緊急照明燈性能試驗全解析:放電時間、照度維持、電池容量怎麼測?

緊急照明燈型式認可的性能相關試驗,核心是充放電試驗與總光通量試驗。充放電試驗驗證電池在放電 1.5 小時後,電壓仍不低於額定電壓 87.5%;總光通量試驗在充電完成、放電 90 分鐘後,依 IES LM-79-08 方法量測燈具的光輸出。兩項試驗合起來,確認燈具在停電後能夠持續照明,且光量維持在設計值範圍內。

緊急照明燈的性能試驗,屬於型式認可的哪個部分?

緊急照明燈在台灣屬消防安全設備,依「緊急照明燈認可基準」(114年3月20日修正,字號1141600999,自115年1月1日生效)需取得消防署型式認可。型式認可由財團法人消防安全中心基金會(CFS)或財團法人消防技術顧問基金會(TFTF)辦理,送審後由基金會對樣品執行九項試驗,全部通過才取得認可。

九項試驗中,與放電時間、照度維持、電池容量直接相關的三項如下:

試驗項目驗證重點判定標準
充放電試驗電池容量與放電時間放電 1.5 小時後,電池電壓不低於額定電壓 87.5%
總光通量試驗照明持續能力(光輸出)充電完成後放電 90 分鐘,依 IES LM-79-08 方法量測
點燈試驗燈具正常啟動與持續照明點燈後穩定持續照明,無閃爍或異常

點燈試驗的規範:燈具安裝於正常狀態,以每分鐘 20次之速度開閉電源40 次。於切斷常用電源時,燈具即亮;於接通常用電源時,燈具即熄滅。(可簡化放置驗證重點)

其他六項試驗(絕緣電阻、耐電壓、充電、拉放、熾熱線、耐濕)主要驗證電氣安全與結構可靠性,不在本文討論範圍。

放電時間怎麼測?充放電試驗的判定標準是什麼?

充放電試驗的核心,是驗證電池在放電後是否仍保有足夠的剩餘電壓,間接確認電池容量和放電時間符合認可基準要求。

試驗流程如下:燈具先完成充電,確認充電狀態正常後,切換至緊急模式(點燈放電),持續放電 1.5 小時;放電結束後量測電池電壓,判定標準為電壓不低於額定電壓的 87.5%。

充放電試驗驗證的不是「燈能亮多久」的絕對時間,而是電池在 1.5 小時放電後的電壓殘量。電壓不低於額定電壓 87.5%,代表電池容量足夠、內阻正常,燈具在緊急模式下能維持完整的照明時間。

電池容量不足,送測前怎麼確認?

電池容量是充放電試驗最常失敗的原因。廠商在正式送件前,可自行安排預測試,確認以下三個要點:

第一,電池規格確認:確認電池的額定電壓與容量(Ah)與設計書一致,並取得電池廠商提供的放電曲線數據,確認在設計放電電流下的實際可用時間。

第二,充電狀態確認:送測前確保電池已完整充電。充電不完全會直接導致 1.5 小時放電後電壓偏低,誤以為是電池容量不足,實際上是起始 SOC(荷電狀態)不足的問題。

第三,老化因素排除:送測樣品若已使用一段時間,電池可能已有自然衰減。建議使用全新電池組進行型式認可測試,確保結果能代表設計性能,而非老化後的狀態。

照度維持率怎麼量測?總光通量試驗在測什麼?

總光通量試驗量測燈具在放電 90 分鐘後,對外輸出的總光通量(單位:流明,lm)。試驗採用 IES LM-79-08 量測方法——北美電氣照明工程學會(IES)制定的 LED 燈具光度量測標準,要求在積分球或分佈光度計中進行,量測條件須符合標準規定的環境溫度與穩定時間。

試驗流程:燈具充電完成後,切換至緊急模式放電點燈,持續放電 90 分鐘後,在量測設備中取得總光通量數值。此數值作為型式認可文件的一部分,供基金會審查確認燈具光輸出符合設計。

總光通量試驗確認的是燈具在放電 90 分鐘後「還能輸出多少光」。如果此時光通量大幅下滑,代表電池電壓已跌落至 LED 驅動電路無法維持正常輸出的程度,屬於照明維持性能不足。這就是所謂的「照度維持率」問題在試驗層面的體現。

值得注意的是,總光通量試驗量測的是燈具的光源輸出,現場實際地面照度(lux)還受安裝高度、位置、牆面反射率等因素影響,需依「各類場所消防安全設備設置標準」的相關規定確認安裝設計是否達標。

性能試驗常見失敗原因有哪些?

根據試驗實務,常見的失敗模式集中在以下幾個面向:

電池容量選用不足:設計時以理論容量推算放電時間,未預留低溫特性、循環老化、自放電等餘量,導致在試驗條件下電池提前達到截止電壓,放電時間不達標。

充電電路設計問題:充電電路無法在合理時間內將電池充至足夠的 SOC,送測時電池實際儲電量已低於設計值,直接影響充放電試驗的起始條件。

LED 驅動效率不足:電池放電末段電壓下降時,驅動電路若效率不足,無法維持 LED 的正常電流,導致總光通量在 90 分鐘量測時明顯低於初始值,照明維持性能不佳。

樣品電池品質問題:送測樣品若使用非全新電池,或電池品質批次不穩定,試驗結果可能無法重現,正式認可送件時面臨一致性問題。

送型式認可前,廠商可以自行預測試嗎?

可以,且強烈建議。廠商在正式送件前自行或委託實驗室進行預測試,可以提前發現問題,減少正式送件後的重測成本。

預測試建議重點:

充放電預測試:依相同流程,充電完成後放電 1.5 小時,量測電池終止電壓,確認高於額定電壓 87.5%。同時觀察整個放電過程中燈具的點燈穩定性,是否有閃爍或亮度驟降的情況。

光通量初步確認:若廠商具備積分球設備,可在放電 90 分鐘時量測一次光通量,確認與設計值之間的差距,評估是否需要調整電路設計。

正式送件後,由 CFS 或 TFTF 對樣品執行完整九項試驗,廠商不需自備認可試驗設備。但事先了解試驗條件、自行預測試,是降低正式認可風險最有效的方法。

FAQ:緊急照明燈性能試驗常見問題

Q1:緊急照明燈性能試驗怎麼做?

性能試驗包含充放電試驗與總光通量試驗,由消防安全中心基金會(CFS)或消防技術顧問基金會(TFTF)對廠商送審的樣品執行。充放電試驗放電 1.5 小時後量測電池電壓(需≥額定電壓 87.5%);總光通量試驗在放電 90 分鐘後依 IES LM-79-08 方法量測光輸出。

Q2:充放電試驗和總光通量試驗有什麼不同?

充放電試驗驗證電池本身的容量與健康狀態(電壓殘量≥額定電壓 87.5%);總光通量試驗則在放電 90 分鐘後量測燈具的光輸出,確認照明持續能力。兩者分別從電源端和光輸出端驗證緊急照明的性能。

Q3:充放電試驗放電多久才算通過?

認可基準規定放電 1.5 小時(90 分鐘),放電結束後量測電池電壓,不低於額定電壓 87.5% 即通過。

Q4:電池容量不足時怎麼辦?

首先確認電池規格是否正確,其次確認充電電路能將電池充至足夠的 SOC,再次確認送測樣品使用全新電池組。若預測試仍未通過,需重新評估電池容量選型或充電電路設計。

Q5:總光通量試驗能反映現場地面照度嗎?

總光通量試驗量測燈具的光源輸出總量(lm),反映燈具的整體光能力。現場地面實際照度(lux)還受安裝高度、位置、反射環境等因素影響,需依「各類場所消防安全設備設置標準」的照度規定確認安裝設計是否達標。

Q6:型式認可送件前可以自己先測試嗎?

可以。廠商可自行安排充放電預測試,確認電池在 1.5 小時放電後電壓仍高於額定電壓 87.5%,並觀察點燈穩定性。正式試驗由認可財團法人執行,預測試有助於提前發現問題、降低正式送件後的重測風險。

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