2010/06/05
經濟部能源局
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▓撰文：郭啟田
光源乃照明系統效率最關鍵的元件，使用者選用何種光源也會影響照明品質與照明效率。螢光燈管的管徑愈小（如T5燈管），其發光效率愈高，使用汞的含量越低，更加符合環保的要求；相同外觀情況下，長燈管優於短燈管，直燈管優於圓燈管。此外，燈具效率其值愈高愈好，表示可以在被照物表面上產生光亮的效果越高，而燈具維修率、發熱量及光源耗能要低，且燈具應具有防眩格板與高遮光角設計，以防止眩光。
目前市面上常用的光源依其發光原理分為5大類：一、白熾燈（鎢絲燈泡及鹵素燈）；二、低壓氣體放電燈有：螢光燈、省電燈泡、PLC燈（緊密型螢光燈）、低壓鈉燈；三、高強度氣體放電（HID）燈則有高壓水銀燈、高壓鈉燈及複金屬燈；四、LED燈；五、電磁感應燈（又稱為無電極燈）。至於使用者要採用哪種光源所要考量的因素有4大項，包括：色溫、演色性、發光效率及壽命，瞭解每種光源的特性才能正確運用在適當的場所，發揮最大的功效及最經濟的成本；以下介紹4大考量因素，並彙整成一張總表以利使用者運用不同光源時做為參考。
選用光源考量因素
◎色溫
色溫指的是光波在不同的能量下，人類眼睛所感受到的顏色變化和氣氛。在色溫的計算上，是以「Kelvin」為單位，以日照為例，早上6點旭日東昇時為2,700K，9時約4,000K，11時約5,000K，日正當中為6,500K。
一般市面上販售的螢光燈都會標色，依CNS 10839螢光燈管之色度分類規定為：晝光色（D：5,700～7,100K）、冷白色（CW：4,600～5,400K）、白色（W：3,900～4,500K）、溫白色（WW：3,200～3,700K）、燈泡色（L：2,600～3,150K）、三波長域發光型（EX）。
◎演色性（Ra）
演色性是物體在光源下的感受與在太陽光下的感受之真實度百分比。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。測量標準是以自然光Ra-100為100％真實色彩，如使用人工光源，在選擇適用的色溫時，與同色的自然光比較色彩真實感為90％，就以Ra-90來表示。
◎發光效率
發光效率為光源全光束（Lm）與螢光燈管功率（W）之比，光源全光束與螢光燈管功率之測試方法依CNS 3936螢光燈管（一般照明用）檢驗法規定。發光效率（Lm╱W）＝流明（Lm）÷用電量（W），也就是每1瓦電力所發出光的量，其數值越高，表示光源的效率愈高。
◎平均壽命及經濟壽命
平均壽命指一批燈泡點燈至50％之數量損壞不亮時之時數，經濟壽命則是指在同時考慮燈泡之損壞以及光束輸出衰減之狀況下，其綜合光輸出至一特定比例之時數。此比例在一般用於室外之光源為70％，用於室內之光源如日光燈則為80％。
壽命依國家標準CNS 14125安定器內藏式螢光燈泡（一般照明用）試驗方法規定，將燈泡置於常溫無風狀態下，施加額定頻率之額定電壓，以點燈150分鐘，熄燈30分鐘為1週期，以此週期重複操作至全光束為初期特性全光束之60％的點燈時間。
結語
每種光源均有其獨特性，應該依照使用的環境選擇適當的光源，例如展覽櫥窗就需要演色性較好的光源，才能展現樣品的逼真效果；而道路、公共照明就必須選擇壽命長、效率高的光源，因其維修更換困難；家裡的傳統日光燈若想換成T5燈管，因燈具內安定器不一樣，故於整組更換時須注意；LED溫度升高時會降低其發光效率，因此被應用在便利超商的商品冷藏展示櫃。惟最近在都會區掀起一個問題，亦即白天為了讓民眾可以看清楚的大型LED廣告看板，都使用超亮的LED，導致到了晚上住在附近的居民就蒙受其光害，或許LED廣告看板已有加裝PWM（脈寬調製）的調光控制器，但因LED的輝度很高，尚有待改善。綜言之，若能瞭解不同光源的特性就能應用在適當的場合，以發揮各種光源的最佳功效。（作者任職於經濟部標準檢驗局台南分局第一課）