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研究生:張仁川
研究生(外文):Jen-Chuan Chang
論文名稱:室內燈具節能比較研究-以螢光燈及白光LED燈為例
論文名稱(外文):Comparison of Luminaires’ Energy Conservation Extent -A Case Study of Fluorescent and LEDs Lamps
指導教授:張謙允張謙允引用關係
指導教授(外文):Chian-Yeun Chang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:室內設計研究所
學門:設計學門
學類:空間設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:發光效率用電密度節能均齊度
外文關鍵詞:Energy ConservationUniformity ratioLuminous Efficacyunit lighting power density
相關次數:
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摘要

在當今注重節能減碳的時代,所有需要耗費能源的產品,包括燈具,都需要盡可能滿足這個條件。室內照明涉及數量龐大的燈具,不可不注重其節能的效率。本研究就此檢視照明用途之燈具的節能效率,比較其間差異,同時試圖藉由燈具模組內的光學機構變異,探討其與節能效率的關係。
其研究方法為(一)蒐集市面上使用率高的燈具,以為探討對象,(二)量測各產品樣本相關參數,以掌握其節能效率,(三)以3D模擬軟體套用各產品量測參數,以計算各燈具於虛擬空間中的投光效率,藉之檢討光能運用之效率。如此,可於規格選擇多、品質及屬性差異大,對使用者而言易生混淆之多樣產品以系統化步驟過濾。最後,研究中透過市面上代表性的螢光燈、LED燈燈具為樣本,由多向度分析(multidimensional scaling analysis, MDS)於均齊度、用電密度、統一眩光指數、AC功率因數、總諧波失真、閃爍、發光效率、用電度數及演色值等九組參數間,探討滿足最多屬性條件的評估模式。經分析後發現優勢燈具在均齊度、用電密度數雙指標皆有不俗表現。因此在各項照明指標亦名列前茅,然相較前者反而閃爍該項參數表現不佳、此現象猶以螢光燈最為顯著。有鑑於此研究中匯集各項燈具參考指標供日後照明運用時探討檢視。

關鍵詞:用電密度、均齊度、節能、發光效率
Abstract
In the era of energy-saving and carbon reduction, energy consuming products, including lamps, need to satisfy this condition as much as possible. Indoor lighting comprises of a myriad of lamps, need to be energy efficient. To learn how efficient modern lamps are, this study made a comparison among seleted samples. In the mean time, the research explores the relationship between energy-efficiency and optical variation associated with each lamp’s fixture. .
To identify energy-efficient product as well as it’s optical design, this research conducted (a) experimental lamp samples collection, including fluorescent light tubes, LED lamps, and metal halide lamps, (b) measurement of every lamp’s energy-related attributes to determine the degree of energy-efficiency, (c) 3D simulation of every lamp’s lighting application in terms of such varibles as average lighting level, uniformity ratio of illuminanc(URI), unit lighting power density(ULPD), unified glare rating (UGR), power factor (PF), total harmonic distortion, flicker ratio, electric power and color rendering index, and so on, through DIAlux lighting program. In this way, these complex variables can be sorted out effectively. MDPREF statistical program was employed to further compare these lamps concening the above variables. The results revealed that highest entry lamps performed well in the uniformity ratio of illuminance and unit lighting power density. but not in the flicker ratio variable. This is quite obvious to fluorescent lamps. Similar findings are edited for future reference.

Keyword: Uniformity ratio、unit lighting power density、Luminous Efficacy、
Energy Conservation
目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
謝誌 III
目錄 III
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1. 研究背景與動機 1
1-2. 研究目的 4
1-3. 研究設計 5
1-4. 研究範圍 8
第二章 相關文獻 9
2-1. 室內燈具節能發展 9
2-2. 室內燈具節能文獻探討 14
2-3. 室內燈具節能參數彙整 19
2-4. 照明名詞解釋 20
2-4-1. 光束照明計算: 20
2-4-2.室指數(R1): 21
2-4-3.照明率(U): 22
2-4-4.維護率(M): 23
2-4-5.室內的反射率: 23
2-4-6.照度(illumination): 24
2-4-7.光源效率: 24
2.5. 多向度評量法 25
第三章 實驗範圍與方法 29
3-1. 研究方法實驗室設計條件 29
3-2. 室內燈具節能參數 30
3-2-1. 均齊度(Uniformity ratio of illuminance): 31
3-2-2. 用電密度(unit lighting power density): 32
3-2-3. 統一昡光指數(Unified Glare Rating;UGR): 34
3-2-4. AC功率因數(Power factor, P.F.): 35
3-2-5. 總諧波失真(ITHD%): 36
3-2-6. 閃爍(Flick%): 37
3-2-7. 發光效率(Luminous Efficacy:Lm/W): 38
3-2-8. 用電度數: 38
3-2-9. 演色性(Color rendering index): 39
3-3. 實驗儀器 41
3-4. 照明軟體 50
第四章 燈具節能特性 55
4-1.調查樣本建立 55
4-2. 受測燈具參數建立 56
4-3. 實驗參數取樣程序與結果分析 59
4-3-1. 均齊度(Uniformity ratio of illuminance): 59
4-3-2. 用電密度(unit lighting power density) 62
4-3-3. 昡光指數(Unified Glare Rating;UGR):: 64
4-3-4. AC功率因數(Power factor, P.F.): 66
4-3-5. 總諧波失真(ITHD%): 68
4-3-6. 閃爍(Flick%): 70
4-3-7. 發光效率(Luminous Efficacy:Lm/W): 73
4-3-8. 用電度數: 74
4-3-9. 演色性(Color rendering index) : 76
4-4. 綜合參數彙整 77
第五章 燈具節能屬性評量建立 83
5-1. 多元尺度運用於照明屬性分析評量 83
5-1-1. 偏好空間變異量解釋率累進百分比: 83
5-1-2. 屬性投影至向度值分析評量: 85
5-1-3. 燈具節能相關屬性係數分析評量: 88
5-2. 節能燈具綜合探討與參數建立: 97
第六章 結論與建議 101
6-1. 研究結論 101
6-2. 研究建議 104
參考文獻 106
1.中文文獻 106
2.外文文獻 108


圖目錄
圖 1、加裝反光板T-bar燈具 3
圖 2、加裝與未加裝反光板配光曲線比較圖 4
圖 3、研究流程架構圖 7
圖 4、東亞LED-MR16燈泡 10
圖 5、東亞LED-PAR燈泡 11
圖 6、大用戶各型式燈具裝置容量(kW)比例統計圖 13
圖 7、蝙蝠翼的配光型式圖 15
圖 8、燈具反射罩及遮光角 15
圖 9、控制光線的行進方向 16
圖 10、燈具光源背部加裝反光板 17
圖 11、燈具光源背部加裝反光板 18
圖 12、自製弧形夾具固定於鋁板上 18
圖 13、室指數光源到作業面的照度比值 21
圖 14、光束反射種類示意圖 22
圖 15、MDPREF各屬性二度空間分佈圖(以螢光燈為例) 27
圖 16、△V10評估法之視感度曲線 37
圖 17、2M積分球 42
圖 18、輔助光源 43
圖 19、分析的軟體系統 43
圖 20、交流/直流電源供應器PROGRAMMABLE AC/DC POWER SOURCE EC1000S 44
圖 21、光電流計6485 PICOAMMETER 44
圖 22、直流電源供應器:Agilent Technologies型號N5768A 45
圖 23、多功能電表:Agilent 型號 34970A 45
圖 24、配光曲線量測儀器系統平面圖 47
圖 25、配光曲線量測儀器 48
圖 26、配光曲線儀器配置機制 49
圖 27、配光曲線量測原理 49
圖 28、配光曲線儀量測的配光數據 51
圖 29、為模擬空間編輯設定畫面 51
圖 30、為燈具與家具配置設定畫面 52
圖 31、工作面等照圖PDF檔案格式 53
圖 32、照明軟體計算結果 54
圖 33 、昡光指數計算方向位置 64
圖 34、LED光譜色度座標圖 76
圖 35、LED偏好性認知空間向度圖 86
圖 36、螢光燈偏好性認知空間向度圖 88
圖 37、LED燈具節能屬性空間集群 90
圖 38、螢光燈燈具節能屬性空間集群 90
圖 39、LED燈屬性聯合空間圖 94
圖 40、螢光燈屬性聯合空間圖 96





























表目錄
表 1、各種光源產品分類及光源效率比較 12
表 2、2007年國內白熾燈產銷調查表 13
表 3、建材反射率 24
表 4、為一般常用光源效率比較表 25
表 5、均齊度大小示意圖 32
表 6、照度參考基準 33
表 7、發光效率計算 38
表 8、傳統光源的演色性比較 39
表、 9臥式分佈光度測試量測系統 46
表 10、照明軟體計算結果 53
表 11、螢光燈燈具節能參數 57
表 12、LED線型燈燈具節能參數 58
表 13、LED燈於作業面平均照度彙整 60
表 14、均齊度量測數據統計排名 61
表 15、燈具效率負載表 62
表 16、用電密度量測數據統計排名 63
表 17、眩光指數量測數據統計排名 65
表 18、功率因數量測數據統計排名 67
表 19、總斜波失真量測數據統計排名 69
表 20、閃爍量測數據統計排名 72
表 21、發光效率量測數據統計排名 73
表 22、用電度數量測數據統計排名 75
表 23、演色性量測數據統計排名 77
表 24、 LED參數排名匯整 78
表 25、螢光燈參數排名匯整 79
表 26、前三名燈具參數 80
表 27、節能燈具參數彙整排名 81
表 28、LED燈空間變異量解釋率累進百分比 84
表 29、螢光燈空間變異量解釋率累進百分比 84
表 30、LED燈屬性投影至向度值排序表 86
表 31、螢光燈燈屬性投影至向度值排序表 87
表 32、LED燈具節能相關屬性係數 89
表 33、螢光燈燈具節能相關屬性係數 89
表 34、LED各屬性正投影值 93
表 35、LED燈矩陣排序偏好 94
表 36、螢光燈各屬性正投影值 95
表 37、螢光燈矩陣排序偏好 96
表 38、LED前三名屬性評量偏好表 98
表 39、螢光前三名屬性評量偏好表 99
1.中文文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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