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周鼎金 教授 國立台北科技大學建築系

學校 照明節能 改善手法. 周鼎金 教授 國立台北科技大學建築系. 前期改善內容. 台北市各級學校汰換高效率燈具. 100 年度活動中心及運動場汰換高效率燈具. 地球資源可利用年限. 抗暖化與照明節能. 1.Turn Food Into Fuel 2.Get Blueprints For a Green House 3.Change Your Light bulbs. 建築物照明節能之重要性.

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Presentation Transcript

  1. 學校照明節能改善手法 周鼎金 教授 國立台北科技大學建築系

  2. 前期改善內容 台北市各級學校汰換高效率燈具 100年度活動中心及運動場汰換高效率燈具

  3. 地球資源可利用年限

  4. 抗暖化與照明節能 1.Turn Food Into Fuel 2.Get Blueprints For a Green House 3.Change Your Lightbulbs

  5. 建築物照明節能之重要性 依據經濟部能源局之民國98年住商部門能源消費調查，台灣住商部門之照明用電占總用電之11.3%，僅次於空調與熱水。另外，依建築類型來看，室內照明約佔辦公室總用電之40%，佔住宅總用電之30%。 空調 照明 電氣 • 新舊建築物比例圖 • 既有建物耗能比例圖

  6. 光源相關名詞

  7. 室內工作場所照明標準CNS12112

  8. 發光效率 8

  9. 降低照明用電量之對策 • 提高照明設備效率─（發光效率） • 提高照明率─照明方式之規劃 • 降低設計照度─照度之考慮與合理分佈 • 提高維護率─照明維護計畫 • 降低點燈時間─照明管理與控制 9

  10. 24％ 電 力 消 耗 量 ＞66.5 傳 25％ 統 採用 照 高頻 12.5％ 明 5％ 燈管 器 與 晝 具 電子 光 初期 時間 式安 利 感知 照度 設定 定器 用 控制 調整 控制 • 既有照明節能改善效益 10

  11. 既有建築物照明節能改善步驟 步驟五 步驟一 檢視照明功率密度 現況調查 步驟六 步驟二 檢討照明控制 檢討照明方式及維護 步驟三 步驟七 評估改善效益 檢視低效率光源及燈具 步驟八 步驟四 於個案選擇參考 照明節能改善施工與驗收 汰換高效率光源及燈具 11

  12. 步驟一：現況調查 ‧ 照明節能改善作業基本資料表 12

  13. 既有建築照明設備之現況 辦公室 教室 住宅 室內停車場 戶外景觀燈 13

  14. 步驟二：檢討照明模式及維護燈具 1. 利用照明模式之節能 - 採用作業面照明 降低環境基礎照明併用作業面照明，可獲得同樣照度卻可有效節能。 14

  15. 步驟二：檢討照明模式及維護燈具 1. 利用照明模式之節能 - 採用作業面照明 15

  16. 利用照明模式之節能 - 調整燈具高度 空間若照度不足，可考慮降低燈具高度，例如使用懸吊式燈具。依照度平方反比定律，高度降低50公分，燈正下方照度可提升44％。因此提高了照明利用效率，也有可能可以降低燈具之功率。 16

  17. 利用照明模式之節能 - 避免間接照明 空間盡量避免使用層板燈等間接照明的方法，採用直接照明提高了照明利用效率，也可減少燈具數量。 17

  18. 利用照明模式之節能 - 減少燈具數量 空間中不重要的場所若照度過高時，可減少天花面燈具，例如採用隔盞點燈來省電。 桃園醫院實例 -隔盞點燈 標檢局實例 -減少燈具數量 18

  19. 維護燈具- 定時清洗、及時換新 燈管及反射罩應定時清洗，發黑或閃爍燈管應及時換新，以維持適度照明。 19

  20. 步驟三：檢視低效率光源及燈具 • 使用傳統安定器? • 使用低效率光源? • 燈具是否老舊、泛黃? • 光源是否閃爍、黑化? • 燈具是否為間接光源? • 夜間作業面是否充足?

  21. 白熾燈 （Incandescent） 螢光燈 （Fluorescent） 氣體放電燈 （HID） 固態燈 （Solid State） 緊湊型（Compact） 鎢絲燈 （Tungsten halogen） LED 直管（Linear） 水銀燈 （Mercury vapour） 複金屬燈 （Metal halide） 步驟四：高效率光源及燈具導入 1. 汰換光源 21

  22. 幾項簡易之光源汰換手法 白熾燈 白熾燈 60W 省電燈泡17W 省電燈泡13W LED 4.1W 節能71% 節能78% 節能93% 水銀燈 水銀燈 100W 大功率螺旋燈管 45W 節能55% 22

  23. 鹵素燈 鹵素燈 75W 節能73% 複金屬燈 20W 節能93% LED 5W 神明燈 神明燈 7.2W 節能92% LED 0.8W 23

  24. T8 20W螢光燈管 T5螢光燈14W 傳統螢光燈T8 T9 20W 三波長螢光燈T8 18W 節能10% 節能30% T8 40W螢光燈管 傳統螢光燈T8、T9 40W T5螢光燈28W LED 8.5W 節能30% 節能70%

  25. T-bar型 T8 20WX4 T- BAR型 傳統T8 20WX4螢光燈具 T- BAR型T5 14WX4螢光燈具 節能30% T-bar型 T8 40WX2 T5 28WX2螢光燈具 傳統T8 40WX2螢光燈具 節能30%

  26. 樓梯間螢光燈樓梯方向指示燈 樓梯間螢光燈樓梯方向指示燈18WX2 LED 樓梯方向指示燈2.5W 節能93% 螢光燈逃生避難方向指示燈 螢光燈逃生避難方向指示燈12W LED 逃生避難指示燈 2.5W 節能79%

  27. 選用具有節能標章之光源 • 節能標章

  28. 選用具有節能標章之光源 螢光燈管章能源效率基準 ．發光長度100cm以上之節能標章節源效率基準 6% 4% ．發光長度未達100cm之節能標章節源效率基準 10%

  29. 選用具有節能標章之光源 省電燈泡（安定器內藏式螢光燈泡）能源效率基準 CNS 14125 Ra大於80，1000小時光束維持率90%以上。 註： 1.發光效率（lm/W）之測試依CNS14125安定器內藏式螢光燈泡（一般照明用）試驗方法規定。 2.實測之發光效率不得小於上表基準值，並須在產品標示值之95％以上。

  30. 採用電子式安定器 電子安定器具有瞬時點燈、免用起動器、功率因數高(90％以上)、不閃爍、無噪音且能省電(25％以上)之優點。

  31. 採用高效率燈具 ．室內照明燈具能源效率基準 14%

  32. 燈具之構成 32

  33. 採用高效率燈具 ．不同尺寸T5燈管之比較 減少30％ T5 4呎 x 2呎（224W） T5 2呎 x 2呎（336W） 20Wx4 T8螢光燈管 28Wx2 T5螢光燈管 桃園醫院實例

  34. 採用高效率燈具 ．加裝防眩光格柵

  35. 步驟五：檢視照明功率密度 Philips FBS601 光源：M5/PL-L36W×3 HF 尺寸：60×60×14 高頻電子式安定器 格柵罩 21m×8.7m×3.1m 照明用電密度 21.02 W/m2

  36. 步驟五：檢視照明功率密度 • ASHRAE GREENGUIDE • 照明功率密度基準 • 綠建築標章照明功率密度基準

  37. 室內照明節能管制之趨勢 (w/m2)

  38. 案例介紹 16盞燈具 T8：16 × 92W/(9m × 7.2m)=22.7(W/m2) T5：16 × 64 W/ (9m × 7.2m)=15.8(W/m2)，省電30% 符合綠建築規範之基準值15(W/m2) ，尚未達到上述 ASHRAE GreenGuide 10(W/m2) 之標準 12盞燈具 T5： 12 × 64W/ (9m × 7.2m)=11.9(W/m2) ，省電48% 9盞燈具 T5：9 × 64W/ (9m × 7.2m)=8.9(W/m2)，省電61% 遠低於ASHRAE GreenGuide標準

  39. 步驟六：檢討照明控制 1. 分區控制

  40. 2. 時序控制 使用時序控制，可依預定的時間自動對照明環境需求作模式切換，或燈具的明滅控制，不須手動操作控制，可避免因忘記關燈而浪費電能。

  41. 3. 自動感知控制 利用自動感知控制，進行照明之點滅控制，有效降低無人使用時之照明能源消耗。例如，利用紅外線燈光感知器控制樓梯燈，可發揮有人開燈，無人自動熄滅的節約能源功能。 傳統燈具 傳統燈具＋感應器 LED＋感應器

  42. 4. 晝光利用 配合晝光感知器，當太陽光線足夠時，可自動地調降靠窗燈具的亮度或關閉燈具。 42

  43. 4. 晝光利用 辦公室內員工約6-8人，使用者在沒有充足日光的狀態會打開所有天花板的燈光，即使白天有足夠的燈光或者是未使用的時候也不會主動關掉燈。使用日光感應器與調光器大約節能 30％的電能。如果我們考慮到只有一個工作日，節能效率應大於30％。從資料發現room1(8:20-16:30)而room2(7:00-19:00)，若以使用時數比例計算，真正的節能效益更可高達41%。

  44. 初期照度 照度值 光衰 使用照度 燈具污染 維護率 設備之使用時間 5. 調光控制 無調光控制 100﹪ 省電效益 調光控制 用電量 點燈時間

  45. 5. 調光控制 - 停車場調光控制案例 (百家寶公司DALI燈光控制系統) 節能70% 45

  46. 照明控制節能 DALI（Digital Addressable Lighting Interface，數位定址式照明介面，簡稱DALI）是照明控制系統和照明燈具之間的數位通信協議，問世於90 年代，作為一個通用技術標準，DALI 已被世界照明燈具廠商所接受，成為國際標準IEC62386 的一部分，在全世界各地推廣與應用。

  47. 6. 延遲開關– 走道空間

  48. 步驟七：評估改善效益 評估改善效益可充分瞭解節能手段是否有成效，進而作為是否要實際進行節能改善工 程之參考。簡單的估算方式如下所示。 1. 條件：假定每天使用12小時，電費為台幣3.3元/度。 2. 改善前：使用24盞T8 40W×2傳統安定器螢光燈管 總耗電量：24 ×（48W×2）× 12小時 × 30天 ×12月＝9,953,280W 電費：9953度 × 3.3 元 ＝ 32,844元 3. 改善後：使用20盞T5 28W×2螢光燈管 總耗電量：20 ×（32W×2）× 12小時 ×30 天 ×12月＝5,529,600W 電費：5,530度 × 3.3 元 ＝ 18,249元 4. 節能效益 （1）節省電量：9953度－5529度＝4423度 （2）改善後省電：44% （3）節省電費：32,844元－18,249元＝14,595元 （4）若購買每盞T5 28W×2螢光燈之費用為1,200元，20盞汰換費用為24,000元， 因此投資回收年限為1.6年。

  49. 步驟八：照明節能改善施工與驗收 以下之照明節能改善施工與驗收規範，較適用於大型及公共工程，一般住宅或小型改善案時，可自行評估是否略過此步驟。 1. 施工規範 2. 驗收規範 一、 適用範圍 二、 照明節能改善基準 三、 燈具送審項目及資料 四、 查驗 五、 保固

  50. 改善案例 機 關 名 稱: 行政院衛生署桃園醫院 改善標的建物: 行政大樓 改 善 範 圍: 行政大樓一至七樓照明 七層樓面積共3361.5 m2 現況一 照度不足 公共走道區平時為節能均不開燈，導致整體環境昏暗

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