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照明常識

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關於T5&T9/T8 螢光燈

一般T8或T9/T8的日光燈管發光效率僅0.98-2.93燭光/瓦,T5燈管能夠具備5燭光/瓦以上的發光效率,相較於傳統日光燈管提升許多。

一支搭配電子安定器使用的T5-28瓦燈管,亮度相當於搭配高功率安定器的40瓦日光燈管。但是在實際耗電量上,T5燈管僅需消費30瓦電力、日光燈卻需要消費45瓦電力。換句話說,改用T5電子式燈具取代高功率日光燈,能以一半的電力消費產生原有或更大的亮度,頗具省電的作用。如使用符合台灣節能標章的燈管, 更能保證一定的高光效達到節能效果。另外,T5采三基色粉製作(演色性>80),相較於台灣T8燈管一般為鹵粉製作(演色性60-70),T5所照之物更擬真更自然。

T5燈管搭配符合CNS認證標準的電子安定器使用,可以維持長達兩萬小時的使用壽命,相較於日光燈的2000-3000小時而言,延長近十倍。CNS認證的燈管故障率減低更能有效節省維修費用與廢棄燈管的數量,更能對國家環保提出莫大的貢獻。

T5燈管的玻璃用量能比T9燈管減少57%,水銀含量更能減少80%,同時因管徑減小,塗佈的螢光劑量也能減少。由於螢光劑與水銀均屬於高污染源,對於環境的衝擊相當大,因此為了改善環境污染,燈管減低水銀與螢光季的用量將是非常必要的手段。


關於LED 燈具

LED (Light Emitting Diode;LED) 是由半導體材料構成。LED 照明產業可分為元件、模組與照明應用:

從元件來看可分為標準型、高功率、高電流以及多晶粒封裝;模組端則包括散熱管理、光學模組以及驅動模組三部分;照明應用即燈具上是由光源、控制系統以及外部結構所構成,以達到配置光線與保護光源體之目的,並供應光源體電源。
將LED應用在商品上,則有不同的領域,例如: 車用、指示與照明,近幾年由於封裝技術的進步以及解熱材料科技的發展,LED照明逐漸普及,而且相對應的安全規範亦漸漸完善。這代表著LED照明產品將有公證機關作產品可靠度、電磁、安全…等係數的檢驗。

近年來,LED照明成為了省電和壽命長的代名詞,但一些用過的人會發覺為何亮度並無T5亮? 壽命並無想像中長? 近年來政府和民間在極力推廣LED產品, 但確實缺少教育消費者什麼是"有效""節能"的照明. 在此整理出一些消費者會對LED效能的迷思

LED發光體本身"理論"上確實壽命長, 但燈具不一定: 
對一般照明應用來說, LED照明應用即燈具上是由光源、控制系統以及外部結構所構成, 需要"驅動模組"來啟動光源. 儘管近年來LED封裝技術提升, LED壽命逐漸穩定,  一般啟動LED所需的"驅動模組 (Driver)"並未及LED光源的壽命. 加上近年市場的削價競爭,  "驅動模組 (Driver)"的成本不斷降低導致許多低價產品僅達到"會亮就好"的單純需求. 驅動所用的原件品質不穩定導致壽命不到一年. LED是沒壞, 但驅動壞了, 燈具就不亮了. 這也是為甚麼當消費者在購買T5螢光燈具時廠商提供保固2年, 但較貴和"號稱"壽命更長的LED燈具確只提供一年保固.

結論: 台灣目前對LED燈管並無強制規範, 一般人對驅動driver也並不了解, 所以建議購買原廠有信心提供2年以上保固之廠商以避免後續昂貴的更換成本. 

LED 不一定較省電:
LED的光效一直在進步, 因為沒有相關的規範限制, 市場上也出現光效參差不齊的產品惡性競爭. 一般消費者覺得"瓦數越高光源就越亮"的迷思鼓勵一些廠商銷售低光效, 高瓦數的低價產品. 其實有效的照明應用是取決於光效 (LM/W 每瓦可產生的流明), 而非只有瓦數。 如110LM/W的9W燈具與70LM/W的12W燈具作比較, 實際9W的亮度(110LM/W*9W= 1000LM) 是遠優於12W的(70LM/W*12W=840LM); 消耗瓦數省了20%, 亮度確高了近20%。 雖然低光效70LM/W LED還是比傳統T8螢光燈管(鹵粉)來得有效率, 但與T5螢光燈相比確並未有優勢, 只有價位較高而已. 

結論: 購買LED燈具時不應只比較瓦數, 而是比較光效(LM/W)和總流明(FLUX)才能有效的提升節能效果. 目前大部分市面上LED光效在70-100LM/W左右, 某些燈管燈具廠已推出>110LM/W. 一般手持照度儀無法測量FLUX流明質, 只能使用照度儀比較照度. 專業照度儀請按此

LED 不一定對眼睛好:
T8傳統燈具(電感式安定器)有嚴重的閃爍問題 (每秒閃爍60次/60HZ), 雖然一般肉眼無法察覺出來, 但長期使用下對眼睛是有傷害的. 市面上LED燈具品質不一, 許多燈具因成本考量使用較簡易的驅動模組, 可能也會有閃爍現象. 簡單的用手機相機對照則可看出明顯得閃爍. 雖然手機檢測並非百分之百正確, 並不是有波紋就是閃爍, 但無專業配備下手機至少可以簡易辨別(當然某些優良燈具還是有可能被誤判).  另外, 某些燈具因成本考量只有使用演色性(CRI或RA<80)較低的LED, 讓整個照明環境顯得呆板無生氣, 遠不及T5螢光燈具(CRI>80). 

結論: 建議購買演色性CRI/RA>80的LED燈具, 並與店家確認閃爍現象. 專業照度儀請按此


照明用語

●演色性 (Color rendering/ CRI 或RA )  

簡單來說,演色性是物體在光源下的感受與再太陽光下的感受的真實度百分比。演色性高的光源對顏色的表現較逼真,眼睛所呈現的物體愈接近自然原味。也就是說人類使用人工光源來表現色彩的自然程度,這種逼真的效果稱為演色性。一般認為人造光源應該讓人眼正確地感知色彩,就如同在太陽光下看東西一樣。但不同光源依發光原理和技術不同則展現不同的演色性. 自然太陽光呈現100%(Ra=100)的真實度, 但多數人造光則只有60-80%(Ra 60-80)的真實度. 多數國際標準均需求室內人造光需達到Ra>80(%). 當然這需視應用之場合及目的而有不同之要求程度。多數高級服飾店, 蔬果店, 花店, 珠寶店, 攝影設備為了展現產品色彩的鮮豔亮麗, 會使用CRI>90的光源而使用超高演色性光源. 這類型光源市面上不多, LED尤其稀少, 但效果相較於一般光源的"冷", "淡", "無生氣"對展示產品加分許多。

●光及輻射 (Light and radiation) ●

光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射,也可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可以看見之部份;這部份之波長分佈在360到830μm,只佔已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部份。

●光通量 (Luminous flux,Φ) ● 單位為:流明 (lumen, lm)

由一光源所發射並被人眼感知之所有輻射能稱之為光通量。

●光強度(luminous intensity, I ) ● 單位:坎德拉 (candela, cd)

光源在某一方向立體角內之光通量大小。

一般而言,光源會向不同方向以不同之強度放射出其光通量。在特定方向所放出之可見光輻射強度稱為光強度。

●照度 (Illuminance, E) ● 單位:勒克斯 (Lux, lx)

照度是光通量與被照面之比值。1 lux之照度為1 lumen之光通量均勻分佈在面積為一平方米之區域。

●輝度 (Luminance, L) ● 單位:坎德拉每平方米 (cd/㎡)

一光源或一被照面之輝度指其單位表面在某一方向上的光強度密度,也可說是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。

●發光效率 (Luminous efficacy, η) ● 單位:流明每瓦[lm/W]

代表光源將所消耗之電能轉換成光之效率。

●色溫 (Color temperature) ●

一個燈的光色可以簡單的以色溫來表示。光色主要可分成三大類:

暖 色 :< 3300K

中間色:3300 至 5000K

晝光色:> 5000K

即使光色相同,燈種間也可能因為其發出光線光譜組成不同而有很大的演色性表現差異。

●燈具效率 (Luminaire efficiency) ●

燈具效率(又稱燈具光輸出比)是用來評估燈具之能源效率的一項重要標準,其值是將裝有光源的燈具所發出之光通量除以所裝光源本身所發出光通量所得之商值。

●不可見光 (Invisible Light) ●

相對於可見光,波長在360到830μm以外的電磁輻射稱為不可見光。波長小於360μm的電磁波最為一般人瞭解的是紫外線,其他還有x射線、r射線、宇宙線;大於780μm的電磁輻射則有紅外線及無線電波等。

●光譜 (Spectrum) ●

光線依波長大小順序之分佈稱為光譜。

太陽光及白熾燈泡之光譜能量分佈為連續曲線,而一般放電燈為非連續曲線。

●重要之測光公式:●

I , 光強度[cd] = 立體角內之光通量 / 立體角Ω[sr]

E , 照度[lx] = 落在某面積上之光通量[lm] / 此被照面面積[㎡] =光強度[cd] / (距離[m] )2

L , 輝度[cd/㎡]= 光強度[cd] / 所見之被照面面積[㎡]

η發光效率[lm/W]= 所產生之光通量[lm] / 消耗電功率[W]

●白熾燈泡 (Incandescent lamp) ●

白熾燈泡為最早成熟的人工電光源,它是利用燈絲通電發熱發光的原理發光。一般而言,白熾燈泡的發光效率較低,壽命也較短,但使用上較方便。

●氣體放電燈 (Gas discharge lamp) ●

此類光源之發光原理為其兩電極間之氣體受電子激發而發光。又可分為低壓氣體放電燈,如日光燈及高壓氣體放電燈,如水銀燈、高壓鈉氣燈及複金屬燈。

●發光二極體 (LED) ●

發光二極體為特殊材質製成之p-n二極體。在順向偏壓下,電子在接合面流動時,會在再結合而消滅的過程中發光。體積小、發光效率原不高,但近年來發展迅速,適用場合已推廣到交通信號燈、指示燈,甚至也適用於一些特殊場合之照明用途。

●色溫 ( Co1or Temperature ) ● 單位:絕對溫度 ( Kelvin, K )

一個光源之色溫被定義為與其具有相同光色之"標準黑體 (black body radiator)" 本身之絕對溫度值,此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對應點。標準黑體之溫度越高,其輻射出之光線光譜中藍色成份越多,紅色成份也就相對的越少。以發出光色為暖白色之普通白熱燈泡為例,其色溫為2700K,而晝光色日光燈之色溫為6000K。

色溫指的是光波在不同的能量下,人類眼睛所感受的顏色變化也就是各色彩的溫度,是用來測量光源色彩的度量單位度量依據為將「理想黑體」的純黑物體加熱到使它發出與光源相同色彩光線時的溫度。基本,色溫越高,對淡色系列反射越強, 眼睛感覺會越剌眼.所以有人會說越白越亮, 那是眼睛感受剌激. 實際上用照度計測黃光反而比較亮一些些 (肉眼分不出來)。

◎色溫較低時,色彩偏黃、紅,稱為「暖色調」( Warm Tone )

色溫較高時,色彩偏藍、紫,稱為「冷色調」( Cold Tone )

可見光領域的色溫變化,由低色溫至高色溫是由橙紅 --> 白 --> 藍

色溫變化,市售日光燈可以色溫分成四種等級:

6500K→晝光 (也可稱白光)(市面上稱6300K~6500K都有)

4000k→自然光 (帶一些微黃, 大部份用於辦公室教室等)

3000k→暖白 (或稱暖黃更黃一些,目前主流居家設計燈管顏色)

2700k→燈泡色 (氣氛更加, 接近白熾燈)

(目前常用為2700k、4000k、6500K)


*部分轉摘自台灣區光學工業同業公會