淚滴燈(Teardrop Light)是斷面呈淚滴形的無塵室專用吊掛燈具,夾在天花板 T 型龍骨下方、兩片 HEPA 濾網或 FFU 之間。它存在的理由只有一個:單向流無塵室的天花板被濾網鋪滿,嵌入式平板燈沒有位置,而掛在氣流裡的燈又不能把層流攪亂。本文用一張氣流示意圖說明淚滴形的作用,比較市面上四種做法的差異,並給出照度與支數的算法。
無塵室天花板的兩難:濾網鋪滿之後,燈裝哪?
ISO 4~6(Class 10~1000)的單向流無塵室,天花板幾乎每一格龍骨都是 FFU 或 HEPA 濾網的出風面,氣流以 100~200 fpm(約 0.5~1.0 m/s)垂直往下吹。辦公室那種嵌在天花板裡的平板燈,在這裡要付出兩個代價:
- ▸少一格濾網:燈佔掉一格,那一格就沒有過濾送風,天花板的濾網覆蓋率下降。
- ▸多一道密封:GB 50073-2013《潔淨廠房設計規範》§9.2.2 規定潔淨室一般照明燈具應吸頂明裝;嵌入頂棚暗裝時,安裝縫隙必須有可靠的密封措施,並使用潔淨室專用燈具。每一盞嵌入燈都是天花板上多開的一個洞。
1994 年的美國專利 US 5,313,375 把解法寫得很清楚:把燈做成淚滴形,懸掛在標準天花板龍骨的 T 型骨架上、位於 HEPA 濾網之間,平滑的側面讓兩側通過的層流不受擾動。這就是淚滴燈。
平板燈 vs 淚滴燈:單向流下的差別
左:嵌入式平板燈佔掉一格濾網,平底下方拖出渦流;右:淚滴燈掛在龍骨下方,氣流貼側面滑過再合流
淚滴燈是什麼:外形、掛法與它的限制
把淚滴燈的斷面切開看,頂部是一道約 50 mm 寬的窄面,剛好騎在 2 吋 T 型龍骨下方;往下先放寬、再收成圓弧。氣流從兩側濾網出來後貼著外殼滑過,在燈具下方很快重新合流,不像平底燈盤那樣在底下拖出一團渦流。頂部沒有可以落塵的平面,側面是連續曲面,擦拭沒有死角。
掛法有兩種:用 T 型螺栓鎖在龍骨上,單支或首尾相接連成一排;沒有龍骨的天花板則用自攻螺絲鎖在天花板面。
同一份專利也坦白寫下限制:這種掛法通常每 4 呎只有一排燈管,光輸出受限。所以淚滴燈的選型不是「買幾支」而已,照度要先算,後面會算給你看。
市面淚滴燈 4 種做法比一比
淚滴燈外形都差不多,差別在本體怎麼做、光源能不能換、怎麼串接。市面上大致有四種做法:
| 做法 | 本體材質 | 光源 | 燈管壞了 | 串接與配線 | 特點與代價 |
|---|---|---|---|---|---|
| A 粉體烤漆鐵件+燈管 | 冷軋鋼板白色粉體烤漆,部分品牌有鋁或不鏽鋼選項 | T8/T5 螢光管或 LED 管 | 換燈管 | 逐盞配線為主 | 便宜、歷史最久;漆面數年後粉化掉屑,位置正好在送風口下方 |
| B 一體式 LED(歐美品牌) | 流線鋁殼 | 內建 LED 模組,單具 2,250~8,000 lm | 不能只換燈管,整具更換 | 快速接頭連排 | 單具光通量高、可選 DALI 調光;常見防護只有 IP40、工作溫度 0~35 °C |
| C PC 擠型一體式 LED(中國大陸) | PC 擠型外殼,約 1200×45×84 mm | 內建 LED,標示 L80 約 54,000 h | 整具更換 | 插接式快接 | IP65、IK05 防護高;PC 殼怕硫化物與部分清潔劑 |
| D 鋁擠型本體+可換 Philips T8 LED 管 | 鋁合金擠型線槽+PC+GF 線蓋 | Philips MASTER LEDtube 13 W/2100 lm/50,000 h,可換 4000 K 或黃光管 | 旋下燈管換新,燈具不動 | 燈具內附 3 Pin 快接,主幹線線徑 2.4 mm 以下 | 不掉漆屑、換燈成本低、100~240 V;單管光通量比一體式低,支數要算 |
表中 A~C 的規格取自各類型代表產品的公開規格書,代表「該類型常見的做法」,不是特定型號的保證值;D 是無塵室淚滴燈 LED 燈具的規格。
四種做法沒有絕對的好壞,真正拉開差距的是三件事。
1. 十年後的本體:掉不掉屑
粉體烤漆在無塵室裡最怕的不是刮花,是老化。漆面用上幾年會粉化、掉細屑,而淚滴燈正好掛在送風口正下方、作業面正上方。鋁擠型沒有漆層可以剝落,代價是一刮就看得見刮痕;但燈具掛在人碰不到的高度,刮傷機率低,發塵卻是每天都在發生的事。
2. 燈壞了:換燈管,還是換整具
一體式 LED 的單具光通量高,但 LED 模組或驅動器壞了只能整具更換,還要重新對接快接頭。可換管的做法把壽命最短的元件做成消耗品:Philips MASTER LEDtube 額定 50,000 h(流明維持 70%)、開關 200,000 次,壞了站上梯子旋下換新,燈具與配線都不用動。對無塵室來說,少一次拆燈具就是少一次工程進場。
3. 串接:快接頭能接多粗的線
一排淚滴燈靠快接頭串起來,省掉逐盞剝線壓端子。差別在接頭能接的線徑:能接到 2.4 mm 的接頭,主幹線可以用 2.0 mm 的線而不必降到 1.6 mm,同一迴路電流可以配到 16~20 A,一個迴路能串的盞數就多;只能接 2.0 mm 以下的接頭,迴路就要切得更碎。
無燈罩 vs 可拆式 PC 燈罩:Class 1000 是分水嶺
| 項目 | 無燈罩 | 加可拆式 PC 燈罩 |
|---|---|---|
| 光源位置 | 磨砂玻璃 T8 燈管外露於反射罩內 | 燈管罩在 PC 罩內 |
| 換燈 | 旋下燈管即可 | 卸下 PC 罩再換,罩子可重複拆裝 |
| 光線 | 直接、效率高 | 經 PC 罩柔化,眩光較低 |
| 清潔 | 擦拭外殼與燈管 | 外側為連續面,可濕擦 |
| 適用 | ISO 7~8(Class 10,000 以上)的一般電子、光電潔淨區 | Class 1000(ISO 6)及更嚴格的等級、需定期濕擦或噴灑消毒的 GMP 區、有碰撞風險處 |
判準很簡單:潔淨等級到 Class 1000(ISO 6)以上就加燈罩,燈管、燈座與接點都被罩住,燈管破損時碎屑不會掉進潔淨區。要注意 PC 罩與燈座等塑膠件會受硫化物、石油系溶劑與某些清潔劑影響,選型時要把現場使用的清潔劑告訴供應商。
照度要多少、淚滴燈要裝幾支
| 出處 | 區域 | 一般照明照度 |
|---|---|---|
| GB 50073-2013 §9.2.3 | 無採光窗潔淨室的生產用房間 | 200~500 lx |
| GB 50073-2013 §9.2.3 | 輔助用房、人員與物料淨化室、氣閘室、走廊 | 150~300 lx |
| GB 50472-2008 §12.2.1 | 電子工業潔淨室的主要生產用房間 | 300~500 lx |
| GB 50472-2008 §12.2.1 | 電子廠的輔助工作室、淨化室、氣閘室、走廊 | 200~300 lx |
GB 50073-2013 §9.2.4 另要求一般照明的照度均勻度不小於 0.7。半導體與面板廠的製程區常訂得更高,日本照明廠商的無塵室設計資料以作業面約 1,000~2,000 lx 為常見目標。
支數用流明法粗估:支數 = 目標照度 × 面積 ÷(每支光通量 × 利用係數 × 維護係數)。以單管 2100 lm、利用係數 0.6(白色內裝、燈具低掛)、維護係數 0.8 這組假設計算:
| 目標照度 | 每 100 m² 四尺單管支數 | 平均每支覆蓋面積 |
|---|---|---|
| 300 lx | 30 支 | 約 3.3 m² |
| 500 lx | 50 支 | 約 2 m² |
| 750 lx | 75 支 | 約 1.3 m² |
| 1,000 lx | 100 支 | 約 1 m² |
1200 mm 龍骨每條都連排掛滿單管時,每支覆蓋約 1.44 m²,換算約 700 lx 是單管的上限;目標更高就要雙管款,或把橫向 600 mm 龍骨也掛上燈。這組數字只是初估,正式配置要用平面圖與天花板龍骨圖跑照明軟體。
黃光區:6500 K 白光不能直接用
微影(光刻)區要擋掉會讓光阻曝光的短波長,光阻廠商通常要求 500 nm 以下全部濾除。6500 K 白光 LED 在 450 nm 附近有很強的藍光峰,不能直接裝進黃光區。可換管的淚滴燈在這裡有個實際好處:燈具本體不變,改配 LED 黃光燈管或在燈管外加琥珀色濾光套管即可。挑黃光燈管要向廠商索取對數座標的光譜圖,因為不少產品在 420~450 nm 仍有旁瓣,一般線性光譜圖上看不出來。
採購前該問供應商的 7 個問題
- 1本體是鋁擠型、烤漆鐵件還是 PC 擠型?烤漆件請問漆面老化後的掉屑對策。
- 2光源能不能單獨更換?燈管型號、額定壽命(L70 幾小時)與開關次數是多少?
- 3快接頭能接的最大線徑是多少?一個 16~20 A 的迴路能串幾盞?
- 4燈罩是可拆式還是一體密封?Class 1000 以上的區域有沒有燈罩款?
- 5防護等級(IP)與工作溫度範圍,是否涵蓋現場的清潔方式與環境溫度?
- 6PC 罩與燈座對現場清潔劑、消毒劑的相容性如何?
- 7能否依平面圖與龍骨圖提供照度計算與配置圖?
把 7 個答案並排,四種做法的差異就一目了然。更多無塵室周邊設備的選型邏輯,見無塵室設備系列與 FFU 選型指南。
常見問題
Q:淚滴燈和一般 LED 平板燈差在哪?
差在位置與外形。平板燈嵌在天花板裡,會佔掉一格濾網並多一道要密封的開口;淚滴燈掛在龍骨下方、濾網之間,淚滴形斷面讓層流貼著外殼滑過。GB 50073-2013 §9.2.2 要求潔淨室燈具吸頂明裝、嵌入時縫隙要可靠密封,淚滴燈天生就是明裝。
Q:ISO 7、ISO 8 的無塵室也要用淚滴燈嗎?
不一定。ISO 7~8 多半是風管加高效送風口的天花板,有空格可以裝嵌入式潔淨燈具,只要縫隙密封做好即可。淚滴燈的主場是 ISO 4~6、FFU 滿鋪、天花板沒有空格的單向流區。
Q:一支 13 W、2100 lm 的淚滴燈夠亮嗎?
不能用一支換一支來想。它比 36 W T8 日光燈管的約 3070 lm 低約三成,省的是電(13 W 對 36 W)和換燈次數(壽命約 3 倍)。支數要用流明法算:60 m² 的房間要 500 lx,在利用係數 0.6、維護係數 0.8 的假設下約 30 支四尺單管。
Q:鋁擠型本體刮傷了,會影響潔淨度嗎?
鋁擠型刮傷比烤漆明顯,但刮痕本身不發塵,影響的只是外觀;烤漆件相反,刮痕不明顯,漆面老化後卻會持續掉屑。無塵室燈具掛在人碰不到的高度,刮傷的機率遠低於漆面老化的機率。
Q:一體式 LED 淚滴燈標 L80 約 54,000 小時,是不是比換管款更耐用?
數字不能直接比。L80 是光通量維持 80% 的時間,Philips 燈管的 50,000 h 是流明維持 70% 的額定壽命,兩者定義不同,後面的 B 值(失效比例)也常常不一樣。真正的差別在壞了之後:一體式要整具更換並重新對接,換管款只換一支燈管。
