作為進一步研究之基礎 參考。(二)
比較分析法 將國內外文獻與照明法規及評估方法進行綜合分析比較，以充分掌握相 關法規基準之差異與適用性，以利評估方法訂定。(三)
專家諮詢法 舉辦座談會邀請相關專家學者並提供研究成果，進行意見之交流溝通， 反覆針對本研究內容進行討論，提出訂定方向，作為本研究內容之參考 依據。(四)
歸納法 透過案例調查與上述研究方法探討共同相關性，將所有資訊綜合分析整 理，以獲得基準及評估方式之建立。(五)
軟體撰寫 將收集之文獻相關資料納入資料庫，並撰寫成可供民眾實際應用於生活 之應用程式。二、 研究步驟 本研究之研究流程如下： 圖 1. 1 研究流程 軟 體 建 置 與 成 果 文 獻 分 析 與 理 論 探 討 研 究 建 議 研擬建築照明節能效益 評估方法 建置建築照明節能效益 評估軟體與資料庫建置 研究動機與目的 相關文獻資料蒐集彙整 研擬建築照明耗電 評估方法 建築照明節能體驗 空間構想 建築照明節能效益評估 運用 專家諮詢座談會 結論與建議 規劃建築照明節能體驗 空間建置計畫 研究範圍 、 方法的確立
5
第三節 工作項目與具體成果
1. 建立照明用電評估模式，可預估空間之照明用電量，並檢核是否符合節能基 準。 2. 建立建築照明之節能效益，可作為診斷建築照明節能改善之依據。 3. 建立照明設備用電評估等相關資料庫，結合建築照明節能效益簡易評估軟 體，供民眾能方便診斷建築空間所採用照明設備之節能與減碳效益，達成推 展照明節能成效。 4. 完成建築照明節能體驗空間之規劃內容，供未來本所規劃建置之參考，後續 若建置完成可以增強民眾對建築照明節能手法之體驗。7
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。 月 工作項目 第 1 月 第 2 月 第 3 月 第 4 月 第 5 月 第 6 月 第 7 月 第 8 月 第 9 月 第 10 月 備 註 相關文獻資料蒐 集彙整 研擬建築照明耗 電評估方法 研擬建築照明節 能效益評估方法 建築照明節能效 益評估軟體與資 料庫建置 期中簡報 專家諮詢座談會 建築照明節能效 益評估運用 建築照明節能體 驗空間構想 規劃建築照明節 能體驗空間建置 計畫 期末簡報與結案 報告 預 定 進 度 ( 累 積 數 ) 5 ﹪ 15﹪ 30﹪ 45﹪ 60﹪ 70﹪ 80﹪ 90﹪ 95﹪ 1 0 0 ﹪ 說明： １工作項目請視計畫性質及需要自行訂定，預定研究進度以粗線表示其起訖日期。 ２預定研究進度百分比一欄，係為配合追蹤考核作業所設計。請以每一小格粗組線為 一分，統計求得本計畫之總分，再將各月份工作項目之累積得分(與之前各月加總) 除以總分，即為各月份之預定進度。 ３科技計畫請註明查核點，作為每一季所預定完成工作項目之查核依據。9
第二章 相關文獻回顧
經濟部能源局在民國 100 年提出長期負載預測與電源開發規劃摘要報告 中，對台灣未來照明用電需電量提出預測:「預估將從 99 年的 598.2 億度上升至 118 年的 871.7 億度，年平均成長率約為 2.1%。」鑑此，為達綠色照明須先了解 照明形成之光環境，繼而評估電力消耗與節能效益，並予妥善規劃方可有效達成 節能目的。 圖 2. 1 民國 99～118 年全國電力用電量預測 (資料來源：經濟部能源局)第一節 室內照明計算方法
根據中華民國國家標準 CNS12112 室內工作場所照明中對照明設計之光環 境定義：「良好之照明設施需滿足視覺舒適度、視覺效能、視覺安全性。為滿足 上述需求應注意影響光環境之參數：輝度分佈、照度、眩光、光之方向性、光線 和表面之顏色特性、閃爍、自然光、維護。」 光環境參數取決於照明設備應用型式，其中，影響建築物室內照明用電之因 子可依據使用的光源種類、光通量、發光效率、數量等，但此為光源之計算，光 源需與燈具搭配應用，而燈具的選用依據使用場所與用途不同所呈現之照明方式參照 CIE 17.4-1987 與國際電工委員會（International Electro technical Commission，IEC） IEC 60050 共同出版之照明用語集中：當照明燈具應用於室 內環境時其配光分布方式可分為直接照明、半直接照明、間接照明、半間接照明、 全般擴散照明。以照明燈具配置分類可分為一般照明，即場地中照明燈具規則排 列且有均勻水平照度值之區域，如辦公區域、開放的室內空間；局部照明則為提 高某一特殊位置，如工作面上的照度而設置的照明如商業空間等。 照明環境除情境要求外，一般都要求具有平均的照度，照度為單位面積上所 接受的光通量；為提升照明的品質、滿足視覺環境與工作需求，國際相關組織相 繼提出照度評估規範如下表： 表 2. 1 照度評估相關規範 組織 規範 日本工業規格協會（Japanese Industrial Standards Committee，簡 稱 JIS）
JIS Z-9110 1977 提出工場内照明照度基 準。JIS Z-9110 1979 提出照度基準。 北美照明工程師協會
(Illuminating Engineering Society of North America，
簡稱 IESNA）
IESNA Lighting Handbook, 9th edition, 2000 中針對不同環境提出照度標準。
國際標準組織（The International Organization for Standardization， 簡稱 ISO）與（International Commission on Illumination，簡稱 CIE）
ISO 8995 2002(E)/CIE S 008/E2001 提出室 內工作場所照明，針對各種工作場所提出 維持照度值標準。 中華人民共和國國家標準 GB/T 13379-2008 視覺功效學原則 室內 工作場所照明，其內容參考自 ISO 8995 2002 (E)/CIE S 008/E2001。 中華民國國家標準 CNS 12112-2012 室內工作場所照明，其內 容參考自 ISO 8995 2002(E)/CIE S 008/E2001。 (資料來源：本研究彙整) 2.1.1 點光源計算 欲了解光源在環境空間的照度一般常用的計算方法為點光源法與光通量法，
11 光源均具有一定大小之尺度，點光源依據照明手冊之定義為：「僅確定了位置而 沒有大小的光源。」意即光源的大小與空間的尺度或距離相比尺寸相對小，在照 明設計時可將其視為點光源。點光源在照度計算上，一般以被照點的照度與光源 距離平方成反比例。因此，在實際應用計算時，若某點與光源之距離為光源直徑 5 倍以上時，可視為點光源。距離平方反比定律為 18 世紀由 J. H. Lambert 所發 明之第一個與照明相關之定律，即點光源與照射方向垂直平面產生的照度與光源 強度成正比，與光源到被照面的之距離成反比。（詹慶旋，1990） 點光源 A 在某向之光強為 I 時，該向距離 h 處之垂直面上 P 點之照度為 E 其公式如下： E＝ 2 h I 圖 2. 2 距離平方反比定律 (資料來源：照明手冊) J. H. Lambert 另一照明定律為餘弦定律，其定義為當光源照面 G 上 P 點照度 E 為： E=Encosθ h I A P E
圖 2. 3 入射角餘弦定律 (資料來源：照明手冊) 2.2 光通量法 欲得知環境中平均照度之方法，可以 John（2003）在輻射研討會（Radiance Workshop）中所提及：「自白熾燈發明以來至 1906 年，為了解室內各點不同光源 照度而創造之計算方法-流明法，持續演進至今已成為設計者計算建築室內環境 照明是否滿足照度需求之演算法。」光通量法 (Lumen method)亦稱光束法或流 明法，一般應用在直接照明系統，照明評估中可用來計算空間中的平均照度值， 亦可藉由計算減少能源消耗、同時保持或增加空間的視覺質量的計算方法。其計 算公式如下： (公式 2-1) E：平均照度（lx）; A：作業面總面積（m2）; ：光源所發出的總流明數（lm）; N：為光源總數量； U：照明率（0~1）; M：維護率（0~1）。 θ N A En E G' G
13 許招墉（2006）提到：「由光源所發出之光通量會被燈具吸收一部分，繼 而被天花板、牆壁、地板、家具等吸收，再經由室內相互反射而達到作業面，利 用係數（亦稱照明率）即受上述因子影響。」CIE、JIS、GBT、JGJ 等規範將其 定義為房間工作面與燈具面之間部分的形狀數字，用來計算照明利用率和固有照 明利用率。一般以室指數（room index，亦稱空間比）來表示此種空間尺度與照 明率之間的關係，一般分成 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 等 10 級。房間 的大小尺度（指高、寬、長）對於照明率的影響很大；空間尺寸較大者，室指數 大、照明率大；反之，空間尺寸較小者，室指數小、照明率小。而室指數 RI 可 由下面公式計算後代入表 2.2 室指數分級表求得。 RI = XY (X + Y) (公式 2-2) 式中，X＝室寬 [m]，Y＝室長 [m]，H＝燈高 [m]；若空間非長方形，則室指數 RI＝（天花板面積 CA+樓版面積 FA）/（牆壁面積 WA）。
表 2. 2 室指數之分級
室指數 5 4 3 2.5 2 1.5 1.25 1 0.8 0.6 分級代表 A B C D E F G H I J
空間係數（Room Cavity Ratio；RCR）與室指數的作用相當，在美國廣泛使 用。空間係數之公式與室指數的 5 倍倒數相等。此外，另使用「頂棚空間係數 CCR」及「地板空間係數 FCR」，共同顯示室內空間的幾何特性，亦為影響照明 率的主要因素之一。空間係數的計算如下式所示： RCR＝ W L W L H × + ×( ) 5 (公式 2-3) 式中，H：燈具距作業面的高度[m]，L：空間長度[m]，W：空間寬度[m]；若空 間非長方形，則室空間係數如下： RCR＝2.5（牆壁面積）/（地板面積） (公式 2-4) 若將空間係數的空間高度 H 替代為燈具面到頂棚面的高度 Hcc 及工作面到地板
的高度 Hfc 則可分別求得「頂棚空間系數 CCR」及「地板空間系數 FCR」。 CCR＝ L W W L HCC × + ×( ) 5 (公式 2-5) FCR＝ W L W L HfC × + ×( ) 5 (公式 2-6) 圖 2. 4 室指數示意圖
(資料來源：IESNA LIGHTING HANDBOOK)
照明率的計算依據燈具形式、廠牌、反射率計算不同，各規範訂定之計算方 式與定義亦有所不同，利用係數會受到室指數影響，如圖 2.6 摘錄北美照明工程 師協會 (Illuminating Engineering Society of North America，簡稱 IESNA）在 LIGHTING HANDBOOK 提及之利用係數。 HCC HRC HFC 室指數 工作面 燈具平面
15
圖 2. 5 利用係數
17
第二節 照明耗電評估
美國能源局(U.S. Department of Energy，簡稱 DOE) 鑑於提高能源效率對 國家具有高度經濟成本效益，自 1994 年開始與業界聯合開發有關測量和認證能 效的方法，並於 1996 年發布國際節能績效量測與驗證協定（International Performance Measurement & Verification Protocol，簡稱 IPMVP），該協定並非強 制型之律法，但近年來已成為許多國家作為業界測量和認證的標準方案。該認證 方案之內容主要針對節能及節水，並 説明監測可再生能源系統的實施效果與改善 建築物的室內空氣品質；其中對於能效的評估採用節電量和節約的最大負荷可以 通過比較節能專案實施前後的電量和負荷來確定。一般情況下，可以採用下面公 式： 能源節約量＝基準年的能源使用量－改善後的能源使用量± 調整量 (公式 2-7)
美國綠建築協會U.S. Green Building Council （USGBC）在LEED（Leadership in Energy and Environmental Design）綠色建築認證體系中，亦將IPMVP納入得分 項目，在NEW CONSTRUCTION EA Credit 5: Measurement and Verification中達到 IPMVP時申請者將得到LEED分數一分。
美國冷凍空調協會 ASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating,and Air-Conditioning Engineers）提出之 Guideline 14-2002 Measurement of Energy and Demand Saving 技術文件中亦提到量測需依賴連續監控系統記錄其資料後，再加 以計算其節能效益。其節能計算公式
Savings = (Baseline energy use or demand projected toPost-retrofit conditions) minus (Post-retrofit energy use or demand)
節能=（基準線能源使用或需求預計將發表改造條件）減去（改造後的能源使用 或需求） (公式 2-8)
圖 2. 6 節能改善效益示意圖 (資料來源：ASHRAE Guide 14-2002) 我國綠基會 ESCO 亦推動辦公室之節能績效量測與驗證方法參考文件，並在 2007 年提出之照明節能改善之節能績效與驗證方法中提及：照明改善之驗證有 二種，一為提供併含安定器及耗電量燈具文件；一為需量測基準線與與燈具瓦 數，藉以建立電力消耗數據，其公式如下：
kWh Savings =Σu[(Hours of Operation baseline – Hours of Operation post )×(kW/Fixturebaseline × Quantity baseline)] t, u (公式 2-9)
kWh Savings t = 改裝時期時距 t 內的瓦特-小時節省量
kW/Fixture baseline = 使用群組 u 之每一燈具的照明基準線需量
Quantity baseline = 使用群組 u 中，於照明改善前經不作動與非使用照明燈具調整
過之受影響燈具數量
Hours of Operation baseline = 使用群組 u 中，燈具改裝前期間內之總運轉時數
Hours of Operation post = 使用群組 u 中，燈具改裝後期間內之總運轉時數
耗電評估方式除上述採用監測外亦可以電費平均用電量來估算，電費依據台 電表燈非時間電價計價項目如表 2.3，電費金額除底度外，流動電費即根據該表
19 計算，但依此無法計算照明之用電量，需個別採用儀器量測或計算。 表 2. 3 台灣電力公司表燈用電之非時間電價 分類 夏月 非夏月 非 營 業 用 120 度以下部分 每度 2.10 2.10 121~330 度部分 每度 3.02 2.68 331~500 度部分 每度 4.39 3.61 501~700 度部分 每度 4.97 4.01 701 度以上部分 每度 5.63 4.50 營 業 用 330 度以下部分 每度 3.76 3.02 331~700 度部分 每度 4.62 3.68 701~1500 度部分 每度 5.48 4.31 1501 度部分 每度 5.92 4.64 (資料來源:台電，2012) 單位：元 經濟部能源局在 2009 年住商部門能源消費調查發現，台灣住商部門之照明 用電占總用電之 11.3%，僅次於空調與熱水。2008 年經濟部能源局委託財團法人 台灣綠色生產力基金會調查編印之照明系統 Q&A 節能技術手冊提到:「由非製 造業查核申報之用電分佈比例統計，照明耗電在各分類建築物佔比中約 21.5%~ 30.5%，以百貨公司類 30.5%最高(因商業重點照明之需求大) 。」在綠建築 解說與評估手冊中「日常節能指標」方面亦提及:「建築物日常耗能中以空調及 照明佔極大比例，照明用電比約佔三至四成。 在能源消耗中欲了解設備之電力使用須先從系統評估開始，國內對建築物室 內耗電評估依據不同場所及使用方式研究探討如下：
表 2. 4 國內照明耗電評估相關文獻探討 論文 內容 周鼎金(民 86)。建築物照 明設計耗電評估模式之 研究，建築學報。 在直接照明及半直接照明模式下，利用統計理論推 導分析耗能最具影響力之變數為照度、光源效率、 室指數、器具效率，藉以預測照明設計之耗電量。 顧孝偉(民 92) 。住宅用 電量監測與解析之研 究，(碩士論文)。 郭柏巖(民 94)。住宅實測 耗電解析與評估系統之 研究，(博士論文)。 均對住宅用電做了實際監測調查與分析，研究指出 住宅類居室照明中住宅用電與生活模式相關，全年 用電比例則以客廳用電量最大照明密度亦最高。 黃健誠(民 94)。地方政府 建築耗能影響因子分析 研究，(碩士論文)。 政府部門辦公用電以空調為主，照明設備次之。研 究結果發現需加以節能輔導改善，在照明設備方面 應改用高效率照明、分區控制等手段達成。 陳俊達(民 95)。醫院建築 能源管理資料庫之建立 與研究，(碩士論文)。 醫院建築耗能較商業大樓高，照明設備主要提供內 部人員活動用途。經監測與應用 EUI 值及照度等 進行分析後發現，照明用電約佔 31%。 楊開翔(民 98)。高耗能辦 公大樓耗能因子解析之 研究，(博士論文)。 經實際調查辦公大樓用電，並以 EUI 分析發現， 用電密度高與夜間辦公空間使用燈具有相關。 欲兼顧節能及照明品質須考慮照明型式、照度值、光源、室內面積及照明器 具等因子。照明節能規範方面，針對照明提出評估方式首先由
ANSI/ASHRAE/IESNA 共同訂定 Standard 90.1. 1989 中提出，其中在 Energy Efficient Design of New Buildings Except Low-Rise Residential Buildings Section 9.3.1.2 提出將相異照明空間採用照明功率密度 LPD（Lighting Power Density，簡 稱 LPD，單位 W/ft2，我國採用 W/m2）值來評估其節能之效，意即根據建築物 室內空間使用類型與面積來逐一檢視，並非全區加總；該項規範持續修正至 ANSI/ASHAE/ IESNA 90.1-2004 已成為美國各州之節能標準，並逐年將數據向下 修正。
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表 2. 5 ASHARE 90.1-2010 建築面積型式照明單位面積強度
(資料來源：ASHARE 90.1-2010)
新加坡之照明節能則採用單位面積照明用電密度值（Light Unit Power Density，簡稱 UPD），該評估方法僅適用全面照明方式且照明區域要求相同照度 之地點。 (公式 2-11) 建築型態 照明能源效率密度（W/ m2） 汽車工廠 9 會議中心 12 法庭 11 餐飲：酒吧、休息室/休 閒空間 11 餐飲：自助餐館/速食店 10 餐飲：家庭 10 宿舍 7 運動中心 9 體育館 11 保健診所 9 醫院 13 旅館 11 圖書館 13 製造工廠 12 汔車旅館 9 電影劇場 6
表 2. 6 新加坡照明用電密度 UPD 值 使用型態 UPD（W/m2） 辦公室 20 教室 20 禮堂/講堂 25 商店/ 市場/百貨店 30 餐廳 25 大廳 10 樓梯 10 停車場 5 工廠 20 倉庫 15 走廊 20 (資料來源:：本研究整理) 日本自 1994 年 8 月 1 日起採用照明能耗係數(Coefficient of Energy Comsumption for Lighting，簡稱 CEC/L)，以年實際消耗能量或計畫耗能量作為 年照明耗能量與規定的標準耗能量之比來評估照明節能並加以立法支持。 （Kcal/年）(公式 2-12) 表 2. 7 建築物的基準值 單位 一般基準值 獎勵基準值 事務所、學校、醫院 CEC/L≦1.0 CEC/L≦0.9 飯店、商店 CEC/L≦1.2 CEC/L≦1.1 (資料來源:：日本照明學會) 根據內政部建研所舊有建築物照明節能技術應用之研究中提到：照明節能可 透過下列步驟進行，依序為：現況調查、檢討照明方式及維護、檢視低效率光源 及燈具、汰換高效率光源及燈具、檢視照明功率密度、檢討照明控制、評估改善 效益、照明節能改善施工與驗收。為提高節能效益並建立各類用途建築物用電的 參考指標，協助建築物使用者進行自我耗電診斷，經濟部能源局在 2006 年發布 「建築用戶用電參考指標」，以用電指標耗能強度（Energy Usage Intensity，EUI）
23 每年單位樓地板面積之用電(用電度/（m2 .年）)為參考指標。其建築物分類包括 （1）行政院所屬機關、（2）地方政府所屬機關、（3）公立大專院校、（4）辦公 大樓、（5）旅館、（6）醫院、（7）百貨商場等 7 大類型。 建築物總樓地板面積 年度用電度數 = EUI （單位；kWh/ m2 .year） (公式 2-13) 在能源類別評估時常將建築分類大用戶用電之需量密度( W/m2 ) 以 DUI ( Demand Use Intensity )為用電需量密度( W/m2 )，即以建築物之用電最高需量除 以總樓地板面積而得。但該項一般為能源專用 一般建築照明採則採用 LPD 計算 之。另我國綠建築解說與評估手冊中，「日常節能指標」簡易查核項目對照明效 率設計亦提出相關建議，列舉如下: 表 2. 8 綠建築日常節能指標簡易查核表 設計對策 是 否 照 明 節 能 居室應保有充足開窗面以便利自然採光 盡量避免採用鎢絲燈泡、鹵素燈、水銀燈之低效率燈具 一般空間盡量採用電子安定器、高反射塗裝之螢光燈 高大空間盡量採用高效率頭光型複金屬燈、鈉氣燈來設計 閱讀、製圖、縫紉、開刀房、雕刻室等精密工作空間之天花 板照明不必太亮，盡量採用檯燈、投光燈來加強工作面照明 不要採用超過合理照度需求的超量燈具設計 配合室內工作模式做好分區開關控制，以隨時關閉無人使用 空間照明 設置自動化調光控制、紅外線控制照明自動點滅等照明設計 設置晝光感知控制自動點滅控制功能 室內採用高明度的顏色，以提高照明效果 (資料來源:：綠建築評估手冊) 又日常節能指標係以建築外殼、空調系統及照明系統等三項方法評估，其中 照明系統節能評估法以提高燈具效率與照明功率為主，其量化之判斷式如下列所 示: 照明系統節能效率 EL=IER×IDR×（1.0-β1-β2-β4）≦0.7 (公式 2-14)
所有居室燈具效率係數 IER=（Σni×wi×Bi×Ci×Di）/（Σni×wi×ri）(公式 2-15) 主要作業空間照明功率係數 IDR=（Σswj）/（ΣUPDcj×Aj） (公式 2-16) Ni 某 i 類燈具數量應負燈具配置圖並以圖例標明燈具 種類並列出空間燈具表 Wi 某 i 類燈具之功率（W） Ri 某 i 類燈具之效率比 Bi 安定器係數 Ci Di β1 β2 β4 swj Aj UPDcj 照明控制係數 燈具效率係數（需查表） 20.0×再生能源節能效率比例 Rr（需查表） 建築能源管理效率（需查表） 如光導管、光纖及光裝置等其他特殊光照明節能優 待係數，由申請者提出計算值，經認定後採用。 主要作業空間之照明總功率（w），為該空間燈具功 率之和。非主要作業空間免評估 IDR。Σswj＝Σ wij 主要作業空間樓地板面積（m2） 主要作業空間照明功率基準 上述評估法為節能之總量評估法，須附燈具數量表及燈具配置圖以供檢核， 並非針對一般住家或裝設高照度水準之商業空間。另綠建築評估手冊(2012)對於 照明節能之主要作業空間照明功率密度基準值如下表： 表 2. 9 照明節能之主要作業空間照明功率密度基準 UPD 值 空間型態 UPDj（w/m2） 空間型態 UPDj（w/m2） 辦公室、行政空間、會議室、視 聽室 15 辦公、百貨、商場、藝文、展 覽等辦公大聽、中庭天井 20(註 2) 教室、階梯教室 15 旅館、住宿 類、醫療、宗教 類、 工廠、車站、航站、交通運輸 設施等大廳、中庭天井 15(註 2) 實驗室、研究室(學校、機關) 12 各式餐廳、宴會場、喜宴場 20(註 2) 酒吧、俱樂部 12 藝文展覽空間、表演舞台區、 講演台區 25(註 2) 閱覽室、書庫 15 旅館客房、醫院病房 12 健身房、舞蹈室、室內球場、 運動區 20(註 2) 住宅、療養院病房 10 宿舍單元 8 觀眾/座位區（會議中心、禮 堂、教堂） 13 休息室/休閒室/會客室 10 醫院醫療、門診、加護病房、護 20 觀眾/座位區-（航站、車站、 10
25 理站 運輸站） 門廳/梯廳 10(註 2) 觀眾/座位區-（體育館、運動 競技場、電影院） 5 工廠實驗室、研究室 22 精密製造區（精密機械，電子 零件製造，印刷工廠極細之視 力作業區如:裝配、檢查、試 驗、篩選，設計，製圖等空間 ） 25 工廠作業區 20(註 2) 自動化設備區 16 註 1:基準值包含屋頂牆面、立柱燈之固定式一般照明，但不包括活動式檯燈、局部投光、櫃檯櫥窗之照 明。 註 2:該數據以樓高 1~2 樓為主(7m 以下)，樓高 3F 以上北增一層樓高(3.5m)可增加 20% 註 3:不在表列空間不予評估 (資料來源:：綠建築評估手冊)
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第三節 國外照明耗電評估網頁
2.4.1 IESNA IESNA 在 2005 年針對 ASHRAE/IESNA 90.1-2004 修訂之 LPD 值，建立互 動式網站提供計算如圖 2.7。（http://lpd.ies.org/cgi-bin/lpd/lpdhome.pl）該網頁需 自行建立基本資料，繼而自行選擇空間係數並查表、燈具、作業面、呎燭光(照 度)，即可計算出該空間 LPD 值。 圖 2. 7 網頁之 LPD 值計算 (資料來源:：http://lpd.ies.org/cgi-bin/lpd/lpdhome.pl) 2.4.2 Sea Gull Lighting填入網頁中使用者目前使用燈具瓦數、預計汰換燈具之瓦數、電費、燈具數
圖 2. 8 燈具汰換節電計算 (資料來源：http://www.seagulllighting.com/ENERGY-STAR-Savings.htm) 2.4.3 飛利浦(PHILIPS) 填入欲汰換之飛利浦光源產品後，網頁可自動計算顯示舊有光源與新設光源 間之節能、二氧化碳、汞減量與電費減少金額等差異。 圖 2. 9 飛利浦光源汰換節能計算 (資料來源：https://www.lighting.philips.com/microsite/simple_switch/calculate/ ) 2.4.4 GE LIGHTING 該網頁需輸入 GE 產品之舊有光源與新設光源流明、安定器係數、共同利用 係數及數量等資訊，繼而可分別計算出節能、LPD、成本計算及生命周期等。
29 圖 2. 10 GE 光源汰換節能計算 (資料來源：http://www.gelighting.com/apo/index.htm) 2.4.5 TOSHIBA LIGHTING 網頁選項中之各項資料，輸入舊有光源與新設光源後，若選擇 TOSHIBA 光 源則顯示光源圖片與相關資料，再自行輸入每日用電時間、年用電時間即可出現 Excel 表單對照表，方便消費者進行比較。
圖 2. 11 TOSHIBA 光源汰換節能計算 (資料來源：http://www.tlt.co.jp/tlt/index_e.htm) 2.3.6 小結 綜觀目前蒐集之資料均以英、日文呈現，其中大部分網頁需自行填入空間資 料或利用係數等資料，雖有照明所需之相關計算或汰換燈具選項，但無法提供適 合我國採用之節能模式與價格比對，對於減碳與回收年限亦未多做著墨。 透過上述可歸納得知照明的耗能與節能效益評估需從空間大小、照明方式、 設計照度、採用光源以及安定器等之耗電量及使用時間等著手，再參照照明用電 密度，以利診斷建築照明設計之方案是否符合節能基準，然而此繁瑣的推估程 序，並非一般人都能操作與執行，且上述方法皆需經過計算，對非專業人士來說 有其困難度，故本研究透過上述文獻回顧綜合評估，下一單元針對照明用電評估 所需資料建立方便之應用程式。
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第三章 建築照明節能效益評估資料庫建置
本章針對照明節能評估方法進行探討，首先由照明耗能因子著手，進行設備 耗能計算並搭配節能效益評估方法，建立出照明節能評估方法之理論基礎；再依 此基礎進行照明節能評估資料庫的建置及後續應用。第一節 照明耗電計算與節能效益評估方法
為有效進行照明節能評估作業，本節將針對照明設備中合理的光源數量需求 推估進行說明，並進一步提出光源耗能計算之推估方式，再將兩者結合，導出照 明節能效益評估方法。 3.1.1 燈具數量的評估 藉由文獻回顧，可清楚瞭解空間中的作業面照度是光源光通量之總和在作業 面單位面積上的呈現結果，即 E(照度)=N(光源數量)×ψ(光源流明值)/A(空間面 積)。然而光源所發出之光束在傳達至作業面的過程中，受到諸多條件影響而有 所折損，其包含了燈具的照明型式、空間形狀比例、周圍環境材質折射及設備清 潔與保養等。有鑑於此，本研究將透過最常見的光通量計算法，利用照明率及維 護率係數，將空間中從光源所發出之光通量傳到至作業面上，進行消耗折損上的 修正，以期能較精準的推導出滿足空間照度所需之照明光源數量。→
(公式 3-1) E：平均照度（lx）; A：作業面總面積（m2）; ：光源所發出的總流明數（lm）;N：為光源總數量； U：照明率（0~1）; M：維護率（0~1）。 3.1.2 照明耗電計算 照明設備在能源上消耗主要為光源所產生，而整體照明設備的用電度數為單 位光源之功率、光源數量及點燈時間之乘積。而為了能更精準的去評估照明點燈 時數，我們亦可將其拆解為每日點燈時數、每月點燈日數、每年點燈月數，並將 其結果相乘，而得到每年的總點燈時數。 (公式 3-2) W = 照明總用電度數 Kwh = 單位光源功率 N = 光源數量 HD = 每日點燈時數 DM = 每月點燈日數 MY = 每年點燈月數 3.1.3 照明節能效益評估方法 關於照明節能效益評估是針對照明設備改善前後的比較而得，其主內容要包 含更換燈具的成本、使用光源的成本及用電金額等差異，利用其比較結果，則可 更進一步推導出每年節省費用及投資回收年限，其計算方式分述如下： 一、更換燈具成本差異 更換燈具成本 × 更換燈具數量–原燈具成本 × 原燈具數量 二、每年用電金額差異 (原燈具耗電 × 原燈具數量–更換燈具耗電 × 更換燈具數量)× 每年總點燈時
33 數 / 1000 × 單位電價 三、改善前光源每年汰換成本 原光源成本 × 原光源數量 × (每年總點燈時數 / 原光源使用壽命) 四、改善後光源每年汰換成本 更換光源成本 × 更換光源數量 × (每年總點燈時數 / 更換光源使用壽命) 五、每年節省費用 每年用電金額差異 + 改善前光源每年汰換成本–改善後光源每年汰換成本 六、投資回收年限 更換燈具成本差異 / 每年節省費用 圖 3. 1 資料庫架構運作說明圖 (資料來源：本研究研擬)
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第二節 資料庫的規劃與架構
藉由前述理論架構回顧可瞭解照明節能評估可藉由計算與查表來推估得到 其效益值，然這樣繁瑣的推估程序，並非一般人皆能操作與執行，因此本研究希 冀藉由資料庫系統的建置，將前述繁瑣的過程轉化為單純的介面式操作，並利用 電腦資訊技術的輔助來取代大量人工計算與查表的過程。如此一來，在每一個不 同性質與大小的空間中，其照明節能設計效益評估值便能在短時間內被推得，將 利於後續相關作業的進行。 於本節中，本研究針對資料庫的架構與建置進行相關說明，包含資料庫需求 分析、資料庫架構規劃、資料表之建置與正規化、資料架構關聯性說明、資料運 算與查詢及資料庫整體操作流程說明。 3.2.1 資料庫需求分析 系統運作需求考量可分為使用者介面(User Interface)的輸入(In-Put)與輸出 (Out-Put)，以及系統內部的運算邏輯，其分述如下： 一、使用者介面的輸入與輸出 使用者在進行照明評估之需求，可區分為局部照明評估和一般照明評估。局 部照明的評估多屬單點小面積，且照明量及燈具數量少之評估，主要針對照明光 源的更換進行節能效益上的討論，其評估所需條件以光源類型及數量為主即可； 而一般照明的評估則是針對不同屬性的空間中，其整體照度、環境及照明設備間 差異進行探討，相較區域照明來說較為複雜，其評估所需條件須包含空間照度需 求、尺寸大小、材質使用、燈具照明型式、光源流明值、維護條件等。 而在前述照明的評估結果中，無論是局部照明或是一般照明，主要想瞭解的 都是照明設備在不同的條件中，照明設備之用電情況與整體使用效益；因此，評 估結果主要為照明設備購置成本及使用時之用電情形，並進一步利用前述兩項結 果推導出照明設備更換後之節電效益、節電費用與投資回收年限等。表 3. 1 照明節能評估的輸入與輸出項目 項目 局部照明 一般照明 輸入條件 光源類型 光源數量 光源耗功 光源價格 使用時間 單位電價 空間照度需求 空間尺寸大小 空間材質使用 燈具照明型式 燈具價格 光源流明值 光源耗功 光源價格 維護條件 使用時間 單位電價 輸出結果 照明設備購置成本 照明設備用電情形 延伸分析 改善後之節電效益 改善後之節電費用 照明設備投資回收年限 (資料來源:本研究整理) 二、系統資訊需求分析 在照明節能的評估過程中，以光源比較為主之局部照明評估較為單純，僅需 依既有資訊進行數值上模擬計算即可。然一般照明卻非如此，其在評估之過程 中，有部分性質必須透過查表的對應，才能將質化的條件轉為量化，方能進行後 續的數值模擬計算，例如：天花板、牆壁與地面材質之反射率，表 3.2 燈具型式 結合反射率及室指數所對應出之照明率、燈具的維護率表 3.3 等。因此，在評估 過程中必須有正確且完整之數值表供參考並進行對應轉換。
37 表 3. 2 材質反射率 反射率 70%以上 50%以上 30%以上 30%以下 金屬 銀(磨) 鋁(電 解研磨) 金、不銹鋼板、鋼 板、銅 鍍鋅鐵板 - 石材 壁材 石膏、白磁地 磚、白牆壁 淡色壁、大理石、 淡色磁磚、白色平 面 花崗岩、石綿浪 板、砂壁 紅磚、水泥 木材 - 表面透明漆處理之 檜木 杉木板、三合板 - 紙 白色紙類 淡色壁紙 新聞紙 描圖紙 布 ─ 白色木棉 淡色窗簾 深色窗簾 玻璃 鏡面玻璃 濃乳白琺瑯 壓花玻璃 透明玻璃、消光玻 璃 油漆 白色油漆、透明 漆 白色琺瑯、淡色油 漆 淡色油漆(濃度較 濃) 濃色油漆 地面材料 - 淡色磁磚 榻榻米 深色磁磚 地表面 - - 混泥土 混泥土 、舖石、小 圓石、泥土 註：特別注意的是當壁面有窗戶設施時，反射率的決定方式，窗戶因玻璃材料之 不同(透明、乳白)反射率之變化也不同，另外，窗戶之採光型式及佔有面積也是 必須注意的事項。 (資料來源:東亞照明) 表 3. 3 維護率 (資料來源:松下進，2011)
表 3. 4 照明率表 (資料來源: 日本電氣技術者協會) 3.2.2 資料庫架構規劃 藉由上述輸入、輸出條件及評估資訊需求探討，整合出本研究資料庫基本架 構可分為三大單元，包括輸入單元、運算單元與輸出單元: 一、輸入單元 輸入單元主要是用於接收操作所提供之照明環境資訊，故應以淺顯易懂且具 高親和力之介面進行呈現。在輸入單元中，資料庫系統所接收資訊包含：空間性 質、空間長寬、燈具與作業面距離、空間材質、原燈具型式與數量、新燈具型式、 維護等級、點燈時數、單位電價等。 二、運算單元 運算單元主要是針對輸入單元所取得之相關資訊進行相關演算，過程中包含 將資訊完整化及將質化條件進行量化轉換，並將所有條件進行數值模擬評估運 算。在運算單元中，資料庫系統所轉換與運算的資訊包含：照明設備資訊的擷取、 空間照度需求的確立、維護率的轉換、照明率的對應、照明設備數量的推估、建 置成本的計價等。
39 三、輸出單元 輸出單元主要將評估結果中有用的資訊提供給使用者進行參考，其介面應簡 潔、清爽並易判讀。在輸出單元中，資料庫系統所匯出資訊包含：原空間照度、 新空間照度、原燈具購置成本、新燈具購置成本、原每年用電量/電費、新每年 用電量/電費、省電效益、節省費用、回收年限等。 圖 3. 2 資料庫架構圖 (資料來源:本研究整理) 3.2.3 資料庫的建置 一、資料表之建置與正規化 資料表為資料庫運作之基礎來源，資料庫透過資料表的檢索與擷取可將資訊 完整化。本資料庫之資料表包含：燈具資訊資料表、光源資訊資料表、室內工作 場所照明之標準照度表、裝修建材反射率表、維護率對照表、照明率對照表等。 而在各項資料表輸入的過程中，有許多資料數據過於細緻，為配合查表對應無法 直接應用，必須先經過分級作業，將數據進行層級化對應方能使用，如：裝修建 材反射率表與空間室指數計算。 另外，為了避免資料重複或相互矛盾的情形，且讓資料庫於使用時能更有效
率、更容易維護，本研究於資料表建置前已先進行三階正規化作業。 1.第一階(1NF)作業：資料表中有主鍵，而其他所有的欄位都相依於主鍵。主 要是使各資料表欄位中只有一個單一值，且沒有其他意義相同的重複欄位。 對於不具第一階正規化形式的資料表，我們可將重複的資料項分別儲存到不 同的記錄中，並加上適當的主鍵。 表 3. 5 第一階(1NF)作業 2.第二階(2NF)作業：主要是去除「部分相依性」，分割「一再重複」的欄位。 表 3. 6 第二階(2NF)作業 編號 空間性質 照度 長 寬 高 作業 面高 度 天花 反射率 牆壁 反射率 地面 反射率 燈具型號 光源型號 瓦數 流明 維護率 0001 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-4 1 FL40L-EX/ 38 38W 3650 lm 0.7 0002 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-4 21 FL40N-EX/ 38 38W 3500 lm 0.7 0003 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm 0.7 0004 製圖教室 750 8M 10M 3.2M 0.8M 系統天 花 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-4 21 FL40N-EX/ 38 38W 3500 lm 0.7 0005 製圖教室 750 8M 10M 3.2M 0.8M 系統天 花 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-H14441 FCL30D-E X 28W 1650 lm 0.7 空間性質 照度 長 寬 高 作業面 天花 反射率 牆壁 反射率 地面 反射率 燈具型號 光源型號 瓦數 流明 維護率 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-41 FL40L-EX/38 38W 3650 lm 0.7 FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 38W 3500 lm 0.7 FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm 0.7 製圖教室 750 8M 10M 3.2M 0.8M 系統天 花 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 38W 3500 lm 0.7 FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm 0.7 編號 空間性質 照度 長 寬 高 作業面 高度 天花 反射率 牆壁 反射率 地面 反射率 燈具型號 光源型號 瓦數 流明 維護率 0001 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-41 FL40L-EX/ 38 38W 3650 lm 0.7 0002 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-421 FL40N-EX/ 38 38W 3500 lm 0.7 0003 實驗室 500 7M 9M 3.2M 0.8M 白漆 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-H14441 FCL30D-E X 28W 1650 lm 0.7 0004 製圖教室 750 8M 10M 3.2M 0.8M 系統天 花 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-G4251-421 FL40N-EX/ 38 38W 3500 lm 0.7 0005 製圖教室 750 8M 10M 3.2M 0.8M 系統天 花 80% 白漆 80% 磨石子 50% FVS-H14441 FCL30D-E X 28W 1650 lm 0.7
41 照明評估 空間需求照度表 空間尺寸 天花板反射率表 牆壁反射率表 地板反射率表 照明設備表 維護率 3.第三階(3NF)作業：主要是去除「間接相依性」，分割「與主鍵無關」的欄 位。 表 3. 7 第三階(3NF)作業 二、資料庫運作流程 本資料庫之運用是透過現有資料進行數值化的模擬分析，其共分成兩個 階段，一為光源需求量之推導，另則為效益與成本之分析。 1.燈具需求量之推導 天花 反射率 白漆 80% 白漆 80% 白漆 80% 系統天花 80% 系統天花 80% 天花板反射率表 空間性質 照度 實驗室 500 實驗室 500 實驗室 500 製圖教室 750 製圖教室 750 空間需求照度表 牆壁 反射率 白漆 80% 白漆 80% 白漆 80% 白漆 80% 白漆 80% 牆壁反射率表 燈具型號 光源型號 瓦數 流明 FVS-G4251-41 FL40L-EX/38 38W 3650 lm FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 38W 3500 lm FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 38W 3500 lm FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm 照明設備表 地面 反射率 磨石子 50% 磨石子 50% 磨石子 50% 磨石子 50% 磨石子 50% 地板反射率表 燈具型號 光源型號 瓦數 流明 FVS-G4251-41 FL40L-EX/38 38W 3650 lm FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 38W 3500 lm FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 38W 3500 lm FVS-H14441 FCL30D-EX 28W 1650 lm 照明設備表 光源型號 瓦數 流明 FL40L-EX/38 38W 3650 lm FL40N-EX/38 38W 3500 lm FCL30D-EX 28W 1650 lm FL40N-EX/38 38W 3500 lm FCL30D-EX 28W 1650 lm 光源型式表 燈具型號 光源型號 FVS-G4251-41 FL40L-EX/38 FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 FVS-H14441 FCL30D-EX FVS-G4251-421 FL40N-EX/38 FVS-H14441 FCL30D-EX 燈具型式表
第一階段主要是以光束法計算公式為主軸，串接各輸入單元及結合內部 各資料表之數據，進而推導出結果。過程中利用空間性質條件對應出室 內工作場所照明之標準照度，再乘上空間面積導出空間所需之流明總 量，最後再依空間整體比例、環境材質反射與維護之情況進行耗損折減 比率之回推，進而推導出符合空間照度需求所需之光源流明量。 2.效益與成本之分析 第二階段則是透過照明設備的選擇，滿足第一階段所導出之結果，再依 所選設備進行效益推估。過程中將利用國內大廠之照明燈具型錄進行選 擇，並取得能滿足第一階段所推導出之光源流明量之燈具與光源設備項 目，再依所選之照明設備計算購置成本，並依使用者之使用習慣與使用 時數進行用電量與電費之推估。此外，如藉由本資料庫去比較照明設備 更換前與更換後之推估結果，尚能在進一步分析改善前後之用電節能效 益上與投資回收年限等結果。
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第三節 資料庫整體操作流程說明
為避免讓使用者感到困擾，本資料庫操作擬以簡潔的界面進行相關表單的選 取與數值的輸入，分別透過空間性質、空間尺寸、空間材質、照明設備及維護率 的選擇輸入，再由系統對應相關資訊，最後輸出相關結果。 一、空間性質 本項目主要讓使用者透過空間名稱選單清楚的選擇所要評估之空間類型，進 而導入該空間的基本照度需求值，而空間基本照度需求值，將參閱 CNS 室內工 作場所照明之相關規範。 二、空間尺寸 本項目是讓使用者透過數值輸入的介面提供資料庫運算過程中所需的空間 尺寸，更進一步運算出該空間的室指數並轉換為對應符號。 三、空間材質 本項目主要讓使用者透過材質選單清楚的選擇所要評估空間中之天花板 、牆 面及地板所使用的材料，且將該材質藉由資料庫自動查表方式轉換為相對應的反 射率值。 四、照明設備 本項目透過國內燈具大廠型錄可選擇實際應用之照明設備，並將其照明特 性、配光曲線、光源耗能、流明值等相關數值帶入資料庫中，進行更精確的評估 作業。 五、維護率 本項目由使用者針對其環境品質與對燈具之保養情形進行等級上的選取，接 著再由資料庫搭配先前使用者所選取的燈具類型，將所選等級轉換成維護率值。 六、結果輸出 本資料庫利用前述輸入值與轉換之結果，包含照明設備型式、室指數符號、 空間材質反射率等，推導出所對應之照明利用率，再藉由空間照度需求、空間面積、光源流明值與維護率，計算出空間所需燈具及光源數量。
利用上述計算結果，搭配使用者之每日(月/年)使用習慣與所選取之照明光源 相關性質，如耗能瓦數、使用壽命等資訊，便可推估出該空間中一般照明設備之 用電情形。另外，如果有照明設備更換前後之比較，則可更進一步比較出兩者間 的用電效益與相關投資回收年限。
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第四章 照明體驗空間規劃
為推廣照明節能，本研究預期規劃一完整之照明節能體驗空間企畫案。透過 相關案例資料蒐集，彙析目前體驗空間的呈現手法，試圖以簡單明瞭的方式，在 文字觀看與場景體驗的過程中，將節能概念自然而然的帶給參觀者。最後，提出 具體的規劃內容，供未來規劃建置之參考，以提高民眾對照明節能的了解及設備 之應用與減碳效益，達成推展照明節能成效。第一節 國內外相關資料收集
體驗空間依展示內容及面積大小不同，可分為各種表現形式。目前以照明為 主題之體驗場館以 LED 為趨勢，透過各種使用空間的環境模擬，讓參觀者可以 在互動過程中，了解光源及燈具的多樣性及適用性；更可藉由實驗組與對照組的 配置，運用最直接的比較，讓參觀者認識不同光源彼此間的差異性，如節能的成 效抑或物體的色彩表現等。 以下彙整出照明體驗空間案例，就面積、形式及特色三部分，逐一介紹。 一、泉州 LED 光體驗店 面積：共四層，經營面積約 480 平方公尺 形式：按照不同種類分區 LED 照明產品：包括商業照明、辦公照明、家居照 明、裝飾照明等多種種類，與辦公桌椅、沙發、餐桌等擺設融為一體， 模擬實際場景，增加實景感受性。 特色：將產品特色融入現場使用環境之中，擺脫了傳統展廳的產品堆砌，同 時增加眾多 LED 應用的實例，有助於顧客真實感受 LED 照明的功能與 優勢。 二、漢德森 LED 照明 4S 店 面積：達近 400 平方公尺 形式：該店集展示(Show) 、服務（Service)、訊息調查(Survey)、銷售(Sale) 為一體，為廣大消費者提供 LED 照明的全面服務和體驗。特色：通過燈光效果、人物互動的生動呈現，為參觀者帶來了充滿人文關懷 的獨特體驗，令客戶彷彿置身於溫馨舒適的樂享之家，得以感受綠色、 環保照明產品，並充分展示 LED 照明光源及燈具之多樣性及適用性。 表 4. 1 漢德森家居照明體驗空間 家居照明 餐 廳 區 分為上下兩個層次，天花板採用 4.2W 的射燈營造環境照明，餐桌上 方的 12W MR16 光源可直接與傳 統燈具進行替換，打造餐桌的重點 照明，飯菜看起來更加秀色可餐。 書 房 區 用冷色調，色溫為 5000K 左右，書 架上方的燈帶提供的是無陰影照 明，筒燈提供一般照明，5W LED 檯燈提供 300Lux 桌面照度。 臥 室 區 頂部依舊採用 LED 燈帶提供無陰 影的環境照明，卧室整體色溫為暖 色調，色溫約為 2700K，床頭燈的 照度可控制，適宜不同時刻需求， 用 4W 的 LED 燈泡燈即可代替 40 瓦的白熾燈，帶給用戶環保和舒適 的雙重體驗。
47 表 4. 2 漢德森商業照明體驗空間 商業照明 櫥 窗 區 採用 28W LED 射燈亮度相當於 150W 之鹵素燈，但照亮效果更好， 模特兒更有通亮感。 展 示 區 採用 6W PAR38 投射燈，3000K 的中性光，頂部的筒燈提供 4000K 環境照明。 酒 吧 區 選用藍光，酒吧台選用 MR16 能突 顯酒的立體感，酒台照明用垂吊下 來的 PAR30 裝飾，一為營造氣氛， 一為讓顧客感受 LED 冷光源的觸 感。 休息區 直接通過數值來展示節能對比，用功率 器統計相同效果的鹵素燈和 LED 燈用 電量，可以看到差別之距。 (資料來源：LEDinside) 三.雄雞企業有限公司 位置：屏東加工出口區園區內 形式：該公司為一燈具製造及出口廠商，除了該有的工廠及倉庫外，並為燈 具測試設有多種實驗室，例如：配光曲線實驗室、防水防塵實驗室等。 此外，雄雞亦將工廠的一部分規劃為燈具展示空間，內容主要展示各 種照明工程的實績，以 1 比 1 的燈具實品呈現，以及些許富教育意義 之照明基本知識的小實驗。
特色：不同於一般展示以空間使用性質為主題劃分，該空間主要在於展示各 式各樣的燈具實品，同時結合一些基本的照明理論，透過實驗操作方 式，協助參觀者實際了解。從照明的基礎至燈具的成品皆可一覽無遺， 可以在短時間內全面認識照明。 表 4. 3 雄雞路燈展示區 路燈展示區 整個展示空間最大的一區，具有各式各樣的路燈型式，為公司歷年累積 的工程實績，有些是以 1 比 1 實際大小呈現，有些則以較小的模型展示。展 場四周以七彩燈光配合照明控制，可隨音樂而有不同的模式變化。 (資料來源：本研究彙整) 表 4. 4 雄雞照明基礎體驗區 照明基礎體驗區 以簡易的照明實驗，讓參觀者了解色適應、照明的加減法、RGB 混光等 基礎知識；以調光系統來調整燈光的色溫色明暗，讓參觀者體驗照度與色溫 搭配對於人體的舒適感。每個體驗空間皆設有照明知識的解說牌，除專人的 導覽與解說外，更可藉由文字的敘述，來加深參觀記憶。 (資料來源：本研究彙整)
49 表 4. 5 雄雞照明實驗區 照明實驗區 此區屬於專業領域，內含各種專業的照明實驗室，如：鏡面配光曲線實 驗室、分光儀、光衰實驗室、防水防塵實驗室等。參觀者可實際了解 CNS 各種規範之儀器及測試過程。 (資料來源：本研究彙整) 表 4. 6 雄雞特殊照明區 特殊照明區 除基本燈具外，尚有特殊用途的燈具，如太陽能地磚，可吸收太陽能光 或藉由重量來發光，節能兼具美觀；或是 LED 展示用視頻等，其他非一般功 能型的普通照明使用。 (資料來源：本研究彙整) 四.飛利浦亞洲照明體驗空間 面積：約 4,640 平方公尺 形式：展示戶外區域和零售環境下燈光照明應如何優化。例如，建築物正 面可採用傳統照明或 LED 燈管點亮，以表現出黃色或白色的效果。 如：新加坡摩天觀景輪和香港體育館已經使用 LED 進行外體輪廓的 照明。 特色：與大部分展示空間相同，該體驗空間將產品特色融入現場使用環境 中，旨在讓參觀者擁有實際感受。其特色為透過實驗組及對照組的
方式呈現，讓參觀者可以直接比較 LED 燈管與其他光源的差異性。 此外，除室內照明外，亦展示了 LED 於建物外觀的應用效果。 表 4. 7 飛利浦亞洲照明體驗空間 飛利浦工作人員正在說明 LED 燈管 如何應用到店鋪產品展示 若採用 LED 燈管，建築物可呈現不同 的光雕效果。與傳統照明相比，LED 燈壽命長，可降低更換成本。相較於 白熾燈、鹵素燈發光效率更高，提供 同樣的光輸出卻消耗更少的能量。 使用 LED 燈管，肉類零售商可以不斷 調整照明效果，使肉類產品達到最佳 顯示效果。圖中作了對比，魚類在白 光 LED 燈照耀下比在黃燈照耀下更 吸引人。LED 燈照耀下的牛肉看起來 更吸引人。 在超市中，LED 燈管（左）和傳統照 明（右）效果明顯不同。與傳統照明 相比約節約能源 50％左右。 (資料來源：中國照明網社區) 五.鸿雁智慧照明體驗館 形式：將照明體驗空間分為三個單元，分別是辦公場景體驗區、長廊和家居場 景體驗區。 特色：將智慧化導入生活空間，並配合中國人的生活習慣進行規劃，結合安全、 舒適、社交、娛樂、私密、節能、成員情感、綠色生態等特色，讓空間
51 表 4. 8 鸿雁智慧照明體驗館分區介紹 辦 公 室 該區燈光配合調光系統，會根據外界光線的變化，自動調節到合適 的照度，以減緩工作所帶來視覺疲勞現象。辦公桌上的檯燈則會自動 偵測人員的來往，來調整燈的點滅。此外，藉由辦公桌的電腦上，可 即時監控整個辦公場景，以及遠端控制家裡的熱水器，同時遠端調節 家中的溫濕度，並可讓會議區內不斷的除塵更新，依據不同場合調節 至最適合的照度及溫濕度。 LED 長廊 使用 LED 無頻閃、光線柔且自然，還能根據需要調節光線的色溫、 色彩和照度的特性。於長廊頂上設置一排隧道燈，為需要駕駛穿過隧 道的司機們，提供了安全和舒適的自然光源。 家居 場景 家居場景區設有保安系統，在沒有解除前，一旦有人進入家庭監控 範圍，保安會第一時間發出報警信號，即時記錄下異常活動的畫面。 此外，依據使用性質不同，可分為餐廳、劇院、訪客等模式。 就餐場景模式，輕柔的音樂會自動播放，適宜的燈光營造出溫馨的 氛圍，而平衡的溫濕環境，恒溫潔淨的熱水供應。 劇院場景模式，所有主燈全部關閉，周邊設有輔助燈光來保持較低 照度。同時，館內所有窗簾會自動關閉，營造出具專業效果的家庭劇 院。 訪客場景模式，館內客廳和吧台的所有燈光會自動點亮。透過明亮 的光線，淺淺的音樂，清新的空氣，讓賓客感受到主人的細膩和尊重。 (資料來源：新浪家居網)
綜上所述，目前較大型的照明體驗空間，為使參觀者有深刻感受，通常選擇 辦公室及居家等室內空間作為模擬對象，並以擬真的場景塑造，帶來直接的感 受，進而行銷該公司的照明產品。因此，目前各個展示空間，對於基礎照明知識 的推廣以及戶外照明的展示甚少著墨，畢竟對於一般使用者，絕大多數的活動時 間侷限於室內空間之中，而充滿文字的照明知識，不如直接感受印象深刻。 相對於大型的照明體驗空間，較小型的展示平台，為了讓參觀者直接了解 不同光源間的差異，通常選擇相同場景，使用不同光源照射，並輔以數位功率統 計面版。透過實驗組及對照組的模式，將不同光源之照射效果一一呈現，供參觀 者直接比較；而數值化的顯示面板，則可供參觀者明顯辨別光源間的耗能程度， 達到節能概念的推廣。以簡單的模組比較，立即而快速方式，讓人了解各種光源 之間的相互關係。
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