99 年度北區高級中等學校節能減碳種子教師知能研討會 最重要感受器 : 眼睛視網膜的組織 建立節能減碳永續校園 優質生活光環境與照明 蕭弘清博士 Hsiao, Horng Ching Ph.D 國立台灣科技大學電機工程系消費者文教基金會監察人台灣照明學會常務理事 hsiao@ee.ntust.edu.tw 中華民國 99 年 09 月 15 日 結構中心 2 桿狀体 :125 百萬個, 暗視覺 ( 小於 0.001 cd/m ), 沒有色彩, 只有亮暗灰階, 不在中心窩 錐狀体 :6-7 百萬個,L:64%,M:32%,S:2%, 2 明視覺 ( 大於 3 cd/m ), 有色彩,LM 集中在中心窩,S 分散在其他區域, 較桿狀体敏感低 其中 L: 長波長 ( 紅色光 ),M: 中波長 ( 綠色光 ),S: 短波長 ( 藍色光 ) 報告大綱 最重要感受器 : 眼睛視網膜的組織視感度曲線 一 校園主要使用能源設備二 綠色照明趨勢下的優質光環境三 照明品質的定義與性能評估四 高效率照明燈具的特色與檢驗五 舒適光環境的規劃設計與燈具選用及配電六 LED 照明的應用趨勢七 正確而合理的使用能源設備與用電習慣 Q & A ( 如果我會回答的話.) 人眼的視感度感應曲線 峰值約 550nm 人眼的視感度曲線 在整個可見光譜中, 人眼對於不同波長的光線其敏感程度並不是均勻的 如圖示, 人眼的視感度曲線隨著可見光波長的變化而變化 在黃 // 綠波段, 大約 550nm 波長時, 人眼最為敏感 視感度曲線在這一點達到了峰值 隨著年齡的增長, 眼球內晶狀體的調節能力逐漸減弱 視網膜也變得更加不敏感 結果, 使得我們需要更多的光線和配戴眼鏡才能看得清楚 視覺的產生 瞭解明視覺的關係就知道為什麼兄弟象的球迷最多 顏色之產生 : 光 物體 眼睛三要件 明視覺環境下人眼對於 555 nm 黃光最敏銳, 球衣顏色關係到球迷向心力與票房 其中牽涉物理 生理 心理三方面 Form http://escience.anu.edu.au/electure/cg/color/mainldea.en.html
休息..聖經創世紀第一章第三節 : 上帝說要有光, 然後地球就有了光光是希望與生命的原動力 產生近視的主要原因 遺傳因素 客觀環境影響教室照明缺失 : 照度不足與配光不均勻燈具選用與排列不當 ( 眩光 ) 傳統安定器發光閃爍居家閱讀照明品質欠佳 社會升學壓力增加 教師寫字太小 照明需求的演進 1. 有光即可 : 基本需求 2. 照度需求 : 亮不亮有關係 3. 省電考慮 : 電費 4. 燈光設計 : 氣氛 5. 健康的照明 : 活的自然與健康 缺乏資源與支援 產生近視的主要原因 缺乏眼科醫師的健診與建議眼鏡行隨便配眼鏡應急瞳孔缺乏遠近調節訓練所產生之假性近視硬體設備與水電維護費不足 缺乏共識與無知 普遍不瞭解照明的重要性缺乏適當休息 ( 看書 30 分鐘, 休息 5-10 分鐘 ) 偏差的節約能源觀念行政單位的決策偏差承包商的偷工減料 為什麼要研究改善照明? 天上下雨 ( 因 ) 地上濕 ( 果 ) 地上濕 ( 果 ) 因 : 下雨 灑水.. 近視不一定視由照明不足或缺失所引起設計不良之照明品質, 必然導致視力惡化 暗淡的光線 ( 照度不足 ) 視力疲勞 強烈的反光 ( 反射眩光 ) 傷害視力 對眼睛的直接眩光 ( 直射眩光 ) 過份強烈的明暗對比 ( 對比眩光 ) 不穩定的發光 ( 閃爍 ) 在家裡視力保健要訣 面.好好地多看綠色的東西! 到戶外走走! 少上網! 保護眼睛
技大學單 觀光旅館觀光旅館政府機關政府機關公司中心醫院中心醫院大樓機關院暨政府技大學單 光旅館府機關府機關光旅館(96) 年度主要服務行業年用電量密度 (kwh/ m2.yr) 百量醫一區購國地辦所行地貨販學般域物際區公屬政方店395.6 400 350 位 317.4 面 300 積年耗 250 269.3 268.0 257.6 238.1 236.3 電密 200 192.8 190.8 175.7 度 150 (kwh/m 2. 年 ) 100 50 0 450 143.0 126.1 114.2 100.7 85.4 80.5 中央地方一般大學高中職科照明節能技術方法與比重 照明節能改善方法 : (1) 選用高效率省電燈具 (2) 選用高效率安定器 (3) 照明控制 (4) 燈具維護 高效率燈具 30% 燈具維護 10% 照明控制 30% 高效率安定器 30% (96) 年度主要服務行業年需量密度 (W/ m2 ) 校園主要用電場所 100 90 位 80 面 70 積耗 60 電需 50 量密 40 度 30 (W/m 2 ) 20 10 0 百貨公司94.9 65.5 量販店60.0 購物中心54.0 53.7 53.1 辦公大樓一般觀所屬機關行政院暨49.5 48.9 48.2 48.1 46.8 地方政區域醫院中央政國際觀醫學中心44.7 地方政府40.0 地區醫院36.8 高中職29.8 一般大學26.8 科教室與教學區域 教室與辦公室 實驗室與實習工廠 圖書館 醫療保健室 教學器材準備室 運動體育館 禮堂集會場所 支援單位與公共區域 福利社與文具店 操場與球場 警衛守衛室 洗手間廁所 走廊與樓梯 電梯與停車場 花園與廣場 廚房與餐廳 圍牆 攸關節能成效的照明技術 照明發光主要構件 光源 電源控制器 ( 安定器 ) 燈具 電源控制系統 照明工程設計與光環境模擬 照明工程施工及照明控制管理 照明設備 教室與教學場所的照明 圖書館與辦公室照明 運動場夜間照明 體育館室內照明 走廊樓梯照明 庭園照明 圍牆安全照明 電梯與停車場照明 廁所洗手間照明 廚房與餐廳照明 校園主要用電設備動力空調設備 抽水機 排水馬達 電風扇與抽風機 電梯與昇降機 鐵捲門 箱型 窗型冷氣機 中央系統空調系統 其他 飲水與電熱蒸飯設備 插座與視聽設備 電腦與其他教學設備 影印傳真等其他事務機器
照明的重要性與舒適視覺 優良照明品質的照明需求 充份的照度與均勻的配光 ( 光源 燈具 ) 適當的輝度 ( 光源 燈具 ) 避免刺眼的眩光 ( 光源 燈具 ) 鮮艷自然的色彩演 ( 顯 ) 色性 ( 光源 ) 調整氣溫感受的色溫 ( 光源 ) 減低影響生理健康的閃爍 ( 電源控制器 ) 選用省電高效率 ( 發光效率 ) 光源與燈具 那個麵包你比較有胃口? 演色性 演色性越高, 色彩越豔麗, 刺激購買慾 綠色照明的特色與規劃 LED 將逐漸進入日常生活重心 視覺需求與光學基準作業需求與視覺疲勞 照明工程的照明品性基準 -- 照度 輝度 閃爍 合理照明導向下的節能基準 --UPD,LPD 建築物耗能與照明耗能基準 Enveload 各項照明硬體設備的能源效率 能源效率 照明配電安全 配線設計與照明控制 節能第一步 - 充分運用自然資源天然採光與自然通風 鹵素燈鹵素燈 LED LED 燈可以省電, 顯色性仍有待努力 26 近代西方天然採光經典代表作 德國國會大廈 色溫是什麼? 紅 橙 黃 綠 青 藍 紫組成了光譜 紅的一端光色習慣叫作暖色或低色溫 ; 光譜藍的一端習慣叫做冷色或高色溫 表示色溫高低的單位是 K 陽光加天空藍光的平均色溫是 5000-5500K 低於此的是暖色溫, 高於此就是冷色溫 5000-5500K 只是日間光線的平均色溫, 但實際的日間色溫卻有很大變化 讓議事攤在陽光下 96.05 遠見雜誌 蠟燭及火光 1900K 以下 朝陽及夕陽 2000K 家用鎢絲燈 2900K 攝影用鎢絲燈 3200K 攝影用石英燈 3200K 日出後一小時陽光 3500K 220 V 日光燈 3500~4000K 早晨及午後陽光 4300K 普通日光燈 4500~6000K 平常白晝 5000~6000K 晴天中午太陽 5400K 電視螢光幕 5500~8000K HMI 燈 5600K 水銀燈 5800K 陰天 6000K 以上 晴天時的陰影下 6000~7000K 雪地 7000~8500K 藍天無雲的天空 10000K 以上 晴空下, 議事廳內的照明燈具無用武之力, 只有陰雨天才需輔助照明
色溫 (color temperature) 白光 LED 之做法 - 多種色溫可選擇 Existing OSRAM LED Systems: ㄧ般照明光源 : 7000K 8500K Northlight, blue sky LED Systems 865 6000K Standard white LED 6,500 K 6500K Daylight 低色溫令人疏解壓力 3000K Halogen light 清晨的色溫給你清新的感覺 5000K White 中午的白光 5500K 最自然 LED Systems 854 LED Systems 847 LED Systems 833 5000K 4000K 3000K 2000K Noon sunlight Cold Fluorescent 4,200 K Std. Metal Halide 4,000 K Halogen 3,000 K Std. Incandescent 2,856 K 低色溫的光環境才是休憩的首選 閃爍是光源 電源及施工的共同結果 新型的旋轉電扇解決了通風引起的閃爍 隨著時間變化色溫的照明燈具 - 光治療新工具 這種光環境該吵的是閃爍而不是色溫問題 6500K 8700K
光強度 (Luminous Intensity) 照度量測理論依據 - 逐點計算法 測量單位 : 坎德拉 (candela, cd), 或燭光通常, 一個光源在各個方向上有著不同的照射強度 在特定方向角上發出的可見光的強度稱之為光強度 n1 n2 ij E xy= cosθ ij 2 i=1 j=1 d ij 1 XY X Y E av = Exy I x=1 y=1 (1) (2) n1 光源 I ij 1 n2 θ ij d ij 式中 E av : 平均照度 (lux) 光強度 E xy : 受照點 P xy 之照度總和 (lux) I ij : 第 i 行 j 列光源的光度 燭光 E xy 受測點 P xy X Y 光強度是指在特定方向上光輸出 單位 : 坎德拉 (cd) θ ij : 第 i 行 j 列光源投射之角度 度 d ij : 第 i 行 j 列光源與受照點之距離 m X Y : 室內長度 寬度 (m) 適合於電腦輔助設計與理論研究分析 光通量 (Luminous Flux) 舒適的閱讀照度 總光通量用於測量一個非方向性的光源, 在任意時刻, 任意方向上輸出可見光的總和 光通量是指光源輸出可見光的總和 單位 : 流明 lumen,lm) 1. 1. 一只 60 60 瓦普通白熾燈的光通量是 700 lm lm 2. 2. 一支 T8 T8 三波長色螢光燈管的的光通量是 3,350 lm lm 消費者購買光源時, 應該重視的是光通量 ( 流明 ), 不是燭光 1995 年日本照明學會建議視力最舒適照度 (1000-2000 Lux) 眼睛不疲勞的最低要求照度 500 Lux 2004 年日本照明學會修正建議最舒適照度 (750-1500 Lux) 讀書寫字辦公桌面應有 500 Lux 以上的水準 東莞台商學校則照度約在 590-620 Lux 照度 (Illuminance) 測量單位 : 勒克斯 (lux) 照度是指落在單位面積上光通量的多少 它受到光源與被照射表面的距離影響 當 1 流明的光線均勻地分佈在 1 平方米的被照面積時, 就產生了 1 勒克斯的照度 照明光環境基本照度需求 照度 照度計 被照射表面的平均照度是流明 / 單位面積 F( lumen) E ( lux) = 2 A( m ) 美國加州柏克萊大學勞倫斯實驗室根據北美 14 個國家提出之建議基本照度值
照度 -- 古今讀書人的環境 配光均勻度 (Uniformity) 台北市老松國小 光輸出在空間的分佈, 稱之為配光均勻度 光線分佈越均勻, 視覺的感受越舒適, 越不會造成眼睛的疲勞 配光均勻度有三種定義方式 :(1) 室內最低照度除以平均照度 ;(2) 室內最低照度除以最高照度 ;(3) 室內平均照度除以最高照度 最低照度照度均勻度 = 平均照度 0.80 辦公室 教室 客廳 大賣場配光均勻度高, 視覺較佳, 安全性也較高 照明工程設計步驟 計算所需燈具 EA NF = = ( LLD) ( LDD) ( CU ) EA UM 窄角配光適合局部照明強調出主體性 F: 每盞燈所發出之光通量 (lm) N: 燈具之總盞數 A: 面積 (m2) M: 維護率 (%) U: 照明利用率 (%) E: 設計照度目標 (lux) 照明工程設計步驟 照度 vs. 輝度 光應用認識第一重點 安裝後之初期照度與有效壽命內之照度 N F (LLD) (LDD) (CU) 有效照度 E = A N F (CU) 初期照度 E = A 設計目標 = 招標規範 驗收照度 = 初期照度 I ( cd ) ( lux) = cosθ 2 d ( m ) E 2 F( lumen) E ( lux) = 2 A( m ) I( cd ) L ( stilb ) = 2 A ( cm ) visible surface light intensity illuminated surface 照度與輝度宜先認識清楚 照度 : 勒克斯 (lux) 被照射表面的平均照度照度是指落在單位面積上光通量的多少 輝度 是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度單位 :cd/m 2 或 cd/cm 2 輝度取決於被照面面積的大小以及被照面反射到肉眼的光強度
LED Lighting 的原始最佳應用 - 輝度顯示 嚴重的直接眩光傷害學生視力健康 豐東國中 921 重建 ( 慈濟新教室 ) 眩光光害的減低與消除 格柵防眩燈具的開發 視野環境燈具配置的改善 眩光與高效率反射板的整合考慮 間接照明取代直接照明 慈明商工 照明物理量 : 眩光 (Glare) 要走入室內應用, 必須先克服眩光及光效衝突 由眩光所引起的視覺效應可區分眩光的種類 : (1) 失能眩光 (disability glare): 降低視覺的能力, 使得眼睛辨物清晰度下降的眩光 (2) 不舒適眩光 (discomfort glare): 令人眼睛產生不舒服感覺的眩光 眩光的種類可分成 (1) 直接眩光 (2) 反射眩光 (3) 背景眩光 直接眩光 - 天童寺 / 元培 / 元智大學圖書館閱讀桌燈 優良的照明設計沒有不舒適眩光
眩光的控制 各種光源的頻譜分佈 Incandescent HID The Sun FL LED Which one is closer to the Sun? Normalizing Incandescent to CRI = 100 makes the CRI scale somewhat arbitrary A new standard Color Quality Index (CQI) is currently being set for ALL light sources Copyright 2008, Cree, Inc. pg. 71 Lamp Families 人工光源家族 世界上沒有絕對完美的人工光源 Incandescent 白熾燈 Fluorescent 螢光燈 HID 氣體放電燈 Solid State 固態燈 Incandescent 白熾燈 Tungsten halogen 鎢絲燈 Linear 直管 Compact 緊湊型 LED 發光二極體 T5 T8 T2 Mercury vapour 水銀燈 Metal halide 複金屬燈 High pressure sodium 高壓鈉燈 Low pressure sodium 低壓鈉燈 從螢火蟲到 LED 全台將舊式照明系統更換成省電照明系統, 只要省下 20% 的照明就等於省下 126 億台幣電費 減少 370 萬噸二氧化碳 省下每年 1171 萬桶原油 約 1/2 座核能發電廠全年發電量的總合 台灣的照明現況 Home Office Shop Industry Road 明視覺下常用光源之發光效率比較 光源種類 白熾燈 Incandescent 白熾燈 Incandescent 長壽命白熾燈鹵素燈精緻型螢光燈 ( 節能燈 ) 螢光燈 Fluorescent 陶瓷複金屬燈高壓鈉燈白光 LED 2010 功率 (W) 15 100 135 20 11 28/40 150 250 3-10 發光效率 (lm/w) 12 15 12 12 50-60 100 -- 120 90-100 130 100-- 120 註 : 白光 LED5 之效率及壽命之數據 LED 接面溫度為 85 o C 條件下得之 壽命 (hrs) 1,000 1,000 5,000 3,000 8,000 20,000 12,000 15,000 100,000? Courtesy to Philips Lighting Co.
照明的重要性與舒適生活 明視覺與暗視覺曲線 光源的選擇考慮方向 照度應用或輝度應用 演 ( 顯 ) 色性 色溫 閃爍 節能 ( 發光效率 ) 節能只是最後的考量, 視力無價! 510 nm 620 nm V (λ) V'(λ) Form Color Appearance Model:CIECAM02 and Beyond IS&T/SID 11th Color Imaging Conference 普金耶效應 (Purkinje effect): 亮度夠時, 紅花比綠葉耀眼 亮度不夠時, 綠葉比紅花奪人眼睛 項目 白熾燈 鹵素燈泡 省電 燈泡 PL 燈 日光燈 T5 燈泡 LED 燈 日光燈 不同視覺環境下各種光源的發光效率與 ( 百分比 ) 光源 明視覺 V(λ) 中間視覺 (0.3 cd/m 2 ) 中間視覺 (0.1 cd/m 2 ) 中間視覺 (0.03 cd/m 2 ) 暗視覺 V (λ) 高壓鈉燈 120 (100 %) 108 (100 %) 87 (100 %) 81 (100 %) 77 (100 %) 陶瓷金鹵燈 95 (80 %) 120 (111 %) 139 (150 %) 151 (186 %) 157 (203 %) 發光效率 ( 流明 / 瓦 ) 8~20 18~20 30~50 58~87 50~80 56~90 (120) 壽命 ( 時 ) 1000 2000~ 3000 優缺點 耗電高溫 耗電高溫 70~160 6000 6000 7000 10,000 3 萬 ~10 萬 比鎢絲燈泡省電 省電省電, 汞污染, 會閃爍 清華大學林唯耕教授 比日光燈省電 省電 價高 無污染 白熾燈 15 (12 %) 17 (16 %) 19 (20 %) 20 (23 %) 20 (26 %) 螢光燈管 80 (48 %) 84 (72 %) 101 (118 %) 108 (138 %) 111 (171 %) 低壓鈉燈 180 (150 %) 136 (126 %) 89 (102 %) 58 (72 %) 41 (54%) LED 90 (75 %) 95 (88 %) 100 (115 %) 117 (144 %) 130 (168 %) 0.1cd/m 2 為月光下的白紙亮度,0.01cd/m 2 為星光下白紙亮度 400W 高壓鈉燈發光效率 130 lm/w 看起來沒有 250W 陶瓷複金屬燈發光效率 95 lm/w 清楚明亮, 為什麼? 演色性是原因之一 近期五年內之省電照明趨勢 以新的照明科技取代舊照明科技, 不僅節省電力, 也減少排放二氧化碳辦公室 / 工業住宅城市美化 T5, 標準省電燈管, 三波長自然色省電燈管 道路 CosmoPolis 省電燈泡 商店 CDM 陶瓷複金屬燈 LED 全系統升級 : 光源 / 燈具 / 安定器 CDM 陶瓷複金屬燈 LED? Courtesy to Philips Lighting Co.
白熾燈泡能源效率基準草案 額定消耗電功率 (W) 低於 25 - 發光效率 (lm/w) 25 以上, 低於 40 15.0 40 以上, 低於 60 18.0 60 以上, 低於 100 20.0 100 以上 22.0 實施日期 公告後三年 ( 預計 2012 年 ) 楊勝帆副所長 2009.09.08 照明不全然是由光及光效的考量 螢光燈仍將是 10 年內的商用可靠光源 visible radiation ultraviolet radiation 熱帶 亞熱帶地區白熾燈泡真的該淘汰但不是禁用不要義和團式的誤導眾生 fluorescent powder mercury atom electrons electrode 白熾燈泡的未來管理時程及要求 T5 燈管特性 白熾燈泡如果可以提高發光效率才能適用於亞熱帶地區 Philips 公司惠允轉載使用
固態汞科技 Amalgam T5 T8 與 T9 螢光燈管性能比較 固態汞不受環境溫度影響, 光輸出穩定完美 Courtesy to Philips Lighting Co. Philips 公司惠允轉載使用 Philips 公司惠允轉載使用 燈管增亮反射膜護套原理及特性 主要應用於 LCD 之增亮反射膜, 經改良設計為燈管護套, 使燈管之照明度大幅提高 有極佳反射和擴散光線能力 不增多耗損電力, 就能增加亮度 60~70% 可減少使用燈管數及耗電 可防止塵埃堆積於燈管影響光輸出 有效率的利用光能提高 燈管增亮反射膜護套具阻燃功能 具持久性清潔容易可使用 10 年以上 可搭配使用各種廠牌燈管 T8 螢光燈管與 T5 螢光燈管光束比較 螢光燈具核心 - 電子安定器特色 T8 (Ø 26 mm) T5 (Ø 16 mm) 600 mm 900 mm 1.200 mm 1.500 mm 18 W 30 W 36 W 58 W 1.350 lm 2.400 lm 3.350 lm 5.000 lm 550 mm 850 mm 1.150 mm 1.450 mm FH 14 W 21 W 28 W 35 W 1.350 lm 2.100 lm 2.900 lm 3.650 lm FQ 24 W 39 W 54 W 80 W 2.000 lm 3.500 lm 5.000 lm 7.000 lm 照明節能的重要組件 (1) 電子安定器螢光燈是世界照明業的主流 (2) 耗能遠小於電磁安定器, 節約能源與省電 (3) 發光穩定, 減低了燈光閃爍的不舒服現象 (4) 發光效率遠高於電磁安定器, 符合綠色環保與節能等多重目標
照明硬體設備的節能研發趨勢 T85 轉換頭螢光燈管 電子安定器的特性與法規規範 CNS13755 T5 燈具汰換 T9 燈具效益評比 Leuchte/ 4x18 W 4x18 W 3xFH14 W Büro mit 4 quadratischen Leuchten Luminaire Office with 4 rectangular luminaires 4 Vorschaltgerät/ VVG/ EVG/ EVG/ Control Gear LLG ECG ECG 3 E [lux] 546 567 509 P gesamt/total [W] 352 308 208 % 100 % 87 % 59 % W/m 2 20 18 12 2 1 0 0 1 2 3 4 4,5 m 符合節能標章標準的高效率螢光燈管 燈管類型 燈泡色 (L-EX;2600-3150K) 溫白色 (WW-EX;3200-3700K) 白色色 (W-EX;3900-4500K) 晝白色 (N-EX;4600-5400K) 冷白色 (CW-EX;4600-5400K) 效率基準 發光效率 96 Lm/W 92 Lm/W 演色指數 80 80 晝光色 (D-EX;5700-7100K) 90 Lm/W 80 台南市政府辦公大樓照明改善案例 更換為 T5 型電子式安定器螢光燈具 將 7,155 盞之 T8 型 20W 4 鐵磁安定器螢光燈具, 改以 6,000 盞 T5 型 14W 4 電子式安定器螢光燈具, 大幅節約用電 28W( 約 30.4%) 將 924 盞之 T8 型 20W 2 鐵磁安定器螢光燈具, 改以 500 盞 T5 型 28W 1 電子式安定器螢光燈具, 大幅節約用電 14W( 約 29.2%) 未來的綠色環保節能實用光源 高顯色性 T5 螢光燈仍會是 2020 年前的室內照明主力 FQ 24 W, 39 W, 54 W, 80 W FQ-EVG 改善前燈具 ( 傳統安定器 ) 消耗功率 (W) 改善後燈具 ( 電子安定器 ) 消耗功率 (W) 節約耗電 (W) 節約率 (%) 螢光燈 20W 4 100 T5/14W 4 62.9 37.1 37.1 螢光燈 20W 2 53.8 T5/28W 1 33.4 20.4 37.9
省電燈泡是鎢絲燈泡的替換光源 節能優先之螢光燈管 / 省電燈泡選用準則 Flicker-free instant start like incandescent lamps and sufficient switchability for high energy saving and durability The value-for-money lamp in first brand quality High-quality LUMILUX phosphor for very good colour rendering 8 x 1000 h = 8 000 h 以發光效率及節能優先考慮 大的比小的好 長直的比短彎的好 圓周運動勝過急轉彎 彎得越多越糟糕 E14, E27 and B22d base for easy replacement of incandescent lamps 40 W 60 W 75 W 100 W 8 W 12 W 16 W 21 W 省電燈泡很快 ( 比鎢絲燈泡還快 ) 就會被 LED 取代!! CFL-I( 一體型 ) 緊湊型螢光燈管 - LED 照明的優點 Courtesy to Philips Lighting Co. 防摔防震 --- 適用於惡劣環境 精緻 --- 應用面廣 直接光源 --- 減少光損失 無段式亮度調整 ---PWM 技術, 隨使用者心意調整 色飽和度高 --- 無需外加濾光片 冷發光 --- 攝氏 -40 C 也可啟動 快速啟動 --- 觸發時間小於 100 ns 冷光光源 --- 光源無紫外線 (UV) 與紅外線 (IR) 無鉛無汞 --- 符合綠色環保 長使用壽命 --- 理論壽命超過 10 萬小時, 實際壽命 2-4 萬小時 超低維修成本 消費電力亮度 發光效率 省能源 ( 高效率 ) 圓形螢光灯 (FCL20 形 ) 新製品 (20 形 ) 一般燈泡 (60 形 ) 18 W 1300 lm 72.2 lm/w 25%UP 90.0 lm/w 省能源性能與一般燈泡比較 亮度 ( 全光束 ) 消費電力 20 W 1800 lm 一般燈泡 (60 形 ) 2 個 60 W 810 lm 13.5 lm/w 新製品 (20 形 ) 1 個 1620 lm 10 % UP 1800 lm 120 W 83 % CUT 20 W T8 LED Tube Advantage of LED tube Long lifetime Energy saving 60-80%* No mercury & other hazardous material Directional light Start instantly Solid state, vibration resistant Rugged durability Dimmable Cold temperature 相當於一般燈泡 60Wx2 個以上的亮度, 約 83 % 省能源實現 Remark: * it is subject to the lighting fixture design
LED 照明開始進入市場 半导体照明最终都要通过 LED 灯具的形式来实现 潘建根杭州远方光电信息有限公司远方光电科学研究所 114 LED 燈具最早應用於室內的近距照明 115
長時間或開關頻繁點燈場所優先考慮用 LED 台灣商品檢驗標識 40% Energy Savings 80% Lower Energy vs. Incandescent 39% Lower Energy vs. CFL 商品檢驗標識經濟部標準檢驗局 (J)C1 0 0 0 0 0 0 0 大陸安規驗證 強制性產品認證制度 China Compulsory Certification 80% Energy Savings 30% Energy Savings 燈具的性能標準與安全規範 燈具的目的與功用 有效配光與投光, 增加被照面照度 控制刺眼的眩光, 使視覺舒適 室內照明燈具節標章能源效率基準 室內照明燈具申請節能標章認證, 其適用範圍 能源耗用試驗條件與測試方法及能源耗用基準規定應符合下列規定 : 適用範圍 : 應符合 CNS 14335 或經節能標章審議委員會認定者 測試方法 : 使用 燈具配光 CIE70 之方式進行測試 燈具分類 基準規範效率要求 燈泡色 (L-EX:2600~3150K) 溫白色 (WW-EX:3200~3700K) 64.0 lm/w 燈具 24 英吋 白色 (W-EX:3900~4500K) (65 公分 ) 以下 晝白色 (N-EX:4600~5400K) 冷白色 (CW-EX:4600~5400K) 62.0 lm/w 晝光色 (D-EX:5700~7100K) 60.0 lm/w 燈具 24 英吋 (65 公分 ) 以上 燈泡色 (L-EX:2600~3150K) 溫白色 (WW-EX:3200~3700K) 白色 (W-EX:3900~4500K) 晝白色 (N-EX:4600~5400K) 冷白色 (CW-EX:4600~5400K) 晝光色 (D-EX:5700~7100K) 74.0 lm/w 72.0 lm/w 70.0 lm/w 品質要求 UGR 19.0 Ra 80.0 燈具的性能標準與安全規範 配光曲線量測設備 優良燈具安全的保證 照明燈具的性能測試國家標準 (GB, CNS, ANSI) 國際標準 (IEC, EN) 照明燈具的安全測試國家安規標準 (3C, JET) 國際安規標準 (UL, IEC) (a) 燈具縱長發光面與視線平行 (b) 燈具縱長發光面與視線垂直
配光曲線 ( 含燈具 +grid21 片 _1mm)(120) 照明器具之配光方式 燈具實作配光圖 Photometric 模擬 實作 理想室內大面積用燈具配光曲線 良好的燈具效率可提供整體燈具更充足之光通量, 然而燈具配光曲線更是選用燈具時不可或缺的因素之ㄧ, 就上述模擬結果提供以下幾項論點 : 這是一盞符合大面積高品質的 LED 燈具 良好的燈具效率 (LOR) 80 %, 器具效率約 75 % 理想配光曲線易達成優良均勻光環境 充分降低燈具安裝數量 均勻配光適合作為 OA 燈具 華興電子工業股份有限公司 LED 辦公室照明 照明器具效率 照明控制管理系統 燈光 環保與節能 依經濟部能源局公告之節能標章高效率燈具標準 兩呎燈具應 > 60 lm/w 四呎燈具應 > 70 lm/w 螢光燈具 環保 燈光 T9 燈管 + 傳統式安定器 T5 燈管 + 電子式安定器 T5 燈管 + 調光型電子式安定器 節能
用電器具力公司調壓主機控制裝置3m window 照明控制 依日照採光而控制螢光燈具輸出可節約能源 1. luminaire row 2. luminaire row 3. luminaire row 1. light sensor 2. light sensor 3. light sensor luminaire with dimming ECG and signal amplifier desired light intensity setpoint E N (const.) required proportion of artifical light existing proportion of daylight The illustrated energy saving is based on a model room with the following configuration: Energy consumption for cloudy weather in kwh per luminaire p.a. LLG 159 kwh/a 159 kwh/a 159 kwh/a ECG 125 kwh/a 125 kwh/a 125 kwh/a ECG dimmable 27 kwh/a 60 kwh/a 86 kwh/a 1. luminaire 2. luminaire 3. luminaire row row row 配合晝光自動或手動調節照明 配合晝光感知器, 當太陽光線足夠時, 可自動地調降靠窗燈具的亮度或關閉燈具 裝設熱感應開關在會議室 會客室 廁所. 等場所, 有人時自動開燈, 沒人時自動關燈, 既方便又可減少照明用電 1. luminaire row 2. luminaire row 3. luminaire row 1.35 m 4.05 m 6.75 m distance from window daylight quotient 10 % 3 % 1.8 % 2,5m 3,5m 燈具配線與控制 自動調光控制 Alternative 1 Alternative 2 Group 4 Group 1 Lighting strip 1 Group 2 Lighting strip 2 Single office Only 1 DIM MULTI Alternative 3 Group office Joint presence detector Separate light control Alternative 4 Group 3 Lighting strip 3 Window side Group office, large detection area Joint presence detector Joint light control Single or group office Presence detector inaktive Use a lit control button 燈具配線與控制 燈具之控制迴路與開關位置圖 目前商業用調壓設備 調壓控制器工作原理示意圖電調壓控制器 R U 230V 210V N N 230V 210V T W
國內外裝置調壓器效果之比較速食店調壓運轉效果比較 ( 日本 ) 調壓前 調壓後 效果比較 電壓 (V) 102.6 95.1-7.5 電流 (I) 65.1 52.3-12.8 消耗功率 (kw) 10.84 7.89-2.95 功率因數 0.963 0.976 +0.013 月用電量 (kwh) 35,515 29,660-5855 月電費 ( 日元 ) 779,000 649,000-130,000 省能照明的系統維護與保養 1. 螢光管的維護與黑化 2. 燈管換新週期 經濟壽命與有效壽命 3. 燈具的清掃 : (1) 乾燥處所的清掃 (2) 有水分或油氣處所的清掃 (3) 煤煙等髒污的處所 場所 乾拭 水洗 多塵埃的地方 1 星期 4 星期 少塵埃的地方 2 星期 8 星期 塵埃極少的室內 4 星期 16 星期 照明管理系統與晝光利用之整體節能效果 不同光源最經濟清掃的預估時間 100% 電力消耗量傳統照明器具 採用高頻燈管與電子式安定器 24% 晝光利用 25% 資料來源 : 日本三菱電機公司 初期照度調整 12.5% 時間設定 總節電量 52.7% 5% 佔據感知 周圍環境 清掃容昜度 白熱電球 螢光燈 HID 燈 容易 5-15 個月 2-6 個月 3-10 個月 清潔 普通 15-20 個月 6-9 個月 10-12 個月 困難 20-25 個月 9-12 個月 12-15 個月 容易 3-10 個月 2-5 個月 - 個月 普通 普通 10-12 個月 5-7 個月 6-9 個月 困難 12-15 個月 7-9 個月 9-12 個月 容易 2-6 個月 1-4 個月 2-5 個月 非常易污染 普通 6-9 個月 4-6 個月 5-7 個月 困難 9-12 個月 6-8 個月 7-9 個月 照明控制管理系統 燈光 環保與節能 視聽教室照明配置規劃 -- 上課模式模擬 +20% 傳統式安定器 ( 固定輸出 ) 電子式安定器 ( 固定輸出 ) -25% -50% -60% -75% 調光型電子式安定器 ( 手動調光 ) 調光型電子式安定器 ( 人體感測調光 + 手動調光 ) 調光型電子式安定器 ( 日光控制調光 ) 調光型電子式安定器 ( 日光控制調光 + 人體感測調光 + 手動調光 )
視聽教室照明配置規劃 自習模式 台灣科技大學圖書館照明改善 照明設計指標 照度 : 書庫 > 350 Lux 辦公室 書庫閱覽桌 > 500 Lux 閱覽 普通參考 期刊室 > 750 Lux 均齊度 : 0.6 光源顏色 : 4000K 耗電量 : 照明用電密度 < 20 (W/ m2 ) 依據招標規範之照明需求標準 視聽教室照明配置規劃 -- 投影片模式 - 光污染 黑板照度 桌面照度 自習 56 lux 560 lux 投影片 35 lux 380 lux 一樓門廳高天井可升降複金屬燈具方便維修 視聽教室照明配置規劃 -- 節能模式 圖書館一樓借還書籍行政桌台 改善前 改善後 亮度比 耗電量 100% 61W 80% 51.8W 60% 41.2W 40% 31.3W 20% 20W
台灣科技大學圖書館閱覽室照明 台灣科技大學圖書館期刊參考室 降低裝燈高度, 可有效提高桌面照度 台灣科技大學圖書館書庫照明 台灣科技大學圖書館辦公行政區域 善用天然採光, 可以減少電能消耗 照明工程 改善具體成效 ( 一 ) 燈具使用 62 套 1490 1479 套 1460 1430 1437 台北市立中山女中 國立台灣科技大學 1400 1412 改善前設計規劃改善後
( 二 ) 平均照度 78 % 游泳池的照明 800 806 lux 600 703 400 454 改善前設計規劃改善後 即使要減燈管也要減對燈管, 兼顧節能與視覺美觀 ( 五 ) 年電費 140 29% 130 138.3 萬元 120 110 100 90 96 97.8 改善前設計規劃改善後 台灣科技大學圖書照明工程改善 2006 年台灣照明學會室內照明設計首獎 停車場照明
庭園照明要經常檢修, 防止漏電意外 節能減碳兼顧生活品質, 切勿走火入魔 燈沒壞 但村民疑被漏電路燈電死 2005.08.16 中國時報 照明用螢光燈對昆蟲都有影響 - 室內外都一樣 思考一下 : 路燈一定要很高嗎? 高壓鈉燈一樣誘導昆蟲死亡 ( 杭州西湖 ) 電梯照明 也許未來 LED 路燈可能並不需要太高 40 W 6 管傳統安定器螢光燈 =300 W 實屬過度耗能 間接照明卻造成照度偏低, 但卻是美國主流作法 LPDL
LED 路燈應該有新思維 --LED 路燈並不需要太高 結論與推動綠色照明節能潛力 將現有普通低功率因數 傳統電磁鐵心安定器更換為高功率因數之電子安定器, 則不論是採用 T8-32W 或 T5-14/28W 螢光燈管作為照明用電, 省電潛力 3500 萬 kw ( 需量 ) 12%( 用電比例 )=525 萬 kw( 照明用電 ) 525 萬 kw 50%( 螢光燈用電比例 )=262 萬 kw( 螢光燈照明用電 ) 262 萬 kw 30%( 省電百分比 )=78 萬 kw( 螢光燈照明節能潛力 ) 財團法人長庚紀念醫院嘉義分院 (1) 將公共 辦公 門診 治療 洗腎 洗縫 室內外停車場 病房及樓梯間等區域之 T8 螢光燈具共 6668 盞, 全面改為 T5 電子式安定噐螢光燈具 (2) 依使用特性重新劃分不同控制迴路, 並納入中央監控系統作時程控制 (3) 每年共節省 225,205kWh( 減少點燈 ), 電費 415,683 元 1. 東西向吸熱多, 南北向通風好, 各面牆最好有窗戶可打開 1/3 以上, 以利通風 2. 外牆塗刷淺色系 ( 白 乳白 ) 塗漆可以比深色系 ( 藍 紅 深褐 ) 塗漆減少 40 % 的太陽輻射熱, 減少冷氣負荷 3. 西面玻離加隔熱紙 窗戶加百葉窗簾 外牆種樹或攀藤植物 建築物的節能技術 4. 屋頂加設隔熱層或綠化 5. 天花板及牆壁應儘可能選用反射率較高之乳白色或淺色系列, 以增加光線之漫射效果, 進而減少所需之燈具數量 台灣地區照明改善與節約能源的未來努力方向 冷氣機以選用節能標章產品較省電 優良的生活光環境平均照度 : 一年內辦公桌面 500 lux 以上視野輝度 :2000 cd/m 2 以下耗能密度 :15-17 W/m 2 以下燈管規範 : 取得節能標章的三波長高效率螢光燈管安定器 : 通過檢驗之高功因電子安定器 (CNS13755) 燈具規範 : 通過燈具安全通則檢驗 (CNS14335) 與節能標章燈管與燈具最好有節能標章認證, 尤其必須是寬角度蝙蝠翼型配光曲線的燈具 EER 愈高愈省電, 每提高 0.1, 可省電 4 % 冷氣用電
優先選用變頻分離式冷氣系統 依空間大小選擇適當容量的冷氣機, 選購的噸數概估方式為所需噸數 = 450 仟卡 / 小時 (kcal/ h) 室內坪數 ( 3024 仟卡 / 小時 (kcal/ h) ( 1 冷凍噸 ) = 0.15 室內坪數 選購具 節能標章 之電冰箱產品 1. 選用效率高的電冰箱, 電冰箱的效率以能源因數值 ( EF, ENERGY FACTOR ) 來表示, 單位為公升 / 度 / 月即每月消耗 1 度電所能使用的容積大小,EF 值愈高愈省電 2. 電冰箱背面離牆壁至少 10 公分, 上面及側面至少保持 30 公分的空間, 以提高散熱效果與運轉效率 3. 電冰箱不要塞滿食物, 儲藏量以八分滿為宜, 以免阻礙冷氣流通, 避免負荷過重 4. 減少開門次數, 電冰箱門每開一次, 壓縮機需多運轉十分鐘才能恢復低溫狀態 5. 門縫墊圈損壞時應立即修復否則耗電會增加 5~15% 冷氣機的正確安裝與使用保養 1. 裝置冷氣機的位置, 可加裝窗簾 遮陽棚, 避免日光直射及雨淋 2. 冷氣溫度設定以 26-28 為宜, 並裝設自動溫控設備, 以免過冷而浪費能源 室內溫度不要低於室外溫度 5 以上, 以免影響身體健康 3. 每二週清洗空氣過濾網一次, 空氣過濾網太髒時, 容易造成電力浪費 4. 冷氣房內加電風扇使用可使冷氣分佈較均勻, 降低用電量 正確的用電觀念及不使用時之對策 文明社會科技不斷進步, 各種智慧型家電產品紛紛出籠, 為提供其方便功能 ( 例如 : 附屬之時鐘 定時開關等 ), 故待機電力係屬必要之消耗, 其電源不能中斷, 惟據國際能源總署調查研究發現, 先進國家之家庭因為沒有拔插頭所浪費的電力 ( 待機電力 ), 約佔總耗電量的百分之三到百分之十一 因此除開飲機 電冰箱等需 24 小時用電外, 其他電器長時間不用時建議您將主電源或附開關插座關掉, 以節約用電減少電費支出 冷氣機的正確安裝與使用保養 1. 在空調機通風口附近不要堆放雜物, 避免冷氣流通時因受到阻擋而降低冷氣效率, 造成浪費 2. 室外熱氣排出口在 50 公分以內應避免有阻礙物, 冷氣機室內側回風吸入口與牆壁保持 50 公分以上, 以提高冷氣機效率 3. 冷氣吹出口以人身高度為宜, 室外部份離地面至少 75 公分, 以免塵土揚入, 污染散熱片, 增加耗電量 4. 冷氣機底盤應稍傾斜, 以免積水 冷氣機安裝後, 窗口週圍間隙宜完全密封, 可減少噪音並節省電力 正確的用電觀念及不使用時之對策 正確省電方式為使用高效率用電設備, 例如 : 選用高 EER 值之冷氣機 採用省電燈泡及具有電子式安定器之日光燈 選購具有省電功能之辦公事務機器, 通常可在持續 15 分鐘未使用時, 自動進入省電狀態, 以及使用具有節能標章之電冰箱 除濕機 電視機 洗衣機及螢光燈管等用電器具 ), 並養成良好用電習慣, 隨手關掉不必要之電器 ( 相關資料詳網址 :http://www.energylabel.org.tw/
正確處理家電關機習慣 長時間不使用電器設備時應切掉電源, 減少待機損失 似是而非的錯誤傳播 -- 遠離檯燈 事實 - 高頻電子安定器電磁波低於低頻傳統安定器 交通大學圖書館 元智大學圖書館 最傷害視力健康的三大主因 長時間 近距離 用眼過度所以最佳的視力保健下課休息囉!!! Tomorrow will be much more better! 明天會更好謝謝敬請指教