校園圖書館照明用電節能措施

▓撰文：陳鼎周
▓圖片提供：中國科技大學 關鍵字：照明用電密度（UPD）、T5螢光燈管、照明節能、照度感測器

近幾個月來，國際原油價格頻頻向100美元叩關，整個社會更重視節約能源的問題，而節約能源也成為各大專校院所面臨的重要課題。教育部首度將節能、環保列入今（2008）年私立大學校務評鑑，節能做不好的大學，獎勵補助款可能因此減少。教育部也將在2年內全面體檢國內162所大專校院，以及國立高中職節能情況。本文將介紹中國科技大學圖書館照明用電的節能措施，以供各界參考。

學校建築的耗能大致可區分為：空調、照明以及其他設備用電，其中照明約占25～30％左右，本文係以筆者所服務之學校近2年以來針對照明用電部分進行相關的節能措施，包括：照明用電密度（UPD）檢討、照度檢討，進而有燈管減量及分時段分區管控等，並擬定未來相對應節能策略，包括全面以T5螢光燈管汰換原有之T9燈管、窗邊設置照度感測器加強自然採光及人工照明之併用等。

圖書館使用現況

中國科技大學圖書館位於「啟我大樓」2至5樓，使用面積約為6,000平方公尺，圖書館藏書依資料型態可概分為：圖書、期刊、視聽資料及電子資源，館藏總資料量為206,893冊，相關空間配置如表1。在開館使用時間方面，1、3至6、9至12月等9個月為每日上午9時至下午9時開館，其中，2、7至8月為寒暑假期間，館方每週開館1天。

照明燈具有T-bar螢光燈40W╳3、T-bar螢光燈20W╳3、懸吊螢光燈40W╳1、吸頂鈉燈70W╳1以及BB崁燈27W╳1等5種型式，計1,959盞，設備容量約139.5kW；其中T-bar螢光燈40W╳3之設備容量為46.3kW，占全部之33％為最高，T-bar螢光燈20W╳3之設備容量為29.1kW，吸頂鈉燈70W╳1之設備容量為27.5kW，分別占全部之21％、20％為次之。

照明用電密度檢討

為了避免照明耗電量太大，一般會限制「照明用電密度」的大小，「照明用電密度」值就是由「照明器具耗電量」除以「淨面積」所得的商值，其涵義就是在1平方公尺的單位面積範圍內，燈具所消耗的電力功率。

在照明用電密度（UPD，W╱m2）的檢討方面，由於現有相關文獻對於圖書館部分UPD之建議值係依不同空間用途分別檢討，目錄室容許UPDci值為15.07（W╱m2），書庫為20.45（W╱m2），閱讀區為19.38（W╱m2）。由於學校圖書館各用途空間重覆性高，不易分別檢討，因此本文擬就各樓層為單位，將各樓層之資料檢索區、讀者服務區、視聽空間、閱讀空間、書庫等空間之實際使用面積合併計算，採取建築面積法之平均UPDci建議值16.68（W╱m2）分別檢討。

各樓層初步計算，其中2樓部分UPD為31.52（W╱m2），3樓部分UPD為23.01（W╱m2），4樓部分UPD為26.62（W╱m2），5樓部分UPD為20.26（W╱m2），皆高於平均UPDci建議值16.68（W╱m2），顯示圖書館照明設備容量過多，有再檢討縮減的必要。

照度探討

本文選定圖書館6樓為實測地點，由於該樓層原規劃即為圖書館預備區，相關照明燈具配置與2至5樓皆相同，在不影響實測準確度的情況，劃定一標準單元空間（長7.8m╳寬9.0m）進行實驗測試，共採取42量測點，其中長向計6點，寬向計7點，點與點間距為1.2m，量測點高度為一般作業面高度0.75m。

此實驗區燈具包含T-bar螢光燈（20W╳3支）共10盞，T-bar螢光燈（40W╳3支）共16盞，由於所有燈具每盞皆有3支燈管，在照度值檢討方面，本次實驗採保留全部燈管及每盞各減少1支燈管等兩種模式進行實測。經過實驗結果統計如表4、5所示，在模式一（保留全部燈管，每盞3支螢光燈管）部分，該區照度最大值為17,80lx，照度最小值為8,84lx，照度平均值為13,78lx，均齊度為0.50（最小值╱最大值）；在模式二（每盞各減少1支燈管，每盞2支螢光燈管）部分，該區各點照度之最大值為12,27lx，照度之最小值為7,32lx，照度平均值為9,95lx，均齊度為0.60（最小值╱最大值）。

根據上述實測結果，模式一（每盞3支螢光燈管）之照度平均值13,781x，模式二（每盞2支螢光燈管）之照度平均值9,95lx，甚至於本文推估當每盞3支螢光燈管之燈具，拆除其中2支燈管，僅剩1支燈管時，其平均照度值仍可有6,50lx之水準，皆遠高於國際照明委員會CIE之照度建議值200～5,00lx。

已實施之節能措施

一、螢光燈管減量
依上述照度實測實驗後，目前將所有T-bar螢光燈具皆已拆除其中1支燈管，除可有效降低照度值仍可符合一般規定外，用電度數每日約可節省300度，約新台幣680元（電價以每度2.3元計），平均每年可節省81,000度，約186,000元。

二、分時段分區管控
實施分區控制照明數量，檢討日、夜間使用之需求及窗邊晝光之利用，在每個照明開關面板上註記紅、藍小標籤，方便館員及工讀生開啟照明，其中紅色標籤為白天時開啟，到了夜間再加開藍色標籤。依上述照度實測實驗及UPD照明用電密度檢討後，經計算初估後發現，原設計之照明設備若全日全部開啟的話，則每日耗電量約為1,413.1度，在不影響使用需求之前提下，依日、夜分時段分區進行管控照明燈具後，每日耗電量約為624.6度，用電度數每日約可節省600度，約1,400元（電價以每度2.3元計），平均每年可節省162,000度，約372,000元。

未來節能策略

一、以T5螢光燈管汰換原有之T9燈管
考量T5螢光燈管技術之成熟度及電子式安定器取代傳統安定器之雙重因素，配合教育部節能推廣之政策，校方擬於未來以T5螢光燈管汰換原有之T9螢光燈管，因為在光通量大致相同的情況下，T5螢光燈管（28W）每盞實際用電度數為T9螢光燈管（40W）用電度數的64％，而T5螢光燈管（28W）壽命為T9螢光（40W）的2倍，平均壽命達20,000小時以上，若以每盞T5螢光燈管（28W╳4）汰換T9螢光燈管（40W╳4）的話，預估投資報酬回收年限約為11至12個月，實屬值得執行之策略。

二、窗邊設置晝光感測器
由於學校圖書館主要之南北二向立面，於建築設計時即以大面積採光（開窗率達70％以上）之理念代入，做為取代部分人工照明之節能考量，若於未來能在窗邊加設晝光感測器配合電子式安定器之自動調光系統，全面監控晝光之變化，將能更有效控制照明設備之使用。（作者為中國科技大學室內設計系講師兼副總務長）