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社區戶外照明節能與綠色照明之研究

Outdoor Lighting and Energy Conservation with Green Lights Program in Residential Community


趙又嬋* 郭柏巖**

關鍵字：綠色照明，照明功率密度，照明模擬，節能

摘要

高效率、安全舒適、低光害的「綠色照明計畫」是當前照明規劃設計之目標，不僅能節約能源，同時也能

降低夜間照明對整體環境的各種衝擊。然而過去台灣的戶外照明常有使用低效率燈具、或是燈具超量設計之情

形，加上未有具體的戶外照明節能規範，故此部分有檢討改進的空間。本研究以住宅社區為研究對象，探討周

邊道路照明與戶外活動廣場照明節能基準與設計建議。燈具設置之節能依據，以「照明功率密度（LPD）」做為

主要評價對象；照明品質則以現行的路面輝度、照度與均齊度做為依據。而後透過電腦模擬得出各光源類型下，

針對照明品質維護與節能效益提升之設置建議。本研究最終提出社區戶外照明 LPD 之建議基準值，可做為照明

節能之評估依據，提升都市能源效益、維護夜間照明品質。

Outdoor Lighting and Energy Conservation with Green Lights Program in

Residential Community

Yu-Chan Chao* Po-Yen Kuo**

KEYWORDS: Green Lights Program, LPD, Lighting Simulation, Energy Conservation

ABSTRACT

The Green Lights Program is aimed at lighting design with high energy efficiency, safe and safety. However,

outdoor lighting in Taiwan is usually designed with low energy-efficient luminaires or over designed. Moreover, there

is no suitable energy standard for outdoor lighting. To improve lighting environment and propose design suggestion of

energy conservation, road lighting and outdoor lighting in community were chosen as the samples to evaluate lighting

power density (LPD) and lighting quality such as illuminance, luminance and uniformity. The lighting simulation

software DIALux was used to analyze lighting quality and energy efficiency with different lighting sources. The results

not only supply LPD suggestion of energy conservation for community outdoor lighting plan, but also help improve

urban energy efficiency and nighttime lighting environment.

收件日期：2012.07.23；接受日期：2012.11.20 * 逢甲大學建築學系助理教授（通訊作者 Email: [email protected]）

Assistant Professor, Department of Architecture, Feng Chia University, Taiwan **朝陽科技大學建築學系助理教授

Assistant Professor, Department of Architecture, Chaoyang University of Technology, Taiwan

臺灣建築學會「建築學報」第 84 期，41~53 頁，2013 年 6 月，夏季號

JOURNAL OF ARCHITECTURE, No. 84, pp.41~53, Jun. 2013, Summer

mailto:[email protected]

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臺灣建築學會「建築學報」第 84 期，2013 年 6 月，夏季號

JOURNAL OF ARCHITECTURE, No. 84, Jun. 2013, Summer

一、研究背景與目的

不當設置或超量設計的夜間戶外照明，不僅浪費

能源，還會影響照明品質，造成夜間光害問題（light

pollution）。因此戶外照明燈具在降低環境衝擊的前提

下，必須講求「綠色照明」的理念，透過科學的照明

設計，創造高效率、舒適安全、經濟性、低光害的現

代照明環境。

綜觀國內過去與戶外照明有關的規範與 CNS 國

家標準，如「路燈設計規定」（經濟部，1986）、「交

通工程手冊」（交通部，2010）、「市區道路及附屬

工程設計規範」（內政部營建署，2009）、「CNS10779

道路照明」（CNS 10779 中華民國國家標準，2006）

與「CNS 15015 戶外景觀照明燈具」（CNS 15015 中

華民國國家標準，2006）等，內容著重於基本照明品

質的要求，訂定了路面輝度與各區域照度之參考值。

然而這些照明基準僅規定平均值或最小值來保障基

本照明安全，卻不能防制過量照明的設計。相關研究

結果顯示，以「鄰里公園步道照度」為例，平均照度

建議基準為 5 lx，實測平均照度為 16 lx，更有案例高

達 45 lx；社區戶外廣場之平均照度則為 9 lx（林憲

德，2008）。同時目前住宅區常見的水銀路燈，並非

高效率的光源，應順應新型光源的特色，調整現有路

燈規劃設計之原則。故當前夜間照明並非不足，而是

尚未有可依循的節能標準，如照明功率密度（Lighting

Power Density, LPD）之檢討，目前台灣生態社區評估

EEWH-EC 也已納入「社區照明節能」做為「節能減

廢」之指標，正視戶外照明的超量設計之問題（林憲

德等，2012）。本研究以「戶外綠色照明」做為研究

範疇，在維持夜間照明安全水準的前提之下，針對社

區戶外公共照明提出節能設計之檢討與建議。

二、戶外照明相關文獻回顧

2.1 照明功率密度值規範

（1）LEED 與 ANSI/ASHRAE/IESNA 90.1-2010 戶外

照明規範

美國 LEED 綠建築評估系統（USGBC）規範戶

外照明僅用於需增進安全、安全感、舒適度與經濟活

動的地方，照明功率密度（Lighting Power Density,

LPD）不得超過 ANSI/ASHRAE/IESNA 90.1-2010 分

類規範，其中停車場與車道之 LPD 應小於 0.13 W/ft2

（即 1.40 W/m2），寬度在 10 英尺以上的步道及廣場

之 LPD 應小於 0.2W/ft2（即 2.15 W/m2）。（LEED, 2009;

ASHRAE, 2010）

（2）IES 技術報告

北美照明委員會 IESNA 之 LEM-6 報告 “IES

Guidelines for Unit Power Density(UPD) for New

Roadway Lighting Installation”（IESNA，1990）提供

不同寬度道路的照明功率密度換算值，成為後來各國

制訂照明功率密度標準的主要參考來源（表 1）。

（3）中國城市道路設計標準

中國曾對境內 22 座城市的161 條道路的照明功

率密度進行了統計分析，再根據參考資料、路寬分

類，訂出道路節能標準與措施。其中，機動車交通道

路照明應以照明功率密度（LPD）作為照明節能的評

價指標，且不應大於表 2 的規定（CJJ 45-2006 中華人

民共和國行業標準，2006）。

表 1 不同寬度道路的 LPD 換算值（IESNA, 1990）

道路寬度

（m）車道數

LPD 換算值(W/m2)

100 lx 30 lx 20 lx 15 lx 10 lx 8 lx

24～30 ＞6 3.8 0.95 0.63 -- -- --

22 6 3.61 1.08 0.72 -- -- --

16～20 4～5 4.1 1.23 0.83 0.61 0.41 --

15 4 4.50 1.35 0.90 0.68 0.45 --

10～12 3～4 5.67 -- -- 0.85 0.56 0.45

8 2 6.36 -- -- -- 0.63 0.50

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2.2 道路照明標準

目前台灣的道路照明標準之依據，主要有「路燈

設計規定」（經濟部，1986）、「交通工程手冊」（交通

部，2010）與「市區道路及附屬工程設計規範」（內

政部營建署，2009），然而照明品質的基準要求僅有

平均照度與照度均齊度。相對較為完備的道路照明標

準包括歐盟使用的 CIE 140 / EN 13201 規範，以及北

美照明協會 IESNA 的 RP0800 標準（CIE, 2000a；

IESNA, 2000），內容包括平均輝度、輝度均勻度、縱

向均勻度、平均照度、照度均勻度、閾值增量以及環

境比的考量中國的「城市道路照明設計標準」則參考

EN 13201 內容並簡化為表 3。

2.3 戶外照明標準

戶外照明常以地面照度、照度均齊度等項目作為

照明品質及安全性評估之依據，然而戶外照明之定義

廣泛，以「CNS 15015 戶外景觀照明燈具」（CNS 15015

中華民國國家標準，2006）為例，其內容即包括聯外

道路、一般通路、公共廣場、停車場、台階等處。不

同於道路照明以行車需求為優先，考量到社區周圍仍

以居民行走活動為主，故本研究主要以公共廣場所需

照度及均齊度做為參考標準（表 4~表 6）。

三、研究範圍與研究方法

本研究以一般都市住宅社區為調查研究對象，探

討社區戶外公共照明節能之可行性與設計建議，研究

範圍以公共照明設置位置為主，不包括其他景觀或裝

飾性照明，故主要針對（1）道路照明（2）戶外活動

廣場照明兩者進行探討。戶外活動廣場之定義以表 4

「公共廣場」之內容認定之。

由於戶外照明設計應同時兼顧「綠色照明」之照

明品質與節能潛力，故本研究將同時針對「節能」與

「照明品質」兩項因子進行評估。在「節能」部分，

以「照明功率密度（LPD）」做為主要評價對象；「照

明品質」的部分，則以路面輝度、照度與均齊度做為

輔助評估依據。

3.1 社區道路照明節能與綠色照明評估

3.1.1 道路照明功率密度（LPD）之計算

照明功率密度（LPD）定義為單位路面面積上的

照明安裝功率（包含鎮流器功耗），以道路照明為例，

若照明安裝功率為 P，路寬為 W 燈具間距為 S，則路

面照明面積 A=S*W，LPD=P/A。一般先以「流明計

算法」決定燈具流明數（F）、燈具數（N）、燈具間距

（S）等資料，確認平均照度與總安裝功率之後，即

能求得 LPD 值。

表 2 機動車交通道路的照明功率密度值（CJJ 45-2006 中華人民共和國行業標準，2006）

道路级别車道數(條) 照明功率密度值 (LPD)(W/m2) 對應的照度值(lx)

快速路

主要幹道

≥6 1.05 30

＜6 1.25

≥6 0.70 20

＜6 0.85

次幹道

≥4 0.70 15

＜4 0.85

≥4 0.45 10

＜4 0.55

支路

≥2 0.55 10

＜2 0.60

≥2 0.45 8

＜2 0.50

註: 1.本表僅適用於高壓鈉燈，當採用複金屬燈時，應將表中對應的LPD 值乘以1.3。

2.本表僅適用於設置連續照明的常規路段。

3.設計計算照度高於標準值時，LPD 值不得相應增加。

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3.1.2 道路照明品質模擬

本研究運用 DIALux 照明計算軟體為輔助工具，

透過不同類型光源及燈具設置方式，調整計算得出較

佳的燈具設置使用方式，檢視理想的光源類型、照明

品質維護與節能效益之相互關係（圖 1）。該軟體計算

結果可輸出為詳細完整的數據資料，是目前國際間廣

泛使用的照明軟體。主要操作步驟如下：

（1）道路照明模擬模型設定

首先考慮模型之地面反射率與戶外照明之維護

係數，一般柏油路面之反射率設為 0.13（Tan, 1992），

維護係數則參考軟體內建設定「戶外安裝、3 年維護

週期」設為 0.57；道路路寬部分，設定台灣住宅區周

邊常見的次要道路寬度 15m、10m 與 8m 等 3 種尺度；

燈距則與「雙側交錯」兩種模式（圖 2~圖 3，S 為燈

距，W 為路寬）。依常見之燈具設置距離分為 20m、

25m 及 30m 等 3 種間距；燈具排列則設定為「單側

排列」。至於燈具類型，目前常見的住宅社區路燈為

國家標準（CNS 9118 中華民國國家標準，2010）所

定義之二方向半遮隔 B 型燈具，以台北市為例，巷

弄、次要道路採用燈桿高度 3.5m 以上 200W 水銀燈

或 150W 鈉氣燈照明，其桿距約 25~35m，而以台南

市路燈為例，次要道路也使用 200W 水銀燈或 150W

鈉氣燈，然而以 200W 水銀燈最為常見（林憲德等，

2010）。故本研究路燈類型以目前常見的 200W 水銀

燈為對照組，與 150W 高壓鈉氣燈與 LED 路燈進行

表 3 機動車交通道路照明標準值（CJJ45-2006 中華人民共和國行業標準，2006）

級

別道路類型

路面輝度路面照度眩光限制

閾值增量

TI(%)

最大初始值

環境比

SR

最小值

平均輝度

Lav

(cd/m2)

總均齊度

Uo

最小值

縱向均齊度

UL 最小值

平均照度

Eav(lx)

維持值

均齊度

UE

最小值

Ⅰ

快速路、主幹路

(大型公共建築

的主要道路，位

於市中心或商

業中心的道路)

1.5/2.0 0.4 0.7 20/30 0.4 10 0.5

Ⅱ 次幹道 0.75/1.0 0.4 0.5 10/15 0.35 10 0.5

Ⅲ 支路 0.5/0.75 0.4 — 8/10 0.3 15 —

表 4 CNS 15015 戶外各區域照度標準（節錄）(CNS 15015 中華民國國家標準，2006)

對象平均照度（lx）照度基準（lx）參考均齊度

通路

步道 5

1~10

Emin/Emax≧1/20

綠道 3 Emin/Emax≧1/40

遊步道 3 Emin/Emax≧1/40

一般場所 5 1~10

公共

廣場

中央廣場 5

1~10

遊樂場 3

休息廣場 3

表 5 北美照明學會人行步道照度推薦值（IESNA DG-5-1994）(IESNA, 1994)

步道分級一般條件特殊條件

平均水平照度（lx）水平均齊度平均垂直照度（lx）垂直均齊度

公園步道 5 0.10 5 0.20

表 6 國際照明委員會 CIE 對人行道和小路的照明要求（CIE 136-2000）(CIE, 2000)

平均水平照度（lx）最小水平照度（lx）最小半柱面照度（lx）

居住區公園 5 2 2

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比較。對照組路燈實測值與軟體模擬值經先期驗證，

預測相關係數 R=0.945。道路照明相關設計遵循「路

燈設計規定」（經濟部，1986）、「交通工程手冊」（交

通部，2010）與「市區道路及附屬工程設計規範」（內

政部營建署，2009）設置。

（2）道路照明品質因子選定

考量到住宅區周圍道路為次要道路，道路照明品

質標準之選定則參考表 2 及表 3 中「支路」道路層級

之相關基準項目，道路照明品質需求採計「路面輝

度」、「總均齊度」、「平均照度」、「均齊度」與「閾值

增量」等因子（表 7）。而後將步驟（1）之條件逐一

帶入照明模型中運算，則可得出不同燈具使用時之道

路照明品質。

3.2 社區戶外廣場照明節能與綠色照明評估

戶外廣場照明功率密度（LPD）定義與前述相

同，以燈具總安裝功率除以總照明面積。由於戶外廣

場的照明面積一般難以確切定義，故此處以單根燈桿

為中心，距燈桿 1~2 倍高度距離見方內的面積計算，

做為照明模擬計算範圍。模擬結果則參照 CNS 規範

（表 4）以及國際照明委員會 CIE、北美照明協會

IESNA 制訂的「照度」標準與「均齊度」要求（表 5、

表 6）做為照明品質檢視之依據（CIE, 2000b; IESNA,

1994）。模擬用燈具則選擇戶外常見的高壓鈉氣燈與

LED 燈，設置高度為 4m，並選擇符合低光害的「完

全截光型（full cut-off）」燈具進行模擬。

四、研究結果解析

4.1 社區道路照明節能與照明品質分析

4.1.1 道路照明功率密度（LPD）分析

社區道路照明LPD基準參照表 1及表 2，10m~15m

路寬訂為 0.60 W/m2，8m 路寬訂為 0.50 W/m2（表 7），

LPD 越低，表示越為節能。模擬結果依照燈具排列方

式的不同，整理如表 8 與表 9 所示。

（1）道路寬度、燈距與 LPD 之關係

由於 LPD 之計算是以燈具總安裝功率除以總照

明面積，每盞燈具涵蓋的照明面積越大，LPD 數值自

然會隨之遞減，故相同燈距設置下，於 8m 路寬時 LPD

值最高，於 15m 路寬時最低。同理，在相同路寬的條

件下，20m 燈距時 LPD 值最高，30m 燈距時 LPD 值

最低。然而就整體結果而言，於 8m 路寬時，LPD 值

介於 0.58~1.25 W/m2；於 10m 路寬時，LPD 值介於

0.46~1.00 W/m2；至 15m 路寬時，LPD 值下降至

0.31~0.67 W/m2，幾乎全部 LPD 可低於 0.60 W/m2。

（2）照明燈具與 LPD 之關係

本研究採用水銀燈、高壓鈉氣燈、LED 三種常見

的路燈規格進行模擬，規格如表 8 及表 9 所示。結果

顯示，水銀燈為三者中發光效率及 LPD 效能最差的

燈具，高壓鈉氣燈次之，LED 路燈最佳，尤其路燈設

圖 1 以 DIALux 軟體計算道路照明（圖中為路面照度計算之示意）

圖 2 單側排列圖 3 雙側交錯排列

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置於 15m 道路時，高壓鈉氣燈與 LED 燈之 LPD 均能

低於 0.60 W/m2。三者中又以 LED 路燈在各種路寬與

燈距的設定下最能合乎參考值。

4.1.2 道路照明品質分析

（1）平均輝度與輝度均齊度

目前 CIE 以及國外多數的道路照明標準均是以

輝度做為標準，平均輝度為路面整體的輝度平均值，

輝度總均齊度（U0）則為路面上最小輝度與平均輝度

之比值。平均輝度與照明面積有關，尤其在 8m 路寬

時，整體平均輝度幾乎呈現合格的狀態。進一步從燈

具類型分析，裝設水銀燈的路面平均輝度最低、高壓

鈉氣燈最高、LED 燈次之；然而輝度均齊度卻是以水

銀燈表現較佳，尤其路寬越寬時，LED 路燈的輝度均

齊度大幅下降，顯示此時路面之輝度分布有明顯明暗

對比不均的情形，此現象應與 LED 光源配光特性有

關。若變更燈具排列方式，可知平均輝度的數值並無

明顯差異，但燈具「雙側交錯排列」時之輝度均齊度

較「單側排列」的方式為佳。

表 7 本研究道路照明品質因子與參考基準值

路寬 LPD

(W/m2)

路面輝度路面照度閾值增量 TI(%)

最大初始值平均輝度(cd/m2) 均齊度平均照度(lx) 均齊度

10~15m 0.60 0.75 0.4

10 0.3 15

8m 0.50 0.50 8

表 8 社區道路照明模擬結果（燈具單側排列）

燈具資料

燈具分類水銀燈高壓鈉氣燈 LED 燈

配光曲線

總安裝功率 W 200 176 138

光通量 lm 10000 17500 10350

發光效率 lm/W 50 99.4 75

設定

燈距 m

30 25 20 30 25 20 30 25 20 照明品質基準

8m

道路

平均輝度 cd/m2 0.50 0.67 0.81 1.00 1.00 1.20 1.49 0.91 1.10 1.37

輝度均齊度 U0 0.4 0.4 0.4 0.5 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4

TI ％ 15 12 11 10 7 6 6 10 8 7

平均照度 lx 8 11 13 16 18 22 27 17 20 25

照度均齊度 Eu 0.3 0.4 0.5 0.6 0.5 0.5 0.5 0.4 0.5 0.6

LPD W/m2 0.50 0.83 1.00 1.25 0.73 0.88 1.10 0.58 0.69 0.86

10m

道路

平均輝度 cd/m2 0.75 0.59 0.72 0.88 0.87 1.04 1.30 0.79 0.94 1.18

輝度均齊度 U0 0.4 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 0.1 0.2 0.2

TI ％ 15 14 13 11 8 7 6 10 9 8

平均照度 lx 10 10 12 14 16 19 24 15 17 22

照度均齊度 Eu 0.3 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.3

LPD W/m2 0.60 0.67 0.80 1.00 0.59 0.70 0.88 0.46 0.55 0.69

15m

道路

平均輝度 cd/m2 0.75 0.46 0.55 0.68 0.65 0.78 0.97 0.58 0.69 0.87

輝度均齊度 U0 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1

TI ％ 15 17 15 14 9 9 7 10 9 8

平均照度 lx 10 7 9 11 12 14 17 11 13 16

照度均齊度 Eu 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1

LPD W/m2 0.60 0.44 0.53 0.67 0.39 0.47 0.59 0.31 0.37 0.46

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（2）閾值增量（TI）

「閾值增量（TI）」是用來評估道路照明是否產

生失能眩光的指標，取決於光線在駕駛眼睛上產生的

照度以及觀看燈具的角度，表示在眩光存在時要能看

清物體所需要增加的輝度百分比，CIE 在各種道路照

明分級的適應輝度下，TI 均不能超過 15%之上限。本

研究模擬結果均符合 TI 之要求。

（3）平均照度與照度均齊度

戶外照明之照度均齊度（Eu）為路面最小照度與

平均照度的比值。模擬結果顯示，除了水銀燈於 15m

路寬時之平均照度稍微不足之外，其餘情況下平均照

度均高於 10 lx，在 8m 路寬時，高壓鈉氣燈所提供之

照度甚至可高至 20~30 lx。然而在照度均齊度的部

分，仍以 LED 路燈的表現較差，燈具「雙側交錯排

列」時之照度均齊度也較「單側排列」時佳。

4.1.3 社區道路綠色照明之綜合分析

戶外照明設計應同時兼顧照明品質與節能潛力

才符合綠色照明之需求。整體觀之，水銀燈、高壓鈉

氣燈、LED 燈三種燈具均能符合基本的道路平均照度

需求，高壓鈉氣燈與 LED 燈相較水銀燈則較能達成

平均輝度之標準。然而在均齊度部分，特別是輝度均

齊度（U0），則大部分未能達到標準，若進一步考量

燈具排列方式，則「雙側交錯」排列可提升均齊度。

表 9 社區道路照明模擬結果（燈具雙側交錯排列）

燈具資料


配光曲線

總安裝功率 W 200 176 138

光通量 lm 10000 17500 10350

發光效率 lm/W 50 99.4 75

設定

燈距 m

30 25 20 30 25 20 30 25 20 照明品質基準

8m

道路

平均輝度 cd/m2 0.50 0.70 0.84 1.06 1.03 1.24 1.55 0.93 1.12 1.40

輝度均齊度 U0 0.4 0.5 0.5 0.7 0.4 0.5 0.6 0.5 0.5 0.6

TI ％ 15 13 12 11 7 6 5 9 8 7

平均照度 lx 8 11 13 16 18 22 27 17 20 25

照度均齊度 Eu 0.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 0.6 0.6

LPD W/m2 0.50 0.83 1.00 1.25 0.73 0.88 1.10 0.58 0.69 0.86

10m

道路

平均輝度 cd/m2 0.75 0.62 0.75 0.94 0.90 1.08 1.35 0.80 0.96 1.21

輝度均齊度 U0 0.4 0.4 0.5 0.6 0.3 0.4 0.5 0.3 0.4 0.6

TI ％ 15 14 13 12 7 7 6 10 8 7

平均照度 lx 10 10 12 15 16 19 24 15 17 22

照度均齊度 Eu 0.3 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3

LPD W/m2 0.60 0.67 0.80 1.00 0.59 0.70 0.88 0.46 0.55 0.69

15m

道路

平均輝度 cd/m2 0.75 0.49 0.58 0.75 0.68 0.81 1.02 0.59 0.71 0.89

輝度均齊度 U0 0.4 0.3 0.4 0.6 0.2 0.3 0.5 0.2 0.3 0.4

TI ％ 15 16 15 13 9 8 7 10 8 7

平均照度 lx 10 7 9 11 12 14 17 11 13 16

照度均齊度 Eu 0.3 0.3 0.3 0.4 0.2 0.2 0.4 0.1 0.2 0.3

LPD W/m2 0.60 0.44 0.53 0.67 0.39 0.47 0.59 0.31 0.37 0.46

48



不同路寬的照明結果也有所差異，整體而言以 8m 路

寬時的照明品質較佳，但隨著路寬增加照明品質遞

減，至 15m 路寬時僅能維持基本的平均照度。燈具裝

設間距則以 25m 時之照明品質較為理想。

將三種燈具分別就表 8 與表 9 之「節能效益」、

「照明品質」進行綜合比較（表 10），各類光源於各

項目之模擬值若均能合乎基準值之要求，則認定為

「優良」，2/3 項目符合則認定為「良」，不合格項

目在 1/3 以上者則認定為「不佳」。「節能效益」以

高壓鈉氣燈與 LED 表現較佳，常見的水銀路燈不僅

較難達成道路照明品質需求，同時也較為耗能，約為

LED 路燈的 1.4 倍，漸不符合當前照明需求。在「照

明品質」部分，由於道路照明之輝度比照度更為重

要，於此高壓鈉氣燈與 LED 燈各有擅場，但高壓鈉

氣燈在輝度均齊度表現較為不足，LED 燈則較無法滿

足照度均齊度。

在燈具的選用上，三種燈具各有其優缺點。整體

而言，水銀燈缺點較多，高壓鈉氣燈之 LPD 雖然約

為 LED 路燈的 1.2 倍，然而其在平均輝度、輝度均齊

度、平均照度與照度均齊度的表現最佳，同時發光效

率高、設備便宜的優點，目前仍有不可取代的地位。

LED 路燈雖然有較低的 LPD 值，然而其主要缺點在

於光源所能提供的道路均齊度不佳，尤其路寬越寬越

為明顯，顯示 LED 路燈容易造成路面強烈的明暗對

比。就整體模擬結果而言，住宅區周邊 10～15m 的周

邊道路可考慮使用高壓鈉氣燈，8m 以下之道路則可

考慮使用 LED 路燈。

4.1.4 社區道路照明 LPD 之建議

就模擬結果顯示，若僅考慮合乎路面平均照度 10

lx 之要求，此時 LED 路燈之 LPD 為 0.31 W/m2，高壓

鈉氣燈 LPD 為 0.39 W/m2，此時水銀燈之 LPD 值約

為 LED 之 2 倍、為鈉氣燈之 1.7 倍（表 11），在照

度相近的情形下，可證明水銀燈為高耗能之燈具。然

而為了顧及行車行人之安全，道路照明不能單以節能

功率為首要目標，仍須兼顧照明品質，故在全部合乎

照明品質基準的前提下，此時高壓鈉氣燈之 LPD 上

升為 0.59 W/m2，LED 路燈之 LPD 上升為 0.58 W/m2，

兩者效率不相上下（表 12）。三種燈具於不同路寬下

且符合道路照明品質要求時之各項數據及 LPD 值則

整理於表 13~表 15，其結果符合本研究對「綠色照明」

之設定，可直接做為道路照明規劃設計之參考。表 12

之結果雖然與表 1 及表 2 中對應路寬的 LPD 基準值

（0.63 W/m2及 0.60 W/m2）相近，然而此時的平均照

度 17 lx 卻高於 10 lx。當平均照度高於原基準值時，

LPD 值自然也會隨之升高，這也是表 8 及表 9 中大部

分的 LPD 模擬結果會超過 0.60 W/m2的原因。事實上

為了便於比較，可將 LPD 調整為同一平均照度下之

基準，於是表 13~表 15 之 LPD 值經換算後，可得出

在特定的平均照度下對應的 LPD 換算值，結果整理

於表 16~表 18。例如，道路平均照度為 10 lx 時，鈉

氣燈對應各路寬之 LPD 換算值均小於 0.40 W/m2（表

17），LED 燈對應各路寬之 LPD 換算值則接近 0.30

W/m2（表 18），事實上除水銀燈之外，均已低於 0.60

W/m2，符合表 1 及表 2 之要求。此外，不同光源所

求出的 LPD 值也不同，以高壓鈉氣燈為基準，複金

屬燈之 LPD 約為其 1.3 倍，LED 燈則介於其 LPD 值

之 47%~89%（胡英奎等，2012），這是由於各光源

的光通量比不同所致，本研究結果與之相符。本研究

雖未選用複金屬燈，然而在相同照度基準下，可知以

水銀燈之 LPD 值最高，高壓鈉氣燈次之，LED 燈最

低。

最後，表 16~表 18 之 LPD 換算值是以合乎平均

照度情形考量，若僅考慮平均照度時，則表 16~表 18

之數據可直接做為 LPD 基準值，但是表 16~表 18 之

LPD 在平均照度 10 lx 以下時，卻未必能全數符合平

均輝度與輝度均齊度的需求。雖然 LPD 值為越低越

好，但在提供 LPD 設計建議時，還是希望達成節能

與品質皆具的綠色照明目標，故本研究仍以表 13~表

15 之數值為參考依據，並將 LPD 建議值修正進位至

小數點後第一位（表 19），從鼓勵的角度降低 LPD

應用評估初期階段之門檻。以高壓鈉氣路燈為例，

LPD 建議值於 15m 路寬時為 0.6 W/m2，於 10m 路寬

時為 0.7 W/m2，8m 路寬時為 0.7 W/m2。

49



表 10 道路照明模擬結果綜合比較


總安裝功率 W 200 176 138

光通量 lm 10000 17500 10350

路寬 8m 10m 15m 8m 10m 15m 8m 10m 15m

照

明

品

質

平均輝度（cd/m2） ◎ Δ Δ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○

輝度均齊度 ○ Δ Δ Δ Δ Δ ○ Δ Δ

平均照度（lx） ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

照度均齊度 ○ ○ Δ ○ ○ Δ ○ Δ Δ

◎：優良 ○：良 Δ：不佳

表 11 三種路燈 LPD 最小值之比較（僅考慮路面平均照度高於 10 lx 時）

燈具排列

方式光通量

Lm

功率

W

路寬

（m）

燈距

（m） Lav

(cd/m2) Uo

TI

(%)

Eav

(lx) Eu

LPD

(W/m2)

水銀燈單側 10000 200 15 20 0.68 0.2 14 11 0.3 0.67

鈉氣燈單側 17500 176 15 30 0.65 0.2 9 12 0.2 0.39

LED 燈單側 10350 138 15 30 0.58 0.1 10 11 0.1 0.31

表 12 三種路燈 LPD 最小值之比較（合乎所有道路照明品質要求時）

燈具排列

方式光通量

lm

功率

W

路寬

（m）

燈距

（m） Lav

(cd/m2) Uo

TI

(%)

Eav

(lx) Eu

LPD

(W/m2)

水銀燈雙側 10000 200 10 25 0.75 0.5 13 12 0.4 0.80

鈉氣燈雙側 17500 176 15 20 1.02 0.5 7 17 0.4 0.59

LED 燈單側 10350 138 8 30 0.91 0.4 10 17 0.4 0.58

表 13 不同路寬下且合乎照明品質要求時之 LPD 值（水銀燈）

燈具排列

方式光通量

lm

功率

W

路寬

（m）

燈距

（m） Lav

(cd/m2) Uo

TI

(%)

Eav

(lx) Eu

LPD

(W/m2)

水銀燈雙側

交錯 10000 200

15 20 0.75 0.6 13 11 0.4 0.67

10 25 0.75 0.5 13 12 0.4 0.80

8 30 0.70 0.5 13 11 0.5 0.83

表 14 不同路寬下且合乎照明品質要求時之 LPD 值（鈉氣燈）

燈具排列

方式光通量

lm

功率

W

路寬

（m）

燈距

（m） Lav

(cd/m2) Uo

TI

(%)

Eav

(lx) Eu

LPD

(W/m2)

鈉氣燈雙側

交錯 17500 176

15 20 1.02 0.5 7 17 0.4 0.59

10 25 1.08 0.4 7 19 0.4 0.70

8 30 1.03 0.4 7 18 0.5 0.73

表 15 不同路寬下且合乎照明品質要求時之 LPD 值（LED 燈）

燈具排列

方式光通量

lm

功率

W

路寬

（m）

燈距

（m） Lav

(cd/m2) Uo

TI

(%)

Eav

(lx) Eu

LPD

(W/m2)

LED 燈雙側

交錯 10350 138

15 20 0.89 0.4 7 16 0.3 0.46

10 20 0.96 0.4 8 17 0.3 0.55

8 30 0.91 0.4 10 17 0.4 0.58

表 16 不同寬度道路在合乎平均照度條件下之 LPD 換算值（水銀燈）

道路寬度

（m）

LPD 換算值(W/m2)

30 lx 20 lx 15 lx 10 lx 8 lx

15 1.83 1.22 0.91 0.61 --

10 -- 1.34 1.00 0.67 0.53

8 -- -- 1.13 0.75 0.60

50



4.2 社區戶外廣場照明節能與照明品質分析

社區的戶外廣場與周邊道路照明不同，使用者

以行人為主，而非機動車輛，一般最基本的照明品

質僅要求平均照度維持在 5 lx 即可（CNS 15015 中

華民國國家標準，2006），若以「平均照度」的標

準並參照 3.2 節的設定進行照明模擬，在數種常見高

壓鈉氣燈及 LED 燈具規格的模擬試驗下，此時戶外

廣場之 LPD 介於 0.32～0.37 W/m2之間（表 20）。

然而廣場照明僅考慮平均照度仍有所不足，戶外

廣場是社區居民往來行走與活動的地方，且廣場大

部分是位於鄰里公園中，因此本研究進一步參考 CIE

對住宅區公園內活動區域的照明要求（ CIE

136-2000）與北美照明學會的公園步道照度推薦值

（IESNA DG-5-1994），加入「最小照度」、「均

齊度」與「平均垂直照度」的基準進一步確保照明

品質（CIE, 2000b; IESNA, 1994）。模擬結果顯示，

在滿足照明品質且 LPD 值最低的情況下，LED 燈與

高壓鈉氣燈的表現不分軒輊，此時 LPD 則提升至

0.56 W/m2及 0.58 W/m2（表 21），因此照明 LPD 值

則建議控制在 0.6 W/m2以下，同時維持地面平均照

度在 5 lx 以上，還需維持最小照度 2 lx 及均齊度 0.10

以上（表 22）。

4.3 社區戶外綠色照明規劃設置之建議

「綠色照明」的理念，在於透過科學的照明設

計，採用效率高、壽命長、安全佳、低光害的照明

產品，來創造有效率、舒適、安全、經濟、有益的

照明環境。因此綠色照明不應僅著重發光效率與

LPD，更應以合乎照明品質要求為目標。本研究主

要經由照明模擬的方式，檢討現有住宅區社區戶外

燈具之發光效率、照明功率密度、照明品質之情形，

在兼顧綠色照明的概念下，得出規劃設置建議。

4.3.1 社區道路綠色照明規劃設置之建議

在「社區道路照明」部分，過去國內相關規範

僅列出「平均照度」與「照度均齊度」之需求，對

於行車時更顯重要的平均輝度、眩光限制並未特別

強調，尤其在照明節能部分，更鮮少有先關研究探

討。本研究針對住宅社區道路提出照明設置建議，

綜合表 7 與表 19 之結果，其中，於 8m~10m 路寬時，

路面輝度應至少維持在 0.5 cd/m2、輝度均齊度 0.4、

路面平均照度至少維持 8 lx、照度均齊度 0.3，使用

水銀燈時 LPD 在 0.8W/m2以下，使用高壓鈉氣燈時

LPD在0.7 W/m2以下，使用LED燈時LPD在0.6 W/m2

以下。15m 路寬時，水銀燈 LPD 在 0.7W/m2以下，

高壓鈉氣燈 LPD 在 0.6 W/m2以下，LED 燈 LPD 在

0.5 W/m2以下。

表 17 不同寬度道路在合乎平均照度條件下之 LPD 換算值（鈉氣燈）

道路寬度

（m）

LPD 換算值(W/m2)

30 lx 20 lx 15 lx 10 lx 8 lx

15 1.05 0.70 0.52 0.35 --

10 -- 0.74 0.56 0.37 0.30

8 -- -- 0.61 0.41 0.33

表 18 不同寬度道路在合乎平均照度條件下之 LPD 換算值（LED 燈）

道路寬度

（m）

LPD 換算值(W/m2)

30 lx 20 lx 15 lx 10 lx 8 lx

15 0.86 0.58 0.43 0.29 --

10 -- 0.64 0.48 0.32 0.26

8 -- -- 0.52 0.34 0.28

表 19 社區道路照明之 LPD 建議值


路寬（m） 15 10 8 15 10 8 15 10 8

LPD 建議值 (W/m2) 0.7 0.8 0.8 0.6 0.7 0.7 0.5 0.6 0.6

51



依據本研究結果，社區道路照明部分可逐漸淘汰

效率不佳的水銀路燈，8m 以下道路可選用 LED 路

燈，8m~15m 道路可選用高壓鈉氣燈，燈具裝設間距

以 25m 為宜，若均齊度不足，可考量將燈具單側排列

改為雙側交錯排列，除此之外，也應考量選擇低光害

的燈具樣式（如全截光型燈具）避免造成住宅光侵擾

（light trespass）問題。

4.3.2 社區戶外廣場綠色照明規劃設置之建議

社區「戶外廣場照明」LPD 值建議控制在 0.6

W/m2以下，不僅目前主流之戶外景觀燈具如高壓鈉

氣燈與 LED 燈均能符合其需求，同時避免燈具設置

過密，選用效率較高的高壓鈉氣燈、複金屬燈或 LED

燈即可符合照明需求。事實上只要能控制照明品質、

避免過量設計，低於 LPD 建議值並非難事。

五、結論與建議

5.1 結論

本研究為瞭解與改善台灣目前住宅社區照明設計

之現況，以社區照明品質與照明節能為研究對象，評

估綠色照明之可行性。本研究以照明軟體DIALux為輔

助工具，檢視社區道路與戶外廣場之照明品質與照明

功率密度LPD合宜性，提出合理的照明節能規範與設

計建議，可省去無謂的照明設備費用及能源耗費，促

進都市能源有效運用。相關結論如下：

（1）提出社區戶外公共照明功率密度（LPD）之建議

本研究以維持基本照明品質為前提，檢討社區道

路照明與戶外活動廣場之照明安裝功率 LPD，以抑制

過量照明設計。道路照明部分依光源類型、路寬之不

同，LPD 建議值介於 0.5 W/m2~0.8 W/m2 之間（表

19），戶外廣場照明建議值則為 0.6 W/m2。由於目前

國內仍未有相關 LPD 規範，故此結果可做為未來戶

外照明節能規範或生態社區評估之參考。

（2）提出社區戶外綠色照明規劃設置之原則

為發揮光源特性與兼顧節能效益，社區道路照明

設計建議於 8m 以下道路選用 LED 路燈，8m~15m 道

路選用高壓鈉氣燈，雙側交錯排列之方式較單側排列

時之均齊度為佳。戶外廣場設計建議選用效率較高的

高壓鈉氣燈或 LED 燈即可符合照明需求。

5.2 建議

由於社區周圍道路與外部主要幹道之道路層級不

同，因此除了一般道路照明規劃之注意事項之外，還

需確保不致影響居民的日常生活品質，故綠色照明之

規劃設計還可進一步包括低光害設計、分時分段式調

光節能等手法，有待後續研究進一步整合分析。

誌謝

本研究承蒙國科會計畫編號 NSC

100-2218-E-035-001 經費補助，特此感謝。

表 20 戶外廣場照明模擬結果（僅考慮平均照度時）

燈具光通量(lm) 功率(W) 發光效率(lm/W) 平均照度(lx) LPD (W/m2)

LED 燈 8400 95 88.4 11 0.37

鈉氣燈 7000 83 84.3 10 0.32

表 21 戶外廣場照明模擬結果（合乎所有照明品質要求時）

燈具光通量

(lm)

功率

(W)

發光效率

(lm/W)

平均照度

(lx)

最小照度

(lx) 均齊度

平均垂直

照度(lx) LPD

(W/m2)

LED 燈 8400 95 88.4 14 2 0.32 9 0.56

鈉氣燈 7000 83 84.3 14 2 0.26 8 0.58

基準值 -- -- -- 5 2 0.10 5 --

表 22 社區戶外廣場綠色照明設置建議值

平均照度(lx) 最小照度(lx) 均齊度垂直照度 LPD(W/m2)

5 2 0.10 5 0.6

52



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