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一、前言
照明设备为工厂运作必要设施，管理者在能源管理上往往只有注意到公用设备效率的掌握，对於照明设备只有维持供给的需求与达到照明的标准，而忽略到照明效率的提升。从事拟订置换或改进照明计划时，可根据一些电力供应，照明设备制造商提供的的专业资料进行各种改善。
对於办公大楼,照明用电量则占大楼中总用电量约40%，办公大楼用电时间多集中在用电尖峰时间，故提高照明效率，减少照明耗电量实属当务之急。目前，照明灯具种类繁多，部份灯具由於产品研究改良，制造技术的进步，品质及效率不断地提升，新型高效率省电灯具已渐为市场主流。
二、标准照明规范
在过去几年以来,各国照明设备公司，已经作了很多研究工作来决定维持基本视力所需的亮度。这些工作成为照明工程学会IES的基础规格。因此，全世界大都以此为标准规格，它所推出的标准已经成为今日大部份照明实务的基本规范。另外，IES对特殊工作环境，不仅列出很广泛的推荐照明值，并且能够从照明装具设备直接算出它的效果是否良好。
照明规范内所说明的照明标准是最实际的，不独有最佳亮度的规格，其他因素像视觉舒适感，灯光的颜色，照明装置周围的环境配合均应考虑在内。也因此，所有有关照明效率提升方面的设计，均需要考虑标准设定的范围，避免在进行照明节能效率提升外，失去了作业亮度的最小需求。
三、光源的选择
电灯泡有两种主要的形式-钨丝灯泡和放电式灯泡，包括萤光灯管，而其照明效率则可由每瓦特的照明度和萤光灯泡线路能量损失大小来比较。另外，一般规格形式的灯泡效率是随著灯泡瓦特数的大小而增减的。
1.钨丝灯泡(Filament lamps)
(1) 传统形灯泡(Light bulbs)
亮光是由钨丝的温度升高白热化而产生，但是超过可见光的很多热能量因幅射而损失，因此相对的光度效率不高。这种灯泡的优点是亮光来自很小而坚固的灯泡，比较容易控制，可立即得到完全的亮度，可以很容易的操作使全亮或调成微亮，这些优点特别适合於一般家庭装置，传统钨丝灯泡的寿命大约为1,000小时。
(2) 加有卤素气体的钨丝灯泡(Tangsten halogen type)
钨丝灯泡内，充填有卤素气体时，灯泡会放射出更多的亮光，在一定亮度和颜色灯光的输出下，整个寿命比传统钨丝丝灯泡要延长两倍,这些灯泡均用在水银灯，照明灯用，以及用在车辆的前头灯。
充有卤素气体灯泡的体积比同类型传统灯泡较小，也有比较坚固的照明泡外壳。照明度几乎维持在100%，此种灯泡直接从主线路操作，不需要有控制设备，它们几乎可以立即达到全亮地步，并且大部份的灯泡均可很轻易地调整亮度。一般额定寿命，水银灯为2,000小时，对1,000瓦特灯泡的效率，大约每瓦特21流明。
2.放电式灯泡(Discharge Lamp)
(1)管状萤光灯泡(Tubular Fluorescent Lamps)
较低压水银放电式的灯泡，有较高比率的放射能量，并以紫外线辐射出来，辐射出来的紫外线，激发涂在灯管内壁的磷涂层，而转换成可见光。同时，可以产生组成白光的7种有色光，由所使用磷的不同而光的颜色也就不同，通常从较有效率的白热灯泡产生的光，很少能产生有颜色的特质，但是最近产生一种高效率的灯泡有较好颜色的特质，此类灯泡和钨丝灯泡比较，有较少的幅射热放射出来，每流明的输出效率可很高达7倍之多。萤光灯泡需要一个外部起动装置并且需要一压载装置，来控制起动的电孤流。同时需要功率因数矫正器，在开关开启后，很快就达到全量输出。
使用特殊的线路，可以使大部份此形式的灯泡具有调整亮度的功能，标准38mm直径的灯泡，其正常寿命在7,500小时，流明效率随著灯管瓦特数，长度和颜色而变。
(2)水银灯泡:(MBF, MBFT, MBFR〉:
高压水银孤装在很小的石英管内，产生比紫外线辐射光还多的可见光。在水银灯泡(MBF)情况下，紫外线用来激励涂抹在灯管内部表面的萤光粉，来产生额外的亮光并且改善放射光的颜色。这些灯泡用在工厂的照明和某些工厂或办公室的特殊场合，它们也被用在防水的照明设备。
高效率和寿命长约为7,500小时是它们的优点,在装置上,需要一阻尼器和矫正功率因数的电容器,但是不需要独立的起动器.己设计的另一种型式MBFT有一连串的钨丝来取代阻尼器，当水银灯泡熄灭时，在孤光消失以前有几分钟的时间延滞,MBF的效率在额定400瓦输出时,大约每瓦特55流明.而MBFT的效率在额定500瓦输出时，大约每瓦特25流明。
(3)金属海利得灯(MBI, MBIF)
这类型的灯与水银灯相似，但是在石英管内所充填的是其他金属蒸汽，可产生非常美丽颜色的灯光，萤光粉涂在MBIF型灯管的内壁，并且改进放射出的颜色和效率。
这种灯泡用在大办公厅的照明，工厂和比较重视颜色特质的地方，它们也用於水银灯涂以萤光粉或不涂萤光粉。此种灯管需要控制设备，以及快速起动的触发器。400瓦特MBIF的照明效率，大约每瓦特67流明，正常寿命为7,500小时。
(4)高压钠气灯泡(SON)
在氧化铝弧形管内发生放电现象，较高的钠气压力会增大放射的能量，因此所有颜色可以被分辨出来，并且放射出来的亮光，显出黄金颜色。需要有控制设备以及外部的起动装置。这种灯泡广泛地被用在工业和商业上，用在照亮市街和工业及装饰用水银灯。400瓦的SON灯泡，其效率大约每瓦特120流明，寿命大约为7,500小时。
(5)低压钠气灯泡(SLI/H SOX)
所有灯源中，低压钠气灯泡(Low pressure sodium lamp)有最高的效率，虽然所放射的亮光，在光谱中仅仅占有很狭窄的黄色和橘色光，因此可能有颜色上的差异。它们广泛地被用在马路和电车道上，对某些工业区，它不需要有特别的灯光，可用水银灯，需要有控制设备来起动和维持电孤，对180瓦的灯泡其效率大约每瓦特180流明，正常寿命是6,000小时。
四、照明设备的选择
照明设备的主要功能是控制由灯泡射出的灯光，维持并保护著灯泡，并提供电源的电力连接。照明设备应该符合中国国家标准(CNS)的要求，无论是在机械，热量和电力方面，或者相对於国外IEC及CEE的标准，并且要符合电气设备安全规章的规定。
照明设备必需易於装置和维护，并且要能够正常的清洁和更换灯泡的处理.照明设备通常以正常环境情形下来设计，但是在某些场合下，必需考虑对腐蚀环境要有相当的适应力，或者可以做成防水，防爆式或抵抗大的振动。这些特殊使用的条件，在购买照明设备的时候，应该由制造商或供应商提出。
五、照明相关名词及定义
1.光度-光源的明亮度,单位为烛光。
2.光适量-又称为光束,简称(流明Lm)从光源发出可见光的总量。
3.照度-单位Lux被照地方的明亮程度E(照度, Lux)= F(流明, Lm)/A(平方公尺,M)
4.配光均匀度-光线分布越均匀视觉越舒服,如分布不均，明暗交错,易造成视觉疲劳。
5.辉度-每平方烛光,主要说用来评估发光体(光源)对眼睛刺激的程度。
6.眩光-光源对视觉产生的刺眼现象，包括：
a.宜接眩光，高度光源无法辨别事物；
b.反射眩光，如黑板长久使用摩擦产生光泽，两旁无汰识别黑板字体；
c.对比眩光，视物亮度过大，而产生眩耀刺目。
d.背景眩光，如电脑萤幕产生灯管反射，看不清萤幕内容。电脑与灯具排列对视力之影响；
7.色温度-光源的视觉的感受。例加 2700K 色温有温暖感，5000K 色温有清凉感；
8.演色性-光源对被照物颜色所呈现之效果。例如：演色性高色彩越逼真越好看。
六、灯具选择与反射导光版之关系
1.传统日光灯具
传统日光灯具，上半段光源因受烤漆板受限，反射率不佳，致灯管光束漫射，可利用有效光束约在44%左右。一般型灯具，灯管外露产生炫光，容易使眼睛疲劳。
2.反射导光板
反射导光板，运用高反射材质及角度，将原漫射之光束集中加强运用至工作台面，其有效光束高至96%。其反射角度依灯具设计有锥形光束与锐角光束，分别形成各自配光曲线。96%大全般照明，尤其辨公室宜用圆锥形(亦称蝙蝙翼交错)反射导光板，以达消除眩光目的，遮光角度10度~30度可适合各种场所使用。
七、照明设备的设计和使用
照明器通常设计成有特殊亮度的性能，一个有经验的照明工程师，在照明问题的应用方面，应该能够很有客观正确，因此，照明器设备设计可区分成下列四种形式。
1.简易灯泡的组合
此类型灯泡几乎全部被固定於设备上，没有光度控制，而且仅仅用在没有闪光的问题上，且初置费必须要维持最低的情形。
2.利用光滑面的铝，菱柱玻璃或白色瓷釉漆当反射面会对光线作不同程度的控制，管状萤光灯泡的反射器均利用上瓷油漆的钢或铝板作成，有较广的光线分布。使用水银或钠蒸汽等放电式灯泡的反射器，依其悬挂高度和照明器的不同而有比较狭窄和中度的光线分布高度，铝板的反射器通常用在有灯丝的灯泡。
3.以控制器控制光线方向
管式萤光灯泡，光线方向的控制会使用控制器，加上凹状形或表面填装式的照明辅助。另外，对放电式的灯泡最常采用此法。
4.使用双光线系统
在非常大的办公室，绘图室或类似场所，照明器可以使用双束光线分布系统，来缓和反射的闪光。此结果均可由控制器，天窗反射器或灯光极性控制器所产生。
八、照明设备设计组合的注意事项
正常维护各种组合型式的照明设备是非常重要的，除了装置不能受太强的应力外，窗户的积尘而失去天然日光的利用是需要注意的，因此，注意照明设备积聚尘粒或污垢的影响是必要的。
大部份电力式的灯泡，灯光输出随著整个灯泡寿命的缩短而降低，但是灯光最大的浪费是在照明器或在其他灯光控制器或反射器的表面，积聚有尘埃，甚至在很乾净的办公室也会有20%的消耗，而一般工厂可能会有的40%的光量消耗於尘垢中，尘垢积聚在照明设备上面的表尘，亦可能导致控制设备或电线的过热变形，而造成危险。
增加照度必需要建立一正常清洁所有照明器的时间表，虽然它的次数很多，但是也可配合灯泡更换的时间表。当灯泡个别损坏而需更换时，可能花费人工较大，浪费电匠和仓库管理员很多的时间，所有的灯泡更换时间应比额定寿命的时间要短一些，也就是在有显著损坏以前，就应更换。如此安排，设计将使照明维持在最低的工作量和最低的操作维护费用。
下列的说明可以用来评估照明设备的装设效率和决定照明行为，此可应用行动检验表〈action check list)做为实际指引。
1. 装设资料
一般情况下，任何照明装置若超过20年期限，必需更换新的电线，照明器可能已有损坏，需要更新，以更达到较高的照明效率。
2. 检查照明度
必需要经常读取工作地点与照明设施间光度计的刻度，并计算平均照明水准，读取仪表量度的提存方法，在IES规格内可查得。注意，最低的读数，不能低於最大值的30%，照明设备的经常维护应参照IES规格，并依照工厂的生产率和安全性决定照明设施的接受性。
3. 光源和照明设备的型式
国内在数十年前，工厂大部份使用高弯槽式合工业用照明设备，组合均由白热灯泡和水银灯泡组合而成，反射器会随着使用年限的增加而有变形现象，并且会提高吸收率的光量，因此必需考虑更新灯泡和反射器，而采用高压钠或金属海利得灯或水银灯，办公室的照明通常使用管状式的萤光灯，及由於照明器表面扩散及反射现象，无法反映确实的原色，更换较具效率的电灯照明设备，将可节约能源，并提高照明度。
4. 检查照明设施及电线
在旧式萤光灯的照明设施，除了上述提及的灰尘，污染物所引起的损坏，电容器可能变成开放电路，因此电流的瓦特数将会增加而浪费电能。
5. 检查控制开关的弹性
在一般情况下，照明开关接头是装置在易於配线的地方，在多数新式办公大楼，较佳的设计是将开关接头和能接受自然光线的地方(如靠近窗户或光线良好的地方)分开，如此可节省白天的电费。
九、照明节约用电有效方法
合理的照明可以提高工作情绪，增加生产量与改善品质。以下提供照明节约用电有效方法参考。
1. 多开天窗及窗户，充分利用自然昼光；
2. 降低灯具高度以减少盏数，并保持原来的照度。灯具与工作面之距离降低为原来一半，照度就可提高四倍；
3. 需要高照度之工作地区或机械，采用局部照明，较省电；
4. 选用高效率灯具；
5. 养成随手关灯的好习惯；
6. 灯具之反射灯罩及下部装有透明盖板时应至少每年清洗两次；
7. 日光灯使用两年后，虽未故障仍可使用，如其两端出现黝黑影圈时，效率已下降，宜更换新品。下表为照明灯具效率比较说明。
照明灯具光源效率比较表
种类效率(LM/W) 比较(%)
白炽灯泡(100W清光)15100
日光灯泡(18W,含安定器)50333
普通日光灯管(FL40W)75500
U型日光灯管(FPL-36EX)80533
三波长日光灯管(FL40-EX)95633
水银灯(400W)52347
高压钠气灯(400W)120800
十、结论
近年来由于国内外新型照明光源及设备，对既有照明系统整体能源效率及节能上，有大幅改善约30~50%以上，而照明节能改善措施，大概分为被动及主动两方向，加以利用导入。如：
1.被动方面：利用照明光源，控制设备及新技术的产品开发，可获改善者，近年新产品有：
a.光源：省电型日光灯泡(俗称省电灯泡)，三波长日光灯管，高压放电灯管(高、低压钠气灯，复金属灯)，卤素灯，LED等。
b.灯具设备：高频省电型电子安定器，高频调光型电子安定器，高铝质镜面反射型灯罩OA灯具。
c.控制设备，材料及新技术：远距离遥控设备，照明减光电脑自动控制系统，红外线(热)感应器(OC-CWANCY SENSOR)，电能监控管理系统，调光控制器，光电池系统，自然采光导光控制系统，新采光隔热材料等。
2. 主动方面：利用现有设备以新管理技术方法，重新整合改进，可改善者。
a. 照明配合视觉合理化:依视觉合理化去除照明不合理过多之配置，以节约电能。如采用：照度要求合理化，灯具眩光消除(遮光)采用浅色装璜材料，灯具定期清洁保养维护等。
b.多利用自然光代替人工照明：以既有控制设备及材料导入自然光线，减少人工照明以节约电能。如采用：隔热采光玻璃或贴纸，玻璃纤维采光板，百叶窗，计时器，延迟开阀，照明自动点灭器，调光控制器等。
c.照明系统依功能合理配置灯具之数量，地点及使用时间。依照明现场自然条件及需求，合理配置灯具数量，地点及使用时间以节约电能。如采用：集中同区工作，调整灯具高度，午休时间或不用时随手关灯，装设分区或各别开关以利分区管制，计时器，延迟开关，照明自动点灭器，光电池，调光控制器等。
d.深入了解照明系统节约能源改善，以往经验理论及处理方式。
