从绿色照明潮流探讨照明工程省能新方向

1 前言
　　 各类型超高层大楼林立于都市中已成为都市现代化的指针，也严重影响低楼层之天然采 光，因此人工照明除了是夜间生活的必需品，为城市夜景带来新风貌；也是白天影响人们上班生活作息的关键。近来营造城市夜景景观更成为都市建设的要项，此在台北市、高雄市、北京、上海、东京、纽约等无不如是。一般办公大楼上班工作时间长，因此大楼之照明规划除应考虑节约能源外，尤应注意照明品质的舒适性，以提高工作效率。选用省电照明灯具，利用有效率的照明设计方法及控制系统，均可避免浪费能源。但正确的使用照明习惯及维修周期，及定期做好灯具的维护，才更是保护舒适的照明环境的重点。
　　 照明工程设计自舒适而高效率光源的选用、低眩光灯具的选用与安装、高效率不闪烁电子安定器的选用、开关回路的设计、日光的采光设计及自动调光控制等等，均攸关整体照明的品质。老旧灯管、灯具、安定器的汰旧换新与最佳更换周期，则影响到经济面与能源效益的高低；而清洁维护工作的重要性与工作安全，更是未来周期性不可或缺与疏忽的重要工作。
　　 1990年兼顾环保与节能的绿色照明设计观念提出之后，全球各重要照明学术研讨会、展览会，焦点均集中在新节能技术的引进，结合电子安定与光源体的高效能照明设备，提高发光效率及使用光源的使用寿命，并朝高演色性的光源发展更是一致的共识；改进灯具的设计来兼顾整体空间配光，兼顾眩光防制的优良办公室照明设备也成为世界照明工程主流；而灯光控制、天然采光与节能观念的配合则已进入建筑设计与电子微电脑控制的整体照明系统规划中，因此在缺乏自主能源的台湾地区，合理而高效率的照明品质应是兼顾环保与节能的必须策略。
2 照明工程设计的主要考量因素
　　依经济部能源委员会2000年的调查统计（参1），目前台湾地区的一般办公大楼及主要 民生场所照明与各类型电器设备的用电比例如表1所示，而白天都会重心的办公大楼照明用电与空调设备的用电几乎相当，总计约占90%上下。此外，照明用电属于无季节性差别的用电，故检讨照明节能新技术及合理照明工程规划，在兼顾照明品质之下，有效降低能源需求，应是符合节约能源的趋势及方向。
　　 照明工程应该自设计与建之始，即有长远的整体规划；如果是既有大楼的照明改善工程，则也应朝向兼顾照明与节能的绿色照明时代趋势。在几度发生世界性的能源危机之后，对照明设计有直接而重新检讨的影响，例如原1982年版的北美照明学会照明设计手册中之照度建议值即因受到能源危机影响，在不降低照明品质的要求下，而适度调低了照度建议值并将照度建议值的订定方式重新检讨而改版，减少能源的浪费与开始高效率灯具的研发来进行节约能源。而后在北美照明学会与日本照明学会一起研究并加以整理后，推荐了七种照明节能方法如下：
　　 （1） 符合工作要求的照度水准：依工作场所与作业需求之不同，订定适合其工作 的照度水准，所有空间维持一定的平均照度要求，并且力求配光的均匀，而要求高照度的场所，可尽量采用局部照明。
　　 （2） 使用高效率的光源：使用整体灯具效率高的照明新设备，例如包括安定器的 能源耗损在内的荧光灯和其它放电灯，其灯具效率比白炽灯效率高，寿命长。而且众所周知，消耗电功率较高的光源其发光效率也较高。但是，从演色性和光色选择来看，则以白炽灯最好，因此宜采用近似白炽灯光色的荧光灯。特别是尽量采用发光效率高的高电功率光源，可使照明器具间的安装距离拉大，但应避免有照度分布不良的情况。
　　 （3） 照明器具的选择：应当采用器具效率高、清扫和更换灯管容易的照明器具。 采用设计不合理的照明器具和使用方法不当，是造成不舒服眩光的原因。空调型照明器具的研发即针对在冬季可将灯具发热量回收再利用，而在夏季则将所产生的热量排至室外，减少空调用电能，可以使荧光灯具有最适宜的管壁温度，并使光源发挥最大的光通量输出。
　　 （4） 天然光的利用：天然光线高演色性与明亮的优点仍是人工光源难以取代的， 因此设置大小适当的窗户可亦兼顾居住者和工作者的精神和生理上必需的采光、通风与节能。
　　 （5） 对照明环境的考虑：不论是天然光或人工光源，室内墙壁可以采用明亮系列 的颜色来装饰，以增加反射光，提高室内照度水准，而且照明品质也因反射而呈现较佳的感觉。
　　 （6） 有效的配线设计：适当的配线及自动开关设计可配合天然采光而适度关掉靠 窗边灯具或自动调光。近年来调光型电子安定器配合适当的光感应接收器，已可自动控制室内照度水准。而街灯、庭院灯则采用自动开关器和定时开关。
　　 （7） 易于维护管理的设计：由于光源和照明器的污染，使光通降低，这是造成能 源浪费的原因。因而换下寿命到期、光通量降低的光源是重要的事。设计时，应采用维护管理容易的照明方式、照明器具和光源，将可减少维修的人力工作，间接也是发挥节能的效果。
3 国外照明节能发展趋势及台湾推动应行策略
　　照明灯具的选择固然是消费者主观决定，但政府政策则应该明确能源效率与环保要求的 目标，台湾地区向来对于照明缺乏应有的重视，能源政策的检讨焦点少及于占用电比例达15%的照明工程，照明产业的整体发展缺乏官方学界的重视及投入研究规划，例如夕阳工业；但夜间生活却又少不了照明。显然除了业者应继续努力外，官方的配合也有待加强。表2、表6为2000年由美国产官学研各界所共同建议未来照明工程与节约能源应努力之方向及可能发展，其中政府的奖励研发及实质上的政策支持，更是促进产业发展及有效节约能源推广的推手，尤其值得台湾重视与借鉴。参2。
　　 在台湾加入WTO以后，市场开放的进口产品使照明设备的选用更加应符合节能要求， 值得有关单位预先因应：
　　 （1） 政府相关单位对于照明与节能的重要性认识不足或偏差，消极与被动的心态阻碍产业发展。未来应该朝以整体能源政策与合理照明配合视力保健来规划，并对于优良照明设计案或研发成果给予奖励及肯定。
（2） 能源政策缺乏奖励开发节能照明产品设计的诱因，省电产品如电子安定器的推广缺乏配套设计与宣传。除了业界的推广宣传外，政府节约能源政策应考虑节能产品补贴或明令淘汰高耗能产品，美国2002年后的全面推广室内使用电子安定器即是最佳的范例。
　　 （3） 照明相关主要零组件如电子安定器、灯管；成品如灯具等，需要强制的标准规范及完整的检验，并透过公平的罚则来建立公平的市场秩序与经营环境；否则劣制驱逐良制将造成竞争环境荡然无存，对终端消费者不公平，也不利于整体能源政策。
　　 （4） 优良照明灯具及光源应建立节约能源标章与环保标章认证制度，并于公共工程优先使用及推荐于消费者，将可激励照明科技研发，且符合全球节约能源与环保潮流趋势。
　　 （5） 政府采购法的利弊参半，优良产品缺乏公平竞争环境与条件，更加不利于优良厂家的经营，造成公共工程品质的低落。因此公共工程更应借重照明业界的意见或建议，以免如台北市快速道路眩光与隧道黑洞效应影响驾驶人行车安全的危险环境。
4 照明工程改善策略与方向
　　4．1重新设计符合高照明品质的生活空间
　　 照明设计的原则，应首重在不损失照明品质之下，才将照明之耗电量降至最低，以达节约能源之目的。因此一般订定合理的照度需求下，再比较照明设备的用电量，而以单位面积之用电密度来评估照明设计的号能基准，较为简易可行。若将办公场所内照明器具之总能耗电量（W）除以空间面积（m2），可得单位面积照明用电密度（unit lighting power density,简称UPD）。利用用电密度来做为照明能源消耗的评估准则，可以了解室内照明耗电量是否合理。
　　 被照面的照度越高，则越容易辨识环境与帮助阅读。依照工作需求所需的最低照度可参照台湾标准（CNS12112）或国际的照度基准，但依据欧美及日本相关照明学会的研究心得与建议，读书写字最舒适的照度为1000-2000lux；如果难以达到此最舒适照度，则要长时间维持眼睛不疲劳的最低要求应有500lux以上，参3。因此办公大楼的大面积公共场所室内照明应以500lux的基准来设计，以减少个别台灯的使用。若依长时间阅读写字视力作业照度需求，则一般办公场所、学校教室的照度应维持在500lux以上，而用电密度UPD则应低于20W/m2，才符合具有优良照明品质、又节约能源的绿色照明目标。
　　 但事实上新建办公场所之设计目标可能达到此500lux要求，多年来台湾照明学会努力宣传教室照明要求达到500lux，但即使是教育部门在2000年3月所颁布的教室照明也只规定不低于350lux，一般旧有建筑约只有300lux左右，事实上均难称高照明品质的环境。城乡差距又大，都会地区、中央单位或许可以达到此目标，地方单位则远远不及。
　　 在一些精细作业及特别需要使用眼力的场所，可采用一般照明加局部照明方式，例如：设计室、制图室……等，必须要有较高之照度（1,500lux）者，可将办公室基本照明设计改为500~750lux，并使用台灯辅强工作桌照度至1,500lux。
　　 依照先进国家的经验，以20岁作基准所需的500lux，年龄每增加20岁，照度需求应再加强20%，而达到600~750lux；因此个人办公室内则可约略降低室内照度基准至300lux，但以桌上型台灯来辅强阅读与写字照明，通常以目前的18~27W的省电荧光灯管台灯，距离桌面40公分的高度所投射桌面的照度约在1200lux上下，可减少大面积的照明用电，却产生最舒适的阅读照明环境