無罩式25W以上安定器內藏式螢光燈照明效率及品質之試驗研究（2/3）

表次... Ⅲ

圖次... Ⅶ

摘要... Ⅹ

第一章 緒論... 1

第一節 研究緣起與目的 ... 1

第二節 研究方法 ... 5

第三節 收集之資料及文獻分析 ... 7

第二章 光源基本概念與節能標章簡介

...

9

第一節 光源的基本概念 ... 9

第二節 常用光源介紹 ... 16

第三節 節能標章發展 ... 30

第四節 我國節能標章發展近況 ... 36

第三章 實驗儀器與流程簡介... 45

第一節 積分球量測系統 ... 45

第二節 配光曲線系統 ... 55

第四章 安定器內藏式螢光燈泡光源樣本試驗分析 .... 65

第一節 安定器內藏式螢光燈泡光源測試

結果 ... 67

第二節 光源樣本測試結果比較分析 ... 82

第五章 結論與建議... 89

第一節 結論 ... 89

第二節 建議 ... 92

附錄... 95

表 2-1 各種光源色溫分類 ... 11

表 2-2 照度與色溫度及氣氛之關係 ... 12

表 2-3 各種光源發光效率( Lm/W )... 13

表 2-4 綠建築解說與評估手冊中各種光源發光效率

( Lm/W ) ... 14

表 2-5 白熾燈泡特性與效率 ... 17

表 2-6 鹵素燈特性與效率 ... 18

表 2-7 高壓水銀燈泡特性與效率 ... 20

表 2-8 石英複金屬燈泡特性與效率 ... 22

表 2-9 雙頭石英複金屬燈泡效率與特性 ... 22

表 2-10 高壓鈉氣燈泡效率與特性 ... 24

表 2-11 安定器內藏型螢光燈泡特性與效率 ... 26

表 2-12 螢光燈管外型尺寸 ... 26

表 2-13 螢光燈管節能標章能源效率基準 ... 37

表 2-14 安定器內藏式螢光燈泡應施檢驗能源基準... 40

表 2-15 安定器內藏式螢光燈泡節能標章能源基準... 41

表 2-16 安定器內藏式螢光燈泡能源效率分級基準表.. 42

表 3-1 本所人工光與自然光實驗室通過 TAF 認證

項目... 45

表 3-2 燈具（源）量測環境需求表 ... 59

表 3-3 燈具或光源尺寸與滑門移動距離關係表 ... 64

表 4-1 EFS26D-G1 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 69

表 4-2 EFS26L-G1 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

IV

表 4-3 EFS27W/T3-EX/A 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 70

表 4-4 EFS27L/T3-EX/A 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 71

表 4-5 Tornado T3 28W/L E27 螺旋型安定器內藏式螢

光燈數據資料 ... 71

表 4-6 Tornado T3 28W/D E27 螺旋型安定器內藏式螢

光燈數據資料... 72

表 4-7 EFS45D-B1 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 72

表 4-8 EFS45L-B1 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 73

表 4-9

Ecotone 45WL E27 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 73

表 4-10

Ecotone 45WD E27 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 74

表 4-11 Ecotone 65WL E27 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 74

表 4-12 Ecotone 65WD E27 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 75

表 4-13 EFS75D-B 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 75

表 4-14 Tornado T3 25W/D E27 螺旋型安定器內藏式

表 4-15 Tornado T3 25W/L E27 螺旋型安定器內藏式

螢光燈數據資料... 76

表 4-16 Tornado T3 27W/D E27 螺旋型安定器內藏式

螢光燈數據資料... 77

表 4-17 Tornado T3 27W/L E27 螺旋型安定器內藏式

螢光燈數據資料... 77

表 4-18 ESE27L-EX 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 78

表 4-19 ESE36L-EX 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 78

表 4-20 ESE36D-EX 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 79

表 4-21 EF3R-28WD-EX 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 79

表 4-22 EF3R-28WL-EX 螺旋型安定器內藏式螢光燈

數據資料... 80

表 4-23 ESE65D-EX-C 螺旋型安定器內藏式螢光燈數據

資料... 80

表 4-24 25W≦功率＜55W 安定器內藏式螢光燈發光效率

分級一覽表 ... 85

表 4-25 55W≦功率安定器內藏式螢光燈發光效率分級

一覽表 ... 88

表 5-1 整體發光效率優劣評價分析表 ... 90

VI

圖 1-1 研究流程圖 ... 6

圖 2-1 白熾燈泡發光原理 ... 16

圖 2-2 鹵素燈發光構造及動作原理 ... 18

圖 2-3 螢光燈構造 ... 19

圖 2-4 高壓水銀燈泡構造 ... 20

圖 2-5 石英複金屬燈構造 ... 21

圖 2-6 高壓鈉氣燈構造 ... 23

圖 2-7 圓筒形安定器內藏型螢光燈泡(電子點燈回路) 25

圖 2-8 三波長日光燈管色溫 ... 27

圖 2-9 一般電器使用之 EnerGuide 標章... 32

圖 2-10 節能標章圖樣 ... 39

圖 2-11 印製或張貼於產品最小外包裝明顯處之能源

效率分級標示圖... 43

圖 2-12 使用於產品型錄上之能源效率分級標示圖... 44

圖 3-1 積分球球體 ... 47

圖 3-2 光度計感測頭 ... 47

圖 3-3 光度計感測頭所貼之濾片 ... 47

圖 3-4 U1000 電子顯示單元 ... 48

圖 3-5 遮敝裝置 ... 48

圖 3-6 輔助燈泡 ... 49

圖 3-7 積分球剖面示意圖 ... 50

圖 3-8 積分球量測系統線路 ... 51

圖 3-9 歸零設定 ... 51

VIII

圖 3-11 調整衰減器電位計 ... 52

圖 3-12 輔助燈泡移入積分球內 ... 53

圖 3-13 輔助燈泡之間接照度值 ... 53

圖 3-14 測角儀示意圖 ... 55

圖 3-15 試件中心點位置 ... 61

圖 3-16 EN13032-1-2002 試件中心點位置 ... 62

圖 3-17 8 個接頭端子（電源供應器側） ... 63

圖 3-18 8 個接頭端子（配光曲線儀側） ... 63

圖 4-1 展售區張貼或懸掛能源效率分級標示 ... 66

圖 4-2 產品標示或印製能源效率分級標示 ... 66

圖 4-3 無罩式 25W 以上安定器內藏式螢光燈（1）.. 68

圖 4-4 無罩式 25W 以上安定器內藏式螢光燈（2）.. 68

圖 4-5 無罩式 25W 以上安定器內藏式螢光燈（3）.. 69

圖 4-6

25W≦功率＜55W 安定器內藏式螢光燈發光

效率與色溫關係圖... 83

圖 4-7

25W≦功率＜55W 單位價格安定器內藏式

螢光燈發光效率關係圖... 84

圖 4-8 25W≦功率＜55W 安定器內藏式螢光燈發光

效率分佈圖... 84

圖 4-9

25W≦功率＜55W 安定器內藏式螢光燈發光

效率分佈圖... 85

圖 4-10

55W≦功率安定器內藏式螢光燈發光效率與

色溫關係圖... 86

效率關係圖 ... 86

圖 4-12 55W≦功率安定器內藏式螢光燈發光效率

分佈圖... 87

圖 4-13 55W≦功率安定器內藏式螢光燈發光效率

X

摘 要

關鍵詞：綠建築、日常節能指標、發光效率、節能標章 一、研究緣起 科技的進步與民生經濟的發展，為人類帶來舒適且更便利的生 活，各類型家電產品與照明設備的使用，不斷增加電力的需求，而 照明設備除了在夜間提供生活上的必須光明外，也在白天的上班及 商業作息佔居重要的地位。全球各主要工業國的照明用電比例都在 10％至 25％之間，已成為僅次於冷氣空調的電力負載。 隨著國民所得逐年增加，人民生活水準不斷提高，電器用具的 普及化，使得用電量持續攀升，而照明器具的耗電量為一般家庭中 所有用電器具之冠。在現代家庭的生活中，照明器具已不再如以往 僅純粹「照明」為目的，其間包含著裝飾、生活情趣、個人品味等 生活品質與個人性格的表現，因此耗電也相對地提高。此外對於都 市叢林中林立的辦公大樓，其用電時間多集中在用電尖峰時段，因 此有效提高用電設備的能源使用效率，並節約而合理的用電，已成 為全球性的共同問題，而照明設備的高效率及節能要求也成為 21 世紀的指標。 住宅建築物之耗能，照明約佔 30％，如在相同照度需求下，以 省電燈泡取代白熾燈泡約可省電 75～80％，而以 T5 螢光燈取代舊 式 T8 或 T9 螢光燈則約可省電 15～20％。因此在現階段綠建築設計 中，特別於日常節能指標，將照明節能納為重要評估項目，並已成 為國內建築節能工作推動之重點，就是希望利用節能光源替代較耗 能的光源，透過節約照明用電方式，創造優質的光環境生活。 照明光源的選擇，攸關照明品質與整體的感受，因此除了節能 考慮的發光效率外，還應考慮光源的演色性、色溫度及使用壽命。

目前市面上所販售之光源，種類與外觀繁多，且均為經過省電設計 之節能光源，使用者可視需要安裝，運用上極為方便。 然而這些琳瑯滿目並宣稱具有省電功效的光源產品，其光源之 照明效率究竟如何？國內尚未有相關調查研究可供參考，因此 97~98 年度自辦研究計畫已著手針對市售一般住家常用的安定器內 藏式螢光燈泡光源產品，完成市售品牌通路及自有品牌通路之 U 型 螢光燈與螺旋型螢光燈管 2 類，共計 39 件光源樣本的發光效率、演 色性及光譜等性能測試，研究中發現目前市面上常見的光源產品， 除產品性能標示不清外，其最重要攸關光源性能的發光效率，依試 驗結果與其產品之標稱數據比對發現，有高達 30％之差異量，另外 在價格部分更是混亂，常使消費者無從選擇。 面臨全球暖化問題益趨嚴重，如何節能減碳已成為全世界人類 共通議題，由於照明耗電約占全國耗電量之 10％以上，因此推動照 明產品之能源效率管理，已成為節能之重要施政措施之ㄧ。囿於市 面光源產品種類及數量眾多，本研究業依據經濟部標準檢驗局自 99 年 1 月 1 日起，將安定器內藏式螢光燈納入應施檢驗項目之能源效 率基準分類，及 98 年 8 月 3 日經濟部能源局修正發佈實施之「安定 器內藏式螢光燈泡節能標章能源效率基準」分類規定，分 3 年度辦 理一般居家常用之安定器內藏式螢光燈光源產品發光效率、色溫、 演色性及光譜等性能測試，以期能有效提供民眾選購這類產品之資 訊，及供本所未來綠建築解說與評估手冊中日常節能指標相關基準 修正之參考，至其他型式燈光及光衰、壽命等變因，則不在本研究 探討範圍內。 二、研究方法及過程 依據上述研究目的，本研究的研究方法及過程概述如下：

XII （一）光源的基本特性及產品種類 照明光源的選擇，攸關照明品質與整體的感受，因此除了節能 考慮的發光效率外，還應考慮光源的使用壽命、色溫度及演色性。 各種光源均有其獨特的特徵，在既有建築物照明及市場上，其應用 人工光源總類眾多如白熾燈、螢光燈、鹵素燈、鈉氣燈、水銀燈、 省電燈泡、T8 三波長螢光燈、T5 超細管徑螢光燈等，瞭解各種常 用光源之發光原理、特性及效率，有助於光源之選擇及節能之參考。 （二）國內節能標章之發展及光源產品之認證基準 我國節能標章制度由經濟部於 90 年正式開始推動，希望推動節 約能源、鼓勵廠商生產高效率商品，並促使消費者優先選用，其基 本精神在於透過授予省能高效率的產品節能標章，引導消費者在選 購產品的時候，能一眼辨認出哪些產品較為省能，引導消費者買到 真正省能的產品，藉以創造出經濟性的誘因，激發廠商自發性持續 提昇產品的能源效率，達到節約能源並降低二氧化碳排放量的目 標。而目前在節能標章中與光源有關之認證項目，為螢光燈管及安 定器內藏式螢光燈泡兩項，並分別訂定有能源效率基準與標示方 法，藉由此標章認證之方式，以提供消費者作為選用高能源效率產 品之依據。 97 年行政院宣布政府將在 4 年內推動全國改用省電燈泡的政 策，以汰換傳統耗電量較高之白熾燈，鑑於省電燈泡 (安定器內藏 式螢光燈泡)在國內市場的使用量有逐年上升的趨勢，經濟部標準檢 驗局為配合省電燈泡新能源效率基準，已自 99 年 1 月 1 日起依新訂 定之能源效率基準實施強制檢驗，配合前述經濟部標準檢驗局於 99 年 1 月起，全面將安定器內藏式螢光燈泡納入應施檢驗項目，經濟 部能源局已於 98 年 8 月 3 日以能技字第 09804018590 號令，修正「安 定器內藏式螢光燈泡節能標章能源效率基準」，並自發布日起生效，

要求申請本項節能標章之產品，其測試條件及方法應符合原 CNS 14125 之規定，其能源效率標示值及實測值不得小於規定之基準值，且平 均演色性指數應於 80.0 以上，1,000 小時之光束維持率應於 90.0% 以上。至相關標示注意事項，除產品發光效率(Lm/W)、演色性及光 束維持率之實測值計算至小數點後第一位數，小數點後第二位數即 四捨五入修正外，其餘事項並無修正。另經濟部能源局依「能源管 理法」第十四條第四項規定，於 100 年 3 月 17 日以經能字第 10004601320 號公告，訂定「安定器內藏式螢光燈泡能源耗用量與 其能源效率分級標示事項、方法及檢查方式」，並自發布日起生效， 將安定器內藏式螢光燈泡依其發光效率分成 5 等級，於 100 年 7 月 1 日起廠商陳列或銷售安定器內藏式螢光燈泡時，應於展售區明顯 處張貼或懸掛能源效率分級標示，不得隱匿、毀損或以他法致消費 者無法辨識，廠商並應於 100 年 9 月 1 日起製造或進口安定器內藏 式螢光燈泡時，將核准之能源效率分級標示印製或張貼於產品最小 外包裝明顯處。 （三）市場節能光源產品樣本試驗結果分析 目前坊間光源產品種類眾多，且均號稱具有省電及節能的效 果，此外依建築空間使用型態的不同，其所需光源種類亦有所差 異，為實際瞭解其光源發光效率、演色性等性能，是否符合其產品 宣稱效能，本研究初步挑選目前一般住家常用的無罩式 25W 以上 安定器內藏式螢光燈泡光源產品 23 類共計 62 件樣本，而樣本試件 取得方式係自行於大賣場通路挑選購買，並送往本所台南性能試驗 中心進行光源發光效率、色溫、演色性及光譜等性能測試，並提出 初步研究成果，以期提供一般民眾作為選取之參考。 三、重要發現

XIV 本研究已依據原規劃時程，針對目前一般住家常用的無罩式 25W 以上安定器內藏式螢光燈泡光源產品，完成共計 62 件光源樣 本的發光效率、演色性、色溫及光譜等性能測試，並依據經濟部標 準檢驗局 99 年 1 月 1 日起，將安定內藏式螢光燈納入應施檢驗項 目之能源效率基準分類，與經濟部能源局 98 年 8 月 3 日修正發佈 實施之「安定器內藏式螢光燈泡節能標章能源效率基準」，以及 100 年 3 月 17 日公告之「安定器內藏式螢光燈泡能源耗用量與其能源 效率分級標示事項、方法及檢查方式」，將安定器內藏式螢光燈泡 依其發光效率分成 5 等級等規定，將試驗測試結果與其商品標稱數 據，進行產品之相關性能比對分析，同時更進一步將發光效率與這 些光源樣本的光源效率與長度、色溫及價錢等因子納入評估分析， 將可有效提供政府在推行制訂節能減碳相關政策之依據，以及消費 者響應政府政策汰換更新節能光源產品之參考。 針對本次研究收集的 62 件目前一般住家常用的無罩式 25W 以 上安定器內藏式螢光燈泡光源產品，依經濟部標準檢驗局及能源局 之功率分類方式，其整體發光效率之試驗效能，理論上功率越高其 發光效率越好，但需特別注意，即便為同一功率等級的光源產品， 基本上從統計標準差可發現，其仍存有發光效率的差異性，且其最 高約有 14％的差異量，代表消費者在選取時的風險亦相對提昇，故 選取時須特別留意。此外本次選取的光源產品中，有 21 件光源樣本 的 發 光 效 率 低 於 CNS 能 源 效 率 基 準 值 的 規 定 ， 但 僅 有 EFS26D-G1(2)~(3)、EFS26L-G1(1)~(3)、EFS27W/T3-EX/A(1)~ (3)、 Ecotone 45WD E27(2)及 EF3R-28WL-EX(1) ~(2) 這 11 件光源產 品，光源樣本的發光效率試驗值低於 CNS 基準值之 95％，無法符 合 CNS 能源效率基準值規定之要求。另在分級結果部分，沒有 1 件樣本可以符合 1 級之分級基準，而符合 2 級分級基準的樣本共有 7 件，符合 3 級分級基準的樣本共有 16 件，符合 4 級分級基準的樣

本共有 18 件，其餘 21 件則均落於第 5 級之分級基準。因此建議消 費者在選取相關光源產品時，除色溫、演色性及光源效率外時，應 可進一步藉由分級標示，瞭解並選取適當的光源產品，以提升整體 光源產品之效益。 由於光源產品的演色性與光源對物體的顯色能力有關，故亦為 另一項消費者選購之評價標準，本研究亦依經濟部標準檢驗局及能 源局之功率分類方式，針對本次研究的 62 件一般住家常用的無罩 式 25W 以上安定器內藏式螢光燈泡光源產品之整體演色性進行優 劣評價分析。依試驗分析結果，整體而言，低功率產品的演色性較 優於高功率的產品，同時亦可發現，即便評價排序較高的產品，其 產品演色性約有 7％的變異程度（差異性）。 最後為產品外包裝標稱數據之一致性，對消費者而言，產品外 包裝標示的數據資料，以及相關政府機關或者民間團體核發的標章 資訊，為評價該商品是否購買的參考依據，而這部分經本研究比對 發現，在演色性部分，整體而言不論何種型式的光源，其試驗結果 與產品外包裝標示數據資訊相比，其約有 7％的差異量。而在發光 效率部分，整體而言，部分產品試驗數據與產品外包裝的資訊相 比，其差異量高達 14％，消費者需審慎選擇。 四、主要建議事項 依據上述研究成果，本研究提出具體建議如下： 立即可行之建議 主辦機關：經濟部標準檢驗局、經濟部商品檢驗局、經濟部能 源局 協辦機關：內政部建築研究所

XVI 本年度初步挑選無罩式 25W 以上市售安定器內藏式螢光燈泡 62 件，依經濟部標準檢驗局 99 年 1 月 1 日起應施檢驗項目之能源 效率基準分類，及 98 年 8 月 3 日經濟部能源局修正發佈實施之「安 定器內藏式螢光燈泡節能標章能源效率基準」，進行產品性能檢 測，並與產品外包裝數據或節能標章網站資訊，辦理分析比對，但 因部分產品之電壓、瓦數、功率、發光效率及演色性等數據性能標 示不清，或部分產品雖有標示但不確實，除應儘速依商品標示法要 求各廠牌之光源產品，依 CNS 14125 國家標準及節能標章等規定進 行標示外，並依商品檢驗法落實市場抽查管理機制，以確保消費者 權益。 立即可行之建議 主辦機關：經濟部能源局 協辦機關：內政部建築研究所 經濟部能源局為肯定省能技術於產品之應用，循以市場誘因導 向的機制，激勵廠商投入高能源效率產品的開發，積極推動「節能 標章」認證，取得認證之產品，代表能源效率比國家認證標準高 10-50%，不但品質有保障，更省能省錢，同時希望藉由節能標章制 度的推廣，鼓勵民眾使用高能源效率產品，以減少能源消耗。惟經 濟部標準檢驗局配合政府節能減碳政策，於 96 年 5 月 14 日修訂公 布之新版 CNS 14125 國家標準，並訂立發光效率基準自 99 年 1 月 1 日起生效施行。節能標章能源基準雖亦於 98 年配合修正，但修正 後之基準在功率 25W 以上之產品部分，其基準值約僅較國家標準 提高 1％，差異量並不大，而這恐與節能標章設立時強調能源效率 比國家認證標準高 10~50%的宗旨不符，建議主管機關應予以檢討 改進。

立即可行之建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：經濟部能源局 一般說來，大瓦特數(40 W)較小瓦特數的燈管(20 W)效率高； 直管比環管效率高；省電燈管(精緻型或緊密型省電燈泡)中，燈管 外型螺管型的冰淇淋形狀者較多角轉彎或急轉彎的 U 型及 PL 燈 管效率高，這樣地說法目前雖未有相關研究予以實證，但早已成為 一般市面上民眾選購光源產品之參考，本計畫已規劃針對住家常用 的安定器內藏式螢光燈光源產品，分 3 年度來完成：（1）無罩式 25W 以下光源產品（2）無罩式 25W 以上光源產品（3）有罩式光源產 品之相關光源性能測試，並進行大規模且有系統的研究分析，期能 完整有效呈現研究成果，提供一般民眾作為選取之參考。

XVIII

ABSTRACT

Keywords: Green Building, Daily Energy Saving Index, Luminous Efficiency, Energy Saver Label

Lighting plays a big part in making a first impression for your establishment and ensuring a comfortable environment. The right light levels will make people feel welcomed and at home. A compact fluorescent lamp (CFL) is a type of fluorescent lamp. Many CFLs are designed to replace an incandescent lamp and can fit in the existing light fixtures formerly used for incandescents.

The CFLs provide lighting people are accustomed to in their homes, with the added benefit of long life and lower total operating costs. They last up to 13 times longer and use significantly less energy than an incandescent, which reduces maintenance and electricity costs. Depending on the compact fluorescent lamp you use, you can save significantly in energy costs as compared to a standard incandescent lamp. These lamps also have considerably less greenhouse emissions than incandescents so they are better for the environment.

The purpose of this study is to research the quality light output of residential lighting. The residential lighting involve U type CFLs and twister type CFLs. The quality light output include luminous efficiency, color temperature, color-rendering index (CRI) and spectrum. These informations shall provide select energy saver lamps concepts to consumers. Based on this study, the authors recommend the high power CFLs in luminous efficiency. The relation seems not noticeable for CFLs in CRI. The information can be also an advice to improve for lack of daily energy saving index of Green Building, except that this work can

be a frame of reference when the government sets up the relevant polices.

1

第一章 緒論

第一節 研究緣起與目的

一、研究緣起

照明需求是人類生活不可或缺的重要電力負載，也幾乎是文明 生活水準的重要指標之一，長期以來夜間照明用電更是國家競爭力 及進化的象徵。伴隨著科技發展所帶來蓬勃的經貿活動及生活水準 的提高，更提升了整體照明用電的需求。目前世界各主要工業國的 照明用電比例都在10%至20%之間，僅次於工業動力馬達、冷氣空 調後之重要電力負載。以台灣電力公司一年的營業額新台幣3,800億 元估計，則照明支出約達456億元，分布於民生、工商業及公共工程 用電，所以有必要逐步由導入優質光環境設計及落實高效率燈具與 節能監控理念的實施，以加強國人照明節能的推廣，防範因使用光 而造成的能源的浪費與不良環境的影響，也成了我們的重要課題。 台灣地區天然資源蘊藏貧乏，99％能源仰賴進口。隨著工商業 的發達，二氧化碳排放量不斷提升，政府為減緩氣候持續暖化及臭 氧層破壞日益嚴重，以盡身為地球村一份子的責任，於全國能源會 議結論提出加強推動節約能源及提高能源使用效率，具體抑低溫室 氣體排放量的行動方案。 隨著國民所得逐年增加，人民生活水準不斷提高，電器用具的 普及化，使得用電量持續攀升，而照明器具的耗電量為一般家庭中 所有用電器具之冠。在現代家庭的生活中，照明器具已不再如以往 僅純粹「照明」為目的，其間包含著裝飾、生活情趣、個人品味等 生活品質與個人性格的表現，故耗電也相對地提高。因此在節能減 碳之訴求下，以「亮」為優先訴求的傳統照明系統，已經進化到優 質照明光環境的規劃設計並兼顧節能環保導向的先進照明思維，從 整體系統整合的概念，除了滿足光的基本需求，優先考慮光對人心

理、生理影響及光污染問題效應，由舒適光環境之營造兼顧合理的 照明能源使用效率，因此舉凡光源類型、燈具外型與調控系統已然 成為評估照明性能的重要參數。新世代照明發展趨勢需涵蓋舒適光 環境、省能高效率、安全無顧慮、操控便利及低環境污染。因此照 明工程與節能規劃就必須有系統性的新思維。此外對於都市叢林中 林立的辦公大樓，辦公大樓用電時間多集中在用電尖峰時間，故提 高照明效率，減少照明耗電量實屬當務之急。 依經濟部能源局統計，台灣照明年用電量約為 260 億度，占全 國總用電量 2,298 億度電的 11.3%，其中住宅及商業大樓照明耗電約 分別佔用戶總用電量的 20％及 34％。特別是在全台屋齡超過 20 年 的老舊住宅估計超過 450 萬戶，以及全國到處可見商店、飯店與餐 廳的照明場所，仍大量使用效率低、壽命短，且非常耗電之白熾燈 及鹵素燈，依統計白熾燈的使用約達 2,075 萬只，估計年用電量約 為 10.4 億度，可見用電量之大，所以光源的改善，以節省用電量， 仍有很大的空間。97 年經濟部宣佈，將以 5 年時間全面汰換白熾燈 泡，97 年底前將公告全面禁止製造、進口、銷售白熾燈，98 年公家 機關也將先全面禁用白熾燈，先以省電燈泡取代能源效率不彰的白 熾燈，並輔導飯店、旅館、住家、農業、巿場等白熾燈使用率較高 場所，執行自發性換裝行動。

二、研究目的

科技的進步與民生經濟的發展，為人類帶來舒適而更便利的生 活，各類型家電產品與用電設備不斷增加電力的需求，而照明設備 除了在夜間提供生活上的必須光明外，也在白天的上班及商業作息 佔居重要的地位，概稱的照明與插座用電已逐漸增加電力負載的比 重。全球各主要工業國的照明用電比例都在 10％至 25％之間，已成 為僅次於冷氣空調的電力負載，因此有效提高用電設備的能源使用 效率，並節約而合理的用電，已成為全球性的共同問題，而照明設

3 備的高效率及節能要求也成為 21 世紀的指標。 照明需求不分都市與鄉村、白天與夜間、室內與屋外、靜態或 行車、男女老少等等，照明已是生活上的重要必須用品。自從電燈 發明以來，各類型適用於不同場所的新光源推陳出新，發光效率也 節節升高，代表了照明光源的用電量逐步降低，但在此同時，高照 度的需求也增加了燈具的裝置量與用電量，因此合理照明工程的規 劃除應考慮節約能源外，尤應注意照明品質的舒適性與實務面。從 設計之始，兼顧節能與照明需求設計照明與控制系統，選用省電照 明燈具，並且正確的使用照明習慣，及定期做好燈具的維修，更是 保持舒適的照明環境的重點。 照明光源的選擇，攸關照明品質與整體的感受，因此除了節能 考慮的發光效率外，還應考慮光源的演色性、色溫度及使用壽命。 目前市面上所販售之光源，均是經過省電設計之節能光源，包括精 緻型螢光燈管及省電燈泡。精緻型螢光燈管及省電燈泡都是螢光燈 ，比傳統式白熾燈泡是有省電 60 至 70％的效果，但不會比直管型 螢光燈省電，目前種類與外觀繁多，可視需要而安裝，運用上極為 方便。 新一代光源已有 T5 及 T8 三波長發光螢光燈管，其燈光效率可 達 96~100 Lm/W，遠高於傳統螢光燈管。螢光燈管管徑愈小，其發 光效率愈高，使用汞的含量愈低，更加符合環保的要求。而螢光燈 管已由經濟部能源委員會訂定有節能標章，取得節能標章的螢光燈 管無論在發光效率、演色性及色溫多樣性上，均符合高效能及節能 的要求，自然是照明光源選擇上的優先對象。 然而目前坊間光源的種類眾多，並均宣稱具有省電功效，但究 竟其光源之照明效率如何？國內尚未有相關調查研究可供參考，因 此 97~98 年度自辦研究計畫已著手針對市售一般住家常使用的安定 器內藏式螢光燈泡光源產品，完成市售品牌通路及自有品牌通路之

U 型螢光燈與螺旋型螢光燈管 2 類，共計 39 件光源樣本的發光效率 、演色性及光譜等性能測試，研究中發現目前市面上常見的光源產 品，除產品性能標示不清外，其最重要攸關光源性能的發光效率， 依試驗結果與其產品之標稱數據比對發現，有高達 30％之差異量， 另外在價格部分更是混亂，常使消費者無從選擇。 面臨全球暖化問題益趨嚴重，如何節能減碳已成為全世界人類 共通議題，由於照明耗電約占全國耗電量之 10％以上，因此推動照 明產品之能源效率管理，已成為節能之重要施政措施之ㄧ。鑑於安 定器內藏式螢光燈在國內市場的使用量有逐年上升的趨勢，經濟部 標準檢驗局為配合安定器內藏式螢光燈新能源效率基準，已自 99 年 1 月 1 日起，將安定內藏式螢光燈納入應施檢驗項目之能源效率 基準分類，經濟部能源局並已於 98 年 8 月 3 日修正發佈實施「安定 器內藏式螢光燈泡節能標章能源效率基準」，及於 100 年 3 月 17 日 公告「安定器內藏式螢光燈泡能源耗用量與其能源效率分級標示事 項、方法及檢查方式」，將安定器內藏式螢光燈泡依其發光效率分成 5 等級，於 100 年 7 月 1 日起廠商陳列或銷售安定器內藏式螢光燈 泡時，應於展售區明顯處張貼或懸掛能源效率分級標示，不得隱匿 、毀損或以他法致消費者無法辨識，廠商並應於 100 年 9 月 1 日起 製造或進口安定器內藏式螢光燈泡時，將核准之能源效率分級標示 印製或張貼於產品最小外包裝明顯處。 為瞭解市售產品的性能是否符合上述相關規範規定，並提供消 費者在節能光源相關產品選購之參考，本計畫已自 99 年起依上述規 定分類，著手針對住家常用的安定器內藏式螢光燈光源產品，分 3 年度辦理：（1）無罩式 25W 以下光源產品（2）無罩式 25W 以上光 源產品（3）有罩式光源產品之相關光源性能測試研究，以期能有效 提供民眾選購這類產品之資訊，俾供本所未來綠建築解說與評估手 冊中日常節能指標相關基準修正之參考。

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第二節 研究方法

照明光源的選擇，攸關照明品質與整體的感受，因此除了節能 考慮的發光效率外，還應考慮光源的色溫度及演色性。各種光源均 有其獨特的特徵，選擇光源之主要重點大略如下： 1.效率與壽命：光源之效率與壽命都會在製造廠之型錄上列出，基 於經濟及維護的考量，應選用發光效率高且壽命長，又可以兼顧 換裝費用低廉者，目前室內照明仍以螢光管最為實用與普遍。一 般說來，大瓦特數(40 W)較小瓦特數的燈管(20 W)效率高；直管 比環管效率高；安定器內藏式螢光燈中，燈管外型螺管型的冰淇 淋形狀者較多角轉彎或急轉彎的 U 型及 PL 燈管效率高。 2.光色（色溫 K）：光色一般稱為色溫，它影響了使用場所的氣氛 ，故應隨照度高低而適當地變化。一般而言，色溫低於 5,000 K 者 為暖色系，給人較溫暖而休閒的氛圍環境；反之溫高於 5,500 K 為冷色系，會產生清涼而較具活潑的感覺。 3.演色性：演色性是光源對於物體顏色顯現程度，以白熾燈泡的連 續光譜分布較接近自然陽光的分布而作為比較的基準，其他光源 對於同一物體不同顏色的表現傳真度，經加權平均所計算得出者 稱為相對演色性評價係數(Ra 或 CRI)，並以白熾燈作為(100%) ，所以選用 Ra 值愈高的光源，對於色彩的表現愈鮮豔，但價格 也愈貴，一般以功能區別，Ra 在 80 以上稱為高演色性光源。 如三波長域發光螢光燈管效率高，演色性好，發光分布接近太陽 光色，色調自然，因此可以達到高演色性及色澤鮮麗的效果，提 高物品之價值感與鮮度感。 由於市面光源產品種類及數量眾多，均宣稱具有相當之省電功 效，但其確實照明效率如何，國內並無相關調查研究可供參考，本 計畫依據經濟部標準檢驗局 99 年 1 月 1 日起，將安定內藏式螢光燈 納入應施檢驗項目之能源效率基準分類，及 98 年 8 月 3 日經濟部能

常用節能光源照明效 率及品質之實驗研究 國內相關試驗機構檢 測服務項目與設施資 料收集 國內市售光源 產品調查與 分類 試驗光源產品樣本 取得節能標 章的光源產品 綠建築評估手冊光源效率評估表 之光源產品 節能光源之照明效 率及品質實驗結果 比對分析 建立光源照明效率及 品質檢測作業程序 結論與建議 國內外光源照明 效率及品質相關 性能試驗標準及 文獻收集 源局修正發佈實施之「安定器內藏式螢光燈泡節能標章能源效率基 準」，分 3 年度辦理市售住家常用之安定器內藏式螢光燈光源產品， 其節能特性與光源照明效率，以及演色性、色溫與光譜等光源品質 ，進行相關調查及量測，以期能有效提供民眾選購這類產品之資訊 ，99 年度已優先針對無罩式 25W 以下光源產品進行相關研究，本 資料來源：本研究整理。 圖 1-1 研究流程圖

7 年度將賡續進行無罩式 25W 以上光源產品之研究，相關研究內容規 劃如下，研究計畫流程則如圖 1-1 所示： 1.選擇較具代表性住家常用之安定器內藏式螢光燈光源，進行照明 效率，以及照度、演色性、色溫與光譜等品質試驗研究，並與其 標稱數據進行比對分析。 2.進行發光效率與這些光源樣本的燈管長度、色溫、演色性、試驗 功率及價格等因子之評估分析，據以提供相關資訊做為消費者評 價之參考。

第三節 收集之資料及文獻分析

依據本計畫研究之目的及研究內容，本計畫擬收集下列相關資 料進行分析，結果將作為常用節能光源照明效率及品質之實驗研究 之依據。初步收集之資料項目如下： －本所人工光及自然光實驗相關試驗設備資料 －安定內藏式螢光燈應施檢驗項目之能源效率基準 －安定內藏式螢光燈申請節能標章應符合之能源效率基準與標示 方法 －國內市售安定內藏式螢光燈性能調查與驗證樣品選取 －取樣光源樣品之照明效率、演色性、色溫、光譜及價格等標稱數 據收集 本計畫將彙整上述資料進行分析探討，詳細探討內容將於後面 各章節說明。

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第二章 光源基本概念與節能標章簡介

本章主要介紹光源的基本概念、常用光源以及我國節能標章發 展之現況，以利民眾瞭解如何獲得正確的光源資訊，而順利進行節 能改善。

第一節 光源的基本概念

介紹光源就要從它的定義及單位說起，大致包含光線之定義、 光通量、光強度(簡稱光度)、輝度、照度、亮度、光源效率、 色溫 及演色性等，說明如下： 一、 光線之定義 光線（Light）是放射能源之一部份，在照明工程上稱光線是如 放射能源多寡一樣，以產生視覺能力之大小作評估之根據。 二、 光通量 光源發出的總光量稱之為光通量（Luminous Flux：F 或 ψ＝光 束），有時稱為光束，其單位為流明，例如 100 W 鎢絲電泡及 40 W 螢光燈之光通量約各為1,300 Lm 及 2,500 Lm。 三、 光度 一個光源在某一方向上之發光強度為光強度，其單位為燭光（ Candela, Cd）。在照明學上光強度（Luminous Intensity, I）與燭光度 （Candle Power）有時混用不清，尤其是很多一般性雜誌、報紙， 以照明之程度使用「燭光」代替，事實上「燭光」是表示光源之發 光強度，也就是光源強度表示單位，如果要表示室內照明之程度應 以照度作表示。

四、 輝度

輝度（Luminance, Photometric Brightness, L）是單位投射面積上

之光強度，單位為每平方米之燭光［Cd/m2］，有時用nit［nt］或 Stilb

五、 照度

被照的物體，其表面上每單位面積所接受之光通量稱為照度 （Intensity of Illumination, E），其單位稱為勒克斯（Lux, Lx）。即每

平方公尺內所收之光通量為1 Lm 時之照度。 六、 亮度 光源在投光方向上單位面積(S)，所發出之光通量(ψ)密度。通常 某作業面之明暗程度均以照度表示，但讓吾人之眼睛有感覺程度之 明暗，仍以光束發散度（Luminous Emittance, M）表示之，其單位 仍為［Lm/m2］每單位平方公尺之流明數。 七、 光源壽命 光源壽命有兩種表示法：例如電泡一直到燈絲斷線為止之使用 時間稱之為斷線壽命（Burnout Life），但燈絲雖尚未斷線，而光通 量減少到當初之70%時間之使用時間為有效壽命（Useful Life），一 般而言，光源之有效壽命一到應即換新，以得到高效率之電能利用 率。 八、 色溫

色溫(Color Temperature)是以絕對溫度 K (kelvin)來表示，乃是 將一標準黑體(例如鐵)加熱，溫度升高至某一程度時顏色開始由深 紅→淺紅→橙黃→白→藍白→藍，逐漸改變，利用這種光色變化的 特性，某種光源的光色與黑體的光色相同時，我們將黑體當時的絕 對溫度稱為該光源之色溫。色溫在3,000 K 以下時，光色就開始有 偏紅的現象如蠟燭、白熾燈泡，給人一種溫暖的感覺。色溫超過5,000 K 時顏色則偏藍光，如晝光色螢光燈，給人是一種清冷的感覺，通常亞 熱帶地區的人較喜歡4,000 K 以上色溫，而寒帶地區的人喜歡 4,000 K 以下的色溫。 九、 光源之色溫及其演色性之關係 表2-1 所示是各種光源之色溫感覺分類，色溫影響到我們之視

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覺，視覺之感度可以影響亮暗，所以節能下之選擇光源必須重視光 源之色溫。實際上色溫一般以（Warm White）、（Neutral White）及 (Daylight White）來表示。 照度與色溫會造成環境氣氛之不同感受，如表2-2 所示，由表 中可以瞭解，節能照明在選擇光源時，需注意光源之色溫所產生之 視覺感受。 表2-1 各種光源色溫分類 資料來源：經濟部能源局，2008。 十、 演色性 光源對物體顏色呈現的程度稱為演色性CRI (或 Ra)，也就是顏 色逼真的程度。演色性高的光源對顏色的表現較好。演色性高低關 鍵在於該光線之分光特性。可見光之波長在380 nm~760 nm 之範圍 內，也就是我們在光譜中見到之紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的範 圍。如果光源所放射的光中所含的各色光的比例和自然光接近，則 我們眼睛所看到顏色也就較為逼真，再好的裝璜、擺設、藝術品及 衣服等也會因選擇不適當的光源而失色。 十一、 平均演色評價指數(Ra) 平均演色評價指數(Ra)表示光源的演色性與色彩傳真的程度， 即色視度優劣的代表。對於用標準光（規定為基準的光）看見的各 種色彩，再分別用各種類光源照明時的各色彩再現地保真程度。一 般平均演色評價指數Ra 80 以上，基本上就可以滿足色彩要求較高

色溫 Light Colour Most similar Colour Temperature

Warm White Light Colour (WW) ＜3,300 K

Neutral White Light Colour (NW) 3,300K-5,000 K

的照明應用，CIE 根據照明旳使用領域或用途建置了一定的基準。 表 2-2 照度與色溫度及氣氛之關係 資料來源：經濟部能源局，2008。 十二、 光源發光效率 光源的發光效率是以其所發出光的流明數除以其用電量所得之 值來表示，即 光源效率( Lm/W )=流明( Lm )÷用電量或管功率( W ) 也就是每一瓦電力所發出光的量，其數值越高，表示光源的效 率愈高，如表2-3 所示。所以對於使用時間較長之場所，如辦公室

13 、走廊、道路、隧道等，其發光效率通常是一個重要的考量因素。 表 2-3 各種光源發光效率( Lm/W ) 光源種類 發光效率( Lm/W ) 白熾燈 15 石英鹵素燈 25 LED 燈 45 緊密型省電型螢光燈 60 水銀燈 65 普通螢光燈管 70 單管型螢光燈管 85 雙管型螢光燈管 85 石英複金屬燈 90 三波長自然色省電燈管 96 高壓鈉光燈 130 低壓鈉光燈 200 無電極電磁感應燈 85 資料來源：經濟部能源局，2008。 各種燈源中以高壓鈉燈的效率最高。另外，在燈的輻射能中， 可見光的比例越高，則效率越高，而可見光中黃綠色系的光能量越 多也越明亮，效率也越高。此外由半導體材料所製成之發光元件， 元件具有兩個電極端子，在端子間施加電壓，通入極小電流，經由 電子電洞之結合可將剩餘能量以光的形式激發釋出的LED 燈，其原 先是以指示光源為最主要應用，應用於照明領域相當少，僅止於指 示燈，或一些特殊應用，如軍事、隔離的工業照明等 (在這些場合

表2-4 綠建築解說與評估手冊中各種光源發光效率( Lm/W ) 資料來源：內政部建築研究所，2010。 ，LED 之可靠性可降低維護費用，補償 LED 照明之高成本)。不 過，過去三、四年來，由於 LED 製造成本持續降低，以及效率和 亮度不斷提高，配合 LED 所具有的壽命長、安全性高、發光效率 高 (低功率)、色彩豐富、驅動與調控彈性高、體積小、環保等特點

15 ，使得 LED 在一般照明市場應用得以大幅度擴張，帶動其市場需 求，近年來 LED 發光效率呈現大幅度成長，以照明所需白光 LED 為例，商品化規格已達 120 Lm/W，超越目前常用白熾燈泡與鹵素 燈。且依據理論來推算，白光 LED 發光效率極大值為 200 Lm/W ，未來仍有相當大進步空間，並將成為未來照明光源之明日之星。 光源的發光效率高低是選擇照明光源的基準之ㄧ，且依據使用 目的之不同，往往需選擇演色性高或容易進行配光控制的光源作為 照明應用。另本所2009 年版綠建築解說與評估手冊，亦提供各種光 源之效率比較如表2-4。

第二節 常用光源介紹

在既有建築物照明及市場上，其應用人工光源總類眾多如白熾 燈、螢光燈、鹵素燈、鈉氣燈、水銀燈、省電燈泡、T8 三波長螢 光燈、T5 超細管徑螢光燈等，因此瞭解各種常用光源之發光原理、 特性及效率，有助於光源之選擇及節能之參考。 一、 白熾燈泡 白熾燈泡構造如圖2-1 所示，為一玻璃球內抽真空後，充填氬 氣和氮氣以抑制燈絲之蒸發，為最早成熟的電光源，構造簡單，通 上電流加熱燈絲，利用物體受熱發光的原理發光，於溫度高達攝氏 2,700℃，而發出光與熱，所以泡殼亦處於高溫態，故遇到急遽冷卻 如沾水等狀況時，燈殼會破裂。 白熾燈泡屬於點光源，配光相當容易，雖然壽命不長僅約1,200 資料來源：經濟部能源局，2008。 圖2-1 白熾燈泡發光原理 小時，但因其為連續光譜且偏紅色光，演色性佳(Ra 100)，光衰現象 不明顯，色溫度低使人有溫暖感覺，惟發光效率偏低僅8~15 Lm/W ，是屬於低發光效率光源。 常用白熾燈泡效率與特性見表2-5 所示。其主要光電特性包括

17 演色性佳、可立即起動、安裝及使用容易、價格便宜、不需安定器 、可連續調光、光束衰減少、及不受環境溫度影響等。 二、 石英鹵素燈 鹵素燈如圖2-2 所示，是由耐高溫的石英管、鎢絲、鉬箔、燈 帽及內部的高壓氬氣與微量之碘或溴等鹵素所構成。 表2-5 白熾燈泡特性與效率 編號 規格 電壓 V 型式 消耗 電力 W 全光束 Lm 壽命 h 效率 Lm/W TM2205 220V/5W 220 磨砂 5 40 1,500 8 TM22010 220V/10W 220 磨砂 10 80 1,500 8 TM22040 220V/40W 220 磨砂 40 320 1,200 8 TM22060 220V/60W 220 磨砂 60 570 1,200 9.7 TM220100 220V/100W 220 磨砂 100 1,050 1,200 10.5 TM220200 220V/200W 220 磨砂 200 2,700 1,200 13.5 100PAR/FL/27 PAR38 220 珠寶燈 100 800 2,000 8 120PAR/SP/27 PAR38 220 珠寶燈 120 1,200 2,000 10 150PAR/FL/27 PAR38 220 珠寶燈 150 1,350 2,000 9 資料來源：經濟部能源局，2008。 一般白熾燈泡之點燈過程中，鎢絲在高溫中蒸發附著於玻璃內 壁，產生所謂之黑化現象而使光束逐漸降低，鹵素燈泡就是為對抗 這種情況，防止黑化而開發之燈泡，鹵素燈泡內部有微量之鹵素氣 體，藉著鹵素循環作用，減輕燈泡的光束衰減和壽命末期的黑化現 象，並保持初期之發光效率。 常用鹵素燈效率與特性見表2-6 所示。其主要光電特性包括(1) 壽命長，相當於一般白熾燈泡的2~3 倍。(2)發光效率高，11.4 Lm/W ~20 Lm/W 比一般白熾燈泡省電些。(3)體積比白熾燈泡小，光源小 而集中，配光設計容易。(4)光束衰減小，壽命終了時光輸出仍高達 初光束之90%。(5)採用石英玻璃製成，有極強的耐熱衝擊性。

資料來源：經濟部能源局， 2008。 圖 2-2 鹵素燈發光構造及動作原理 表2-6 鹵素燈特性與效率 規格 電壓 V 型式 消耗電力W 全光束 Lm 壽命h 效率 Lm/W 120V/ 75W 120 JVC型 75 1,100 1,000 14.7 120V/100W 120 JVC型 100 1,600 1,500 16.0 120V/150W 120 JVC型 150 2,800 2,000 18.7 120V/250W 120 JVC型 250 5,000 2,000 20.0 230V/50W 230 PAR20 50 570 2,000 11.4 230V/75W 230 PAR30 75 1,030 2,000 13.7 230V/100W 230 PAR30 100 1,400 3,000 14.0 120V/250W 120 PAR38 250 3,600 4,200 14.4 資料來源：經濟部能源局，2008。 三、 螢光燈 螢光燈(俗稱日光燈)構造如圖 2-3 所示，當燈起動時，燈絲會 先加溫約1~2 秒，使燈絲溫度提高，以釋放電子，接著高電壓會施 加在兩個電極之間，使充入氣體和水銀氣體傳導電流而產生放電， 此流動之電子(電流)會激發氣態水銀原子而發出紫外線，由於玻璃 燈管內壁有塗一層螢光粉，此螢光粉在紫外線照射下會發出可見光

19 資料來源：經濟部 能源局，2008。 圖2-3 螢光燈構造 。充入氣體(氬氣或是氬氣與氪氣的混合氣體)也會放電發光，但是 所發出的只有微量之藍光，而且只有在沒有塗佈螢光粉的燈管才可 看得到，此藍光約只佔螢光燈總發光量的3%，另外97%的光來自於 螢光粉發光。 四、 高壓水銀燈 高壓水銀燈泡之發光管又稱之為內管，如圖2-4 所示，是由兩 只主要電極或兩只補助電極所組成，管中封入適量水銀及惰性氣體 ，補助電極連接有電阻與其他端之主電極連接成一通路。當電壓加 於兩主電極之時，介於兩電極間之距離很大而無法產生放電，同時 相同之電壓也加在補助電極與相鄰之主電極之間，並且在其間產生 輝光（Glow）放電，此時為限制補助電極之放電電流起見，接有電 阻R（約 25 kΩ），輝光放電後兩主電極間之電場不斷的擴展，最後 達到主電極端，這時之電流是依靠安定器來加以限制，因電流不斷 增加之結果，主電極之溫度漸升而發出電子，終於自輝光放電而移 轉為弧光放電，由於惰性氣體之弧光放電，發光管之溫度隨之而上 昇，水銀漸漸蒸發，水銀蒸氣壓也漸漸提高，數分鐘後全變為水銀 蒸氣之穩定放電。

資料來源：經濟部能源局，2008。 圖2-4 高壓水銀燈泡構造 高壓水銀燈泡效率與特性見表2-7 所示。其主要光電特性包括 ：(1)可靠性高、用途廣泛、符合經濟效益、壽命長。(2)點燈發光穩 表2-7 高壓水銀燈泡特性與效率 型號規格 電壓 V 耗電 W 全光束 Lm 色溫 K 壽命 h 效率 Lm/W HPL-N 50W E27 220 50 1,800 4,200 12,000 36.0 HPL-N 80W E27 220 84 3,700 4,200 12,000 44.5 HPL-N 125W E27 220 125 6,200 4,100 12,000 50.0 HPL-N 125W E40 220 125 6,200 4,100 12,000 50.0 HPL-N 250W E40 220 250 12,700 4,100 12,000 51.0 HPL-N 400W E40 220 400 22,000 3,900 12,000 55.0 HPL-N 700W E49 220 700 38,500 3,900 12,000 55.0 HPL-N 1000W E40 220 1000 58,500 3,900 12,000 59.0 資料來源：經濟部能源局，2008。 定，即使在電源稍微有變動的地區，亦有出色的功能表現。(3)因不 需要使用外起動器點燈設備，所以線路簡單且安裝容易。(4)具有極 高可靠性，故使用在室內或戶外同樣有其多方面適用性。(5)配合正 確額定電流的水銀燈安定器點燈，可延長點燈壽命。(6)絕佳的銀白 色光，通常對景色較不重視的地方，可以採用強而有力的清光型高 壓水銀燈泡；需要更佳合理演色性的地方可以採用螢光型高壓水銀

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燈泡。發光效率約36~59 Lm/W，但近來有漸漸被複金屬燈取代之趨 勢。

五、 石英複金屬燈

石英複金屬燈(Crystal Metal Halide Lamps)是氣體放電燈的一種 ，具有高演色性、良好的發光效率及壽命長等優點，近來在光源應 用的比例上逐漸增加。如圖 2-5 所示，石英複金屬燈係由硬質外管 、石英玻璃發光管、主電極、起動電阻補助電極及支架所構成。在 石英玻璃發光管內封入金屬鹵化物，作為發光物質，在高溫及高壓 之水銀電弧中，金屬鹵化物分解為金屬原子與鹵元素，並使金屬原 子產生特有之光譜而發光，及至低溫之管壁時，金屬再與鹵化物結 合而成金屬鹵化物，這就是石英複金屬燈最大之特點。金屬鹵化物 資料來源：經濟部能源局，2008。 圖2-5 石英複金屬燈構造 循環，可改善發光演色性，石英複金屬燈與大多數氣體放電燈一樣 ，呈現負電阻的電氣特性，點亮前燈管兩電極間有極高的電位梯度 ，所以驅動石英複金屬燈的安定器，必須具備限制燈管電流以及高 電壓點燈的兩個基本功能。石英複金屬燈主要光電特性包括：(1)壽 命長：在相同的流明下，一個石英複金屬燈相當於 45 個白熾燈的 壽命。(2)光色自然：標準的石英複金屬燈發出白色光，其色溫從 3,200

K 到 4,000 K，演色性 Ra 從 65 到 70。(3)效率高：石英複金屬燈發 光效率是白熾燈的3~5 倍，並且減少能源浪費與熱的損失。(4)小型 化：石英複金屬燈弧光放電管長小於1 英吋，其所產生之光束相當 於 84 英吋長高輸出型螢光燈所發出之光束。(5)規格多樣化: 石英 複金屬燈瓦特數從32 ~2,000 W，光束從 2,000~210,000 Lm 寬廣的 表2-8 石英複金屬燈泡特性與效率 型號規格 電壓 V 耗電 W 全光束 Lm 色溫 K 壽命 h 效率 Lm/W HP1 PLUS 250W BU 220 256 18,000 4,300 10,000 70.3 HP1 PLUS 400W BU 220 395 32,500 4,300 10,000 82.2 HP1 T PLUS 250W 220 250 19,000 4,500 10,000 76.0 HP1 T PLUS 400W 220 390 35,000 4,300 10,000 90.0 HP1 T PLUS 1000W 220 985 85,000 4,300 10,000 86.3 HP1 T PLUS 2000W/220V 220 1960 189,000 4,200 10,000 96.4 HP1 T PLUS 2000W/380V 220 1955 210,000 3,800 10,000 107.4 資料來源：經濟部能源局，2008。 表2-9 雙頭石英複金屬燈泡效率與特性 型號規格 電壓 V 管功率 W 全光束 Lm 色溫 K 演色性 Ra 壽命 H 效率 Lm/W MQI70/T6/30 220 70 5,500 3,000 75 6,000 78 MQI70/T6/43 220 70 5,000 4,300 75 6,000 71 MQI150/T6/30 220 150 11,250 3,000 75 6,000 75 MQI50/T6/43 220 150 5,500 4,300 75 6,000 73 資料來源：經濟部能源局，2008。 範圍，包含所有室內、室外各種場所均能適用。(6)如表2-8 及表2-9 所示，依形式、電壓及瓦特不同，發光效率約70~107.4 Lm/W。 六、 高壓鈉氣燈 高壓鈉氣燈泡，係採用具有優良耐熱性、耐鈉性與透光性之鋁 瓷發光管，在其管內封入鈉、水銀和氙氣，利用高壓鈉蒸氣放電而 發光之燈泡，如圖2-6 所示，此型燈泡在起動時必須要有一個電子

23 起動器給燈泡起動所需要的瞬間脈衝電壓。電源加入時，脈波立刻 造成氙氣的游離，發出暗淡的青白色光，而游離的正負粒子以及再 結合時所放出的能量很快就造成水銀的放電，發光顏色立刻呈較亮 的青白色，這些都是瞬間的變化，大約 10 秒左右金屬鈉就跟著融 解、放電、發出單色黃色光，然後鈉蒸氣壓逐漸昇高，光色也逐漸 增強而轉白，大約5 分鐘就達成穩定的放電狀態，發出高壓鈉氣燈 固有的金白色光，起動時間要比水銀燈快些，且由於發光管的氣壓 比水銀燈低，因此電源中斷之後的再起動時間很短，僅需1 分鐘便 能再點亮，3-4 分鐘即趨於穩定。 資料來源：經濟部能源局，2008。 圖2-6 高壓鈉氣燈構造 高壓鈉氣燈效率與特性見表 2-10 所示。其主要光電特性包括 ：(1)最佳高發光效率。(2)富於節約能源、經濟效益。(3)具有金黃略 帶白色光，光色穩定。(4)安定點燈，可靠而且壽命長。(5)光衰低絶 佳的光束維持率。(6)再點燈起動時間短。(7)高壓鈉氣燈是 HID 放 電燈泡中效率最高，以SON-400 W 為例，效率高達 130 Lm/W，約 有水銀燈2 倍以上的高效率。(8)卓越的性能，以較少燈數即可以獲

得相同的照明水準，達成節約能源的經濟效益。(9)發出以黃澄為主 的金白色光，在這光源的照射下，可以有限度地分辦物體顏色，帶 來溫暖感覺之照明。(10)採用具有優良耐熱、耐鈉以及透光性之鋁 瓷發光管，點燈安定而可靠。(11)燈泡內部保持高真空，僅約需 2 分 鐘短時間，即可達成再起動點燈。依形式、電壓及瓦特之不同，具 發光效率約82.5~125 Lm/W。 表2-10 高壓鈉氣燈泡效率與特性 型號規格 電壓 V 管功率 W 全光束 Lm 色溫 K 演色性 Ra 壽命 H 效率 Lm/W SON-70I 220 70 5,800 4,500 25 12,000 82.5 SON-100 220 100 9,500 4,500 25 12,000 95.0 SON-150 220 150 14,500 4,500 25 12,000 90.0 SON-250 220 250 27,000 4,500 25 12,000 100.0 SON-400 220 400 48,000 4,500 25 12,000 117.5 SON-1000 220 1,000 5,800 4,500 25 12,000 120.0 SON-T100 220 100 10,000 4,500 25 12,000 100.0 SON-T150 220 150 15,000 4,500 25 12,000 93.3 SON-T250 220 250 28,000 4,500 25 12,000 108.0 SON-T400 400 220 48,000 4,500 25 12,000 117.5 SON-T1000 220 1,000 130,000 4,500 25 12,000 125.0 資料來源：經濟部能源局，2008。 七、 安定器內藏型螢光燈泡 小瓦特之緊密型螢光燈管加上安定器內藏型或外加組合型，市 面上都簡稱為安定器內藏型螢光燈泡，其構造及電子點燈回路，如 圖 2-7 所示。其特性包括有：(1)點燈壽命更持久，達 6,000 小時以 上；(2)亮度高，發出全光束高；(3)光線柔和不刺眼；(4)更省電；(5) 外型輕巧美觀；(6)不閃爍、保護眼睛視力健康。 安定器內藏型螢光燈泡特性與效率如表2-11 所示，依型式及電 壓之不同，其發光效率約40~63.7 Lm/W。

25 資料來源：經濟部能源局，2008。 圖2-7 圓筒形安定器內藏型螢光燈泡(電子點燈回路) 八、 T8 高頻環保螢光燈管 目前辦公室採用之光源方面以直型螢光燈居多，管徑從 T12 (38 mmφ )、T10 (32 mmφ )、T9 (29 mmφ )、T8 (25.5 mmφ ) 、T5 (15.5 mmφ )，螢光燈管管徑縮小；而光源效率由 60 Lm/W 提高到 104 Lm/W，節省電力 40%。螢光燈管外型尺寸，見表 2-12 所示， 電燈管長度由T9 40 W、20 W 日光燈具改成 T5 日光燈時，應注意 長度不同。 一般型燈管大多採用鹵磷酸鈣螢光粉製造，由於價格相當便宜 ，所以在國內外銷售量佔燈管類80%，但其有發光效率、演色性、 壽命光束維持率均偏低。三波長燈管採用最高效率的稀土類螢光粉 ，集中了對人類肉眼色覺識別能力最佳的藍色(435 nm)、綠色(543 nm) 、紅色(611 nm)三個狹窄光譜組合出一種效率既高、演色性又 佳的白光色。其特點為： (1)天然光線：接近太陽光，不傷眼，色調自然，氣氛溫馨。 (2)高演色性：色澤鮮麗，提高物品之價值感與鮮度感，如圖 2-8 所

示。 (3)高亮度：比一般型燈管亮度增加 30%以上。 表2-11 安定器內藏型螢光燈泡特性與效率 規格 電壓 V 型式 耗電 W 全光束 Lm 色溫 K 壽命 h 效率 Lm/W 11W/D 220 HELIX 電子式螺旋型 11 569 6,500 6,000 51.7 13W/D 220 HELIX 電子式螺旋型 13 828 6,500 6,000 63.7 20W/D 220 HELIX 電子式螺旋型 20 1,115 6,500 6,000 55.8 23W/D 220 HELIX 電子式螺旋型 23 1,296 6,500 6,000 56.3 25W/D 120 HELIX 電子式螺旋型 25 1,589 6,500 6,000 63.6 27W/D 120 HELIX 電子式螺旋型 27 1,632 6,500 6,000 60.4 20W/D 120 SLED 電子式球型 20 1,080 6,500 6,000 54.0 17W/D 220 SLD 電子式球型 17 680 6,500 6,000 40.0 18W/D 120 SLD 電子式球型 18 810 6,500 6,000 45.0 資料來源：經濟部能源局，2008。 表2-12 螢光燈管外型尺寸 T5 T8 T12

燈管直徑

549 mm 590 mm 590 mm 849 mm 895 mm 895 mm

燈管長度

1149 mm 1199 mm 1199 mm 資料來源：經濟部能源局，2008。

27 三波長晝光色(DEX)－6,500 K 三波長晝白色(NEX)－5,000 K (光色有透明、白色、涼爽等感覺的特質適 (能使物體看起來更美、更接近自然 用於餐廳、嬰兒房、店舖及夏季之照明) 光適用於住宅、店舖、辦公室) 三波長白色(WEX)－ 4,000 K 三波長燈泡色(LEX)－ 2,800 K (具有緩和舒適的光色，更接近自然光 (與電燈泡同光色，具有暖和舒適的 適用於住宅、店舖、旅館、辦公室光色) 光色適用於住宅、店舖、旅館及冬季 0 之照明) 資料來源：經濟部能源局，2008。 圖2-8 三波長日光燈管色溫 (4)效率好：可省電 5%以上。(以 40 W 為例，普通燈管效率為 72 Lm/W，三波長燈管 84 Lm/W，二者比較相差約 17%。) (5)壽命長：平均壽命 10,000 小時以上。

九、 T5 超細管徑螢光燈 1995 年首次展出管徑縮小為 5/8 英吋，約為 16 mm ψ 的 T5 超 細管徑螢光燈相較傳統燈管T12 (38 mmφ )、T10 (32 mmφ )、T9 (29 mmφ )、T8 (26 mmφ )，燈管管徑縮小，等於光源體積縮小，對於燈 具製造有以下幾個優點：(1)光源截面積的縮小，使光的投射擴散或 集中角度能控制得更好，使燈具的器具效率更高。(2)光源直徑的縮 小，使燈具在相同的光擴散性及眩光控制下，其燈具的厚度能真正 減低，達到 6 公分以下，燈具的體積縮小減少原材料的使用。(3) 較細支燈管提供光源設計者更大自由之設計空間。 由現在的T8(26 mmφ )減至 T5(16 mmφ )，種類區分高效率型及 高輸出型兩種，高效率型包含14 W、21 W、28 W、35 W，高輸出 型包含24 W、39 W、49 W、54 W、80 W。T5 燈管需搭配電子安 定器使用，是目前最節能最環保的燈管，因此有利於環境保護逐漸 成為市場主流。 燈光效率最佳，燈管尺寸由14 W 至 35 W(每 7 W/尺)，發光效 率100 Lm/W～105 Lm/W 比較傳統 T12(38mmφ )20 W～65 W(10 W/尺)或 T8(26 mmφ )18 W～58 W(9 W/尺)其光效率約為 55 Lm/W～ 90 Lm/W 大幅提升。 以往傳統燈管使用液態水銀，液態水銀在恒溫下是以液態呈現 ，所以當燈管被廢棄破裂時，水銀立刻以液態滲入地下水源或河川 造成污染，在生態中循環，對生物的殘害將是永遠的。而 T5 燈管 採固態汞設計每支燈管約3 mg，所使用的是汞合金，在恒溫狀態下 是固態，僅有在燈管高電壓激發的狀態下是呈氣態，所以當燈管破 裂，水銀固態合金於接觸常溫的時候呈固態，無水銀污染問題，大 幅減少廢棄燈管對環境的污染。 T5 燈管直徑減少 40%，燈管水銀劑約為傳統燈管的 20%，即 水銀污染僅有原有的 20%，如加上壽命增加 2.5 倍，以相對比例而

29

言，水銀的量僅有傳統燈管的 8%，目前國內每年市場上，消耗的

燈管約為八千萬支，所以T5 的 8%水銀污染比傳統燈管的水銀汞污

第三節 節能標章發展

節約能源一直是全球各國都十分重視的議題，在溫室效應逐漸 引起重視之際，降低二氧化碳排放量已成為具有急迫性的全球共同 議題，節約能源更是具備了經濟與環保雙重層面的意義與重要性。 為鼓勵消費者優先選用高能源效率的產品，並引導廠商持續改進產 品能源效率，目前已有許多國家推動能源標章（Energy Label）制 度，藉由提供產品能源效率資訊或對高效率產品進行特別標示的方 式，讓消費者能夠直接分辨並選購省能高效率的產品。能源標章之 實施方式亦可以分為強制性或志願性兩種。強制性標章大多是輔助 能源標準之實施，代表貼附標章產品符合最低能源績效標準；志願 性標章大多是屬於認可與獎勵能源績效較佳產品性質，目的在特別 標示此類產品以便消費者採購。 目前全球能源標章制度大約可分為兩類，一類為評鑑或評分制 度，另一類則為標示制度。評鑑類制度未必設定特定能源效率基準 ，有時僅採用該國政府容許的最低能源效率要求，對市面上的所有 產品進行評鑑，依等級的區別，引導消費者比較各產品的能源效率 ，進而選購高效率的產品。而另一類標示制度則如同我國節能標章 ，預先設定一高標準的能源效率基準，接受廠商申請，而符合該基 準的產品可獲得標章認證。我國目前以家電用品為主要開放目標。 未來，將隨著節能標章產品項目持續推廣，使節能潛力繼續擴大。 兩類制度各有其優缺點，評鑑（或評分）制度的優點在於涵蓋 產品較廣，不限於自願前來申請的產品與廠商，缺點則是消費者選 購產品時，需具備基本能源常識且多方進行比較，方能挑選出相對 較省能的產品，採用此一方式的國家有日本、澳洲及加拿大等國。 而標示制度的優點在於消費者無須對能源效率或耗電量定義多做 瞭解，僅需於購物時留意產品是否貼有標章，便可輕易購得省電高 效率的產品，此一方式除我國外，最具代表性的就是美國的「能源

31 之星」。以下將分別針對加拿大的 EnerGuide 標章制度及美國的能源 之星，進行概要說明。 加拿大於67 年開始實施的 EnerGuide 計畫，是一項由「自然資 源部(NRCan)」的「能源效率辦公室(OEE)」負責執行的全國強制性 比較標章制度。該年起需要進行 EnerGuide 標示的產品項目包括: 房間冷氣機、電冰箱、冷凍櫃、一體式電冰箱-冷凍櫃；84 年起則 增加洗衣機、乾衣機、一體式洗衣機-乾衣機、洗碗機、電爐/烤爐 等項目產品之標示。該標章上係標示兩種資訊:每年使用之用電量 (kWh)以及與同類產品之能源績效比較；若是冷氣機則以其能源效 率比率(EER)來取代 kWh 值。

81 年公布的「能源效率法(Energy Efficient Act)」，為實施最低 產品能源效率標準與產品能源標章的正式法源；該法之實施細則「 能源效率規則(Energy Efficient Regulations)」於 84 年 2 月開始生效 ，規範進口或跨省運輸產品的「經銷商(Dealer)」。經銷商必須要確 保經銷產品符合細則規定之「產品效率標準」，並使產品附有能源 效率「查證標章(verification mark)」，有時並必須要在產品上貼附「 EnerGuide」標章。依據能源效率規則之規定，廠商必須在運銷產品

之前，向 NRCan 申報「能源效率報告(Energy Efficient Report)」；進

口廠商進口產品之前則須在「海關放關單(customs release forms)」 上填入規定之能源效率資訊。凡是在加拿大境內跨省銷售或進口的 能源效率法管制產品，皆必須在產品外表張貼有經過「加拿大標準 委員會(SCC)」認證的驗證機構發給的能源效率查證標章。目前經

過 NRCan 認可之經認證組織包括:空調與冷凍協會(ARI)、CSA、

Intertek Testing Services NA Inc.、Intertex Testing Services NA Ltd.、 UL 等。

能源效率法規定在下列電器上必須要貼附 EnerGuide 標章:乾

箱與合併式電冰箱-冷凍櫃、房間冷氣機。EnerGuide 標章上一般包 括下列資訊: 1. 產品每年預估用電量(kWh)；冷氣機則標示該機型之EER； 2. 以橫條形式標示該類產品其他機型之能源效率比較資訊； 3. 該類產品最具效率與最不具效率之機型用電量； 4. 該類產品之大小與尺寸分類等級； 5. 機型號碼 圖 2-9 一般電器使用之 EnerGuide 標章圖 如果產品經銷商未能在產品通過海關時，提供能源效率法規要 求之能源績效資訊，則初犯罰款 100 元加幣，再犯罰款 500 元加幣 ，三犯以後則罰款 1,000 元加幣，由海關代收罰款。目前 EnerGuide 標章對電器產品之標示與能源效率法之實施係屬於強制性規定，因 此並無額外鼓勵廠商遵守此法之規定與必要。凡是進口或跨省銷售 電器之廠商皆需要遵守。 加拿大亦於 90 年起引進美國能源之星計畫，與強制性的 EnerGuide 標章不同的是，能源之星標章計畫係屬於志願參與性質 。加拿大的能源之星標章計畫產品項目包括:1.家用電器:電冰箱、冷

33 凍櫃、洗碗機、洗衣機、瓶裝水冰飲水機；2.住宅冷暖氣設備:熱水 鍋爐、暖氣爐、空氣-空氣熱泵、中央式空調系統、房間冷氣機、可 設程式調溫器、除濕機；3.辦公室設備:電腦、監視器、印表機、傳 真機、影印機、掃描器、多功能裝置、瓶裝水冰水飲水機；4.消費 電器:電視機、VCR、TV-VCR 兩用機、音響設備、DVD 產品；5. 窗戶與玻璃滑門。該計畫的涵蓋項目廣泛，與一般國際能源之星計 畫僅引進辦公室設備項目或家用電器項目產品之情況不同。加拿大 的能源之星計畫亦由NRCan 的能源效率辦公室(OEF)主管。可能時 ，能源之星標章係標示於 EnerGuide 之標章上。兩個標章用途上， EnerGuide 標章是提供讓消費者比較產品之資訊，能源之星標章則 標示能源效率較高的產品，因此兩者屬於互補性質。廠商可以選擇 將EnerGuide 標章與能源之星標章合併標示。 針對電器產品之加拿大 EnerGuide 標章制度之實施方式，為典 型的強制性標章實施方式，亦即是由政府頒布實施法規以規定相關 能源績效標準、測試標準和認可之檢測試驗室，由申請廠商自行向 檢測試驗室申請進行測試，以取得測試報告。廠商接著檢附測試報 告與其他規定資訊，向承辦政府機關進行申報，並進行能源標章標 示工作。如果有不符法規規定情況發生，若被查獲時則以罰款方式 進行處分。 能源之星計畫係由美國環保署於 81 年推出的志願性產品能源 效率計畫，最初涵蓋產品項目為資訊產品類，例如電腦與監視器。 84 年計畫項目首度包括電腦產品外項目(變壓器與冷/暖氣設備)，並 加入建築物能源績效標準。85 年美國環保署開始與能源部合作推動 計畫，並推出鍋爐、絕緣材料與家用電器等不同類別之產品項目標 準。 目前該計畫涵蓋之產品項目包括大型家用電器(電冰箱、洗衣機 、洗碗機、除濕機、房間冷氣機)、冷暖空調設備(空氣源熱泵、鍋