綠建築專題研究课件.ppt
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- 綠建築專題 研究 课件
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1、 中華科技大學 綠建築專題研究 T8plus T5plus高效率光源節能、環保、健康燈具指導教授:翁采瓊研究生:王小玉學 號:991G5005 前言前言以前以前,每一百年,每一百年,世界氣溫上升世界氣溫上升2 2度度 現在現在,每一年,每一年 世界氣溫上升世界氣溫上升2 2度。度。節能減碳不能節能減碳不能再再只是只是“口號口號”要真正的研究落實的方法。要真正的研究落實的方法。所以所以,綠建築的照明部份採用,綠建築的照明部份採用CCFLCCFL至少每年可以替台灣省下至少每年可以替台灣省下一座發電廠一座發電廠、一座核能廠一座核能廠。如此如此才能真正為地球的永續生存才能真正為地球的永續生存盡一份小小
2、的力量。盡一份小小的力量。目的目的全台灣的日光燈改為CCFL後,全台灣用電省一半,而且冷陰極管沒有溫度,不需要汞及鎢絲所以也無毒,永遠不會壞,因為無熱無汞不會像現在傳統的燈管會燒黑、壞掉,燈管也可重覆使用。真正達到節能、減碳又環保,是政府值得重視的研究項目。方法方法邀請中華民國電機技師工會理事長彭繼傳理邀請中華民國電機技師工會理事長彭繼傳理 事長協助研究。事長協助研究。邀請旭光日光燈李董事長協助研究。邀請旭光日光燈李董事長協助研究。邀請利瑪日光燈許董事長協助研究。邀請利瑪日光燈許董事長協助研究。CCFLCCFL與與LEDLED之比較研究。之比較研究。緣起 台灣地區地狹人稠,資源缺乏,能源仰賴進
3、口供應,比例高達97%。在我國邁向已發展國家之際,節約能源已成了永續經營之必要條件,也是綠建築之重要概念,不但是構成健康生活環境之一個要素,也是因應聯合國氣候變化綱要公約之必要對策。省電燈泡並不省電您知道嗎,省電燈泡並不省電,而我政府為了節能減碳,卻高喊要改用省電燈泡,簡直是荒唐無稽。事實上,省電燈泡只比愛迪生發明的鎢絲燈泡省一點電而已,比現在台灣大量普及的PL燈、日光燈或T5燈管都耗電,要百姓改用省電燈泡,簡直是退化落伍、浪費能源而已。根據調查,台灣家庭平均每戶分別使用十三四根日光燈管與四六個PL燈,另外也使用了四八個省電燈泡與四二個鎢絲燈泡。亦即,目前的家庭已經有近七成的燈具都已採用比省電
4、燈泡更省電的日光燈與PL燈,叫他們改用省電燈泡豈非倒行逆施?當然,目前最通用的日光燈,也並非高效率的好光源,因為它每秒頻閃六十次、演色性差,會妨礙視力,造成偏頭痛的症狀。目前最浪費的照明,在於百貨與商業建築大量使用的鹵素燈(最耗電的一種白熾燈)。在一片節能減碳聲中,改用省電燈泡是一個最荒謬、最以訛傳訛的口號,但我們的媒體雜誌、政府宣傳,甚至學校教材,都陷入了省電兩個字的陷阱,把僅次於白熾燈、最不省電的省電燈泡當成明日的救星。我甚至認為應該停止使用省電燈泡的用語,把那螺旋狀、圓球型的省電燈泡改稱為耗電日光球才對,以免魚目混珠、妨礙節能政策。在此呼籲政府停止改用省電燈泡的錯誤口號,也不要迷信LED
5、燈節能效益,因液晶燈管(CCFL Inside)都遠比它們又節能又環保。價格也日益便宜,台灣應加緊腳步,邁入液晶燈管(CCFL Inside)時代才對。新型節能照明光源產品介紹 自從 1879 愛迪生發明白熾燈,掀開人照明史的第一頁,隨著科技的發展,目前光源發展進步,速而高效、高壽命之環保光 源,如電燈泡、電子安定器、T8 三波長螢光燈、T5 超細管徑螢光燈、LED 燈、陶瓷複屬燈及無電極感應燈等,已在市場上廣泛地應用,因此以下概述介紹各種新型環保節能光源之發光原、特性及效。安定器內藏型緊密型螢光燈管(電燈泡)小瓦特之緊密型螢光燈管加上安定器內藏型或外加組合型,市面上簡稱為電燈泡。其特性包括有
6、:(1)點燈壽命持久,達 6,000 小時以上;(2)高,發出全光束高;(3)光線柔和眼;(4)電;(5)外型 輕巧美觀;(6)閃爍、保護眼睛視健康。電燈泡特性與效如表 1 所示,依型式及電壓之同,其發 光效約 4063.7 lm/W。表 1 電燈泡特性與效考資:飛浦光源產品型 20072008 綜合型,P3-2P3-11【8】規格電壓V型式耗電W全光束lm色溫K壽命h效lm/W11W/D220HELIX 電子式旋型115696,5006,00051.713W/D220HELIX 電子式旋型138286,5006,00063.720W/D220HELIX 電子式旋型201,1156,5006,
7、00055.823W/D220HELIX 電子式旋型231,2966,5006,00056.325W/D120HELIX 電子式旋型251,5896,5006,00063.627W/D120HELIX 電子式旋型271,6326,5006,00060.420W/D120SLED 電子式球型201,0806,5006,00054.017W/D220SLD 電子式球型176806,5006,00040.018W/D120SLD 電子式球型188106,5006,00045.0電燈泡取代白熾燈泡之節能效如何?(1).一個 17 W 球型電燈泡,其發出全光束在 680 lm 以上,相當 於一個 60
8、W 傳統白熾燈泡之全光束 570 lm。所以電燈泡消耗 電祇需傳統白熾燈泡的 1/4 消耗電,即可發出與傳統白熾燈 泡相同之光束,故電可達。(2).經濟效:(店公共場所照明,用電電價一電以 2 元,每6,000 小時點燈計算)A.60 W 傳統白熾燈泡點燈 6,000 h/所消耗電為 360 電,(60 W1,000 W/kW)6,000 h/360 kWh/,而 60 W 傳統白熾燈泡每個壽命只 1,200 h 左右,點燈 6,000 h/需用 5 個傳統白熾燈泡。B.17 W 電燈泡點燈泡 6,000 h 所消耗電為 102 電,(17 W1,000 W/kW)6,000 h/102 kW
9、h/17W 電燈泡點燈壽命在 6,000 h 以上。C.使用每電燈泡可電為:(白熾燈泡電燈泡)用電(360102)/=258/D.使用每電燈泡可電費為:(白熾燈泡電燈泡)電費=(360102)/2 元/=(720204)元/=516 元/E.使用每電燈泡投資費用:=(電燈泡白熾燈泡)費用(電位差)=(250 元/個1 個13 元/個5 個)(250-65)元=185 元F.回收限=電燈泡投資費用電價差電燈泡節電費=185 元516 元/=0.36 回收高頻電子安定器(1).一般傳統矽鋼片低頻安定器因使用市電 60 Hz 之電源,產生每秒 120 次之閃爍,雖然一定會為一般成人所感覺,但對於視覺
10、較為敏銳的中小學生而言,卻是可忽視的現象。此外,傳統低頻安定器的鐵損與發光損失大約為燈管額定功的 25 左右,形成經濟的耗電。又因功低,以致於配電線的 電上升,造成電線的過負荷與損失,對於自主能源短缺的台 灣地區而言,頗適合。(2).電子安定器是近十的一項新產品,基於長久以配合日光燈 管發光所用安定器之缺失,而運用成熟的電電子技術,開發 適合於螢光燈管特性的照明組件。其主要原是先將 60 Hz 的 市電整、波後,變成為直,再用電學上的振盪原 設計振盪電,產生超過 30-50 kHz 的高頻交電源,經穩定電 後供給日光燈管點燈,如果再加上變頻變壓(VVVF)設計,則可成為可調光式電子安定器。電子
11、安定器主要特點A.大幅電:和傳統安定器比較,可電 20以上。B.功因極高:a 傳統高功因型安定器約 8090。b.電子高功因型安定器約 9599。C.光輸出穩定而閃爍:a.傳統安定器點燈頻 60 Hz,一秒 120 次頻閃,肉眼很容 察覺到閃爍。b.電子安定器因高頻點燈,輸出光波非常穩定而閃爍,且當電源電壓變動或燈管處於低溫時,也容閃爍,對 保護視很有幫助。D.可聽雜音低:與傳統安定器比較,有較低的可聽雜音。E.體積小、重輕、外觀體積及形可變化彈性大。F.安全性高:具三重防災常保護。G.調光性好:可依市場需要設計成全微幅及分段調光型種。F.電子安定器具有三重防災安全保護設計:a.具過電保護功能
12、(電源端加裝保險絲)。b.具過溫保護功能(主要發熱源加裝歸式溫開關)。c.具燈管常檢出抑止保護功能(當燈管氣或壽命末期時,安定器自動截止工作;且必須等燈管換完之後,再 開關電源時安定器才能重新工作點燈。)電子安定器比傳統安定器電及電費多少?型式電壓消費電(W)低耗電低用電節額(V)一般型安定器電子式安定器(W)(%)(kWh/)(元/)20W 2 燈220V4839919%19,71043,36220W 3 燈220V72601217%26,28057,81632W 2 燈220V727200%-032W 3 燈220V10610600%-040W 2 燈220V88761214%26,280
13、57,81640W 3 燈220V1321122015%43,80096,360表 2所示為某商業大採用電子安定器每電費之額,(電 子式與傳統式安定器能比較),由表2 可以清楚地瞭解電之 比約 1420%。註:電額是使用 500 套燈具,一點燈 4,380 小時。每電費是依一般商業大 2.2 元為基準。高頻環保螢光燈管一般型燈管大多採用鹵磷酸鈣螢光粉製造,由於價格相當宜,每支約 60 元,所以在國內外銷售佔燈管 80%,但其有 發光效、演色性、壽命、光束維持均偏低。三波長燈管採 用最高效的稀土螢光粉,集中對人肉眼色覺別能 最佳的色(435 nm)、色(543 nm)、紅色(611 nm)三個狹
14、窄光 譜組合出一種效既高、演色性又佳的白光色,是業者極推 廣的產品。其特點如:A.天然光線:接近太陽光,傷眼,色調自然,氣氛溫馨。B.高演色性:色澤鮮,提高物品之價值感與鮮感。C.高:比一般型燈管增加 30%以上。D.效好:可電 5%以上。(以 40 W 為,普通燈管效為 72 lm/W,三波長燈管 84 lm/W,二者比較相差約 17%,如表 5.3-2 螢光燈管能源效標準。E.壽命長:平均壽命 10,000 小時以上。T5超細管徑螢光燈T5 燈管之優點及效如何?(1).管徑縮小(16 mm )1995 首次展出管徑縮小為 5/8 英吋,約為 16 的 T5 超細 管徑螢光燈相較傳統燈管 T
15、12(38 mm )、T10(32 mm )、T9(29 mm )、T8(26 mm ),燈管管徑縮小,等於光源體積縮小,對於燈具製造有以下幾個優點:A.光源截面積的縮小,使光的投射擴散或集中角能控制得好,使燈具的器具效高。B.光源直徑的縮小,使燈具在相同的光擴散性及眩光控制下,其燈具的厚能真正減低,達到 6 公分以下,燈具的體積縮 小減少原材的使用。C.較細支燈管提供光源設計者大自由之設計空間。(2).光源輸出規格種多由現在的 T8(26 mm )減至 T5(16 mm ),種區分高效型及 高輸出型種,高效型包含 14 W、21 W、28 W、35 W,高輸 出型包含 24 W、39 W、4
16、9 W、54 W、80 W。T5 燈管需搭配電 子安定器使用,是目前最節能最環保的燈管,因此有於環境保 護逐漸成為市場主。(3).超高發光效(最高可達 105 lm/W)燈光效最佳,燈管尺寸由 14 W 至 35 W(每 7 W/尺),發光效100 lm/W105 lm/W 比較傳統 T12(38 mm )20W65W(10 W/尺)或 T8(26 mm )18 W58 W(9 W/尺)其光效約為 55 lm/W90 lm/W 大幅提升。T5超細管徑螢光燈T5 燈管之優點及效如何?(4).較長的使用壽命及較低的光衰光輸出穩定,光衰最低,10,000 小時之光輸出仍保持在 92%。由表 5.4-
17、1 的比較可知比一般傳統燈管的壽命長 2.5 倍,意即維 修次的減少及廢棄燈管的減。以每 3 小時開關一次測試,使用平均壽命高達 15,000 小時。且在使用壽命上,T5 的光衰以90為基礎,而一般燈管則以 80為基礎,是使照明設計時 光源的維持多 10,使燈具的使用減少 10的。(5).使用高效三波長螢光粉,演色性佳,可提高照明品質。(6).採固態汞設計每支燈管約 3mg,大幅減少廢棄燈管對環境的污染 T5 燈管直徑減少 40%,燈管水銀劑約為傳統燈管的 20,即水 銀污染僅有原有的 20,如加上壽命增加 2.5 倍,以相對比而 言,水銀的僅有傳統燈管的 8,目前國內每市場上,消耗 的燈管約
18、為八千萬支,所以 T5 的 8水銀污染比傳統燈管的水 銀汞污染大幅減少,且因採用傳統回收處容較造成汞污 染危害。註:以往傳統燈管使用液態水銀而液態水銀,在恒溫下是以液態 呈現,所以當燈管被廢棄破時,水銀刻以液態滲入地下水源 或河川造成污染,在生態中循環,對生物的殘害將是永遠的。而 T5 燈管所使用的是汞合,在恒溫態下是固態,僅有在燈管 高電壓激發的態下是呈氣態,所以當燈管破,水銀固態合 於接觸常溫的時候呈固態,無水銀污染問題。T5超細管徑螢光燈 T5 燈管之優點及效如何?(7).螢光燈管發光效與壽命比較 光效高達 104 lm/W,由於具有光效高、演色性好、光衰小、壽 命長、無頻閃等的特點。表
19、 3 各種螢光燈管光效與壽命比較表燈管一般燈管三波長T5燈 管光效(lm/W)6085104壽命(h)6,0008,00016,000基於以上特色,T5 燈管成為替代傳統日光燈管的最有產品,就目前具商業應用的產品而言,是最有效發揮節能及環保效果。T5T5日光燈日光燈T5日光燈的優點 節省用電節省用電 T5燈管加上電子式安定器可節省用電大約30%到60%。演色性好演色性好 T5高功率日光燈管採用三波長螢光粉,演色性高,顯色指數CRI達到80以上。高演色性日光燈能使燈光下被照射的物品,色彩鮮艷、逼真,可見度高。無頻閃無頻閃 配置了高頻電子安定器,其工作頻率可達由30KHz-50KHz,因此燈管不會
20、有閃爍現象。而普通T8或T9燈管由於配置之安定器為傳統電感式安定器,工頻僅60Hz,每秒閃60次,會導致燈管頻閃。日光燈的頻閃,無形中會影響人的情緒,分散人的注意力,最嚴重的是影響人的視力。使用無頻閃的T5高功率日光燈管會給您的工作與生活創造一個安靜、舒適與健康的照明環境。T5日光燈的優點 光衰小,使用壽命長光衰小,使用壽命長 T5高功率日光燈管採用優質螢光粉,與精良之製造技術,因此燈管具有光衰小,使用壽命長之特性。1000小時之平均光衰為3.2%,2000小時之平均光衰為8.6%,遠低於國家標準之20%。T5燈管不僅光衰小,平均使用壽命在10,000小時以上光衰小與使用壽命長,使用者不僅可以
21、節省購買燈管之成本,且可免除因燈管壽命短需要頻繁更換之麻煩。含汞量低,減少環境污染含汞量低,減少環境污染 T5日光燈管因為口徑小,體積也小,相對於較大口徑之傳統T8,T9 與T10等燈管,T5燈管的汞含量最少,因此,可以減低對環境的污染。T5日光燈的缺點 與傳統日光燈(T8、T9)比較,科技上沒有突破,節能效果有限。管徑小,照明面積較小,易造成眩光。發光二極體(LED 燈)1.發光二極體 LED 基本特性如何?(1).發光效:目前高功 LED(Light-Emitting Diode)單顆發光效 為 5060 lm/W,比起白熾燈泡發光效 15 lm/W 還要好。(2).輝:目前一般市售的 L
22、ED 的輝大約 0.84 cd/mm2,而鹵素 燈可達到 20 cd/mm2,HID 甚至可以達到 60 cd/mm2。(3).色溫:高功白光 LED 大多以光晶片加上黃色螢光粉的形式 為主,由於激發光源為光晶片,故其頻譜強大多在短波 長,屬於色系白光。高功白光 LED 色溫大約界在 4500K8000 K 之間,屬於高色溫偏光。發光二極體(LED 燈)2.發光二極體 LED 未效提升及用途?(1).白光 LED 後續最為看好的是全球照明光源替換市場,目前白光 LED 發光效已可達 50 lm/W(白熾燈泡發光效為 15 lm/W),但真正具有取代傳統照明市場實,則仍需待白光 LED 發光效
23、提升到日光燈 60-100 lm/W 時方有機會,從發光效看,白光 LED 一旦超過 60 lm/W 後(相當於 20W 日光燈),在照明市 場才可開始普及化,能將效提升至 80 lm/W,則將普及到一 般家庭各式燈具,除發光效及功仍有極大的改善空間 外,未如何能快速低成本也是關鍵,在發光成本上,2001 白光 LED 的成本約 1 美元/lm,2002 至 0.1 美元/lm,未 能將成本至 0.005 美元/lm 以下,才有可能完全成為照明 市場主燈源。發光二極體(LED 燈)(2).目前 LED 的發光效與功與日光燈效相比,仍偏低,有 極大待改善空間。A.目前 LED 發光效:商品化白光
24、 LED 之發光效僅 50lm/W以下,難以實用化。B.目前 LED 功效:一般產品 0.04W,高功產品約 2W 5W。(3).白光 LED 能達到 60 lm/W,LED 燈具將開始普及化,然後逐 漸提升至 80 lm/W,普及至一般家庭。目前白光 LED 在照明市 場需求開始有增加,預期 LED 燈效提升後,可應用範圍如下:A.低照(LCD 背光源):10 lm/W。B.中照(檯燈):2030 lm/W C.高照(所有照明):80100 lm/W。(4).成本的下為普及化的另一因素。LEDLED燈燈LED燈的優點 10萬小時超長壽命:萬小時超長壽命:白熾燈泡或其產品壽命最高大概只有300
25、0小時,而發光二極體照明(LEDs)則可達最高可達100,000小時,連續使用時間更可達10年以上。可組成各種顏色:可組成各種顏色:豐富了發光二極體(LED)生命不可或缺的特點。驅動相對簡單:驅動相對簡單:模組化,隨插即用,亦可使用脈動式光源或是閃爍式光源。耗電量低省電耗電量低省電:LEDs的能源效率是白熾燈泡的10到50倍以上,而且最高可降低操作成本達90。體積小體積小:高科技電子產品當然是越小越有產品價值。LED燈的優點 反應速度快反應速度快:不閃爍,一按即亮。耐震耐摔:耐震耐摔:因為固態式沒有可移動的部份或燈絲,比傳統的燈泡更耐久,更加可 以承受破損、斷 裂、震動、衝撞以及溫度的驟變。易
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