歐盟EuP／ErP指令電視機(jī)生態(tài)設(shè)計要求分析

彭莉 李志豪 朱軍 蔣建平

EuP指令并不是針對產(chǎn)品要求的指令，而只是一個框架指令。歐盟按照這一指令中的相關(guān)規(guī)定，制定進(jìn)一步的有關(guān)產(chǎn)品要求的指令，稱作“實施措施（implementing measures）”。歐盟于2009年3月31日批準(zhǔn)通過了電視機(jī)生態(tài)設(shè)計要求的實施措施草案，本文擬對該實施措施進(jìn)行分析研究。

1 產(chǎn)生背景

電視機(jī)是重要的耗電消費(fèi)類電子產(chǎn)品。隨著電視技術(shù)的不斷發(fā)展，CRT電視逐步被LCD、PDP等平板電視所取代，電視機(jī)尺寸越來越大，再加上數(shù)字處理、hi-fi等新功能，電視機(jī)的開機(jī)模式能耗隨之提高。通常電視機(jī)的開機(jī)能耗與其尺寸密切相關(guān)，如小尺寸（70cm）電視能耗在80～114W，中尺寸（114.4cm）在 195～328W，而大尺寸（134.6cm）電視在342～450W。大尺寸平板電視在給人們帶來更好視覺享受的同時，其高能耗也加重了消費(fèi)者的負(fù)擔(dān)。平板電視銷量的持續(xù)走高、屏幕平均尺寸的增大、每個家庭擁有電視機(jī)數(shù)量的增加、每天使用時間的增加，使得近幾年來電視機(jī)的耗電量在整個家庭用能產(chǎn)品耗電量的比重不斷加大。

根據(jù)澳大利亞一項對家庭用能產(chǎn)品的能耗的研究，如果不采取任何措施（MEPS和能效標(biāo)簽），澳大利亞電視機(jī)的能耗預(yù)計將從2008年的15PJ增加到2020年的45PJ，超過照明設(shè)備（25PJ）、電冰箱（24PJ）和信息技術(shù)設(shè)備（15PJ），居2020年澳大利亞家庭用能產(chǎn)品耗電量的首位。為此，歐盟、美國、澳大利亞、日本、中國紛紛加速制定措施降低電視機(jī)能耗，以遏制電視機(jī)能耗急劇增加的趨勢。

對于歐盟，2007年，歐共體內(nèi)與電視機(jī)相關(guān)的電能消耗為60TWh（太瓦時），相當(dāng)于24Mt（兆噸）二氧化碳的排放。如果不采取任何措施，預(yù)計到2020年其電能消耗會增至132TWh。為此，歐盟于2009年3月31日批準(zhǔn)通過了電視機(jī)生態(tài)設(shè)計要求的實施措施草案，并于2009年5月5日發(fā)布WTO／TBT 通報（G／TBT／N／EEC／271）。2009年7月23日，歐盟委員會在其官方公報（OJ）第42～52頁公布了《委員會條例（EC）No 642／2009，就電視機(jī)生態(tài)設(shè)計要求，執(zhí)行歐洲議會與理事會指令2005／32／EC》，該條例在OJ上公布的第20天開始正式生效。預(yù)計到2020年，將節(jié)約28TWh的電力消耗。

2 主要內(nèi)容

本條例共有8個條款以及4個附件，對電視機(jī)的生態(tài)設(shè)計要求、測量方法、驗證程序等進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，適用于電視機(jī)及其監(jiān)視器。生態(tài)設(shè)計要求主要包括開機(jī)能耗、待機(jī)／關(guān)機(jī)能耗、峰值亮度比、初始激活中的家庭模式以及制造商應(yīng)提供的信息要求。

2.1 定義

開機(jī)模式指電視機(jī)連接于電源并且產(chǎn)生聲音和圖像的狀態(tài)。家庭模式指制造商建議的正常家庭使用的電視機(jī)配置。待機(jī)與關(guān)機(jī)模式的定義與待機(jī)與關(guān)機(jī)實施條例1275／2008相同，即待機(jī)模式包括重新激活和信息／狀態(tài)顯示兩種情況；關(guān)機(jī)模式指設(shè)備連接到主電源但不提供任何功能的狀態(tài)，包括僅提供關(guān)機(jī)模式指示，或僅提供保證歐盟EMC指令要求的功能的狀態(tài)。

2.2 開機(jī)能耗

電視機(jī)開機(jī)模式能耗不能超過表1所示的限值（W）：

表1 歐盟實施措施中對于電視機(jī)開機(jī)模式能耗的限值（W）

其中A指可視屏面積，單位為dm2（平方分米）。全高清（Full High Definition，F(xiàn)HD）分辨率指分辨率至少為1920×1080像素。

2.3 待機(jī)與關(guān)機(jī)能耗

本條例提出了比待機(jī)與關(guān)機(jī)實施條例1275／2008更為嚴(yán)格的要求。它將關(guān)機(jī)待機(jī)能耗要求的第二階段要求提前了一年多實施，同時要求一般情況下的關(guān)機(jī)能耗不超過0.3W，嚴(yán)于1275／2008中規(guī)定的0.5W。

（1）2010年1月7日起

a.關(guān)機(jī)能耗1W

b.待機(jī)能耗

僅提供重新激活功能1W；

提供信息或狀態(tài)顯示功能2W。

c.電視機(jī)在連接到主電源時，應(yīng)具有關(guān)機(jī)和／或待機(jī)模式，和／或不超過關(guān)機(jī)和待機(jī)模式能耗要求的其他模式。

（2）從2011年8月20日開始

a.關(guān)機(jī)能耗

一般關(guān)機(jī)能耗0.3W；

對于帶有易視開關(guān)的電視機(jī)（當(dāng)該開關(guān)打到關(guān)位置時，電視機(jī)的能耗不超過0.01W），關(guān)機(jī)能耗0.5W。

b.待機(jī)能耗

僅提供重新激活功能時，待機(jī)能耗0.5W；

提供信息或狀態(tài)顯示功能時，待機(jī)能耗1W。

c.電視機(jī)在連接到主電源時，應(yīng)具有關(guān)機(jī)和／或待機(jī)模式，和／或不超過關(guān)機(jī)和待機(jī)模式能耗要求的其他模式；

d.自動斷電功能

電視機(jī)應(yīng)提供以下功能：

開機(jī)模式在用戶最后相互作用和／或改變頻道后4h內(nèi)，自動轉(zhuǎn)化為待機(jī)、關(guān)機(jī)或不超過其能耗要求的其他狀態(tài)；

電視機(jī)自動開機(jī)模式轉(zhuǎn)為適用狀態(tài)／模式前顯示警告信息，并且該功能設(shè)為缺省設(shè)置。

e.對于由顯示器、一個或多個調(diào)諧器／接收器以及作為單獨(dú)部件的可選的用于數(shù)據(jù)存儲和／或顯示附加功能（如DVD、HDD或VCR）組成的電視機(jī)，對于顯示器和單獨(dú)部件分別適用a～d的要求。

2.4 家庭模式

從2010年8月20日開始，初始激活時帶有初始設(shè)定菜單（forced menu）的電視機(jī)應(yīng)在初始設(shè)定菜單中提供“家庭模式”。這里的初始設(shè)定菜單指制造商預(yù)先設(shè)定的一套電視設(shè)置，用戶必須在初始激活時選擇該特殊設(shè)置。如果用戶在初始激活時選擇了“家庭模式”以外的模式，應(yīng)激活第二次選擇程序來確定該選擇。

2.5 峰值亮度比（peak luminance ratio）

從2010年8月20日開始：

對于不帶初始設(shè)定菜單的電視機(jī)，制造商交貨時電視機(jī)在開機(jī)狀態(tài)的峰值亮度不應(yīng)小于電視機(jī)所提供最亮開機(jī)狀態(tài)的峰值亮度的65%；

對于帶有初始設(shè)定菜單的電視機(jī)，家庭模式狀態(tài)下的峰值亮度不應(yīng)小于電視機(jī)所提供最亮開機(jī)狀態(tài)的峰值亮度的65%。

2.6 制造商應(yīng)提供的信息

（1）在合格評定中的技術(shù)文件應(yīng)包含以下內(nèi)容：

a.測量的試驗參數(shù)

環(huán)境溫度；

測試電壓（V）和頻率（Hz）；

音頻視頻測試信號的輸入端口；

使用儀器的信息和文件，電氣檢測使用的裝置和電路。

b.開機(jī)模式

能耗值（W）：不超過10W 時精確到小數(shù)點(diǎn)1位數(shù)，超過10W精確到個位數(shù)；

代表典型廣播電視內(nèi)容的動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號的特性；

能耗達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的步驟順序；

概率論課程緊密聯(lián)系實踐的特點(diǎn)決定了在教學(xué)過程中開設(shè)實驗課的可行性,受到參考文獻(xiàn)[5]和[6]中遞進(jìn)式教學(xué)方法的啟發(fā),本文希望通過對概率輪課程中實驗課的設(shè)計,來輔助理論教學(xué),將教學(xué)過程中難以理解的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為直觀的、易于理解的內(nèi)容。學(xué)生通過簡單易學(xué)的數(shù)學(xué)軟件,自己設(shè)置參數(shù)并完成實驗,從而深刻領(lǐng)會概率論的基本思想,逐步提高實踐能力。

家庭模式的峰值亮度與最亮開機(jī)模式狀態(tài)下的峰值亮度之比（%）；

測量用調(diào)諧器相關(guān)特性的描述（電視監(jiān)視器除外）。

c.對于每一個待機(jī)和／或關(guān)機(jī)模式

能耗值（W），精確到小數(shù)點(diǎn)2位數(shù)；

使用的測量方法；

模式的選擇和程序的描述；

電視機(jī)自動轉(zhuǎn)換模式時達(dá)到目標(biāo)模式的事件序列。

d.自動斷電

從開機(jī)狀態(tài)到電視機(jī)自動轉(zhuǎn)換為待機(jī)、關(guān)機(jī)或其他不超過功耗要求的模式的持續(xù)時間。

e.有害物質(zhì)

電視機(jī)含有汞的含量（X.Xmg）或鉛的存在。

（2）從2010年8月20日開始：

在公開網(wǎng)站上公布以下信息：

開機(jī)能耗值（W），不超過100W 精確到小數(shù)點(diǎn)1位數(shù)，超過100W精確到個位數(shù)；

待機(jī)和／或關(guān)機(jī)能耗值（W），精確到小數(shù)點(diǎn)2位數(shù)；

對于不帶初始設(shè)定菜單的電視，電視開機(jī)狀態(tài)下的峰值亮度與最亮開機(jī)狀態(tài)下峰值亮度的比率（%）；

對于帶初始設(shè)定菜單的電視，電視開機(jī)狀態(tài)下的峰值亮度與最亮開機(jī)狀態(tài)下峰值亮度的比率（%）；

電視機(jī)含有汞的含量（X.Xmg）或鉛的存在。

2.7 本條例與其他指令和法規(guī)的關(guān)系

產(chǎn)品生產(chǎn)階段和廢棄階段有害物質(zhì)的控制應(yīng)滿足RoHS指令（2002／95／EC）的要求；

廢棄物的回收要求應(yīng)滿足WEEE指令（2002／96／EC）的要求；

因為電視機(jī)的技術(shù)可使電視機(jī)在更短的時間內(nèi)達(dá)到待機(jī)和關(guān)機(jī)能耗要求，待機(jī)與關(guān)機(jī)實施條例1275／2008不再適用于電視機(jī)。

3 各國電視機(jī)要求比對分析

3.1 國際標(biāo)準(zhǔn)

有關(guān)電視機(jī)能耗測量的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有：

待機(jī)能耗：IEC 62301：2005（第1 版）《家用電器——待機(jī)能耗的測量》；

開機(jī)能耗：IEC 62087：2008（第2版）《音視頻設(shè)備能耗的測量方法》。

各國對于電視機(jī)的能耗測量基本上都是基于以上兩份國際標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 美國

（1）“能源之星”計劃

美國“能源之星”對于電視機(jī)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為3.0版本，該版標(biāo)準(zhǔn)已于2008年11月生效。

表2給出了3.0版標(biāo)準(zhǔn)對于第一階段電視機(jī)的開機(jī)能耗最大值：

表2 “能源之星”3.0版電視機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的開機(jī)能耗的最大值（W）

此外，3.0版標(biāo)準(zhǔn)對帶有自動亮度控制的電視機(jī)的開機(jī)能耗、帶有外部電源的電視產(chǎn)品、待機(jī)狀態(tài)能耗、年耗電量以及提供給用戶的信息要求進(jìn)行了規(guī)定。其中，待機(jī)能耗不大于1W，并且基于每天開機(jī)5h、待機(jī)19h的假定計算出估計的年耗電量（kWh）。

目前“能源之星”電視機(jī)新版標(biāo)準(zhǔn)的制定工作已于2009年初啟動，并于2009年7月20日發(fā)布了4.0和5.0版的最終標(biāo)準(zhǔn)草案。新版草案與現(xiàn)行3.0版的主要區(qū)別在于：

增加了開機(jī)模式能耗要求（見表3）；

增加了峰值亮度比要求，并在第4部分“測試方法”中增加了亮度測量要求；

增加了對于下載獲取模式（Download Acquisition Mode，DAM）的要求；

取消“顯示能源管理信號”（Display Power Management Signaling，DPMS）要求，但在5.0 版中要求帶有計算機(jī)功能的電視機(jī)對于VGA和DVI連接器應(yīng)提供該信號；

開機(jī)模式能耗測量增加引用CEA-2037《電視機(jī)平均能耗的確定》標(biāo)準(zhǔn)。

表3 “能源之星”新版（4.0與5.0版）電視機(jī)標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定的開機(jī)能耗的最大值（W）

值得一提的是，新版標(biāo)準(zhǔn)草案中對電視機(jī)的亮度提出了要求。電視機(jī)的能耗取決于內(nèi)容和設(shè)置（比如亮度）。理想情況下，產(chǎn)品應(yīng)在家庭中觀看的模式下進(jìn)行測試，檢測其是否符合要求。如果制造商為了符合能耗要求而將“家庭模式”調(diào)為較低的亮度，消費(fèi)者在使用過程中會將亮度由出廠設(shè)置（證明合格的模式）調(diào)高為更亮（更耗電）的模式。因此，有必要限制用來證明合格的“家庭模式”與最亮的“零售模式”亮度之間的差異。新版標(biāo)準(zhǔn)草案要求“家庭模式”或缺省出廠模式的峰值亮度與“零售模式”或最亮的可選預(yù)置模式的峰值亮度之比不小于65%，與歐盟的規(guī)定相同。

此外，新標(biāo)準(zhǔn)草案增加了對下載獲取模式（DAM）的要求。下載獲取模式為產(chǎn)品連接于電網(wǎng)電源，但不產(chǎn)生聲音或圖像，通過電子節(jié)目指南（electronic programming guide，EPG）使用的特定程序主動下載頻道目錄信息，監(jiān)控緊急信息／通信，和／或其他通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的交流信息。該模式下的能耗通常大于休眠（待機(jī)）模式能耗，小于開機(jī)模式能耗。標(biāo)準(zhǔn)草案要求下載獲取模式下產(chǎn)品額外最大容許值為0.08kWh 每天（4.0 版）和0.02kWh每天（5.0版）。

（2）《加州電器效率法規(guī)》

2008年12月，CEC提交討論的有關(guān)電視機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)（修訂《加州電器效率法規(guī)》）的法規(guī)草案中，對電視機(jī)的開機(jī)能耗提出了最大限值要求，A為屏幕面積（平方英寸）：

第一階段（2011年1月1日生效）：Pmax＝0.20×A＋32；

第二階段（2013年1月1日生效）：Pmax＝0.12×A ＋25。

其中第一階段的開機(jī)能耗要求與電視機(jī)的“能源之星”3.0版標(biāo)準(zhǔn)高清電視在屏幕面積小于680inch時的要求相同。

3.3 澳大利亞

目前澳大利亞對電視機(jī)僅為自愿性能效標(biāo)簽要求，將于2009年10月推出強(qiáng)制性最低能源性能標(biāo)準(zhǔn)（MEPS）和能效標(biāo)簽。

澳洲對于電視機(jī)的最低能源性能標(biāo)準(zhǔn)（MEPS）要求如下（提案）：

（1）第一階段：到2009年10月1日

TVannual 127.75＋0.1825×A

其中TVannual為電視機(jī)年耗電量，單位為kWh；A為電視機(jī)可視屏面積，單位為cm2。

（2）第二階段：到2012年10月1日

TVannual 90.1＋0.1288×A

MEPS（3星級）＝81.8＋0.1186×A

MEPS（4星級）＝65.4＋0.0934×A

具體第二階段需要達(dá)到3星級還是4星級尚在討論。

3.4 日本

日本“領(lǐng)跑者”（Top Runner）計劃中的電視機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了每臺電視機(jī)每天工作4.5h和待機(jī)19.5h的能耗值（kW／h）的計算公式為：E＝A×S＋B，S為電視機(jī)尺寸（英寸），系數(shù)A和B 對于不同類型、縱橫比、分辨率、功能取不同的值。

3.5 中國

現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)GB 12021.7—2005《彩色電視廣播接收機(jī)能效限定值及節(jié)能評價值》規(guī)定了CRT彩電的待機(jī)功率和能效指數(shù)（EEI）的限定值（準(zhǔn)入值）和節(jié)能值。2009年3月后，待機(jī)功率不大于5W，節(jié)能評價值為1W；EEI小于等于1.0，節(jié)能值為0.75。其中EEI＝E／ER，E為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下24h的實測耗電量，ER為24h耗電量的基準(zhǔn)值，單位為 W·h。E和ER為在開機(jī)、主動待機(jī)、被動待機(jī)和關(guān)機(jī)四種狀態(tài)下功率（測量或基準(zhǔn)）與處于該狀態(tài)時間的乘積之和。

目前我國正在制定針對平板電視（LCD和PDP）的能效標(biāo)準(zhǔn)。在2009年3月23日的標(biāo)準(zhǔn)草案中，能效指數(shù)EEI＝Eff／Effref，開機(jī)能耗限定值EEI＝0.6，節(jié)能評價值EEI＝1.0。對于LCD電視，Effref＝1.10Cd／W（坎德拉／瓦）；對于PDP電視，如果為全高清電視（分辨率至少為1920×1080 像素），Effref＝ 0.32Cd／W，否 則Effref＝0.45Cd／W。平板電視的能源效率Eff＝（L×S）／（Pk－Ps），決定于測量的開機(jī)能耗和平均亮度。其中Pk為開機(jī)狀態(tài)能耗（W），Ps為信號處理能耗（10／17W），L為屏幕平均亮度（Cd／m2），S 為屏幕有效發(fā)光面積（m）。不同于其他國家將開機(jī)能耗限值定義為與屏幕面積S的線性關(guān)系，我國能效標(biāo)準(zhǔn)引入了平均亮度的概念，并通過測量開機(jī)能耗和平均亮度來確定其能源效率Eff。此外，對于待機(jī)能耗，法規(guī)規(guī)定2012年1月1日之前，待機(jī)能耗不大于1W，2012年1月1日之后，待機(jī)能耗不大于0.5W。

3.6 小結(jié)

綜合上述，各國對電視機(jī)的能耗要求主要表現(xiàn)為開機(jī)能耗、待機(jī)／關(guān)機(jī)能耗限值以及峰值亮度比，下面從這三方面對各國的要求進(jìn)行比對分析。

（1）開機(jī)能耗限值

表4總結(jié)了歐盟、美國“能源之星”、美國加州以及澳大利亞對于電視機(jī)開機(jī)能耗限值，其中A為可視屏幕面積（cm2）。顯然，美國能源之星3.0版在480線時的最大值與加州提案第二階段的最大值相同（表達(dá)式相同）。

表4 歐盟、美國和澳大利亞對于電視機(jī)開機(jī)能耗的最大限值（W）

從表4可以看出，在第一階段，澳洲的要求最為寬松，其次為歐盟，然后為美國能源之星（＞480線），美國加州的最為嚴(yán)格。到第二階段，最大限值的嚴(yán)格程度（從寬松到嚴(yán)格）仍為澳洲、歐盟、能源之星／加州，能源之星與加州的要求相同，但是澳洲與歐盟的差距變小了，且兩者與能源之星和加州的差距加大了。

（2）待機(jī)能耗限值

中國的平板標(biāo)準(zhǔn)草案與歐盟類似，較為嚴(yán)格，美國和澳大利亞皆使用國際上通行的1W目標(biāo)。

（3）峰值亮度比

歐盟和美國“能源之星”皆規(guī)定為65%。