2008年12月1日 星期一

校園節能 有害視力?

 文/陳楊文(台達電子文教基金會環境計劃主任)
 圖/Flickr創用分享(coolmonfrere上傳)

 灣帶眼鏡的人口比例幾乎可說是全球之冠,且發生視力惡化、近視的情況可早在小學就發生,據2006年的調查,小學生一年級生學童近視的比例就已經接近20%,而到了六年級近視更是高達50%的學童數。一般人會認為,造成視力問題應該是來自求學過程中大量的閱讀。在這種亟需改善閱讀照明的情況下,再談教室照明的節能是否有危害健康之虞?


傳統燈管雖省電 用久燈管易閃爍
 台灣目前教室內傳統照明使用的是T9燈管,燈具大致分為兩種類型,一種是下掛式具有簡易反光板、兩隻螢光燈管一組的燈具;另外一種燈具是用在天花板,由四隻較短燈管組合成一組的吸頂燈具。除此之外,黑板上方另有單隻燈管的照明燈具。

 以T9螢光燈管作為教室照明,已經比舊式的電燈泡省電許多。前者一支燈管的耗電約是40W,後者燈泡耗電60~100W不等。但大多數使用者都會有這樣的經驗,當螢光燈管用久了,不止照明變暗了,更會有惱人的閃爍問題,造成眼睛的不適。

 就環保的角度來看,T9燈具雖然省電,但有含汞的問題,處理不當會造成環境的污染。隨著科技的發展,有更環保節能的照明燈具出現,也就是目前最熱門的使用T5燈管的燈具。

T5燈管 省電又對眼睛好
 所謂的T5或T9的規格,即為燈管的管徑大小不同,數字越小表示管徑越小。T5是16mm而T9較大是28mm,管徑大體積就大,裡面所使用的汞含量當然相對就偏多。T9燈管的含汞量是15 mg而T5減少到3 mg而已,且T5燈管內用的固體汞,如不小心燈管破碎,也比較不會造成汞散失污染問題。

 在用電量方面,傳統T9耗電38W加上鐵磁式啟動器9.5W,共是47.5W;T5則是耗電28W加上電子式安定器3W共是31W,兩組相差16.5W。這裡有個新的觀念就是:就耗能來說,必須考慮電子安定器與燈管的匹配問題,要是兩者的匹配性不佳,有可能省電的效果就會打折扣。因此,最佳的狀況是省下41%(16.5÷40.5)的電量,而根據此節能我們可以算出一年約省下多少電費。

 不諱言的,T5的產品是比較貴,如根據省下電費來換算新舊產品的價差,我們就可以得之這些價差可以從節省多久的時間內換回來,達到價差之後,所省下的錢才是真正賺回來的。

 T5燈管對視力最大的幫助是高頻的發光,相對的T9燈管每秒閃120次,T5燈管每秒閃2~3萬次,對眼力較為友善。由於人眼有視覺暫留的功能,肉眼很難看出這頻閃的差別。我們可以做個小實驗拿即視型電子相機或有相機的手機檢視兩種燈管,就可以看到T9燈管的黑白條紋,而T5燈管就不會有這種現象。

 有人會質疑這種高頻會不會產生電磁波的問題,台達電子文教基金會曾經委託測過更細的T3燈管,即為市面上所見到的如冰淇淋螺旋狀的省電燈泡。檢測的結果,是有電磁波的產生,但遠小於電磁爐,只有在啟動時稍微遠離一下避免突然放出的電磁波即可。而教室如採用T5燈管,離使用者有一段距離,應該是安全的,不過最好有相關單位能夠檢測,好讓使用者安心。

燈具設計 應平行於窗戶

 日前與台北縣教育專家與照明專家討論教室使用節能燈管的問題,由於教育部目前所公布的標準是數年前的《學校教室照明與節能參考手冊》,當時的T5燈具幾乎還未成熟,因此大家需要討論現況,找出能夠反應出現實需求的燈具。討論後的結果,建議教室照明的標準是書桌面為500 Lux、黑板面為650 Lux。採用T5燈管的燈具需要考慮電子安定器的搭配,以及燈具的設計,盡量不要讓燈管外露,避免直視燈管的不舒適與炫光問題。並將T5燈管隨時間消退減暗的問題也要考慮進去,免得時間久了,照度不夠。

 總結的說,採用良好設計的T5燈具,除了較傳統螢光燈省電30%以上,燈管使用壽命長,光的品質較高,較亮也較為接近太陽光的顏色(演色性指標85Ra,最高為100Ra)。如能加上反射高耐鏽蝕的燈罩,可減少炫光,讓輸出的光線更寬廣、更均勻,減輕閱讀時眼力的負擔。

 燈管是一長形的燈具,根據教育部先前所委託的教室照明實驗研究顯示,垂直於黑板與書桌,且平行於窗戶的排列方式,比較不會引起炫光的問題,使用者學生的眼睛比較不會疲勞。反之,如果燈管的長與講台書桌平行,使用者直視到燈管的機會增加,刺眼的炫光反而造成視力降低,眼睛為適應這種光度差異,反而需要費力調整,容易造成眼睛疲勞。

 除此單一燈具的考量外,為考慮善用教室的免費自然光源,建議將平行於窗戶的燈組形成一個共同迴路。以目前教室多為三排燈,就應該設有三個迴路,天晴時可以視亮度情況開關靠近窗戶的燈具。三個迴路加上黑板燈單獨一個迴路,基本上就是四個迴路,如教室將來欲裝上投影機,可將第一排垂直黑板的燈組再做一個迴路,就是一共五個迴路了。如此一來,也可視外界自然光源的變化予以調整開關燈源。

 美國綠建築LEED標章去年才發表的校園綠建築標準LEED-Schools (2007),該標章對於教室照明的規範,是桌面35~50 footcandles。但燈具上並未做進一步的建議,如台灣的校園能將舊有的T9燈管更換成T5燈管燈具,同時兼顧節能與優質照明,將會是先進的作法。



【參考資料】
教育部 2004《學校教室照明與節能參考手冊.pdf
U.S. Green Building council 2007 "LEED for Schools for New Construction and Major Renovations.pdf"


【延伸閱讀】
省電燈泡 點愈久愈暗》張楊乾 5-Sep-08 低碳生活部落格
省電燈泡發出超強電磁波? 專家:啟動瞬間略強》陳乙郎、張楊乾 15-Oct-07 低碳生活部落
 

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