CHAPTER 5. E NGINEERING A NALYSIS

T ABLE O F C ONTENTS

**5 .1**  **INTRODUCTION**

**................................... ........................................................................**  **5­1**

**5 .2**  **ENGINEERING A**  **NALYSIS F**  **RAMEWORK............................................................... 5­1** 

**5 .3**  **GENERAL S**  **ERVICE F**  **LUORESCENT LAMPS..........................................................**  **5­3**

**5 .3.1**  **Four­Foot M**  **edium B**  **ipin..................................................................................... 5­6**

**5 .3.1.1**  **Baseline M**  **odels....................................................................................... 5­6** 

**5 .3.1.2**  **Candidate S**  **tandard L**  **evels**

**.................. ....................................................**  **5­8**

**5 .3.1.3**  **System P**  **ower R**  **ating............................................................................. 5­11**

**5 .3.1.4**  **Results.................................................................................................... 5­19** 

**5 .3.2**  **Eight­foot S**  **ingle P**  **in S**  **limline........................................................................... 5­24**

**5 .3.2.1**  **Baseline M**  **odels..................................................................................... 5­24** 

**5 .3.2.2**  **Candidate S**  **tandard L**  **evels**

**.................. ..................................................**  **5­25**

**5 .3.2.3**  **System P**  **ower R**  **ating............................................................................. 5­28**

**5 .3.2.4**  **Results.................................................................................................... 5­32** 

**5 .3.3**  **Eight­Foot R**  **ecessed D**  **ouble C**  **ontact H**  **O**

**........ .................................................**  **5­36**

**5 .3.3.1**  **Baseline M**  **odels..................................................................................... 5­36** 

**5 .3.3.2**  **Candidate S**  **tandard L**  **evels**

**.................. ..................................................**  **5­36**

**5 .3.3.3**  **System P**  **ower R**  **ating............................................................................. 5­39**

**5 .3.3.4**  **Results.................................................................................................... 5­41** 

**5 .4**  **INCANDESCENT REFLECTOR**  **L AMPS...................................................................**  **5­44**

**5 .4.1**  **Baseline M**  **odels................................................................................................. 5­45** 

**5 .4.2**  **Candidate S**  **tandard L**  **evels**

**.................... ............................................................**  **5­45**

**5 .4.3**  **Results................................................................................................................ 5­47** 

**5 .5**  **SCALING TO**  **PRODUCT C**  **LASSES NOT**  **A NALYZED** 

**........ ..................................**  **5­49**

**5 .5.1**  **General S**  **ervice F**  **luorescent L**  **amps**

**............ ......................................................**  **5­49**

**5 .5.2**  **Incandescent R**  **eflector La**  **mps........................................................................... 5­50**

**R EFERENCES** 

**.......................................................................................................................... 5­52** 

L IST O F T ABLES

**Ta ble**  **5 .3.1**  **DOE A**  **NOPR P**  **roduct C**  **lasses f**  **or G**  **eneral S**  **ervice F**  **luorescent L**  **amps**

**................. 5­4** 

**Ta ble 5.3.2**  **Baseline Lamps for Four­Foot Medium Bipin Engineering Analysis..................... 5­8**

**Ta ble 5.3.3**  **Summary of the CSLs for Four­Foot Medium Bipin Fluorescent Lamps............... 5­9**

**Ta ble**  **5 .3.4**  **4­Foot M**  **edium B**  **ipin L**  **amp D**  **esigns**

**....... ..............................................................**  **5­11**

**Ta ble**  **5 .3.5**  **Lamp R**  **eplacement En**  **gineering A**  **nalysis f**  **or a**  **Three­Lamp 4**  **0W T1**  **2, 4**  **,100K**

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­20**

**Ta ble**  **5 .3.6**  **Lamp a**  **nd B**  **allast R**  **eplacement En**  **gineering A**  **nalysis f**  **or a**  **Three­Lamp 4**  **0W T1**  **2,**

**4 ,100K**  **System........................................................................................................................... 5­21**

**Ta ble**  **5 .3.7**  **Lamp a**  **nd B**  **allast R**  **eplacement En**  **gineering A**  **nalysis f**  **or a**  **Three­Lamp 3**  **4W T1**  **2,**

**4 ,100K**  **System........................................................................................................................... 5­22**

**5 ­i** **Table 5**  **.3.8 Lamp**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a Three­Lamp**  **3 2W**  **T8**

**, 4**  **,100K**

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­23**

**Ta ble**  **5 .3.9**  **Lamp a**  **nd B**  **allast R**  **eplacement En**  **gineering A**  **nalysis f**  **or a**  **Three­Lamp 3**  **2W T8** 

**, 4**  **,100K System........................................................................................................................... 5­23** 

**Ta ble**  **5 .3.10**  **B aseline**  **U nits**  **o f**  **A nalysis**  **f or**  **Ei ght­Foot**  **L inear**  **S ingle**  **P in**  **S limline**  **L amps** 

**... 5­25** 

**Ta ble**  **5 .3.11.**  **S ummary**  **o f**  **t he**  **C SLs**  **f or**  **Ei ght­Foot**  **S ingle**  **P in**  **F luorescent**  **L amps................**  **5­26**

**Ta ble**  **5 .3.12**  **8 ­Foot**  **S ingle**  **P in**  **S limline**  **L amp**  **D esigns** 

**........................................................... 5­28** 

**Ta ble**  **5 .3.13**  **L amp**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a 75W**  **T1 2,**  **4 ,100K**  **System**

**....... 5­33** 

**Ta ble**  **5 .3.14**  **L amp­and­Ballast**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a 75W**  **T1 2,**  **4 ,100K** 

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­33**

**Ta ble**  **5 .3.15**  **L amp­and­Ballast**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a 60W**  **T1 2,**  **4 ,100K** 

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­34**

**Ta ble**  **5 .3.16**  **L amp**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a Two­Lamp,**  **5 9W,**  **T8**

**, 4**  **,100K**

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­35**

**Ta ble**  **5 .3.17**  **L amp­and­Ballast**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a Two­Lamp,**  **5 9W,**  **T8**

**, 4**  **,100K System........................................................................................................................... 5­35** 

**Ta ble**  **5 .3.18**  **B aseline**  **U nits**  **o f**  **A nalysis**  **f or**  **Ei ght­Foot**  **L inear**  **H igh­Output**  **L amps.............. 5­36** 

**Ta ble**  **5 .3.19**  **S ummary**  **o f**  **t he**  **C SLs**  **f or**  **Ei ght­Foot**  **H O**  **F luorescent**  **L amps** 

**........................... 5­37** 

**Ta ble**  **5 .3.20**  **8 ­Foot**  **R ecessed**  **D ouble**  **C ontact**  **H igh**  **O utput**  **L amp**  **D esigns** 

**............................ 5­39** 

**Ta ble**  **5 .3.21**  **L amp**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a 110W**  **T1 2,**  **4 ,100K**  **System**

**..... 5­42** 

**Ta ble**  **5 .3.22**  **L amp­and­Ballast**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a 110W**  **T1 2,**  **4 ,100K** 

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­42**

**Ta ble**  **5 .3.23**  **L amp­and­Ballast**  **R eplacement**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **a 95W**  **T1 2,**  **4 ,100K** 

**S ystem........................................................................................................................................**  **5­43**

**Ta ble**  **5 .4.1**  **Product C**  **lasses f**  **or I**  **ncandescent R**  **eflector L**  **amps............................................... 5­44** 

**Ta ble**  **5 .4.2**  **IRL R**  **epresentative P**  **roduct C**  **lass a**  **nd B**  **aseline L**  **amps........................................ 5­45** 

**Ta ble**  **5 .4.3**  **Summary o**  **f t**  **he C**  **SLs f**  **or I**  **RL............................................................................... 5­47** 

**Ta ble 5.4.4**  **IRL Engineering Analysis 50W PAR30................................................................ 5­48**

**Ta ble**  **5 .4.5.**  **I RL**  **En gineering**  **A nalysis**  **f or**  **7 5W**  **P AR38** 

**......................................................... 5­49** 

**Ta ble**  **5 .4.6**  **IRL En**  **gineering A**  **nalysis f**  **or 9**  **0W P**  **AR38**

**.......................................................... 5­49** 

L IST O F F IGURES

**F igure**  **5 .3.1**  **Four­Foot M**  **edium B**  **ipin F**  **luorescent L**  **amp C**  **andidate S**  **tandard L**  **evels**

**........... 5­10** 

**F igure**  **5 .3.2**  **Three­Lamp 3**  **2W T8**  **120V Ballasts**  **w ith**  **TH D**  **<20 P**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**0 .98­1.02** 

**............................................................................................................................... .....**  **5­12**

**F igure**  **5 .3.3**  **Three­Lamp 3**  **0W T8**  **120V Ballasts**  **w ith**  **TH D**  **<20 P**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**1 .07­1.12** 

**............................................................................................................................... .....**  **5­12**

**F igure**  **5 .3.4**  **Three­Lamp 2**  **8W T8**  **120V Ballasts**  **w ith**  **TH D**  **<10 P**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**1 .22­1.24** 

**............................................................................................................................... .....**  **5­13**

**F igure**  **5 .3.5**  **Three­Lamp 2**  **5W T8**  **120V Ballasts**  **w ith**  **TH D**  **<10 P**  **ercent, a**  **nd B**  **EF 1.26­1.33** 

**.. 5­** 

**Figure 5**  **.3.6 Two­Lamp**  **3 2W**  **T8 120V**  **Ballasts w**  **ith TH**  **D <**  **20 P**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**1.48­1.52**

**............................................................................................................................... .....**  **5­14**

**F igure**  **5 .3.7**  **Two­Lamp 3**  **0W T8**  **120V Ballasts**  **w ith**  **TH D**  **< 20**  **P ercent,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF** 

**1.55­1.65**

**............................................................................................................................... .....**  **5­15**

**5 ­ii**  **1 3** **Figure 5**  **.3.8 Two­Lamp**  **2 8W**  **T8 120V**  **Ballasts w**  **ith TH**  **D <**  **20 P**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**1.55­1.65**

**............................................................................................................................... .....**  **5­15**

**F igure**  **5 .3.9**  **Two­Lamp 2**  **5W T8**  **120V Ballasts**  **w ith**  **TH D**  **< 10**  **P ercent,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF**  **2.0**

**............................................................................................................................... .....................**  **5­16**

**F igure**  **5 .3.10**  **Tw o­Lamp**  **4 0W**  **1 20V**  **Ballasts w**  **ith <**  **20 Percent**  **TH D,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF**  **1.20­**

**1.22............................................................................................................................................. 5­17** 

**F igure**  **5 .3.11**  **Th ree­Lamp**  **4 0W**  **1 20V**  **Ballasts L**  **inear F**  **it (**  **Based o**  **n S**  **lope C**  **hange f**  **rom Tw**  **o**

**Lamp t**  **o Th**  **ree­Lamp B**  **allasts f**  **or 3**  **2W T8**  **Applied t**  **o T**  **12 a**  **nd C**  **ommon T1**  **2 El**  **ectronic B**  **allast)**

**............................................................................................................................... .....................**  **5­18**

**F igure**  **5 .3.12**  **Tw o­Lamp**  **3 4W**  **1 20V**  **Ballasts w**  **ith <**  **20 Percent**  **TH D,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF**  **1.42­**

**1.44............................................................................................................................................. 5­18** 

**F igure**  **5 .3.13**  **Th ree­Lamp**  **3 4W**  **1 20V**  **Ballasts (**  **Based on**  **S lope**  **C hange**  **f rom**  **Tw o­Lamp**  **t o** 

**Th ree­Lamp**  **B allasts**  **f or**  **T8 Applied**  **t o**  **T1 2**  **a nd**  **C ommon**  **T1 2**  **El ectronic**  **B allast)** 

**................ 5­19** 

**F igure**  **5 .3.14**  **Ei ght­Foot**  **S ingle**  **P in**  **S limline**  **F luorescent**  **L amp**  **C andidate**  **S tandard**  **L evels.**  **5 ­27** 

**F igure**  **5 .3.15**  **Tw o­Lamp**  **7 5W**  **T1 2**  **1 20V**  **Ballasts w**  **ith THD**  **<20 p**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**0.64­0.66; L**  **inear F**  **it: m**  **=100.0, b=47.0** 

**.................................................................................... 5­29** 

**F igure**  **5 .3.16**  **Tw o­Lamp**  **6 0W**  **T1 2**  **1 20V**  **Ballasts w**  **ith THD**  **<20 p**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**0.79­0.80; L**  **inear F**  **it: m**  **=100.0, b=22.0** 

**.................................................................................... 5­29** 

**F igure**  **5 .3.17**  **Tw o­Lamp**  **5 9W**  **T8 120V**  **Ballasts w**  **ith T**  **HD <20**  **p ercent,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF** 

**0 .77­0.79;**  **L inear**  **F it:**  **m =123.4,**  **b=4.3**

**...................................................................................... 5­30** 

**F igure**  **5 .3.18**  **Tw o­Lamp**  **5 7W**  **T8 120V**  **Ballasts w**  **ith T**  **HD <20**  **p ercent,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF** 

**0 .80­0.81;**  **L inear**  **F it:**  **m =50.0,**  **b=63.5**

**...................................................................................... 5­31** 

**F igure**  **5 .3.19**  **Tw o­Lamp**  **5 5W**  **T8 120V**  **Ballasts w**  **ith T**  **HD <10**  **p ercent,**  **a nd**  **B EF**  **0.86; L**  **inear**

**F it:**  **m =118.4,**  **b=­2.2**

**.................................................................................................................. 5­31** 

**F igure**  **5 .3.20**  **Ei ght­Foot**  **H O**  **Fluorescent L**  **amp C**  **andidate S**  **tandard L**  **evels.......................... 5­38**

**F igure**  **5 .3.21**  **Tw o­Lamp**  **1 10W**  **T1 2**  **1 20V**  **Ballasts w**  **ith THD**  **<20 p**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**0.42­0.43; L**  **inear F**  **it: m**  **=307.7, b=­65.4** 

**................................................................................... 5­40** 

**F igure**  **5 .3.22**  **Tw o­Lamp**  **9 5W**  **T1 2**  **1 20V**  **Ballasts w**  **ith THD**  **<20 p**  **ercent, P**  **F >**  **0.95, a**  **nd B**  **EF**

**0.48­0.52; L**  **inear F**  **it: m**  **=433.3, b=­204.3** 

**................................................................................. 5­40** 

**F igure**  **5 .3.23**  **Tw o­Lamp**  **8 6W**  **T8 120V**  **Ballasts w**  **ith T**  **HD <20**  **p ercent,**  **P F**  **> 0.95,**  **a nd**  **B EF** 

**0 .54­0.55;**  **L inear**  **F it:**  **m =128.6,**  **b=46.9**

**.................................................................................... 5­41** 

**F igure**  **5 .4.1**  **IRL B**  **aselines a**  **nd R**  **educed W**  **attage O**  **ptions...................................................... 5­47** 

**5 ­iii** CHAPTER 5. E NGINEERING A NALYSIS

5 .1 INTRODUCTION

**Th is**  **c hapter**  **p rovides**  **t he**  **t echnical**  **s upport**  **d ocumentation**  **f or**  **t he**  **e ngineering**  **a nalyses** 

**o f**  **g eneral**  **s ervice**  **f luorescent**  **l amps**  **( GSFL)**  **a nd**  **i ncandescent**  **r eflector**  **l amps**  **( IRL).**  **G enerally,** 

**t he**  **p urpose**  **o f**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **i s**  **t o**  **e stimate**  **t he**  **r elationship**  **b etween**  **c ost**  **a nd**  **e fficiency** 

**f or**  **a range**  **o f**  **p roducts,**  **spanning f**  **rom t**  **he t**  **ypical b**  **aseline p**  **roduct t**  **o t**  **he m**  **aximum**

**t echnologically**  **f easible**  **p roduct;**  **d evelop**  **candidate s**  **tandard l**  **evels (**  **CSLs) t**  **hat e**  **ncompass t**  **his**

**r ange;**  **a nd**  **d evelop**  **power r**  **ating e**  **stimates f**  **or t**  **he p**  **roducts a**  **nalyzed. Th**  **e o**  **utputs f**  **rom t**  **he**

**e ngineering**  **a nalysis**  **a re**  **c ritical**  **i nputs**  **t o**  **s ubsequent**  **c ost­benefit**  **c alculations**  **f or**  **i ndividual** 

**c onsumers.** 

**Th e**  **e ngineering**  **a nalysis**  **f ollows**  **t he**  **s creening**  **a nalysis**  **( Chapter**  **4 ),**  **i n**  **w hich**  **t he**  **U .S.** 

**D epartment**  **o f**  **En ergy**  **( DOE)**  **identifies d**  **esign o**  **ptions t**  **hat a**  **re l**  **ater u**  **sed f**  **or t**  **he r**  **ulemaking**

**a nalyses.**  **D esign**  **op tions**  **i nclude**  **d iscrete**  **t echnologies,**  **such a**  **s k**  **rypton f**  **ill g**  **as, that**  **i ncorporate** 

**o ne**  **o r**  **m ore**  **t echnologies**  **t hat**  **i mprove**  **e fficacy.**  **D OE**  **develops p**  **roduct e**  **fficacy l**  **evels**

**a ssociated**  **w ith**  **l amps**  **d esigns**  **t hat**  **i ncorporate**  **a range**  **o f**  **d esign**  **op tions.** 

**W hile**  **s ome**  **e ngineering**  **a nalyses**  **f or**  **o ther**  **r ulemakings**  **d iscuss**  **m anufacturer**  **p roduction** 

**c osts**  **o r**  **s elling**  **p rices**  **a nd**  **r elate**  **c ost**  **o r**  **p rice**  **t o**  **e fficiency,**  **t his**  **e ngineering**  **a nalysis**  **d oes**  **n ot** 

**a ddress**  **m anufacturer**  **c osts**  **o r**  **m ark­ups.**  **I n**  **t his**  **r ulemaking,**  **D OE**  **d evelops**  **e nd­user**  **p rices**  **f or** 

**l amp**  **a nd**  **l amp­and­ballast**  **d esigns**  **a nalyzed**  **b y**  **d iscounting**  **p ublished**  **l ist**  **p rices**  **( i.e.,**  **“blue b**  **ook**

**p ricing”).**  **Th e**  **p roduct**  **p rice**  **d etermination**  **( Chapter**  **7 )**  **d iscusses**  **t he**  **p ricing**  **m ethodology**  **a nd** 

**r esults.**  **B y**  **c ombining**  **t he**  **r esults**  **o f**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **a nd**  **t he**  **p roduct**  **p rice** 

**d etermination,**  **D OE**  **d erives**  **t he**  **n ecessary**  **i nputs**  **f or**  **u se**  **i n**  **t he**  **l ife**  **c ycle**  **c ost**  **( LCC)**  **a nalysis**  **a nd** 

**n ational**  **i mpacts**  **a nalysis**  **( NIA).**  **I n**  **particular, D**  **OE d**  **evelops l**  **amp a**  **nd l**  **amp­and­ballast d**  **esigns**

**a ssociated**  **w ith**  **p articular**  **C SLs**  **a nd**  **e nd­user**  **p rices.** 

**Th is**  **c hapter**  **s tarts**  **w ith**  **a n**  **o utline**  **o f**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **( section**  **5 .2),**  **f ollowed**  **b y** 

**s pecifics**  **o n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **f or**  **G SFL**  **( section**  **5 .3)**  **a nd**  **I RL**  **( section**  **5 .3).**  **Ea ch**  **s ection** 

**p rovides**  **d etailed**  **i nformation**  **o n**  **t he**  **b aseline**  **l amps**  **a nd**  **r epresentative**  **p roduct**  **c lasses**  **D OE** 

**c hooses**  **t o**  **a nalyze,**  **t he**  **d evelopment**  **o f**  **C SLs,**  **a nd**  **t he**  **r esults**  **o f**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis.** 

**S ection**  **5 .5**  **discusses h**  **ow DOE**  **e xtends**  **i ts**  **r esults**  **f rom**  **t he**  **r epresentative**  **p roduct**  **c lasses**  **t o** 

**t hose**  **p roducts**  **i t**  **d oes**  **n ot**  **a nalyze.** 

5 .2 ENGINEERING A NALYSIS F RAMEWORK

**To the**  **e xtent**  **p ossible,**  **D OE**  **bases t**  **he e**  **ngineering a**  **nalysis o**  **n c**  **ommercially a**  **vailable**

**l amps**  **t hat**  **i ncorporate**  **t he**  **d esign**  **op tions**  **i dentified**  **i n**  **t he**  **t echnology**  **a ssessment**  **a nd**  **s creening** 

**a nalysis**  **( Chapter**  **4 ).**  **F or**  **G SFL,**  **a ll**  **l amp­and­ballast**  **d esigns**  **a re**  **c ommercially**  **a vailable**  **a nd** 

**h ave**  **p ublicly**  **a vailable**  **p erformance**  **a nd**  **p rice**  **i nformation.**  **D OE**  **a lso**  **bases t**  **he m**  **ajority o**  **f t**  **he**

**e ngineering**  **a nalysis**  **f or**  **I RL**  **o n**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amps.**  **H owever,**  **w here**  **n eeded,**  **D OE** 

**5 ­1** **supplements t**  **hese l**  **amps w**  **ith a**  **dditional m**  **odel l**  **amps t**  **hat u**  **se c**  **ommercially a**  **vailable**

**t echnologies.** 

**Th e**  **e ngineering**  **a nalysis**  **f or**  **e ach**  **o f**  **t he**  **t wo**  **c ategories**  **o f**  **l amps**  **D OE**  **a nalyzes**  **i n**  **t his** 

**r ulemaking**  **( i.e.,**  **GSFL a**  **nd I**  **RL) f**  **ollows a**  **similar a**  **pproach:**

**S tep**  **1**

**.** R epresentative P roduct C lasses

**. D**  **OE r**  **eviews c**  **overed l**  **amps a**  **nd t**  **he a**  **ssociated**

**p roduct**  **c lasses.**  **W hen**  **a product**  **h as**  **m ultiple**  **p roduct**  **c lasses,**  **DOE s**  **elects c**  **ertain**

**c lasses**  **a s**  **“ representative”**  **a nd**  **c oncentrates**  **i ts**  **a nalytical**  **e ffort**  **o n**  **t hese.**  **D OE** 

**s elects**  **r epresentative**  **p roduct**  **c lasses**  **p rimarily**  **b ecause**  **o f**  **t heir**  **h igh**  **m arket** 

**v olumes.**  **S ection**  **5 .5**  **discusses h**  **ow DOE**  **e xtrapolated**  **f rom**  **r epresentative**  **p roduct** 

**c lasses**  **t o**  **o ther**  **p roduct**  **c lasses.** 

**S tep**  **2**

**.** B aseline L amps

**. D**  **OE s**  **elects b**  **aseline l**  **amps f**  **rom t**  **he r**  **epresentative p**  **roduct**

**c lasses.**  **G enerally,**  **a baseline**  **l amp**  **i s**  **o ne**  **t hat**  **j ust**  **m eets**  **e xisting**  **m andatory**  **e nergy** 

**c onservation**  **s tandards**  **o r**  **r epresents**  **t he**  **t ypical**  **l amp**  **s old.**  **D OE**  **s elects**  **s pecific** 

**c haracteristics**  **s uch**  **a s**  **c ertain**  **c orrelated**  **c olor**  **t emperatures**  **( CCTs),**  **op erating** 

**l ifetimes,**  **and l**  **ight o**  **utputs t**  **o c**  **haracterize t**  **he m**  **ost c**  **ommon l**  **amps c**  **onsumers**

**p urchase.**  **D OE**  **s elects**  **m ultiple**  **b aseline**  **l amps**  **i n**  **e ach**  **p roduct**  **c lass**  **t o**  **e nsure** 

**c onsideration**  **o f**  **d ifferent**  **h igh­volume**  **l amps**  **a nd**  **t heir**  **a ssociated**  **c onsumer** 

**e conomics.** 

**S tep**  **3**

**.** C andidate L amps a nd B allast De signs

**. D**  **OE s**  **elects m**  **ore e**  **fficacious l**  **amps f**  **or**

**e ach**  **b aseline**  **l amp**  **i n**  **t he**  **r epresentative**  **p roduct**  **c lasses.**  **D OE**  **c onsiders** 

**t echnologies**  **n ot**  **e liminated**  **i n**  **t he**  **s creening**  **a nalysis.**  **D OE**  **c onsiders**  **t hese** 

**t echnologies**  **e ither**  **e xplicitly**  **a s**  **d esign**  **op tions**  **o r**  **i mplicitly**  **a s**  **d esign**  **op tions** 

**i ncorporated**  **i nto**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amps**  **a t**  **t he**  **e fficiency**  **l evels**  **e valuated.** 

**I n**  **i dentifying**  **m ore**  **e fficacious**  **l amp**  **a nd**  **b allast**  **d esigns,**  **DOE r**  **ecognizes t**  **hat a** 

**lamp’s l**  **umen p**  **ackage a**  **nd p**  **erformance c**  **haracteristics a**  **re i**  **mportant d**  **esign c**  **riteria**

**f or**  **c onsumers.**  **F or**  **e xample,**  **i f**  **c onsumers**  **d o**  **n ot**  **h ave**  **t he**  **op tion**  **t o**  **p urchase** 

**s ubstitution**  **l amps**  **o r**  **l amp­and­ballast**  **s ystems**  **w ith**  **s imilar**  **l umen**  **p ackages**  **u nder** 

**a n**  **e nergy**  **c onservation**  **s tandard,**  **c onsumers**  **w ould**  **n eed**  **t o**  **c hange**  **t he**  **l ighting** 

**d esign**  **t o**  **m aintain**  **a similar**  **l ight**  **o utput.**  **Th erefore,**  **D OE**  **e stablishes**  **l amp­and** 

**ballast d**  **esigns f**  **or t**  **he LC**  **C a**  **nalysis s**  **o t**  **hat p**  **otential l**  **ight o**  **utput i**  **s e**  **qual t**  **o, g**  **reater**

**t han,**  **o r**  **n o**  **m ore**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.** 

**D OE**  **a lso**  **c hooses**  **s ubstitute**  **l amps**  **w ith**  **p erformance**  **c haracteristics**  **s imilar**  **t o** 

**t hose**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **l amps.** 

**I n**  **i dentifying**  **m ore**  **e fficacious**  **s ubstitutes,**  **DOE u**  **ses a**  **database o**  **f c**  **ommercially**

**a vailable**  **l amps.**  **F or**  **t he**  **G SFL**  **L CC,**  **D OE**  **d evelops**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **b ased** 

**o n**  **t wo**  **s ubstitution**  **s cenarios**  **i n**  **w hich**  **c onsumers**  **c an**  **m aintain**  **l ight**  **o utput**  **w hile** 

**d ecreasing**  **e nergy**  **c onsumption.**  **I n**  **t he**  **f irst**  **s cenario,**  **t he**  **c onsumer**  **r eplaces**  **t he** 

**b aseline**  **l amp**  **w ith**  **a more**  **e fficacious,**  **lower­wattage l**  **amp t**  **hat op**  **erates o**  **n t**  **he**

**e xisting**  **b allast.**  **I n**  **t he**  **s econd**  **s cenario,**  **t he**  **c onsumer**  **r eplaces**  **t he**  **l amp­and­ballast** 

**s ystem**  **w ith**  **a more**  **e fficacious**  **s ame**  **o r**  **l ower­wattage**  **l amp**  **a nd**  **a different**  **b allast.** 

**F or**  **e xample,**  **a lamp­and­ballast**  **s ystem**  **w ith**  **a more**  **e fficacious,**  **same­wattage**

**5­2 lamp**  **a nd**  **l ower**  **b allast**  **f actor**  **a (BF)**  **b allast**  **w ill**  **c onsume**  **l ess**  **e nergy**  **a nd**  **m aintain** 

**l ight**  **o utput.** 

**F or**  **I RL,**  **D OE**  **u ses**  **s ome**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amps,**  **but a**  **lso d**  **eveloped**

**“ model”**  **l amps.**  **Th ese**  **m odels**  **i ncorporate**  **d esigns**  **t hat**  **m ay**  **n ot**  **b e**  **c ommercially** 

**a vailable**  **f or**  **c ertain**  **l amp**  **t ypes**  **a nd**  **w attages,**  **but u**  **se c**  **ommercially a**  **vailable**

**t echnologies.** 

**S tep**  **4**

**.** C andidate S tandard Levels

**. A**  **fter i**  **dentifying t**  **he m**  **ore e**  **fficacious s**  **ubstitutes f**  **or**

**e ach**  **b aseline**  **l amp**  **o r**  **l amp­and­ballast**  **s ystem,**  **D OE**  **d evelops**  **C SLs**  **b ased**  **o n**  **t hree** 

**f actors:**  **( 1)**  **t he**  **d esign**  **op tions**  **a ssociated**  **w ith**  **t he**  **s pecific**  **l amps**  **b eing**  **s tudied**  **( e.g.,** 

**grades o**  **f p**  **hosphor f**  **or f**  **luorescent l**  **amps, the**  **u se**  **of halogen**  **c apsules**  **f or**  **I RL,**  **e tc.);** 

**( 2)**  **t he**  **a bility**  **o f**  **l amps**  **a cross**  **w attages**  **t o**  **c omply**  **w ith**  **t he**  **C SL**  **o f**  **a given**  **p roduct** 

**b class; and**  **( 3)**  **t he**  **m aximum**  **t echnologically**  **f easible**  **e fficacy**  **l evel.** 

**Th e**  **s ections**  **t hat**  **f ollow**  **d iscuss**  **h ow**  **DOE a**  **pplies t**  **his m**  **ethodology t**  **o e**  **ach p**  **roduct c**  **lass**

**t o**  **c reate**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis.** 

5 .3 GENERAL S ERVICE F LUORESCENT L AMPS

**A s**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **m arket**  **a nd**  **t echnology**  **a ssessment**  **( Chapter**  **3 ),**  **D OE**  **r evises**  **t he** 

**En ergy**  **P olicy**  **a nd**  **C onservation**  **A ct**  **( EPCA)**  **t able**  **o f**  **s tandards**  **f or**  **f luorescent**  **l amps**  **t o**  **e ight** 

**p roduct**  **c lasses,**  **a s**  **s hown**  **i n**  **Ta ble**  **5 .3.1.**  **O f**  **t hese**  **e ight**  **p roduct**  **c lasses,**  **D OE**  **i s**  **c hoosing**  **t o** 

**a nalyze**  **t he**  **t hree**  **t hat**  **r epresent**  **t he**  **t hree**  **h ighest**  **s hipment**  **v olumes–4­foot**  **m edium**  **b ipin,**  **8 ­foot** 

**s ingle**  **p in**  **s limline,**  **a nd**  **8 ­foot**  **r ecessed**  **d ouble**  **c ontact**  **h igh**  **o utput**  **( HO)–all**  **w ith**  **a CCT**  **l ess** 

**t han**  **o r**  **e qual**  **t o**  **4 ,500**  **K elvin**  **( K).**  **Th e**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **l amps**  **c onstitute**  **t he**  **v ast**  **m ajority** 

**o f**  **G SFL**  **s ales.**  **Th ese**  **a re**  **f ollowed,**  **i n**  **o rder**  **o f**  **u nit**  **s ales,**  **by 8**  **­foot s**  **ingle p**  **in s**  **limline l**  **amps**

**a nd**  **8 ­foot**  **r ecessed**  **d ouble**  **c ontact**  **H O**  **lamps, which**  **together c**  **onstitute l**  **ess t**  **han a**  **quarter o**  **f**

**G SFL**  **s ales.**  **S hipments**  **o f**  **2 ­foot**  **U ­shaped**  **l amps**  **a ccount**  **f or**  **l ess**  **t han**  **f ive**  **p ercent**  **o f**  **G SFL** 

**1 unit**  **s ales**  **h istorically. Given**  **t he**  **r elatively**  **s mall**  **m arket**  **s hare**  **o f**  **U ­shaped**  **l amps,**  **DOE d**  **oes**

**n ot**  **e xplicitly**  **a nalyze**  **t hese**  **l amps.**  **L amps**  **w ith**  **C CT**  **g reater**  **t han**  **4 ,500K**  **represent a**  **small**

**m arket**  **s hare**  **o f**  **G SFL.**  **Th erefore,**  **D OE**  **i s**  **c hoosing**  **t o**  **a nalyze**  **l amps**  **w ith**  **C CT**  **l ess**  **t han**  **o r** 

**e qual**  **t o**  **4 ,500K.**  **D OE**  **d iscusses**  **e ach**  **o f**  **t he**  **t hree**  **r epresentative**  **p roduct**  **c lasses**  **s eparately**  **i n** 

**t he**  **s ections**  **t hat**  **f ollow.** 

**A lthough**  **D OE**  **i s**  **n ot**  **a nalyzing**  **t he**  **2 ­foot**  **U ­shaped**  **l amps**  **o r**  **l amps**  **t hat**  **h ave**  **a CCT** 

**g reater**  **t han**  **4 ,500K,**  **D OE**  **w ill**  **e stablish**  **s tandards**  **f or**  **t hese**  **p roduct**  **c lasses.**  **D OE**  **w ill**  **e xtend**  **i ts** 

**d ecision**  **f or**  **t he**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **p roduct**  **c lass**  **t o**  **t he**  **2 ­foot**  **U ­shaped**  **p roduct**  **c lass.**  **Th is**  **i s** 

**a The**  **“ ballast**  **f actor”**  **o f**  **a ballast**  **is the**  **r atio**  **of th**  **e li**  **ght o**  **utput o**  **f a**  **fluorescent la**  **mp o**  **r la**  **mps operated**  **o n**  **a ballast** 

**to the**  **lig ht**  **o utput**  **o f**  **t he**  **la mp(s)**  **o perated**  **o n**  **a standard**  **( reference)**  **b allast.**  **Ballast f**  **actor d**  **epends o**  **n b**  **oth the** 

**b allast**  **a nd**  **th e**  **la mp**  **t ype;**  **a single**  **ballast c**  **an h**  **ave s**  **everal b**  **allast f**  **actors d**  **epending o**  **n la**  **mp t**  **ype. T**  **he lig**  **ht o**  **utput**

**o f**  **a single**  **fluorescent la**  **mp is**  **measured o**  **n a**  **ballast w**  **ith a**  **ballast f**  **actor o**  **f 1**  **.0. O**  **ne c**  **an r**  **educe th**  **e li**  **ght o**  **utput o**  **f a** 

**lamp­and­ballast s**  **ystem b**  **y o**  **perating a**  **lamp o**  **n a**  **ballast w**  **ith a**  **lower b**  **allast f**  **actor.**

**b Efficacy**  **le vels**  **span m**  **ultiple lamps**  **o f**  **d ifferent**  **w attages.**  **I n**  **s electing**  **C SLs,**  **D OE**  **c onsidered**  **w hether**  **la mps**  **of**

**d ifferent**  **w attages**  **can m**  **eet th**  **e e**  **fficacy le**  **vels prescribed**  **b y**  **th ose**  **C SLs.** 

**5 ­3** **possible b**  **ecause 2**  **­foot U**  **­shaped l**  **amps g**  **enerally a**  **re op**  **erated i**  **n t**  **he s**  **ame w**  **ay a**  **nd g**  **enerally**

**s pan**  **t he**  **s ame**  **w attages**  **a s**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **l amps.**  **F or**  **l amps**  **w hose**  **C CT**  **i s**  **g reater**  **t han** 

**4 ,500K,**  **D OE**  **w ill**  **e xtend**  **s tandards**  **f or**  **s imilar**  **l amp**  **types w**  **ith a**  **CCT o**  **f l**  **ess t**  **han o**  **r e**  **qual t**  **o**

**4 ,500K.**  **Th is**  **i s**  **a lso**  **possible b**  **ecause l**  **amps w**  **ith a**  **CCT o**  **f l**  **ess t**  **han o**  **r e**  **qual t**  **o 4**  **,500K operate** 

**i n**  **t he**  **s ame**  **w ay**  **a nd**  **g enerally**  **s pan**  **t he**  **s ame**  **w attages**  **a s**  **t hose**  **w ith**  **a CCT**  **g reater**  **t han**  **4 ,500K.** 

**S ection**  **5 .5**  **provides m**  **ore i**  **nformation o**  **n e**  **xtending s**  **tandards t**  **o t**  **hose p**  **roduct c**  **lasses t**  **hat D**  **OE**

**d oes**  **n ot**  **a nalyze.** 

T able 5 .3.1 DOE A NOPR Product C lasses f or G eneral S ervice F luorescent L amps

Lamp T ype F or C CT ≤ 4,500K

M inimum L amp E fficacy

lm /W* F or C CT > 4,500K

M inimum L amp

E fficacy

lm /W

**4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **R epresentative**  **p roduct**  **c lass**  **S caled**  **f rom**  **≤ 4,500K** 

**2 ­foot**  **U ­shaped**  **S caled**  **f rom**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **Scaled f**  **rom ≤**  **4,500K**

**8 ­foot**  **s ingle**  **pin slimline**  **R epresentative**  **p roduct**  **c lass**  **S caled**  **f rom**  **≤ 4,500K** 

**8 ­foot**  **r ecessed**  **d ouble**  **contact H**  **O R**  **epresentative p**  **roduct c**  **lass S**  **caled f**  **rom ≤**  **4,500K**

***** **lm/W**

**= lu**  **mens per**  **w att** 

**In the**  **e ngineering**  **a nalysis**  **f or**  **G SFL,**  **D OE**  **bases i**  **ts C**  **SLs o**  **n l**  **amps. Th**  **is i**  **s b**  **ecause t**  **he**

**e nergy**  **c onservation**  **s tandards**  **o nly**  **a pply**  **t o**  **l amps.**  **H owever,**  **D OE**  **u ses**  **a systems**  **a pproach**  **i n** 

**a nalyzing**  **t hese**  **r epresentative**  **p roduct**  **c lasses**  **b ecause**  **b oth**  **l amps**  **a nd**  **b allasts**  **d etermine**  **a**

**system’s e**  **nergy u**  **se a**  **nd l**  **ight o**  **utput. D**  **OE pairs**  **a lamp**  **w ith**  **a ballast**  **t o**  **d evelop**  **lamp­and**

**ballast s**  **ystems. B**  **y u**  **sing a**  **systems a**  **pproach, D**  **OE can**  **d emonstrate**  **t he**  **a ctual**  **e nergy** 

**c onsumption**  **a nd**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **a n**  **op erating**  **l amp.** 

**U sing**  **t his**  **s ystems**  **a pproach,**  **D OE**  **c an**  **s elect**  **a variety**  **o f**  **e nergy­saving**  **l amp­and­ballast** 

**s ystems**  **p er**  **C SL.**  **I n**  **g eneral,**  **D OE**  **c hooses**  **i ts**  **l amp**  **d esigns**  **( which**  **r efer**  **t o**  **l amp**  **s ubstitution** 

**op tions)**  **a nd**  **l amp­and­ballast**  **d esigns**  **( which**  **r efer**  **t o**  **l amp­and­ballast**  **s ubstitution**  **op tions)**  **b y** 

**s electing**  **c ommercially**  **a vailable**  **f luorescent**  **l amps**  **a t**  **h igher**  **e fficacies**  **t han**  **t he**  **b aseline**  **l amps.** 

**H igher**  **e fficacies**  **a re**  **a chieved**  **t hrough**  **a variety**  **o f**  **t echnologies.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **s creening** 

**a nalysis**  **( Chapter**  **4 ),**  **D OE**  **c onsiders**  **c ommercially**  **a vailable**  **G SFL**  **t hat**  **u se**  **h ighly**  **e missive** 

**e lectrode**  **c oatings,**  **higher e**  **fficiency l**  **amp f**  **ill g**  **as c**  **omposition, h**  **igher e**  **fficiency p**  **hosphors,**

**g lass**  **c oatings,**  **or h**  **igher e**  **fficiency l**  **amp d**  **iameter t**  **o a**  **chieve h**  **igher e**  **fficacy l**  **amp d**  **esigns.**

**F or**  **t he**  **L CC,**  **D OE**  **a nalyzes**  **l amp­and­ballast**  **s ystems**  **that b**  **oth s**  **ave e**  **nergy a**  **nd m**  **aintain**

**c omparable**  **l ight**  **o utput.**  **I n**  **particular, D**  **OE c**  **onsiders l**  **amp­and­ballast d**  **esigns t**  **hat e**  **mit m**  **ean**

**l umens**  **e qual**  **t o,**  **g reater**  **t han,**  **o r**  **n o**  **m ore**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t he** 

**b aseline**  **s ystem.**  **D OE**  **m aintains**  **l ight**  **o utput**  **a cross**  **e fficacy**  **l evels**  **t o**  **e nsure**  **t hat**  **p roducts** 

**s upply**  **e quivalent**  **s ervice**  **i n**  **t he**  **b ase**  **c ase**  **a nd**  **s tandards**  **c ase.** 

**I n**  **a ssessing**  **l ight**  **o utput,**  **D OE**  **m akes**  **a distinction**  **b etween**  **m ean**  **a nd**  **i nitial**  **l umens.** 

**D OE**  **u ses**  **i nitial**  **l umens**  **i n**  **i ts**  **t est**  **p rocedures**  **t o**  **m easure**  **c ompliance**  **w ith**  **a standard.**  **Th is**  **i s** 

**c onsistent**  **w ith**  **c onsensus**  **i ndustry**  **s tandards**  **o n**  **e fficacy**  **m easurements.**  **Th erefore,**  **D OE**  **u ses** 

**i nitial**  **l umens**  **t o**  **c alculate**  **C SLs.**  **H owever,**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **a lamp**  **d ecreases**  **o ver**  **t ime.**  **To**

**5­4 account**  **f or**  **t his**  **r eal­world**  **d epreciation**  **i n**  **l umens,**  **D OE**  **u ses**  **m ean**  **l umens**  **i n**  **d etermining** 

**e quivalent**  **s ubstitutes**  **i n**  **t he**  **L CC**  **a nd**  **i n**  **d etermining**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **G SFL**  **i n**  **t he**  **N IA.** 

**F or**  **G SFL,**  **e nergy**  **s avings**  **c an**  **b e**  **a chieved**  **e ither**  **t hrough**  **l amp**  **r eplacements**  **o r**  **l amp** 

**and­ballast r**  **eplacements. F**  **or l**  **amp r**  **eplacements, DOE**  **a nalyzes**  **r educed­wattage,**  **h igher** 

**efficacy l**  **amps f**  **or u**  **se o**  **n t**  **he e**  **xisting b**  **allast. F**  **or l**  **amp­and­ballast r**  **eplacements, DOE**  **u ses**  **a**

**variety o**  **f l**  **amp­and­ballast c**  **ombinations t**  **o ob**  **tain e**  **nergy s**  **avings a**  **nd m**  **aintain c**  **omparable**

**m ean**  **l umens.**  **Th ese**  **c ombinations**  **i nclude**  **b oth**  **r educed­wattage**  **l amps**  **a nd**  **c onstant­wattage** 

**l amps.**  **F or**  **e xample,**  **o ne**  **c an**  **a chieve**  **e nergy**  **s avings**  **w hile**  **m aintaining**  **m ean**  **l umen**  **o utput**  **b y** 

**u sing**  **a similar­wattage,**  **h igher­efficacy**  **l amp**  **w ith**  **a lower**  **B F**  **b allast.** 

**S ome**  **c onsumers**  **m ay**  **op erate**  **n on­energy**  **s aving**  **s ystems.**  **F or**  **e xample,**  **a consumer**  **w ho** 

**p airs**  **a constant­wattage,**  **h igher­efficacy**  **l amp**  **w ith**  **a n**  **e xisting**  **b allast**  **w ill**  **g et**  **m ore**  **l ight**  **o utput** 

**b ut**  **w ill**  **n ot**  **s ave**  **e nergy.**  **D OE**  **d oes**  **n ot**  **c onsider**  **s uch**  **n on­energy­saving**  **s ystems**  **i n**  **t he**  **L CC** 

**b ecause**  **e nergy**  **s avings**  **d etermine**  **w hether**  **a consumer**  **c an**  **r ecoup**  **any h**  **igher f**  **irst c**  **osts o**  **f**

**r eplacement**  **p roducts.**  **H owever,**  **D OE**  **d oes**  **t ake**  **i nto**  **a ccount**  **t he**  **u se**  **o f**  **b oth**  **e nergy­saving**  **a nd** 

**n on­energy­saving**  **s ystems**  **w hen**  **a ggregating**  **m arket**  **be havior**  **i n**  **t he**  **N IA.**  **Th erefore,**  **D OE** 

**c onsiders**  **l amp­and­ballast**  **s ystems**  **t hat**  **d o**  **n ot**  **s ave**  **e nergy**  **a nd**  **m ay**  **o ver­ or**  **u nder­light.**  **Th is** 

**r eflects**  **t he**  **f act**  **t hat**  **D OE**  **c annot**  **r equire**  **c onsumers**  **t o**  **c hange**  **t heir**  **b allast**  **a long**  **w ith**  **t heir**  **l amp.** 

**A ppendix**  **5 A**  **shows l**  **amp­and­ballast d**  **esigns c**  **onsidered i**  **n t**  **he N**  **IA.**

**B ecause**  **D OE**  **i s**  **u sing**  **a systems**  **a pproach,**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **i s**  **a n**  **i mportant**  **r esult** 

**o f**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis.**  **Th e**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **r epresents**  **t he**  **e nergy**  **c onsumption**  **r ate**  **o f** 

**b oth**  **t he**  **l amps**  **a nd**  **b allast,**  **a nd**  **t herefore**  **i s**  **a ctually**  **g reater**  **t han**  **s imply**  **t he**  **r ated**  **l amp**  **p ower.** 

**W hile**  **t he**  **r ated**  **l amp**  **p ower**  **a ffects**  **t he**  **s ystem**  **p ower,**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **i s**  **a lso**  **a ffected**  **b y**  **t he** 

**t ype**  **o f**  **b allast**  **u sed,**  **t he**  **B F**  **o f**  **t hat**  **b allast,**  **a nd**  **th e**  **n umber**  **o f**  **l amps**  **op erated**  **p er**  **b allast.** 

**D OE**  **c alculates**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **d ata**  **u sing**  **p ublished**  **c atalog**  **i nformation.**  **F or**  **e ach** 

**l amp**  **w attage**  **a nd**  **b allast**  **t ype,**  **D OE**  **l inearly**  **f its**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **o f**  **a lamp**  **o n**  **s everal** 

**d ifferent**  **b allasts**  **w ith**  **v arying**  **b allast**  **f actors.**  **D OE**  **u ses**  **t his**  **l inear**  **f it**  **t o**  **d erive**  **t he**  **s ystem** 

**p ower**  **r ating**  **o f**  **t he**  **l amp**  **o n**  **t he**  **b allasts**  **u sed**  **i n**  **t he**  **a nalysis.**  **The l**  **inear f**  **it f**  **ollows t**  **he e**  **quation**

**b elow:** 

SPR

= m ***** BF + b Eq. 5 .1

**where:**

S PR

= **System P**  **ower R**  **ating**

B F

= **Ballast F**  **actor**

m = **S lope**  **o f**  **L inear**  **F it** 

b

= **Y ­Intercept**  **o f**  **L inear**  **F it** 

**D OE**  **c onsiders**  **b oth**  **m agnetic**  **a nd**  **e lectronic**  **b allasts.**  **F or**  **4 ­foot**  **T 8**  **a nd**  **4 ­foot**  **T 12** 

**s ystems,**  **D OE**  **u ses**  **s ystem**  **p ower**  **d ata**  **f rom**  **m anufacturer**  **l iterature**  **t o**  **d evelop**  **a linear**  **f it**  **f or** 

**l amps**  **o n**  **a three­lamp,**  **1 20V,**  **e lectronic**  **i nstant­start**  **b allast**  **w ith**  **s imilar**  **ballast e**  **fficacy f**  **actors**

**5­5 (BEF).**  **c For**  **s ome**  **4 ­foot**  **T 12s,**  **D OE**  **a lso**  **u ses**  **a one­lamp**  **a nd**  **a two­lamp**  **1 20V,**  **m agnetic,** 

**r apid­start**  **b allast**  **w ith**  **a common**  **b allast**  **e fficacy**  **f actor.**  **A linear**  **f it**  **w as**  **n ot**  **n ecessary**  **f or**  **t hese** 

**m agnetic**  **s ystems**  **b ecause**  **D OE**  **u ses**  **o nly**  **o ne**  **t ype**  **o f**  **magnetic b**  **allast i**  **n t**  **he a**  **nalysis. F**  **or 8** 

**­**

**foot T**  **8s a**  **nd 8**  **­foot T**  **12s, D**  **OE u**  **ses s**  **ystem p**  **ower d**  **ata f**  **rom m**  **anufacturer l**  **iterature t**  **o d**  **evelop a** 

**linear f**  **it f**  **or l**  **amps o**  **n a**  **two­lamp, 1**  **20V, e**  **lectronic i**  **nstant­start b**  **allast. D**  **OE a**  **lso u**  **ses d**  **ata f**  **or**

**s ome**  **b aseline**  **8 ­foot**  **T 12**  **s limline**  **l amps**  **o n**  **t wo­lamp,**  **1 20V,**  **m agnetic,**  **i nstant­start**  **b allasts.** 

**A gain,**  **a linear**  **f it**  **i s**  **n ot**  **n ecessary**  **f or**  **t he**  **m agnetic**  **s ystems**  **b ecause**  **D OE**  **u ses**  **o nly**  **o ne**  **b allast** 

**i n**  **t he**  **a nalysis.** 

5.3.1 Four­Foot M edium B ipin

**DOE i**  **s s**  **electing t**  **he 4**  **­foot m**  **edium b**  **ipin p**  **roduct c**  **lass as**  **o ne**  **o f**  **t he**  **r epresentative** 

**p roduct**  **c lasses**  **f or**  **G SFL**  **b ecause**  **i t**  **h as**  **t he**  **h ighest**  **v olume**  **s hipments**  **o f**  **a ll**  **t he**  **p roduct**  **c lasses** 

**f or**  **f luorescent**  **l amps.**  **D OE**  **m ust**  **p air**  **e ach**  **l amp**  **i t**  **a nalyzes**  **w ith**  **a ballast.**  **D OE**  **r eviews**  **t he** 

**r ange**  **o f**  **n ew**  **l amp­and­ballast**  **c ombinations**  **a nd**  **f ound**  **t hat**  **b allasts**  **f or**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin** 

**b allasts**  **a re**  **a vailable**  **i n**  **a variety**  **o f**  **l amp­per­ballast**  **d esigns.**  **F or**  **e xample,**  **e lectronic**  **b allasts** 

**a re**  **t ypically**  **m anufactured**  **i n**  **o ne­,**  **t wo­,**  **t hree­,**  **a nd**  **f our­lamp**  **v ersions.**  **A ccording**  **t o**  **t he**  **2 000** 

**2 rule**  **o n**  **G SFL**  **b allasts**  **( “2000**  **B allast**  **R ule”), there**  **a re**  **o n**  **a verage**  **2 .8**  **l amps**  **p er**  **4 ­foot**  **m edium** 

**3 bipin**  **s ystem.**  62 F R 5 6740 **( September**  **1 9,**  **2 000).**  **T o**  **a ccurately**  **r epresent**  **t he**  **m arket**  **y et** 

**s implify**  **t he**  **a nalysis,**  **D OE**  **u ses**  **a three­lamp**  **s ystem**  **f or**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **l amps**  **o perating**  **o n** 

**e lectronic**  **b allasts.**  **( This**  **d ecision**  **e ffectively**  **s preads**  **t he**  **c ost**  **o f**  **a new**  **b allast**  **o ver**  **t he**  **a verage** 

**n umber**  **o f**  **l amps**  **p er**  **s ystem).**  **T o**  **m ake**  **a comparison**  **b etween**  **e lectronic**  **a nd**  **m agnetic**  **4 ­foot** 

**m edium**  **b ipin**  **s ystems,**  **a nd**  **b ecause**  **t hree­lamp**  **m agnetic**  **b allasts**  **a re**  **t ypically**  **n ot**  **s old,**  **D OE** 

**d evelops**  **a system**  **t hat**  **c ombines**  **a two­lamp**  **m agnetic**  **a nd**  **o ne­lamp**  **m agnetic**  **b allast.**  **T his** 

**a llows**  **D OE**  **t o**  **c ompare**  **s imilar**  **l ight**  **o utput**  **p ackages**  **a nd**  **m ake**  **a level**  **c omparison**  **o n**  **e nergy** 

**d use.** 

5.3.1.1 Baseline M odels

**This p**  **roduct c**  **lass r**  **epresents b**  **oth T**  **12 a**  **nd T**  **8 4**  **­foot m**  **edium b**  **ipin l**  **amps, w**  **hich o**  **perate**

**o n**  **d ifferent**  **b allasts**  **a nd**  **a re**  **both h**  **igh­volume l**  **amps. T**  **o r**  **eflect t**  **he m**  **ost c**  **ommon l**  **amp a**  **nd**

**w attage**  **c ombinations**  **f or**  **t his**  **p roduct**  **c lass,**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **t hree**  **baseline l**  **amp/wattage**

**c ombinations**  **f or**  **t he**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **p roduct**  **c lass:**  **a 32W**  **T 8,**  **a 34W**  **T 12,**  **a nd**  **a 40W**  **T 12.** 

**c Energy**  **e fficient**  **b allasts**  **are c**  **haracterized a**  **s having**  **h igher**  **b allast**  **e fficacy**  **f actors**  **( BEF).**  **T he**  **B EF**  **is directly** 

**related to**  **the q**  **uotient o**  **f t**  **he B**  **F a**  **nd th**  **e p**  **ower c**  **onsumed b**  **y th**  **e b**  **allast, such**  **th at**  **a ballast**  **m aintaining**  **B F**  **w hile** 

**reducing p**  **ower c**  **onsumption w**  **ill h**  **ave a**  **higher B**  **EF, a**  **nd b**  **e a**  **more e**  **nergy­efficient b**  **allast. In**  **its ANOPR** 

**a nalysis,**  **D OE**  **v aried**  **th e**  **b allast**  **B F,**  **n ot**  **th e**  **B EF**  **( given**  **th e**  **s ame**  **la mp**  **w attage**  **a nd**  **b allast**  **t ype**  **( “electronic”**  **o r** 

**“ magnetic”)),**  **in its**  **assessment o**  **f s**  **tandards f**  **or f**  **luorescent l**  **amps. D**  **OE w**  **ill be**  **c onsidering**  **n ew**  **a nd**  **a mended**  **B EF** 

**s tandards**  **in a**  **s eparate**  **fluorescent la**  **mp b**  **allast r**  **ulemaking.**

**d DOE**  **r ecognizes**  **that t**  **he c**  **ombined c**  **ost o**  **f a**  **one­lamp a**  **nd t**  **wo­lamp m**  **agnetic system**  **w ould**  **be h**  **igher th**  **an t**  **he**

**c ost**  **o f**  **a three­lamp**  **s ystem**  **i f**  **it were**  **m anufactured.**  **H owever,**  **th e**  **c omparative**  **e conomics**  **b etween**  **a one­lamp**  **a nd** 

**t wo­lamp**  **m agnetic**  **ballast v**  **ersus a**  **three­lamp e**  **lectronic ballast**  **is not**  **a n**  **is sue**  **in DOE’s**  **calculation o**  **f t**  **he L**  **CC.**

**S ince**  **b allast**  **s tandards**  **w ill**  **b e**  **e ffective**  **i n**  **2 010,**  **D OE**  **a ssumes**  **all new**  **b allast**  **s ales**  **are e**  **lectronic. A**  **s a**  **result, the** 

**o nly**  **m agnetic**  **ballasts DOE**  **m odels**  **are p**  **re­existing m**  **agnetic b**  **allasts in**  **the b**  **ase c**  **ase. B**  **ecause t**  **hey w**  **ere**

**p urchased**  **b efore**  **th e**  **s tandards**  **r ule,**  **D OE**  **a ssumes**  **that t**  **he m**  **agnetic ballast**  **is a**  **s unk**  **c ost.**  **T herefore,**  **th e**  **o nly**  **c osts** 

**considered in**  **the L**  **CC are**  **e lectronic**  **ballasts, f**  **or w**  **hich D**  **OE u**  **ses three­lamp**  **s ystems.** 

**5 ­6** **In 2005,**  **T 8**  **l amps**  **r epresented**  **5 7**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **s hipments,**  **o f**  **w hich**  **t he** 

**3 2W**  **l amp**  **w as**  **t he**  **m ost**  **c ommon.**  **T he**  **2 005**  **s hipments**  **o f**  **4 ­foot**  **T 12**  **l amps**  **r epresented**  **4 3** 

**p ercent**  **o f**  **a ll**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **s hipments.**  **T he**  **3 4W**  **T 12**  **l amp**  **w as**  **a pproximately**  **t wo­thirds** 

**o f**  **t hese**  **s hipments**  **a nd**  **t he**  **4 0W**  **T 12**  **w as**  **a pproximately**  **o ne­third.**  **T herefore,**  **t hese**  **t hree** 

**b aseline**  **l amps**  **r epresent**  **t he**  **t hree**  **h ighest**  **v olume**  **l amp**  **d iameter**  **a nd**  **w attage**  **c ombinations**  **f or** 

**t he**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **p roduct**  **c lass.** 

**F or**  **e ach**  **o f**  **t hese**  **t hree**  **b aseline**  **m odel**  **l amps,**  **D OE**  **h as**  **d eveloped**  **a set**  **o f**  **t ypical** 

**p erformance**  **c haracteristics.**  **F or**  **t he**  **3 2W**  **T 8**  **l amp,**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **a lamp**  **u sing**  **a 700**  **s eries** 

**r are**  **e arth**  **p hosphor.**  **T hese**  **l amps**  **t ypically**  **h ave**  **a color**  **r endering**  **i ndex**  **( CRI)**  **o f**  **7 0**  **t o**  **7 9.**  **D OE** 

**f ound**  **i n**  **d iscussion**  **w ith**  **i ndustry**  **e xperts**  **t hat**  **t his**  **l amp**  **r epresents**  **t he**  **m ajority**  **o f**  **4 ­foot**  **T 8** 

**l amps**  **s old.**  **T ypically,**  **a baseline**  **p roduct**  **i s**  **a unit**  **t hat**  **j ust**  **m eets**  **t he**  **e xisting**  **e nergy** 

**c onservation**  **s tandard**  **f or**  **t hat**  **p roduct**  **( which**  **f or**  **t his**  **p roduct**  **c lass**  **i s**  **7 5.0**  **l m/W).**  **H owever,** 

**t here**  **a re**  **n o**  **T 8**  **l amps**  **i n**  **t his**  **p roduct**  **c lass**  **w ith**  **an e**  **fficacy as**  **l ow**  **as 7**  **5.0 l**  **m/W. T**  **herefore,**

**D OE**  **i s**  **s electing**  **a T8**  **l amp**  **t hat**  **r epresents**  **t he**  **m ost**  **c ommon**  **o ne**  **s old,**  **a pproximately**  **8 6.2** 

**l m/W.**  **F or**  **n ew**  **s ystem**  **i nstallations,**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **T 8**  **l amps**  **o perating**  **i n**  **t hree­lamp**  **f ixtures.** 

**T hese**  **f ixtures**  **a re**  **a ssumed**  **t o**  **o perate**  **o n**  **a 120V**  **i nstant­start**  **e lectronic**  **b allast**  **w ith**  **a 0.88**  **B F.** 

**T ogether,**  **t he**  **l amp­and­ballast**  **c ombination**  **i n**  **t his**  **t hree­lamp**  **s ystem**  **h as**  **a light**  **e mission**  **o f** 

**a**

**pproximately 6**  **,650 m**  **ean l**  **umens (**  **and 7**  **,390 i**  **nitial l**  **umens) w**  **hen o**  **perating w**  **ith t**  **he b**  **aseline**

**l amp.** 

**F or**  **t he**  **3 4W**  **T 12**  **l amp,**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **a cool**  **w hite**  **l amp**  **w ith**  **an e**  **fficacy t**  **hat i**  **s**

**s lightly**  **a bove**  **t he**  **m inimum**  **e fficiency**  **s tandard**  **( 77.9**  **l m/W).**  **A review**  **o f**  **t he**  **p roduct**  **c atalogs** 

**f inds**  **t hat**  **t here**  **a re**  **n o**  **3 4W**  **T 12**  **l amps**  **t hat**  **a re**  **just c**  **ompliant w**  **ith t**  **he s**  **tandard (**  **75.0 l**  **m/W), o**  **r**

**a ny**  **b etween**  **7 5.0**  **a nd**  **7 7.9**  **l m/W**  **w hich**  **a re**  **o therwise**  **c overed**  **p roducts.**  **F or**  **t he**  **4 0W**  **T 12**  **l amp,** 

**D OE**  **i s**  **s electing**  **a lamp**  **u sing**  **7 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor**  **a nd**  **an e**  **fficacy o**  **f 8**  **0 l**  **m/W. A** 

**review o**  **f t**  **he p**  **roduct c**  **atalogs f**  **inds t**  **hat 4**  **0W T**  **12 l**  **amps b**  **elow t**  **his e**  **fficacy a**  **re l**  **ow­volume**

**p roduct,**  **s ince**  **t hey**  **f ail**  **t o**  **m eet**  **t he**  **E nergy**  **P olicy**  **A ct**  **o f**  **1 992**  **( EPACT**  **1 992)**  **r equirement**  **f or** 

**C RI**  **a nd**  **a re**  **l abeled**  **f or**  **r esidential**  **u se**  **o nly.**  **D OE**  **p airs**  **b oth**  **T 12**  **l amps,**  **w ith**  **a rapid­start**  **1 20V** 

**m agnetic**  **b allast,**  **w hich**  **e xhibits**  **a 0.88**  **B F**  **when o**  **perating t**  **he 3**  **4W l**  **amp a**  **nd a**  **0.95 B**  **F when** 

**o perating**  **t he**  **4 0W**  **l amp.**  **T his**  **c ombination**  **o f**  **l amp**  **a nd**  **b allast**  **r epresents**  **t he**  **m ost**  **c ommon** 

**c onfiguration**  **f or**  **t his**  **l amp**  **i n**  **e xisting**  **a nd**  **n ew**  **i nstallations.**  **T ogether,**  **t his**  **l amp­and­ballast** 

**c ombination**  **i n**  **a three­lamp**  **f ixture**  **c reates**  **a system**  **p ackage**  **o f**  **o ver**  **6 ,070**  **m ean**  **l umens**  **( and** 

**n early**  **7 ,000**  **i nitial**  **l umens)**  **f or**  **t he**  **b aseline**  **3 4W**  **l amps**  **a nd**  **a pproximately**  **8 ,210**  **m ean**  **l umens** 

**( and**  **9 ,120**  **i nitial**  **l umens)**  **f or**  **t he**  **b aseline**  **4 0W**  **l amps.**  **A s**  **m entioned**  **e arlier,**  **D OE**  **a ssumes**  **t he** 

**t hree­lamp**  **f ixture**  **i s**  **w ired**  **u sing**  **t wo**  **m agnetic**  **b allasts** 

**– a**  **one­lamp a**  **nd a**  **two­lamp b**  **allast**

**c onnected**  **i n**  **t andem**  **w ith**  **an a**  **djacent f**  **ixture.**

**F or**  **a ll**  **t hree**  **b aseline**  **l amps**  **a nd**  **t he**  **m ore**  **e fficacious**  **l amp**  **d esigns,**  **D OE**  **a nalyzes** 

**f luorescent**  **l amps**  **w ith**  **a CCT**  **o f**  **4 ,100K.**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **t his**  **C CT**  **b ecause**  **i t**  **r epresents**  **t he** 

**h ighest**  **v olume**  **C CT**  **f or**  **t his**  **c ategory**  **o f**  **l amps**  **a nd**  **b ecause**  **i t**  **i s**  **f alls**  **w ithin**  **t he**  **C CT**  **s pan**  **o f**  **t he** 

**a nalyzed**  **p roduct**  **c lass**  **( 2,500K**  **t o**  **4 ,500K).**  **A dditionally,**  **t he**  **t ypical**  **l ifetime**  **f or**  **a ll**  **t hree** 

**b aseline**  **m odels**  **i n**  **t his**  **p roduct**  **c lass**  **i s**  **2 0,000**  **h ours**  **( using**  **a 3­hour**  **o n­off**  **t esting**  **c ycle).**  **W hile** 

**t here**  **a re**  **l amps**  **i n**  **t his**  **p roduct**  **c lass**  **t hat**  **h ave**  **o ther**  **l ifetimes**  **u nder**  **t he**  **3 hour**  **o n­off**  **t esting** 

**c ycle,**  **s uch**  **as 1**  **8,000 o**  **r 2**  **4,000 h**  **rs, t**  **hese l**  **amps d**  **o n**  **ot r**  **epresent t**  **he t**  **ypical u**  **nit s**  **old f**  **or t**  **hese**

**t hree**  **l amp**  **t ypes.** 

**5­7**Table 5 .3.2 Baseline L amps f or F our­Foot M edium B ipin E ngineering A nalysis

Lamp

D iameter N ominal

W attage C RI C CT R ated

E fficacy* I nitial

L ight

O utput M ean

L ight

O utput L ife

W K lm/W lm lm hr

**T 12**  **4 0**  **7 2**  **4 ,100**  **8 0.0**  **3 ,200**  **2 ,880**  **2 0,000** 

**T 12**  **3 4**  **6 2**  **4 ,100**  **7 7.9**  **2 ,650**  **2 ,300**  **2 0,000** 

**T 8**  **3 2**  **7 5**  **4 ,100**  **8 6.2**  **2 ,800**  **2 ,520**  **2 0,000** 

***** **Rated e**  **fficacy is**  **based o**  **n t**  **he r**  **ated w**  **attage o**  **f t**  **he la**  **mps, w**  **hich f**  **or T**  **12 la**  **mps is**  **40W a**  **nd 3**  **4W a**  **nd f**  **or th**  **e 3**  **2W**

**T 8**  **la mp**  **is 32.5W.** 

5.3.1.2 Candidate S tandard L evels

**In this**  **p roduct**  **c lass,**  **D OE**  **i s**  **e stablishing**  **C SLs**  **a round**  **d esigns**  **o ptions**  **t hat**  **a re**  **c onsistent** 

**a cross**  **a ll**  **t hree**  **b aseline**  **l amps.**  **H owever,**  **b ecause**  **t hese**  **l amps**  **h ave**  **d ifferent**  **e fficacy**  **v alues**  **a nd** 

**s ome**  **r epresent**  **v arious**  **d esign**  **o ptions,**  **s ome**  **C SLs**  **a ffect**  **o nly**  **o ne**  **o r**  **t wo**  **b aseline**  **l amps.** 

**H owever,**  **t he**  **f ull**  **r ange**  **o f**  **C SLs**  **u ltimately**  **s pecifies**  **r equirements**  **t hat**  **a re**  **at s**  **ome p**  **oint a**  **bove**

**t he**  **e fficacy**  **v alues**  **o f**  **a ll**  **t he**  **b aseline**  **l amps**  **s old,**  **and t**  **herefore a**  **ffect a**  **ll t**  **hree baseline**  **l amps.** 

**I n**  **s electing**  **C SLs,**  **D OE**  **c onsiders**  **t wo**  **d ifferent**  **p aths**  **t o**  **e nergy**  **s avings.**  **T he**  **f irst** 

**c oncentrates**  **o n**  **r educed­wattage**  **r eplacement**  **l amps**  **t hat**  **c ould**  **b e**  **i nstalled**  **i n**  **a socket**  **a nd** 

**o perate**  **o n**  **t he**  **e xisting**  **b allast.**  **T hese**  **l ower­wattage**  **r eplacement**  **l amps**  **h ave**  **a higher**  **e fficacy** 

**a nd**  **t herefore**  **produce a**  **pproximately t**  **he s**  **ame l**  **ight o**  **utput as**  **t he**  **b aseline**  **l amp**  **( i.e.,**  **l ight**  **o utput** 

**n ever**  **d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem).** 

**T he**  **o ther**  **path t**  **o e**  **nergy s**  **avings i**  **nvolves l**  **amps t**  **hat h**  **ave t**  **he s**  **ame o**  **r l**  **ess w**  **attage as**  **t he** 

**b aseline**  **l amp,**  **b ut**  **o perate**  **o n**  **a new**  **b allast**  **w ith**  **a different**  **B F**  **so t**  **he s**  **ystem p**  **ower r**  **ating i**  **s**

**l ower.**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **a ballast**  **w ith**  **a particular**  **B F**  **in c**  **onjunction w**  **ith t**  **he m**  **ore e**  **fficacious**

**l amp**  **t o**  **p roduce**  **a pproximately**  **t he**  **s ame**  **l ight**  **o utput**  **as t**  **he b**  **aseline l**  **amp (**  **i.e., l**  **ight o**  **utput n**  **ever**

**d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem).** 

**T able**  **5 .3.3**  **s ummarizes**  **t he**  **C SLs**  **c onsidered**  **f or**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **l amps.**  **T he** 

**f ollowing**  **d iscussion**  **i dentifies**  **t he**  **s teps**  **a nd**  **t echnologies**  **a ssociated**  **w ith**  **e ach**  **C SL**  **D OE** 

**c onsidered.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **s creening**  **a nalysis**  **( Chapter**  **4 ),**  **D OE**  **u ses**  **d esign**  **o ptions**  **t hat** 

**a chieve**  **a higher**  **e fficacy**  **w ith**  **h ighly**  **e missive**  **e lectrode**  **c oatings,**  **h igher­efficiency**  **l amp**  **f ill**  **g as** 

**c omposition,**  **h igher­efficiency**  **p hosphors,**  **g lass**  **c oatings,**  **o r**  **h igher­efficiency**  **l amp**  **d iameter.** 

**B ecause**  **h igh­efficiency**  **p hosphors**  **a nd**  **l amp**  **d iameter**  **a re**  **c ommon**  **m ethods**  **t o**  **a chieve**  **h igher** 

**e fficacies,**  **D OE**  **h as**  **i dentified**  **t he**  **d iameter**  **a nd**  **p hosphor**  **a ssociated**  **w ith**  **e ach**  **C SL:** 

C

SL1, 8 2.4 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **ffects t**  **he t**  **wo T**  **12 b**  **aseline l**  **amps. B**  **ecause t**  **he b**  **aseline**

**T 8**  **l amp**  **i s**  **a bove**  **t his**  **e fficacy**  **l evel,**  **c onsumers**  **u sing**  **t he**  **T 8**  **l amp**  **a re**  **n ot**  **a ffected.**  **T he**  **3 4W** 

**T 12**  **m oves**  **f rom**  **a cool**  **w hite**  **h alophosphor**  **t o**  **a 700**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.**  **T he**  **4 0W**  **T 12** 

**l amp**  **m oves**  **f rom**  **t he**  **7 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **t o**  **e ither**  **an i**  **mproved 7**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth p**  **hosphor**

**o r**  **8 00**  **s eries**  **l amp.** 

**5­8**CSL2, 8 5.0 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **lso o**  **nly a**  **ffects T**  **12 l**  **amps. F**  **or t**  **he 3**  **4W T**  **12, t**  **he l**  **amps**

**c hange**  **f rom**  **7 00**  **s eries**  **t o**  **8 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.**  **T he**  **4 0W**  **T 12**  **l amp**  **at t**  **his l**  **evel u**  **ses**

**8 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.** 

C

SL3, 9 0.0 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **ffects a**  **ll t**  **hree b**  **aseline l**  **amps. T**  **he 32W**  **T 8**  **l amp**  **t hat** 

**u sed**  **7 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor**  **i n**  **t he**  **b aseline**  **m igrates**  **t o**  **an 8**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth i**  **n a**  **32W**

**l amp.**  **T he**  **T 12**  **l amp**  **u ses**  **an 8**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth p**  **hosphor, a**  **nd m**  **ay i**  **ncorporate o**  **ther d**  **esign**

**o ptions**  **t o**  **e nhance**  **e fficacy,**  **s uch**  **as a**  **different g**  **as f**  **ill o**  **r i**  **ncreased t**  **hickness o**  **f t**  **he b**  **ulb­wall**

**p hosphor.** 

C

SL4, 9 2.3 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **ffects a**  **ll t**  **hree b**  **aseline l**  **amps. H**  **owever, n**  **o T**  **12 l**  **amps**

**a re**  **c ommercially**  **a vailable**  **t hat**  **m eet**  **t his**  **e fficacy**  **r equirement.**  **T herefore,**  **u sers**  **o f**  **T 12**  **l amps** 

**w ould**  **b e**  **f orced**  **t o**  **r eplace**  **t heir**  **b allasts**  **a nd**  **o perate**  **T 8**  **l amps**  **i nstead.**  **F or**  **t he**  **T 8**  **l amps,**  **t his** 

**l evel**  **r equires**  **t he**  **u se**  **o f**  **a higher­efficacy**  **8 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.**  **A 30W**  **T 8**  **l amp**  **t hat** 

**p roduces**  **an e**  **quivalent a**  **mount o**  **f l**  **ight as**  **t he**  **b aseline**  **u nit**  **o n**  **a similar**  **ballast m**  **eets t**  **his C**  **SL.**

C

SL5, 9 5.4 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **ffects a**  **ll t**  **hree b**  **aseline l**  **amps. H**  **owever, n**  **o T**  **12 l**  **amps**

**t hat**  **c an**  **m eet**  **t his**  **e fficacy**  **r equirement**  **a re**  **c ommercially**  **a vailable.**  **T herefore,**  **u sers**  **o f**  **T 12** 

**l amps**  **w ould**  **b e**  **f orced**  **t o**  **r eplace**  **t heir**  **b allasts**  **a nd**  **o perate**  **T 8**  **l amps**  **i nstead.**  **F or**  **t he**  **T 8**  **l amps,** 

**t his**  **l evel**  **r epresents**  **“ max­tech,”**  **t he**  **h ighest**  **e fficacy**  **l evel**  **a vailable**  **t oday.**  **I t**  **u ses**  **8 00**  **s eries**  **r are** 

**e arth**  **p hosphor**  **a nd**  **m ay**  **i ncorporate**  **o ther**  **e fficacy**  **i mprovements,**  **s uch**  **as a**  **different g**  **as f**  **ill o**  **r**

**i ncreased**  **t hickness**  **o f**  **t he**  **b ulb­wall**  **p hosphor.**  **B oth**  **2 8W**  **a nd**  **2 5W**  **T 8**  **l amps**  **t hat**  **p roduce**  **an**

**e quivalent**  **a mount**  **o f**  **l ight**  **o n**  **t he**  **s ame**  **b allast**  **as t**  **he b**  **aseline u**  **nit m**  **eet t**  **his C**  **SL.**

Table 5 .3.3 Summary o f t he C SLs f or F our­Foot M edium B ipin F luorescent L amps

Candidate S tandard L evel E fficacy R equirement

lm /W

**C SL1**  **8 2.4** 

**C SL2**  **8 5.0** 

**C SL3**  **9 0.0** 

**C SL4**  **9 2.3** 

**C SL5**  **9 5.4** 

**Figure 5**  **.3.1 i**  **llustrates t**  **he f**  **ive C**  **SLs o**  **n a**  **plot o**  **f f**  **luorescent l**  **amps D**  **OE i**  **s s**  **electing t**  **o**

**a nalyze.**  **A line**  **at 7**  **5 l**  **m/W d**  **enotes t**  **he e**  **xisting e**  **nergy c**  **onservation s**  **tandard (**  **from E**  **PACT**

**1 992).**  **S quare**  **boxes a**  **nd l**  **abels i**  **dentify t**  **he t**  **hree b**  **aseline l**  **amps. T**  **he p**  **lot s**  **hows r**  **eplacement**

**l amps**  **D OE**  **c onsiders**  **f or**  **e ach**  **l amp**  **at h**  **igher e**  **fficacies. S**  **ome l**  **amps a**  **re at**  **t he**  **s ame**  **w attage,** 

**b ut**  **h ave**  **a higher**  **e fficacy;**  **o thers**  **h ave**  **a combination**  **o f**  **l ower**  **w attage**  **a nd**  **h igher**  **e fficacy**  **s o** 

**t hat**  **t he**  **l amp­and­ballast**  **s ystem**  **p roduces**  **l ight**  **o utput**  **n o**  **l ess**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline.** 

**5­9**CSL1 C SL2 C SL3 C SL4 C SL5

E

PACT 1 992

72.0 74.0 76.0 78.0 80.0 82.0 84.0 86.0 88.0 90.0 92.0 94.0 96.0 98.0 100.0RatedLampEfficacy(lm/W) 4­foot T 12 m edium b ipin 4 ­foot T 8 m edium b ipin

4 0W T 12 B aseline

3 4W T 12 B aseline 3 2W T 8 B aseline

24 26 28 30 32 34 36 38 40 42

Rated W attage ( W)

Figure 5 .3.1 Four­Foot M edium B ipin F luorescent L amp C andidate S tandard L evels

**Table 5**  **.3.4 p**  **rovides d**  **etailed i**  **nformation o**  **n t**  **he 4**  **­foot m**  **edium b**  **ipin l**  **amp d**  **esigns u**  **sed**

**i n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **a nd**  **s ubsequent**  **a nalyses.** 

**5­10**Table 5.3.4 4 ­Foot M edium B ipin Lamp D esigns

C SL L amp

D iameter N ominal

W attage R ated

W attage R ated

E fficacy I nitial L ight

O utput M ean L ight

O utput L ife C RI

W W lm/W lm lm hr

**B aseline/0**  **T12 4**  **0 4**  **0.0 8**  **0.0 3**  **,200 2**  **,880 2**  **0,000 7**  **0**

**B aseline/0**  **T12 3**  **4 3**  **4.0 7**  **7.9 2**  **,650 2**  **,300 2**  **0,000 6**  **2**

**1 T12**  **3 4**  **3 4.0**  **8 2.4**  **2 ,800**  **2 ,460**  **2 0,000**  **7 0** 

**1 T12**  **4 0**  **4 0.0**  **8 2.5**  **3 ,300**  **3 ,000**  **2 0,000**  **8 0** 

**2 T12**  **4 0**  **4 0.0**  **8 5.0**  **3 ,400**  **3 ,060**  **2 4,000**  **8 0** 

**2 T12**  **3 4**  **3 4.0**  **8 5.3**  **2 ,900**  **2 ,610**  **2 0,000**  **8 0** 

**B aseline/2**  **T8 3**  **2 3**  **2.5 8**  **6.2 2**  **,800 2**  **,520 2**  **0,000 7**  **5**

**3 T12**  **4 0**  **4 0.0**  **9 0.0**  **3 ,600**  **3 ,250**  **2 4,000**  **8 5** 

**3 T8**  **3 2**  **3 2.5**  **9 0.8**  **2 ,950**  **2 ,710**  **2 0,000**  **8 2** 

**3 T12**  **3 4**  **3 4.0**  **9 1.2**  **3 ,100**  **2 ,790**  **2 4,000**  **8 5** 

**4 T8**  **3 2**  **3 2.5**  **9 2.3**  **3 ,000**  **2 ,850**  **2 4,000**  **8 5** 

**4 T8**  **3 0**  **3 0.0**  **9 5.0**  **2 ,850**  **2 ,680**  **1 8,000**  **8 2** 

**5 T8**  **3 2**  **3 2.5**  **9 5.4**  **3 ,100**  **2 ,915**  **2 4,000**  **8 2** 

**5 T8**  **28 2**  **8.0 9**  **7.3 2**  **,725 2**  **,560 1**  **8,000 8**  **2**

**5 T8**  **2 5**  **2 5.0**  **9 6.0**  **2 ,400**  **2 ,280**  **2 4,000**  **8 5** 

**Section 5**  **.3.1.4 p**  **rovides d**  **etailed i**  **nformation o**  **n t**  **he l**  **amp­and­ballast s**  **ystems D**  **OE u**  **ses**

**i n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis.** 

5.3.1.3 System P ower R ating

**As discussed**  **i n**  **s ection**  **5 .3,**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **i s**  **an i**  **mportant r**  **esult o**  **f t**  **he**

**e ngineering**  **a nalysis.**  **D OE**  **c alculates**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating,**  **w hich**  **r epresents**  **t he**  **e nergy** 

**c onsumption**  **r ate**  **o f**  **b oth**  **t he**  **l amps**  **a nd**  **b allast,**  **u sing**  **p ublished**  **c atalog**  **i nformation.**  **F or**  **e ach** 

**l amp**  **w attage**  **a nd**  **b allast**  **t ype,**  **D OE**  **a pplies**  **a linear**  **f it**  **t o**  **s everal**  **p oints**  **i dentifying**  **t he**  **s ystem** 

**p ower**  **r ating**  **o f**  **a lamp**  **o n**  **a ballast**  **a nd**  **t he**  **b allast**  **f actor**  **o f**  **t he**  **b allast.**  **T he**  **f it**  **f ollows**  **t he**  **f orm** 

**o f**  **E q.**  **5 .1**  **w here**  S PR

= m * BF + b

**. D**  **OE u**  **ses a**  **linear f**  **orm b**  **ecause t**  **he r**  **elationship i**  **s**

**a**

**pproximately l**  **inear o**  **ver t**  **he r**  **ange o**  **f B**  **Fs a**  **nd w**  **attages c**  **onsidered.**

**T he**  **b allasts**  **D OE**  **u ses**  **t ypically**  **h ave**  **a total**  **h armonic**  **d istortion**  **( THD)**  **l ess**  **t han**  **2 0** 

**p ercent,**  **p ower**  **f actors**  **( PF)**  **g reater**  **t han**  **0 .95,**  **a nd**  **t ypical**  **b allast**  **e fficacy**  **f actors**  **( BEF).**  **B ecause** 

**b allast**  **e fficiencies**  **n aturally**  **i ncrease**  **as l**  **amp w**  **attages d**  **ecrease, t**  **here i**  **s a**  **natural p**  **rogression t**  **o**

**h igher**  **t ypical**  **B EFs**  **at l**  **ower w**  **attages. A**  **lso, b**  **ecause t**  **here i**  **s l**  **ess m**  **anufacturer l**  **iterature o**  **n**

**s ystem**  **p ower**  **r atings**  **o f**  **b allasts**  **w ith**  **l ower**  **w attage**  **l amps,**  **D OE**  **u ses**  **f ewer**  **points t**  **o d**  **evelop a** 

**linear f**  **it f**  **or t**  **he e**  **nergy­saving l**  **amp w**  **attages. F**  **igure 5**  **.3.2 t**  **o F**  **igure 5**  **.3.5 s**  **how t**  **he l**  **inear f**  **it**

**a nd**  **b allast**  **c haracteristics**  **D OE**  **u ses**  **t o**  **d erive**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **3 ­lamp,**  **4 ­foot**  **T 8** 

**l amps**  **o n**  **e lectronic**  **b allasts.** 

**5­11**60.0 6 5.0 7 0.0 7 5.0 8 0.0 8 5.0 9 0.0 9 5.0 1 00.0 1 05.0 1 10.0SystemPowerRating(W) **L i**  **n e**  **a r**  **F i**  **t :**  **m =**  **8 9** 

**. 8** 

**, b** 

**= 8** 

**. 5** 

0.70 0 .75 0 .80 0 .85 0 .90 0 .95 1 .00

B allast F actor

Figure 5 .3.2 Three­Lamp 3 2W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 P ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .98­1.02

120.0SystemPowerRating(W)

60.0

7 0.0 8 0.0 9 0.0 1 00.0 1 10.0

0 .60 0 .70 0 .80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20 1 .30 1 .40

B allast F actor **L i**  **n e**  **a r**  **F i**  **t :**  **m =**  **8 0** 

**. 8** 

**, b** 

**= 9** 

**. 4** 

Figure 5 .3.3 Three­Lamp 3 0W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 P ercent, PF >0.95, a nd

B EF 1 .07­1.12

**5­12**55.0 6 0.0 6 5.0 7 0.0 7 5.0 8 0.0 8 5.0 9 0.0 9 5.0 1 00.0 1 05.0SystemPowerRating(W) **L i**  **n e**  **a r**  **F i**  **t :**  **m =**  **7 8** 

**. 4** 

**, b** 

**= 2** 

**. 1** 

0.60 0 .80 1 .00 1 .20 1 .40

B allast F actor

Figure 5 .3.4 Three­Lamp 2 8W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 10 P ercent, PF >0.95, a nd

B EF 1 .22­1.24

50.0 5 5.0 6 0.0 6 5.0 7 0.0 7 5.0 8 0.0 8 5.0 9 0.0 9 5.0 1 00.0SystemPowerRating(W) **L i**  **n e**  **a r**  **F i**  **t :**  **m =**  **8 7** 

**. 3** 

**, b** 

**= 9** 

**. 9** 

0.60 0 .70 0 .80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20 1 .30 1 .40

B allast F actor

Figure 5 .3.5 Three­Lamp 2 5W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 10 P ercent, a nd B EF 1 .26­

**5­13** 1.33**Figure 5**  **.3.6 t**  **o F**  **igure 5**  **.3.9 s**  **how t**  **he l**  **inear f**  **it a**  **nd b**  **allast c**  **haracteristics D**  **OE u**  **ses t**  **o**

**d erive**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **t wo­lamp,**  **4 ­foot**  **T 8**  **l amps**  **o n**  **e lectronic**  **b allasts.**  **D OE**  **u ses** 

**t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **t hese**  **b allasts**  **t o**  **d erive**  **b oth**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **4 ­foot**  **T 12** 

**e lectronic**  **b allasts**  **a nd**  **s ystems**  **D OE**  **u ses**  **i n**  **t he**  **N IA.**  **T he**  **b allasts**  **D OE**  **u ses**  **t ypically**  **h ave**  **a**

**THD l**  **ess t**  **han 2**  **0 p**  **ercent, P**  **Fs g**  **reater t**  **han 0**  **.95, a**  **nd t**  **ypical B**  **EFs. B**  **ecause b**  **allast e**  **fficiencies**

**n aturally**  **i ncrease**  **as l**  **amp w**  **attages d**  **ecrease, t**  **here i**  **s a**  **natural p**  **rogression t**  **o h**  **igher t**  **ypical**

**B EFs**  **at l**  **ower w**  **attages. A**  **lso, b**  **ecause t**  **here i**  **s l**  **ess m**  **anufacturer l**  **iterature o**  **n s**  **ystem p**  **ower**

**r atings**  **o f**  **b allasts**  **w ith**  **l ower**  **w attage**  **l amps,**  **D OE**  **u ses**  **f ewer**  **points t**  **o d**  **evelop a**  **linear f**  **it f**  **or**

**t he**  **e nergy­saving**  **l amp**  **w attages.** SystemPowerRating(W) 85.0

8 0.0

7 5.0

7 0.0

6 5.0

6 0.0

5 5.0

5 0.0

4 5.0

4 0.0 **Linear F**  **it: m**  **=66.1, b**  **=0.3**

0.70 0 .80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20

B allast F actor

Figure 5 .3.6 Two­Lamp 3 2W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 P ercent, PF >0.95, a nd B EF

1 .48­1.52

**5­14**40.0 4 5.0 5 0.0 5 5.0 6 0.0 6 5.0 7 0.0 7 5.0 8 0.0 8 5.0 9 0.0SystemPowerRating(W) **L i**  **n e**  **a r**  **F i**  **t :**  **m =**  **5 6** 

**. 0** 

**, b** 

**= 5** 

**. 4** 

0.70 0.80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20 1 .30 1 .40

B allast F actor

Figure 5 .3.7 Two­Lamp 3 0W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 P ercent, PF >0.95, a nd B EF

1 .55­1.65

70.0SystemPowerRating(W)

35.0 4 0.0 4 5.0 5 0.0 5 5.0 6 0.0 6 5.0

0 .70 0 .80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20 1 .30 1 .40

B allast F actor **L i**  **n e**  **a r**  **F i**  **t :**  **m =**  **5 2** 

**. 3** 

**, b** 

**= 1** 

**. 7** 

Figure 5 .3.8 Two­Lamp 2 8W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 P ercent, PF >0.95, a nd B EF

1 .55­1.65

**5­15**2.0 30.0 3 5.0 4 0.0 4 5.0 5 0.0 5 5.0 6 0.0 6 5.0 7 0.0 7 5.0 8 0.0SystemPowerRating(W) **Linear F**  **it: m**  **=50.5, b**  **=0.5**

0.60 0 .70 0 .80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20 1 .30

B allast F actor

Figure 5 .3.9 Two­Lamp 2 5W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 10 P ercent, PF >0.95, a nd B EF

**Figure 5**  **.3.10 t**  **o F**  **igure 5**  **.3.13 s**  **how t**  **he l**  **inear f**  **it a**  **nd b**  **allast c**  **haracteristics D**  **OE u**  **ses t**  **o**

**d erive**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **t hree­lamp,**  **4 ­foot**  **T 12**  **l amps**  **o n**  **e lectronic**  **b allasts.**  **B ecause** 

**m anufacturer**  **l iterature**  **f or**  **t hese**  **l amps**  **i s**  **u ncommon,**  **D OE**  **e xtrapolates**  **l inear**  **f its**  **f rom**  **t he**  **t wo** 

**lamp, 4**  **­foot T**  **12 b**  **ased o**  **n t**  **he r**  **elative d**  **ifference b**  **etween t**  **he t**  **hree­lamp a**  **nd t**  **wo­lamp 3**  **2W T**  **8**

**s lopes.**  **T o**  **d evelop**  **t he**  **y ­intercept,**  **D OE**  **u ses**  **a data**  **p oint**  **f rom**  **m anufacturer**  **l iterature**  **f or**  **t hree** 

**lamp, 4**  **­foot T**  **12s w**  **ith a**  **common B**  **EF.**

**5­16**68.0 6 9.0 7 0.0 7 1.0 7 2.0 7 3.0 7 4.0 7 5.0SystemPowerRating(W) **Linear F**  **it: m**  **=50.5, b**  **=28.5**

0.80 0 .82 0 .84 0 .86 0 .88 0 .90 0 .92 0 .94

B allast F actor

Figure 5 .3.10 T wo­Lamp 4 0W 1 20V Ballasts w ith < 20 P ercent T HD, PF >0.95, a nd B EF

1 .20­1.22

**5­17**SystemPowerRating(W) 120.0

1 15.0

1 10.0

1 05.0

1 00.0

9 5.0

9 0.0 **Linear F**  **it: m**  **=68.6, b**  **=47.3**

0.70 0 .75 0 .80 0 .85 0 .90 0 .95 1 .00 1 .05

B allast F actor

Figure 5 .3.11 T hree­Lamp 4 0W 1 20V Ballasts L inear F it ( Based o n S lope C hange f rom

T wo­Lamp t o T hree­Lamp B allasts f or 3 2W T 8 A pplied t o T 12 a nd C ommon T 12

E lectronic B allast)

68.0SystemPowerRating(W) 66.0

6 4.0

6 2.0

6 0.0

5 8.0

5 6.0

5 4.0 **Linear F**  **it: m**  **=50.0, b**  **=17.5**

0.70 0 .75 0 .80 0 .85 0 .90 0 .95 1 .00

B allast F actor

Figure 5 .3.12 T wo­Lamp 3 4W 1 20V Ballasts w ith < 20 P ercent T HD, PF >0.95, a nd B EF

1 .42­1.44

**5­18**70.0 7 5.0 8 0.0 8 5.0 9 0.0 9 5.0 1 00.0 1 05.0 1 10.0BallastFactor **Linear F**  **it: m**  **=68.6, b**  **=31.3**

0.75 0 .80 0 .85 0 .90 0 .95 1 .00

A NSI I nput P ower ( W)

Figure 5 .3.13 T hree­Lamp 3 4W 1 20V Ballasts ( Based o n S lope C hange f rom T wo­Lamp t o

T hree­Lamp B allasts f or T 8 A pplied t o T 12 a nd C ommon T 12 E lectronic B allast)

5 .3.1.4 Results

**As discussed**  **a bove,**  **D OE**  **i s**  **e valuating**  **m ultiple**  **b aseline**  **l amps**  **f or**  **e ach**  **p roduct**  **c lass**  **t o** 

**p rovide**  **a comprehensive**  **u nderstanding**  **o f**  **t he**  **c onsumer**  **e conomics.**  **F or**  **e ach**  **b aseline**  **l amp,** 

**D OE**  **c onsiders**  **o nly**  **e nergy­saving**  **o ptions**  **t hat**  **r esult**  **i n**  **a pproximately**  **t he**  **s ame**  **l ight**  **o utput**  **as**

**t he**  **b aseline**  **l amp**  **s ystem.**  **E nergy**  **s avings**  **c ould**  **e ither**  **be a**  **chieved t**  **hrough l**  **amp o**  **r l**  **amp a**  **nd**

**b allast**  **r eplacements.**  **A ppendix**  **5 A**  **p rovides**  **i nformation**  **o n**  **t he**  **a dditional**  **l amp­and­ballast** 

**d esigns**  **D OE**  **u ses**  **i n**  **t he**  **N IA.** 

**T able**  **5 .3.5**  **p resents**  **t he**  **e ngineering**  **c haracteristics**  **o f**  **l amp**  **r eplacement**  **o ptions**  **f or**  **a**

**baseline 4**  **0W T**  **12, 4**  **,100K l**  **amp. A**  **lthough a**  **34W T**  **12 l**  **amp i**  **s o**  **ften c**  **onsidered a**  **reduced**

**w attage**  **r eplacement**  **o f**  **t he**  **4 0W**  **T 12**  **l amp,**  **t here**  **a re**  **n o**  **l amp**  **o ptions**  **t hat**  **e mit**  **e nough**  **l umens**  **t o** 

**f all**  **w ithin**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem**  **l umens.**  **T he**  **h ighest**  **e fficacy**  **3 4W**  **T 12**  **l amp** 

**r eplacement**  **i s**  **s hown**  **b elow**  **i n**  **T able**  **5 .3.5.**  **T he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t his**  **l amp­and­ballast**  **d esign**  **i s** 

**1 0.3**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t hat**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.**  **T he**  **s ame**  **d rop**  **i n**  **l umen**  **o utput**  **i s**  **a lso** 

**e xhibited**  **b y**  **t he**  **3 4W**  **T 12**  **l amp**  **o n**  **an e**  **lectronic b**  **allast o**  **f t**  **he s**  **ame B**  **F.**

**T able**  **5 .3.6**  **p resents**  **t he**  **e ngineering**  **c haracteristics**  **o f**  **l amp**  **a nd**  **b allast**  **r eplacement** 

**o ptions**  **f or**  **a 40W**  **T 12,**  **4 ,100K**  **l amp.**  **N ote**  **t hat**  **at t**  **he h**  **igher C**  **SLs, D**  **OE c**  **onsiders s**  **ome T**  **8**

**s ubstitutes**  **f or**  **t he**  **4 0W**  **T 12**  **l amp.**  **A s**  **d iscussed**  **e arlier,**  **D OE**  **a djusts**  **t he**  **B F**  **so t**  **hat t**  **he**

**c ombination**  **o f**  **l amp**  **a nd**  **b allast**  **m aintains**  **l ight**  **o utput**  **s o**  **t hat**  **p otential**  **l ight**  **o utput**  **i s**  **e qual**  **t o,** 

**g reater**  **t han,**  **o r**  **n o**  **m ore**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.**  **A ll** 

**s tandards­case**  **l amps**  **f or**  **l amp**  **a nd**  **b allast**  **r eplacements**  **a re**  **placed o**  **n e**  **lectronic T**  **12s o**  **r b**  **allasts**

**s ince**  **ballast s**  **tandards w**  **ill b**  **e e**  **ffective i**  **n 2**  **010.**

**5­19**Table5.3.5LampReplacementEngineeringAnalysisforaThree­Lamp40WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactor*SystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **4 0** **4 0** **8 0** **3 ,200** **2 ,880** **2 0,000** **M agnetic** **0 .95** **1 29.0** **9 ,120** **8 ,208** **C SL3** **T 12** **3 4** **3 4** **9 1.2** **3 ,100** **2 ,790** **2 4,000** **M agnetic** **0 .88** **1 08.0** **8 ,184** **7 ,366** *******Note: T** **his d** **ifference i** **n B** **Fs d** **oes n** **ot r** **epresent a** **ballast r** **eplacement. I** **nstead, t** **he B** **F of** **m agnetic** **b allasts** **c hanges** **w hen** **a different** **w attage** **l amp** **i s** **i nstalled.** **5 ­20** Table5.3.6LampandBallastReplacementEngineeringAnalysisforaThree­Lamp40WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **4 0** **4 0.0** **8 0.0** **3 ,200** **2 ,880** **2 0,000** **M agnetic** **0 .95** **1 29.0** **9 ,120** **8 ,208** **B aseline** **T 12** **4 0** **4 0.0** **8 0.0** **3 ,200** **2 ,880** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **1 07.7** **8 ,448** **7 ,603** **C SL1** **T 12** **4 0** **4 0.0** **8 2.5** **3 ,300** **3 ,000** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **1 07.7** **8 ,712** **7 ,920** **C SL1** **T 12** **4 0** **4 0.0** **8 2.5** **3 ,300** **3 ,000** **2 0,000** **E lectronic** **0 .87** **1 07.0** **8 ,613** **7 ,830** **C SL2** **T 12** **4 0** **4 0.0** **8 5.0** **3 ,400** **3 ,060** **2 4,000** **E lectronic** **0 .87** **1 07.0** **8 ,874** **7 ,987** **C SL2** **T 8** **3 2** **3 2.5** **8 6.2** **2 ,800** **2 ,520** **2 0,000** **E lectronic** **1 .18** **1 14.5** **9 ,912** **8 ,921** **C SL3** **T 12** **4 0** **4 0.0** **9 0.0** **3 ,600** **3 ,250** **2 4,000** **E lectronic** **0 .87** **1 07.0** **9 ,396** **8 ,483** **C SL3** **T 12** **3 4** **3 4.0** **9 1.2** **3 ,100** **2 ,790** **2 4,000** **E lectronic** **0 .88** **9 1.7** **8 ,184** **7 ,366** **C SL3** **T 8** **3 2** **3 2.5** **9 0.8** **2 ,950** **2 ,710** **20,000 E** **lectronic 1** **.00 9** **8.3 8** **,850 8** **,130 C** **SL4 T** **8 3** **2 3** **2.5 9** **2.3 3** **,000 2** **,850 2** **4,000 E** **lectronic 0** **.88 8** **7.5 7** **,920 7** **,524 C** **SL4 T** **8 3** **0 3** **0.0 9** **5.0 2** **,850 2** **,680 1** **8,000 E** **lectronic 1** **.00 9** **0.2 8** **,550 8** **,040 C** **SL5 T** **8 3** **2 3** **2.5 9** **5.4 3** **,100 2** **,915 2** **4,000 E** **lectronic 0** **.88 8** **7.5 8** **,184 7** **,696 C** **SL5 T** **8 2** **8 2** **8.0 9** **7.3 2** **,725 2** **,560 1** **8,000 E** **lectronic 1** **.00 8** **0.5 8** **,175 7** **,680 C** **SL5 T** **8 2** **5 2** **5.0 9** **6.0 2** **,400 2** **,280 2** **4,000 E** **lectronic 1** **.18 9** **3.0 8** **,496 8** **,071 Table** **5 .3.7** **p resents** **t he** **e ngineering** **a nalysis** **r esults** **f or** **t he** **r eplacement** **l amp­and­ballast** **combinations for** **t he** **3 4W** **T 12** **b aseline** **l amp.** **D OE** **h as** **not i** **dentified a** **ny l** **ower­wattage d** **irect l** **amp replacement** **d esigns** **that c** **ould o** **perate o** **n t** **he s** **ame b** **allast and** **sa ve** **e nergy.** **I n** **t his** **t able,** **T 8** **l amp** **and b** **allast replacements** **a re** **c onsidered** **f or** **t he** **b aseline** **l amp,** **a nd** **t he** **B F** **i s** **se lected** **so that** **t he** **n ew** **s ystem’s** **light o** **utput n** **ever d** **rops b** **elow 1** **0 p** **ercent o** **f t** **he b** **aseline s** **ystem. 5­21** Table5.3.7LampandBallastReplacementEngineeringAnalysisforaThree­Lamp34WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **3 4** **3 4.0** **7 7.9** **2 ,650** **2 ,300** **2 0,000** **M agnetic** **0 .88** **1 08.0** **6 ,996** **6 ,072** **B aseline** **T 12** **3 4** **3 4.0** **7 7.9** **2 ,650** **2 ,300** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **9 1.7** **6 ,996** **6 ,072** **C SL1** **T 12** **3 4** **3 4.0** **8 2.4** **2 ,800** **2 ,460** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **9 1.7** **7 ,392** **6 ,494** **C SL1** **T 12** **3 4** **3 4.0** **8 2.4** **2 ,800** **2 ,460** **2 0,000** **E lectronic** **0 .86** **9 0.3** **7 ,224** **6 ,347** **C SL2** **T 12** **3 4** **3 4.0** **8 5.3** **2 ,900** **2 ,610** **2 0,000** **E lectronic** **0 .86** **9 0.3** **7 ,482** **6 ,734** **C SL2** **T 8** **3 2** **3 2.5** **8 6.2** **2 ,800** **2 ,520** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **8 7.5** **7 ,392** **6 ,653** **C SL3** **T 8** **3 2** **3 2.5** **9 0.8** **2 ,950** **2 ,710** **2 0,000** **E lectronic** **0 .78** **7 8.5** **6 ,903** **6 ,341** **C SL3** **T 12** **3 4** **3 4.0** **9 1.2** **3 ,100** **2 ,790** **2 4,000** **E lectronic** **0 .86** **9 0.3** **7 ,998** **7 ,198** **C SL4** **T 8** **3 2** **3 2.5** **9 2.3** **3 ,000** **2 ,850** **24,000 E** **lectronic 0** **.75 7** **5.9 6** **,750 6** **,413 C** **SL4 T** **8 3** **0 3** **0.0 9** **5.0 2** **,850 2** **,680 1** **8,000 E** **lectronic 0** **.78 7** **2.4 6** **,669 6** **,271 C** **SL5 T** **8 3** **2 3** **2.5 9** **5.4 3** **,100 2** **,915 2** **4,000 E** **lectronic 0** **.75 7** **5.9 6** **,975 6** **,559 C** **SL5 T** **8 2** **8 2** **8.0 9** **7.3 2** **,725 2** **,560 1** **8,000 E** **lectronic 0** **.78 6** **3.3 6** **,377 5** **,990 C** **SL5 T** **8 2** **5 2** **5.0 9** **6.0 2** **,400 2** **,280 2** **4,000 E** **lectronic 0** **.88 6** **6.8 6** **,336 6** **,019 Table** **5 .3.8** **p resents** **t he** **e ngineering** **a nalysis** **r esults** **f or** **t he** **3 2W** **T 8** **b aseline** **l amp** **replacement. A** **s s** **hown b** **elow i** **n T** **able 5** **.3.8, t** **here a** **re n** **o l** **amp replacement** **o ptions** **at C** **SL3 b** **ecause t** **he s** **ystem lumens** **of r** **educed w** **attage l** **amp replacement** **o ptions** **b elow** **t his** **C SL** **a re** **n ot** **m aintained.** **T able** **5 .3.9** **p resents** **t he** **e ngineering** **a nalysis** **r esults** **f or** **t he** **r eplacement** **l amp** **and b** **allast combinations** **for t** **he 3** **2W T** **8 b** **aseline l** **amp. F** **or l** **amp­and­ballast replacement** **c ombinations,** **the B** **F i** **s s** **elected so** **that t** **he n** **ew s** **ystem’s light** **o utput** **i s** **e qual** **t o,** **g reater** **t han,** **o r** **n o** **m ore** **t han** **1 0** **p ercent** **l ess** **than t** **he l** **ight o** **utput o** **f t** **he b** **aseline s** **ystem. .** **5­22**Table5.3.8LampReplacementEngineeringAnalysisforaThree­Lamp32WT8,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline/** **C SL2** **T 8** **3 2** **3 2.5** **8 6.2** **2 ,800** **2 ,520** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **8 7.5** **7 ,392** **6 ,653** **C SL4** **T 8** **3 0** **3 0.0** **9 5.0** **2 ,850** **2 ,680** **1 8,000** **E lectronic** **0 .88** **8 0.5** **7 ,524** **7 ,075** **C SL5** **T 8** **2 8** **2 8.0** **9 7.3** **2 ,750** **2 ,585** **1 8,000** **E lectronic** **0 .88** **7 1.1** **7 ,260** **6 ,824** **C SL5** **T 8** **2 5** **2 5.0** **9 6.0** **2 ,400** **2 ,280** **2 4,000** **E lectronic** **0 .88** **6 6.8** **6 ,336** **6 ,019** Table5.3.9LampandBallastReplacementEngineeringAnalysisforaThree­Lamp32WT8,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline/** **C SL2** **T 8** **3 2** **3 2.5** **8 6.2** **2 ,800** **2 ,520** **2 0,000** **E lectronic** **0 .88** **8 7.5** **7 ,392** **6 ,653** **C SL3** **T 8** **3 2** **3 2.5** **9 0.8** **2 ,950** **2 ,710** **2 0,000** **E lectronic** **0 .78** **7 8.5** **6 ,903** **6 ,341** **C SL4** **T 8** **3 2** **3 2.5** **9 2.3** **3 ,000** **2 ,850** **2 4,000** **E lectronic** **0 .75** **75.9 6** **,750 6** **,413 C** **SL4 T** **8 3** **0 3** **0.0 9** **5.0 2** **,850 2** **,680 1** **8,000 E** **lectronic 0** **.78 7** **2.4 6** **,669 6** **,271 C** **SL5 T** **8 3** **2 3** **2.5 9** **5.4 3** **,100 2** **,915 2** **4,000 E** **lectronic 0** **.75 7** **5.9 6** **,975 6** **,559 C** **SL5 T** **8 2** **8 2** **8.0 9** **7.3 2** **,725 2** **,560 1** **8,000 E** **lectronic 0** **.88 7** **1.1 7** **,194 6** **,758 C** **SL5 T** **8 2** **5 2** **5.0 9** **6.0 2** **,400 2** **,280 2** **4,000 E** **lectronic 0** **.88 6** **6.8 6** **,336 6** **,019 5** **­23**5.3.2 Eight­foot S ingle P in S limline

5 .3.2.1 Baseline M odels

**The 8**  **­foot s**  **ingle p**  **in s**  **limline l**  **amps a**  **re c**  **ommonly m**  **anufactured i**  **n b**  **oth T**  **8 a**  **nd T**  **12**

**d iameters.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **C hapter**  **3**

**, t**  **he T**  **12 d**  **iameter r**  **epresents a**  **pproximately 8**  **5 p**  **ercent o**  **f**

**a ll**  **s limline**  **l amp**  **s hipments.**  **H owever,**  **D OE**  **p rojects**  **t hat**  **b y**  **2 011,**  **T 8s**  **w ill**  **a ccount**  **f or**  **2 6** 

**p ercent**  **o f**  **a ll**  **s limline**  **l amp**  **s hipments.**  **T herefore,**  **DOE i**  **s s**  **electing i**  **ts b**  **aseline m**  **odels f**  **or t**  **his**

**p roduct**  **c lass**  **f rom**  **b oth**  **t he**  **T 12**  **a nd**  **T 8**  **d iameter.**  **T he**  **t wo**  **m ost**  **p opular**  **w attages**  **a ssociated** 

**w ith**  **t he**  **T 12**  **s limline**  **l amp**  **t ype**  **a re**  **t he**  **6 0W**  **a nd**  **7 5W.**  **F or**  **t he**  **6 0W**  **l amp,**  **t he**  **c ool**  **w hite** 

**h alophosphor**  **i s**  **t he**  **m ost**  **p opular.**  **T herefore,**  **D OE**  **s elected**  **t his**  **as t**  **he b**  **aseline. T**  **he m**  **ost**

**c ommon**  **7 5W**  **T 12**  **l amp**  **p urchased**  **u ses**  **a rare**  **e arth**  **7 00**  **s eries**  **p hosphor.**  **F or**  **T 8**  **l amps,**  **t he** 

**m ost**  **p opular**  **w attage**  **i s**  **5 9W.**  **T he**  **m ost**  **c ommon**  **l amp**  **p urchased**  **at t**  **his w**  **attage u**  **ses a**  **rare**

**e arth**  **7 00**  **s eries**  **p hosphor.**  **A s**  **w ith**  **t he**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin,**  **D OE**  **s elects**  **a CCT**  **o f**  **4 ,100K** 

**b ecause**  **i t**  **i s**  **t he**  **m ost**  **c ommon**  **C CT**  **f or**  **t his**  **l amp**  **t ype.** 

**W hen**  **s electing**  **t he**  **l amp,**  **D OE**  **f inds**  **a small**  **v ariance**  **i n**  **t he**  **r eported**  **l umen**  **o utput**  **( and** 

**t herefore**  **e fficacy)**  **o f**  **e ach**  **l amp.**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **t he**  **l east**  **e fficacious**  **b aseline**  **l amps**  **t o**  **e nsure** 

**t hat**  **a ll**  **t he**  **m ajor**  **m anufacturers**  **h ave**  **a product**  **a vailable**  **at t**  **he b**  **aseline.**

**D OE’s**  **r eview**  **o f**  **p roduct**  **l iterature**  **f or**  **8 ­foot**  **T 12**  **s ingle**  **p in**  **s limline**  **l amps**  **i ndicates**  **t hat** 

**a 12,000­hour**  **l ifetime**  **i s**  **t ypical,**  **a lthough**  **t his**  **i s**  **s horter**  **t han**  **t he**  **l ifetime**  **o f**  **t he**  **4 ­foot**  **m edium** 

**b ipin.**  **T 12**  **l amps**  **w ith**  **a 15,000­hour**  **l ifetime**  **f or**  **a 3­hour**  **c ycle**  **a re**  **m arketed**  **as e**  **xtended**

**p erformance**  **products. T**  **herefore, D**  **OE i**  **s u**  **sing a**  **lifetime o**  **f 1**  **2,000 h**  **ours f**  **or a**  **3­hour c**  **ycle f**  **or**

**t he**  **b aseline**  **u nit**  **o f**  **a nalysis**  **f or**  **T 12**  **l amps.** 

**D OE’s**  **r eview**  **o f**  **p roduct**  **l iterature**  **f or**  **T 8**  **l amps**  **i ndicates**  **t hat**  **1 5,000**  **h ours**  **i s**  **a typical** 

**l ifetime.**  **T 8**  **l amps**  **w ith**  **a 24,000­hour**  **l ifetime**  **f or**  **a 3­hour**  **c ycle**  **a re**  **m arketed**  **as e**  **xtended**

**p erformance**  **products. T**  **herefore, D**  **OE i**  **s u**  **sing a**  **lifetime o**  **f 1**  **5,000 h**  **ours f**  **or a**  **3­hour c**  **ycle f**  **or**

**t he**  **b aseline**  **u nit**  **o f**  **a nalysis**  **f or**  **T 8**  **l amps.** 

**T he**  **m ost**  **c ommon**  **b allast**  **f or**  **T 12**  **s ingle**  **p in**  **l amps**  **i s**  **a two­lamp,**  **i nstant­start,**  **1 20V,** 

**m agnetic**  **b allast.**  **T his**  **b allast**  **t ypically**  **h as**  **a 0.94**  **BF w**  **hen a**  **75W T**  **12 s**  **ingle p**  **in l**  **amp i**  **s**

**i nstalled**  **a nd**  **a 0.88**  **B F**  **when a**  **60W T**  **12 s**  **ingle p**  **in l**  **amp i**  **s i**  **nstalled. T**  **he m**  **ost c**  **ommon b**  **allast**

**u sed**  **f or**  **T 8**  **s ingle**  **p in**  **l amps**  **i s**  **a two­lamp,**  **i nstant­start,**  **1 20V,**  **e lectronic**  **b allast**  **w ith**  **a 0.88**  **B F.** 

**T he**  **7 5W**  **T 12**  **b aseline**  **l amp­and­ballast**  **c ombination**  **c reates**  **a lumen**  **p ackage**  **o f**  **a pproximately** 

**1 1,100**  **m ean**  **l umens**  **( and**  **1 2,070**  **i nitial**  **l umens).**  **T he**  **6 0W**  **T 12**  **b aseline**  **l amp­and­ballast** 

**c ombination**  **c reates**  **a lumen**  **p ackage**  **o f**  **a pproximately**  **8 ,210**  **m ean**  **l umens**  **( and**  **9 ,330**  **i nitial** 

**l umens).**  **T he**  **5 9W**  **T 8**  **b aseline**  **l amp­and­ballast**  **c ombination**  **c reates**  **a lumen**  **p ackage**  **o f**  **a lmost** 

**9 ,030**  **m ean**  **l umens**  **( and**  **m ore**  **t han**  **1 0,030**  **i nitial**  **l umens).** 

**5­24**Table 5 .3.10 B aseline U nits o f A nalysis f or E ight­Foot L inear S ingle Pi n S limline L amps

Lamp

D iameter N ominal

W attage C RI C CT R ated

E fficacy* I nitial

L ight

O utput M ean

L ight

O utput L ife

W K lm/W lm lm hr

**T 12**  **7 5**  **7 0**  **4 ,100**  **8 5.6**  **6 ,420**  **5 ,906**  **1 2,000** 

**T 12**  **6 0**  **6 2**  **4 ,100**  **8 7.6**  **5 ,300**  **4 ,664**  **1 2,000** 

**T 8**  **5 9**  **7 0**  **4 ,100**  **9 4.8**  **5 ,700**  **5 ,130**  **1 5,000** 

***** **Rated e**  **fficacy is**  **based o**  **n t**  **he r**  **ated w**  **attage o**  **f t**  **he la**  **mps, w**  **hich is**  **75W a**  **nd 6**  **0.5W f**  **or T**  **12 la**  **mps a**  **nd 6**  **0.1W f**  **or**

**T 8**  **la mps.** 

5.3.2.2 Candidate S tandard L evels

**As with**  **t he**  **p revious**  **p roduct**  **c lass,**  **D OE**  **i s**  **e stablishing**  **C SLs**  **f or**  **d esign**  **o ptions**  **t hat**  **a re** 

**c onsistent**  **a cross**  **t he**  **t hree**  **b aseline**  **l amps.**  **H owever,**  **n ot**  **e very**  **C SL**  **a ffects**  **e very**  **b aseline**  **l amp.** 

**B ecause**  **t he**  **t hree**  **baseline l**  **amps h**  **ave d**  **ifferent e**  **fficacy v**  **alues, t**  **he f**  **irst C**  **SL o**  **nly a**  **ffects t**  **he**

**7 5W**  **l amp.**  **H owever,**  **f or**  **C SL4**  **a nd**  **a bove,**  **t he**  **r equirements**  **a ffect**  **a ll**  **t hree**  **b aseline**  **l amps.** 

**I n**  **s electing**  **C SLs,**  **D OE**  **c onsiders**  **t wo**  **d ifferent**  **p aths**  **t o**  **e nergy**  **s avings.**  **O ne** 

**c oncentrates**  **o n**  **r educed**  **w attage**  **r eplacement**  **l amps,**  **which c**  **ould b**  **e i**  **nstalled i**  **n a**  **socket a**  **nd**

**o perate**  **o n**  **t he**  **e xisting**  **b allast.**  **T hese**  **l ower­wattage**  **r eplacement**  **l amps**  **h ave**  **a higher**  **e fficacy** 

**a nd**  **t herefore**  **produce a**  **bout t**  **he s**  **ame l**  **ight o**  **utput a**  **s t**  **he b**  **aseline l**  **amp (**  **i.e., l**  **ight o**  **utput n**  **ever**

**d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem).**  **T he**  **o ther**  **path t**  **o e**  **nergy s**  **avings i**  **nvolves l**  **amps**

**t hat**  **h ave**  **t he**  **s ame**  **o r**  **l ess**  **w attage**  **as t**  **he b**  **aseline l**  **amp, b**  **ut o**  **perate o**  **n a**  **new b**  **allast w**  **ith a** 

**different B**  **F so**  **t he**  **s ystem**  **e nergy**  **i s**  **l ower.**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **t he**  **B F**  **with t**  **he m**  **ore e**  **fficacious**

**l amp**  **t o**  **p roduce**  **a pproximately**  **t he**  **s ame**  **l ight**  **o utput**  **as t**  **he b**  **aseline l**  **amp (**  **i.e., l**  **ight o**  **utput n**  **ever**

**d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem).** 

**T he**  **f ollowing**  **d iscussion**  **i dentifies**  **t he**  **s teps**  **a nd**  **t echnologies**  **a ssociated**  **w ith**  **e ach**  **C SL** 

**D OE**  **c onsidered.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **s creening**  **a nalysis**  **( Chapter**  **4 ),**  **D OE**  **u ses**  **d esign**  **o ptions** 

**w ith**  **h ighly**  **e missive**  **e lectrode**  **c oatings,**  **h igher**  **e fficiency**  **l amp**  **f ill**  **g as**  **c omposition,**  **h igher** 

**e fficiency**  **p hosphors,**  **g lass**  **c oatings,**  **o r**  **h igher**  **e fficiency**  **l amp**  **d iameter**  **t o**  **a chieve**  **a higher** 

**e fficacy**  **l evel.**  **B ecause**  **h igh­efficiency**  **p hosphors**  **a nd**  **l amp**  **d iameter**  **a re**  **c ommon**  **m ethods**  **t o** 

**a chieve**  **h igher**  **e fficacies,**  **D OE**  **h as**  **i dentified**  **t he**  **d iameter**  **a nd**  **p hosphor**  **a ssociated**  **w ith**  **e ach** 

**C SL:** 

C SL1, 8 7.3 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **ffects j**  **ust t**  **he 7**  **5W T**  **12 b**  **aseline l**  **amp, m**  **oving t**  **his**

**t echnology**  **f rom**  **a 700**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor**  **t o**  **an 8**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth p**  **hosphor. T**  **his l**  **evel**

**d oes**  **n ot**  **a ffect**  **t he**  **6 0W**  **T 12**  **b aseline**  **l amp**  **s ince**  **i t**  **i s**  **b elow**  **t he**  **b aseline**  **e fficacy.** 

C

SL2, 9 2.0 l m/W

**. T**  **his l**  **evel r**  **epresents t**  **he h**  **ighest e**  **fficacy f**  **or t**  **he T**  **12 l**  **amp at**  **7 5W.**  **A t** 

**t hat**  **e fficacy,**  **t he**  **l amp**  **i s**  **i ncorporating**  **p remium**  **8 00**  **series r**  **are e**  **arth p**  **hosphor. F**  **or t**  **he 6**  **0W**

**l amp,**  **t his**  **l evel**  **r equires**  **a 700**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.** 

C

SL3, 9 4.8 l m/W

**. D**  **OE s**  **elected t**  **his l**  **evel b**  **ecause i**  **t r**  **epresents t**  **he o**  **nly v**  **iable 6**  **0W**

**r eplacement**  **t hat**  **w ould**  **o perate**  **o n**  **a 75W**  **b allast**  **w ith**  **t he**  **s ame**  **C CT**  **as t**  **he b**  **aseline l**  **amp**

**5­25 (4,100K).**  **N o**  **l amps**  **at 7**  **5W c**  **an a**  **chieve t**  **his C**  **SL. F**  **or t**  **he 6**  **0W l**  **amp, t**  **his l**  **evel r**  **equires an** 

**i mproved**  **7 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.** 

C

SL4, 9 8.2 l m/W

**. A**  **t t**  **his l**  **evel, b**  **allast c**  **hanges m**  **ay b**  **e r**  **equired f**  **or t**  **hose u**  **sers w**  **ho n**  **eed**

**a lamp**  **w ith**  **a CCT**  **o f**  **4 ,100K,**  **s ince**  **o nly**  **4 ,100K**  **T 8**  **l amps**  **a re**  **c ompliant.**  **T 8**  **l amps**  **t ransition** 

**f rom**  **a 700**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor**  **at C**  **SL3 t**  **o a**  **n 8**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth p**  **hosphor.**

C

SL5, 1 01.5 l m/W

**. A**  **t t**  **his l**  **evel, b**  **allast c**  **hanges a**  **re r**  **equired f**  **or T**  **8 t**  **echnology. A**  **lso, at** 

**t his**  **l evel**  **t he**  **p hosphor**  **b eing**  **u sed**  **i s**  **t he**  **p remium**  **8 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor.**  **T his**  **l evel** 

**r epresents**  **t he**  **h ighest**  **e fficacy**  **l evel**  **a vailable,**  **o r**  **m ax­tech**  **f or**  **8 ­foot**  **s ingle**  **p in**  **s limline**  **l amps.** 

Table 5 .3.11. S ummary o f t he C SLs f or E ight­Foot S ingle P in F luorescent L amps

Candidate S tandard L evel E fficacy R equirement

lm

/W

**CSL1 8**  **7.3**

**C SL2**  **9 2.0** 

**C SL3**  **9 4.8** 

**C SL4**  **9 8.2** 

**C SL5**  **1 01.5** 

**Figure 5**  **.3.14 i**  **llustrates t**  **he f**  **ive C**  **SLs o**  **n a**  **plot o**  **f s**  **elected f**  **luorescent l**  **amps. A**  **line at** 

**8 0.0**  **l m/W**  **d enotes**  **t he**  **e xisting**  **e nergy**  **c onservation**  **s tandard**  **( from**  **E PACT).**  **S quare**  **boxes a**  **nd**

**l abels**  **i dentify**  **t he**  **t wo**  **b aseline**  **l amps.**  **T he**  **p lot**  **s hows**  **t he**  **r eplacement**  **l amps**  **D OE**  **c onsidered.** 

**S ome**  **a re**  **t he**  **s ame**  **w attage,**  **b ut**  **h ave**  **a higher**  **e fficacy;**  **o thers**  **h ave**  **l ower**  **w attage**  **a nd**  **h igher** 

**e fficacy**  **s o**  **t hat**  **t he**  **l amp­and­ballast**  **s ystem**  **m aintains**  **l ight**  **o utput**  **at n**  **o l**  **ess t**  **han 1**  **0 p**  **ercent o**  **f**

**t he**  **b aseline**  **l amp­and­ballast**  **s ystem.** 

**5­26**CSL1 C SL2 C SL3 C SL4 C SL5

E

PACT 1 992 7 5W T 12 B aseline 6 0W T 12 B aseline 5 9W T 8 B aseline 8­foot T 8 s ingle p in s limline 8­foot T 12 s ingle p in s limlineRatedLampEfficacy(lm/W) 105.0

103.0

101.0

99.0

97.0

95.0

93.0

91.0

89.0

87.0

85.0

83.0

81.0

79.0

77.0

75.0

52 54 5 6 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78

Rated W attage ( W)

Figure 5 .3.14 E ight­Foot S ingle P in S limline Fl uorescent L amp C andidate S tandard L evels

**Table 5**  **.3.12 p**  **rovides d**  **etailed i**  **nformation o**  **n t**  **he 8**  **­foot s**  **ingle p**  **in s**  **limline l**  **amp d**  **esigns**

**u sed**  **i n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **a nd**  **s ubsequent**  **a nalyses.** 

**5­27**Table 5 .3.12 8 ­Foot S ingle P in S limline L amp D esigns

CSL L amp

D iameter N ominal

W attage R ated

W attage R ated

E fficacy I nitial L ight

O utput M ean L ight

O utput L ife C RI

W W lm/W lm lm hr

**B aseline/0**  **T12 7**  **5 7**  **5 7**  **5.0 8**  **5.6 6**  **,420 5**  **,906 7**  **0**

**1 T12**  **7 5**  **7 5.0**  **8 7.3**  **6 ,550**  **6 ,157**  **1 2,000**  **8 0** 

**B aseline/1**  **T12 6**  **0 6**  **0.5 8**  **7.6 5**  **,300 4**  **,664 1**  **2,000 6**  **2**

**2 T12**  **7 5**  **7 5.0**  **9 2.0**  **6 ,900**  **6 ,370**  **1 5,000**  **8 0** 

**2 T12**  **6 0**  **6 0.5**  **9 2.6**  **5 ,600**  **5 ,152**  **1 2,000**  **7 0** 

**B aseline/3**  **T8 5**  **9 6**  **0.1 9**  **4.8 5**  **,700 5**  **,130 1**  **5,000 7**  **5**

**3 T12**  **6 0**  **6 0.5**  **9 7.5**  **5 ,900**  **5 ,480**  **1 5,000**  **7 3** 

**4 T8**  **5 9**  **6 0.1**  **9 8.2**  **5 ,900**  **5 ,428**  **1 5,000**  **8 2** 

**5 T8**  **5 9**  **6 0.1**  **1 01.5**  **6 ,100**  **5 ,795**  **1 8,000**  **8 5** 

**5 T8**  **5 7**  **5 7.0**  **1 01.8**  **5 ,800**  **5 ,450**  **2 4,000**  **8 1** 

**5 T8**  **5 5**  **5 5.0**  **1 03.6**  **5 ,700**  **5 ,415**  **1 8,000**  **8 2** 

**Section 5**  **.3.2.4 p**  **resents d**  **etailed i**  **nformation a**  **bout t**  **he l**  **amp a**  **nd b**  **allast s**  **ystems D**  **OE**

**d evelops**  **i n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis.** 

5.3.2.3 System P ower R ating

**For e**  **ach l**  **amp w**  **attage a**  **nd b**  **allast t**  **ype, D**  **OE l**  **inearly f**  **its t**  **he s**  **ystem p**  **ower r**  **ating o**  **f a** 

**lamp o**  **n s**  **everal d**  **ifferent b**  **allasts w**  **ith v**  **arying B**  **Fs.**

**Figure 5**  **.3.15 t**  **o F**  **igure 5**  **.3.16 s**  **how t**  **he l**  **inear f**  **it a**  **nd b**  **allast c**  **haracteristics D**  **OE u**  **ses t**  **o**

**d erive**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **2 ­lamp,**  **8 ­foot**  **s ingle**  **p in**  **s limline**  **T 12**  **l amps**  **o n**  **e lectronic** 

**b allasts.**  **T he**  **f it**  **f ollows**  **t he**  **f orm**  **o f**  **E q.**  **5 .1**  **w here**  SPR

= m ***** BF + b

**. The**  **b allasts**  **D OE**  **c hooses** 

**f or**  **t hese**  **c alculations**  **t ypically**  **h ave**  **a THD**  **l ess**  **t han**  **2 0**  **p ercent,**  **P F**  **g reater**  **t han**  **0 .95,**  **a nd** 

**t ypical**  **B EF.**  **B ecause**  **b allast**  **e fficiencies**  **n aturally**  **i ncrease**  **as l**  **amp w**  **attages d**  **ecrease, o**  **ne s**  **ees**

**a natural**  **p rogression**  **t o**  **h igher**  **t ypical**  **B EFs**  **at l**  **ower w**  **attages.**

**5­28**BallastFactor 142.0

1 40.0

1 38.0

1 36.0

1 34.0

1 32.0

1 30.0

1 28.0

1 26.0

0.78 0 .80 0 .82 0 .84 0 .86 0 .88 0 .90 0 .92 0 .94

A NSI I nput P ower ( W)

Figure 5 .3.15 T wo­Lamp 7 5W T 12 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .64­0.66; L inear F it: m =100.0, b =47.0

116.0

1 14.0SystemPowerRating(W)

112.0

1 10.0

1 08.0

1 06.0

1 04.0

1 02.0

1 00.0

0 .78 0 .80 0 .82 0 .84 0 .86 0 .88 0 .90 0 .92 0 .94

B allast F actor

Figure 5 .3.16 T wo­Lamp 6 0W T 12 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .79­0.80; L inear F it: m =100.0, b =22.0

**5­29 Figure**  **5 .3.17**  **t o**  **F igure**  **5 .3.19**  **s how**  **t he**  **l inear**  **f it**  **a nd**  **b allast**  **c haracteristics**  **D OE**  **u ses**  **t o** 

**d erive**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **t wo­lamp,**  **8 ­foot**  **s ingle**  **p in**  **s limline**  **T 8**  **l amps**  **o n**  **e lectronic** 

**b allasts.**  **T he**  **b allasts**  **D OE**  **u ses**  **f or**  **t hese**  **c alculations**  **t ypically**  **h ave**  **a THD**  **l ess**  **t han**  **2 0**  **p ercent,** 

**P F**  **greater t**  **han 0**  **.95, a**  **nd t**  **ypical B**  **EF. B**  **ecause b**  **allast e**  **fficiencies n**  **aturally i**  **ncrease as**  **l amp** 

**w attages**  **d ecrease,**  **o ne**  **s ees**  **a natural**  **p rogression**  **t o**  **h igher**  **t ypical**  **B EFs**  **at l**  **ower w**  **attages.**

**A lso,**  **b ecause**  **t here**  **i s**  **l ess**  **m anufacturer**  **l iterature**  **o n**  **s ystem**  **p ower**  **r atings**  **o f**  **b allasts**  **w ith**  **l ower** 

**w attage**  **l amps,**  **D OE**  **u ses**  **f ewer**  **p oints**  **t o**  **d evelop**  **a linear**  **f it**  **at t**  **he e**  **nergy s**  **aving l**  **amp w**  **attages.**

0.80 0 .85 0.90 0 .95 1 .00 1 .05 1 .10 1 .15 1 .20 1. 25 1. 30

B allast F actor

Figure 5 .3.17 T wo­Lamp 5 9W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .77­0.79; L inear F it: m =123.4, b =4.3 100.0 1 10.0 1 20.0 1 30.0 1 40.0 1 50.0 1 60.0SystemPowerRating(W)

**5­30**SystemPowerRating(W) 108.0

10 7.5

10 7.0

10 6.5

10 6.0

10 5.5

10 5.0

0. 84 0.85 0.86 0.87

B allast Factor 0. 88 0.89

Figure 5 .3.18 T wo­Lamp 5 7W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .80­0.81; L inear F it: m =50.0, b =63.5

150

1 40

0.70 0 .80 0 .90 1 .00 1 .10 1 .20

B allast F actorSystemPowerRating(W)

130

1 20

1 10

1 00

9 0

8 0

Figure 5 .3.19 T wo­Lamp 5 5W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 10 p ercent, a nd B EF 0 .86;

L inear F it: m =118.4, b =­2.2

**5­31**5.3.2.4 Results

**DOE i**  **s e**  **valuating t**  **hree b**  **aseline l**  **amps f**  **or t**  **he 8**  **­foot s**  **ingle p**  **in s**  **limline p**  **roduct c**  **lass: a** 

**75W T**  **12 l**  **amp, a**  **60W T**  **12 l**  **amp, a**  **nd a**  **59W T**  **8 l**  **amp. F**  **or e**  **ach b**  **aseline l**  **amp, D**  **OE c**  **onsiders**

**b oth**  **d irect­replacement**  **l amps**  **t hat**  **o perate**  **o n**  **t he**  **e xisting**  **b allast**  **a nd**  **l amp­and­ballast** 

**r eplacement**  **d esigns**  **t hat**  **r esult**  **i n**  **a pproximately**  **t he**  **same l**  **ight o**  **utput as**  **t he**  **b aseline**  **l amp.**  **A s** 

**d iscussed**  **e arlier,**  **D OE**  **a djusts**  **t he**  **B F**  **so t**  **hat t**  **he l**  **ight o**  **utput o**  **f t**  **he l**  **amp­and­ballast d**  **esign**

**s ystem**  **n ever**  **d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.** 

**T able**  **5 .3.13and**  **T able**  **5 .3.14**  **p resent**  **t he**  **e ngineering**  **c haracteristics**  **o f**  **t he**  **l amp** 

**r eplacement**  **a nd**  **l amp­and­ballast**  **r eplacement**  **d esigns**  **for t**  **he b**  **aseline 7**  **5W T**  **12, 4**  **,100K l**  **amp**

**s ystem.**  **A lthough**  **a 60W**  **T 12**  **l amp**  **i s**  **o ften**  **c onsidered**  **a reduced**  **w attage**  **r eplacement**  **o f**  **t he** 

**7 5W**  **T 12**  **l amp,**  **t here**  **a re**  **n o**  **l amp**  **o ptions**  **w ith**  **a CCT**  **o f**  **4 ,100K**  **t hat**  **e mit**  **e nough**  **l umens**  **t o**  **f all** 

**w ithin**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem**  **m ean**  **l umens.**  **T he**  **h ighest**  **e fficacy**  **4 ,100K,**  **6 0W**  **T 12** 

**l amp**  **r eplacement**  **i s**  **s hown**  **b elow**  **i n**  **T able**  **5 .3.13.**  **T he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t his**  **l amp­and­ballast** 

**d esign**  **i s**  **1 3**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t hat**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.**  **D OE**  **a lso**  **i ncluded**  **l amp­and­ballast** 

**r eplacement**  **o ptions**  **f or**  **a 75W**  **T 12,**  **4 ,100K**  **l amp.**  **N ote**  **t hat**  **at t**  **he h**  **igher C**  **SLs, D**  **OE c**  **onsiders**

**s ome**  **T 8**  **s ubstitutes**  **f or**  **t he**  **7 5W**  **T 12**  **l amp.** 

**5­32**Table5.3.13LampReplacementEngineeringAnalysisfora75WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactor*SystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **7 5** **7 5.0** **8 5.6** **6 ,420** **5 ,906** **1 2,000** **M agnetic** **0 .94** **1 58.0** **1 2,070** **1 1,103** **C SL3** **T 12** **6 0** **6 0.5** **9 7.5** **5 ,900** **5 ,480** **1 5,000** **M agnetic** **0 .88** **1 26.0** **1 0,384** **9 ,645** *******Note: T** **his d** **ifference i** **n B** **Fs d** **oes n** **ot r** **epresent a** **ballast r** **eplacement. R** **ather, t** **he B** **F of** **m agnetic** **b allasts** **c hanges** **w hen** **t he** **l ower** **w attage** **l amp** **i s** **i nstalled.** Table5.3.14Lamp­and­BallastReplacementEngineeringAnalysisfora75WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **7 5** **7 5.0** **8 5.6** **6 ,420** **5 ,906** **1 2,000** **M agnetic** **0 .94** **1 58.0** **1 2,070** **1 1,103** **B aseline** **T 12** **7 5** **7 5.0** **8 5.6** **6 ,420** **5 ,906** **1 2,000** **E lectronic** **0 .88** **1 35.0** **1 1,299** **1 0,395** **C SL1** **T 12** **7 5** **7 5.0** **8 7.3** **6 ,550** **6 ,157** **1 2,000** **E lectronic** **0 .85** **1 32.0** **1 1,135** **1 0,467** **C SL2** **T 12** **7 5** **7 5.0** **9 2.0** **6 ,900** **6 ,370** **1 5,000** **E lectronic** **0 .85** **1 32.0** **1 1,730** **1 0,829** **C SL3** **T 8** **5 9** **6 0.1** **9 4.8** **5 ,700** **5 ,130** **1 5,000** **E lectronic** **1.18 1** **49.9 1** **3,452 1** **2,107 C** **SL5 T** **8 5** **9 6** **0.1 1** **01.5 6** **,100 5** **,795 1** **8,000 E** **lectronic 0** **.88 1** **12.8 1** **0,736 1** **0,199 5** **­33 Table** **5 .3.15** **p resents** **t he** **e ngineering** **a nalysis** **r esults** **f or** **t he** **r eplacement** **l amp­and­ballast** **combinations for** **t he** **6 0W** **T 12** **b aseline** **l amp.** **D OE** **h as** **not i** **dentified a** **ny l** **ower­wattage d** **irect l** **amp replacement** **d esigns** **that c** **ould o** **perate o** **n t** **he s** **ame b** **allast as** **a 60W** **T 12** **a nd** **sa ve** **e nergy.** **I n** **t his** **t able,** **D OE** **c onsiders** **T8 l** **amp­and­ballast replacements** **f or** **t he** **b aseline** **l amp,** **a nd** **se lects** **t he** **B F** **so that** **t he** **l ight** **o utput** **o f** **t he** **n ew** **s ystem** **n ever** **d rops** **b elow** **1 0** **p ercent** **o f** **t he** **b aseline** **s ystem.** Table5.3.15Lamp­and­BallastReplacementEngineeringAnalysisfora60WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **6 0** **6 0.5** **8 7.6** **5 ,300** **4 ,664** **1 2,000** **M agnetic** **0 .88** **1 26.0** **9 ,328** **8 ,209** **B aseline** **T 12** **6 0** **6 0.5** **8 7.6** **5 ,300** **4 ,664** **1 2,000** **E lectronic** **0 .88** **1 10.0** **9 ,328** **8 ,209** **C SL2** **T 12** **6 0** **6 0.5** **9 2.6** **5 ,600** **5 ,152** **1 2,000** **E lectronic** **0 .85** **1 07.0** **9 ,520** **8 ,758** **C SL3** **T 12** **6 0** **6 0.5** **9 7.5** **5 ,900** **5 ,480** **1 5,000** **E lectronic** **0 .85** **1 07.0** **1 0,030** **9 ,316** **C SL3** **T 8** **5 9** **6 0.1** **9 4.8** **5 ,700** **5 ,130** **1 5,000** **E lectronic** **0 .88** **1 12.8** **1 0,032** **9 ,029** **C SL4** **T 8** **5 9** **6 0.1** **9 8.2** **5 ,900** **5 ,428** **1 5,000** **E lectronic** **0 .78** **1 00.4** **9 ,204** **8 ,468** **C SL5** **T 8** **5 7** **5 7.0** **1 01.8** **5 ,800** **5 ,450** **2 4,000** **E lectronic** **0 .78** **1 02.5** **9 ,048** **8 ,502** **C SL5** **T 8** **5 9** **6 0.1** **1 01.5** **6 ,100** **5 ,795** **1 8,000** **E lectronic** **0 .78** **1 00.4** **9 ,516** **9 ,040** **Table 5** **.3.16 a** **nd T** **able 5** **.3.17 p** **resent t** **he e** **ngineering a** **nalysis r** **esults f** **or t** **he l** **amp replacement** **a nd** **l amp­and­ballast** **replacement o** **ptions for** **t he** **5 9W** **T 8** **b aseline** **l amp.** **I n** **T able** **5 .3.16,** **n o** **l amp** **replacement o** **ptions at** **C SL4** **a re** **sh own** **b ecause** **the s** **ystem lumens** **of r** **educed w** **attage l** **amp replacement** **o ptions** **b elow** **t his** **C SL** **a re** **m ore** **t han** **1 0** **p ercent** **l ess** **than t** **hat o** **f t** **he b** **aseline s** **ystem (Table** **5 .3.14).** **F or** **l amp­and­ballast** **replacement c** **ombinations, DOE** **i s** **se lecting** **t he** **B F** **so that** **t he** **l ight** **o utput** **o f** **t he** **n ew** **s ystem** **is e** **qual t** **o, g** **reater t** **han, o** **r n** **o m** **ore t** **han 1** **0 p** **ercent l** **ess than** **t he** **l ight** **o utput** **o f** **t he** **b aseline** **s ystem.** **5­34**Table5.3.16LampReplacementEngineeringAnalysisforaTwo­Lamp,59W,T8,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline/CSL3** **T 8** **5 9** **6 0.1** **9 4.8** **5 ,700** **5 ,130** **1 5,000** **E lectronic** **0 .88** **1 12.8** **1 0,032** **9 ,029** **C SL5** **T 8** **5 7** **5 7.0** **1 01.8** **5 ,800** **5 ,450** **2 4,000** **E lectronic** **0 .88** **1 07.5** **1 0,208** **9 ,592** **C SL5** **T 8** **5 5** **5 5.0** **1 03.6** **5 ,700** **5 ,415** **1 8,000** **E lectronic** **0 .88** **1 02.0** **1 0,032** **9 ,530** Table5.3.17Lamp­and­BallastReplacementEngineeringAnalysisforaTwo­Lamp,59W,T8,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattage*RatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline/CSL3** **T 8** **5 9** **6 0.1** **9 4.8** **5 ,700** **5 ,130** **1 5,000** **E lectronic** **0 .88** **1 12.8** **1 0,032** **9 ,029** **C SL4** **T 8** **5 9** **6 0.1** **9 8.2** **5 ,900** **5 ,428** **1 5,000** **E lectronic** **0 .85** **1 09.1** **1 0,030** **9 ,228** **C SL5** **T 8** **5 7** **5 7.0** **1 01.8** **5 ,800** **5 ,450** **2 4,000** **E lectronic** **0 .85** **1 06.0** **9 ,860** **9 ,265** **C SL5** **T 8** **5 9** **6 0.1** **1 01.5** **6 ,100** **5 ,795** **1 8,000** **E lectronic** **0 .78** **100.4 9** **,516 9** **,040 C** **SL5 T** **8 5** **5 5** **5.0 1** **03.6 5** **,700 5** **,415 1** **8,000 E** **lectronic 0** **.88 1** **02.0 1** **0,032 9** **,530 5** **­35**5.3.3 Eight­Foot R ecessed D ouble C ontact H O

5 .3.3.1 Baseline M odels

**The 8**  **­foot r**  **ecessed d**  **ouble c**  **ontact H**  **O l**  **amps a**  **re m**  **anufactured i**  **n b**  **oth T**  **8 a**  **nd T**  **12**

**d iameters.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **C hapter**  **3**

**, t**  **he T**  **12 d**  **iameter r**  **epresents t**  **he m**  **ajority o**  **f H**  **O l**  **amp**

**s hipments**  **t oday**  **a nd**  **w ill**  **c ontinue**  **t o**  **r epresent**  **t he**  **m ajority**  **i n**  **2 011.**  **T herefore,**  **D OE**  **i s** 

**s electing**  **i ts**  **b aseline**  **m odels**  **f or**  **t his**  **p roduct**  **c lass**  **f rom**  **t he**  **T 12**  **d iameter,**  **w hich**  **r epresents**  **t he** 

**m ost**  **p opular**  **l amp**  **t ype.** 

**T he**  **t wo**  **m ost**  **p opular**  **w attages**  **a ssociated**  **w ith**  **t he**  **8 ­foot**  **T 12**  **H O**  **l amp**  **t ype**  **a re**  **t he** 

**9 5W**  **a nd**  **1 10W.**  **F or**  **t he**  **9 5W**  **l amp,**  **t he**  **c ool**  **w hite**  **h alophosphor**  **l amp**  **i s**  **t he**  **m ost**  **p opular.** 

**T herefore,**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **t his**  **l amp**  **as t**  **he b**  **aseline 9**  **5W l**  **amp. F**  **or t**  **he 1**  **10W T**  **12 l**  **amp, t**  **he**

**m ost**  **c ommon**  **l amp**  **p urchased**  **u ses**  **a rare**  **e arth**  **7 00**  **s eries**  **p hosphor.**  **T he**  **e fficacy**  **o f**  **b oth** 

**b aseline**  **l amps**  **i s**  **a pproximately**  **2 lm/W**  **g reater**  **t han**  **t he**  **E PACT**  **1 992**  **s tandard**  **l evel**  **o f**  **8 0** 

**l m/W,**  **b ut**  **n o**  **o ther**  **l amps**  **m et**  **t he**  **E PACT**  **1 992**  **C RI**  **r equirements,**  **w hich**  **a re**  **l ower**  **t han**  **e ither** 

**b aseline**  **l amp.**  **A s**  **w ith**  **t he**  **b aseline**  **f luorescent**  **l amps,**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **a CCT**  **o f**  **4 ,100K** 

**b ecause**  **i t**  **i s**  **t he**  **m ost**  **c ommon**  **C CT**  **f or**  **t his**  **l amp**  **t ype.** 

**T he**  **t ypical**  **o perating**  **l ifetime**  **f or**  **t hese**  **l amps**  **i s**  **t he**  **s ame**  **as t**  **hat o**  **f t**  **he 8**  **­foot s**  **ingle p**  **in**

**s limline**  **T 12**  **l amps.**  **T he**  **l amp**  **l ifetime**  **i s**  **t ypically**  **1 2,000**  **h ours.**  **L amps**  **w ith**  **a 15,000­hour** 

**l ifetime**  **o n**  **a 3­hour**  **c ycle**  **a re**  **m arketed**  **as e**  **xtended p**  **erformance p**  **roducts. T**  **herefore, D**  **OE i**  **s**

**u sing**  **a lifetime**  **o f**  **1 2,000**  **h ours**  **f or**  **a 3­hour**  **c ycle**  **for t**  **he b**  **aseline u**  **nit o**  **f a**  **nalysis.**

**T he**  **m ost**  **c ommon**  **b allast**  **u sed**  **f or**  **8 ­foot**  **r ecessed**  **d ouble**  **c ontact**  **H O**  **T 12**  **l amps**  **i s**  **a**

**rapid s**  **tart, 1**  **20V, e**  **lectronic b**  **allast w**  **ith a**  **power f**  **actor o**  **f 0**  **.90. T**  **ogether, t**  **he 1**  **10W T**  **12**

**b aseline**  **l amp­and­ballast**  **c ombination**  **c reates**  **a lumen**  **p ackage**  **o f**  **a lmost**  **1 4,660**  **m ean**  **l umens** 

**( and**  **1 6,290**  **i nitial**  **l umens),**  **w hile**  **t he**  **9 5W**  **T 12**  **b aseline**  **l amp­and­ballast**  **c ombination**  **c reates**  **a**

**lumen p**  **ackage o**  **f a**  **pproximately 1**  **2,510 m**  **ean l**  **umens (**  **and 1**  **4,400 i**  **nitial l**  **umens).**

Table 5 .3.18 B aseline U nits o f A nalysis f or E ight­Foot L inear H igh­Output L amps

Lamp

D iameter N ominal

W attage C RI C CT R ated

E fficacy* I nitial L ight

O utput M ean L ight

O utput L ife

W K lm/W lm lm hr

**T 12**  **1 10**  **7 0**  **4 ,100**  **8 0.1**  **9 ,050**  **8 ,145**  **1 2,000** 

**T 12**  **9 5**  **6 2**  **4 ,100**  **8 2.5**  **8 ,000**  **6 ,950**  **1 2,000** 

***** **Rated e**  **fficacy is**  **based o**  **n t**  **he r**  **ated w**  **attage o**  **f t**  **he la**  **mps, w**  **hich is**  **97W f**  **or th**  **e 9**  **5W T**  **12 a**  **nd 1**  **13W f**  **or th**  **e 1**  **10W**

**T 12.** 

5.3.3.2 Candidate S tandard L evels

**As with**  **t he**  **p revious**  **p roduct**  **c lass,**  **D OE**  **i s**  **e stablishing**  **C SLs**  **a round**  **d esign**  **o ptions**  **t hat** 

**a re**  **c onsistent**  **a cross**  **t he**  **t wo**  **b aseline**  **l amps.**  **I n**  **s electing**  **C SLs,**  **D OE**  **c onsiders**  **t wo**  **d ifferent** 

**p aths**  **t o**  **e nergy**  **s avings.**  **T he**  **f irst**  **c oncentrates**  **o n**  **r educed**  **w attage**  **r eplacement**  **l amps**  **t hat**  **c ould** 

**b e**  **i nstalled**  **i n**  **a socket**  **a nd**  **o perate**  **o n**  **t he**  **e xisting**  **b allast.**  **T hese**  **l ower­wattage**  **r eplacement** 

**5­36 lamps**  **h ave**  **a higher**  **e fficacy**  **a nd**  **t herefore**  **produce a**  **pproximately t**  **he s**  **ame l**  **ight o**  **utput as**  **t he** 

**b aseline**  **l amp**  **( i.e.,**  **l ight**  **o utput**  **n ever**  **d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem).**  **T he**  **o ther** 

**p ath**  **t o**  **e nergy**  **s avings**  **i nvolves**  **l amps**  **t hat**  **h ave**  **t he**  **s ame**  **r ated**  **w attage**  **as t**  **he b**  **aseline l**  **amp, b**  **ut**

**o perate**  **o n**  **a new**  **b allast**  **w ith**  **a different**  **B F,**  **s o**  **s ystem**  **e nergy**  **i s**  **l ower.**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **t he**  **B F** 

**w ith**  **t he**  **m ore**  **e fficacious**  **l amp**  **t o**  **p roduce**  **a pproximately**  **t he**  **s ame**  **l ight**  **o utput**  **as t**  **he b**  **aseline**

**l amp**  **( i.e.,**  **l ight**  **o utput**  **n ever**  **d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem).** 

**T he**  **f ollowing**  **d iscussion**  **i dentifies**  **t he**  **s teps**  **a nd**  **t echnologies**  **a ssociated**  **w ith**  **e ach**  **C SL** 

**D OE**  **c onsidered.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **s creening**  **a nalysis**  **( Chapter**  **4 ),**  **D OE**  **u sed**  **d esign**  **o ptions** 

**w ith**  **h ighly**  **e missive**  **e lectrode**  **c oatings,**  **h igher**  **e fficiency**  **l amp**  **f ill**  **g as**  **c omposition,**  **h igher** 

**e fficiency**  **p hosphors,**  **g lass**  **c oatings,**  **o r**  **h igher**  **e fficiency**  **l amp**  **d iameter**  **t o**  **a chieve**  **h igher** 

**e fficacy**  **l evels.**  **B ecause**  **h igh**  **e fficiency**  **p hosphors**  **a nd**  **l amp**  **d iameter**  **a re**  **c ommon**  **m ethods**  **t o** 

**a chieve**  **h igher**  **e fficacies,**  **D OE**  **h as**  **i dentified**  **t he**  **d iameter**  **a nd**  **p hosphor**  **a ssociated**  **w ith**  **e ach** 

**C SL:** 

C SL1, 8 3.2 l m/W

**. T**  **his l**  **evel r**  **equires t**  **he 1**  **10W b**  **aseline l**  **amp t**  **o u**  **se 8**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth**

**p hosphor.** 

C

SL2, 8 6.1 l m/W

**. T**  **his l**  **evel c**  **annot b**  **e a**  **chieved b**  **y a**  **ny 1**  **10W b**  **aseline l**  **amp. T**  **his l**  **evel**

**a lso**  **r equires**  **t he**  **9 5W**  **l amp**  **t o**  **m ove**  **t o**  **a rare**  **e arth**  **7 00**  **s eries**  **p hosphor.** 

C

SL3, 8 7.6 l m/W

**. T**  **his l**  **evel c**  **annot b**  **e a**  **chieved b**  **y t**  **he 1**  **10W b**  **aseline l**  **amp. F**  **or t**  **he**

**9 5W**  **b aseline**  **l amp,**  **t his**  **l evel**  **r equires**  **a shift**  **t o**  **t he**  **8 00**  **s eries**  **r are**  **e arth**  **p hosphor..** 

C

SL4, 9 1.9 l m/W

**. T**  **his l**  **evel e**  **liminates a**  **ll T**  **12 l**  **amps, o**  **nly e**  **nabling T**  **8 l**  **amps t**  **o**

**c omply,**  **w hich**  **r equires**  **a ballast**  **c hange.**  **T his**  **s tandard**  **l evel**  **c an**  **b e**  **a chieved**  **w ith**  **a 700**  **s eries** 

**r are**  **e arth**  **p hosphor**  **i n**  **t he**  **T 8**  **l amp.** 

C

SL5, 9 5.3 l m/W

**. T**  **his l**  **evel a**  **lso e**  **liminates a**  **ll T**  **12 l**  **amps, o**  **nly e**  **nabling T**  **8 l**  **amps t**  **o**

**c omply,**  **w hich**  **r equires**  **a ballast**  **c hange.**  **T his**  **s tandard**  **l evel**  **r epresents**  **t he**  **h ighest**  **e fficacy**  **l evel** 

**a vailable,**  **o r**  **m ax­tech**  **f or**  **8 ­foot**  **r ecessed**  **d ouble**  **c ontact**  **H O**  **l amps.**  **T his**  **l evel**  **c an**  **o nly**  **b e** 

**a chieved**  **w ith**  **an 8**  **00 s**  **eries r**  **are e**  **arth p**  **hosphor i**  **n t**  **he T**  **8 l**  **amp.**

Table 5 .3.19 S ummary o f t he C SLs f or E ight­Foot H O F luorescent L amps

Candidate S tandard L evel E fficacy R equirement

lm

/W

**CSL1 8**  **3.2**

**C SL2**  **8 6.1** 

**C SL3**  **8 7.6** 

**C SL4**  **9 1.9** 

**C SL5**  **9 5.3** 

**Figure 5**  **.3.20 i**  **llustrates t**  **he f**  **ive C**  **SLs o**  **n a**  **plot o**  **f s**  **elected f**  **luorescent l**  **amps. A**  **line at** 

**8 0.0**  **l m/W**  **d enotes**  **t he**  **e xisting**  **e nergy**  **c onservation**  **s tandard**  **( from**  **E PACT**  **1 992).**  **S quare** 

**b oxes**  **a nd**  **l abels**  **i dentify**  **t he**  **t wo**  **b aseline**  **l amps.**  **T he**  **p lot**  **a lso**  **s hows**  **t he**  **h igh­efficacy** 

**r eplacement**  **l amps**  **D OE**  **i s**  **c onsidering**  **f or**  **e ach**  **b aseline**  **l amp.**  **S ome**  **a re**  **a t**  **t he**  **s ame**  **w attage,** 

**5­37 but**  **h ave**  **a higher**  **e fficacy;**  **o thers**  **h ave**  **a combination**  **o f**  **l ower**  **w attage**  **a nd**  **h igher**  **e fficacy**  **s o** 

**t hat**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **n ever**  **d rops**  **b elow**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.** 

CSL2 C SL3 C SL4 C SL5

E

PACT 1 992 C SL1

75.0 7 7.0 7 9.0 8 1.0 8 3.0 8 5.0 8 7.0 8 9.0 9 1.0 9 3.0 9 5.0 9 7.0 9 9.0 1 01.0 1 03.0 1 05.0RatedLampEfficacy(lm/W) 8­foot T 8 r ecessed

d ouble c ontact H O 8 ­foot T 12 r ecessed

d ouble c ontact H O

9 5W T 12 B aseline 1 10W T 12 B aseline

80 82 8 4 8 6 8 8 9 0 9 2 9 4 9 6 9 8 1 00 1 02 1 04 1 06 1 08 1 10 1 12 1 14 1 16

Rated W attage ( W)

Figure 5 .3.20 E ight­Foot H O F luorescent L amp C andidate S tandard L evels

**Table 5**  **.3.20 p**  **rovides d**  **etailed i**  **nformation o**  **n t**  **he 8**  **­foot r**  **ecessed d**  **ouble c**  **ontact h**  **igh**

**o utput**  **l amp**  **d esigns**  **u sed**  **i n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **a nd**  **s ubsequent**  **a nalyses.** 

**5­38**Table 5 .3.20 8 ­Foot R ecessed D ouble C ontact H igh O utput L amp D esigns

CSL L amp

D iameter N ominal

W attage R ated

W attage R ated

E fficacy I nitial L ight

O utput M ean L ight

O utput L ife C RI

W W lm/W lm lm hr

**B aseline/0**  **T12 1**  **10 1**  **13 8**  **0.1 9**  **,050 8**  **,145 1**  **2,000 7**  **0**

**B aseline/0**  **T12 9**  **5 9**  **7 8**  **2.5 8**  **,000 6**  **,950 1**  **2,000 6**  **2**

**1 T12**  **1 10**  **1 13**  **8 3.2**  **9 ,400**  **8 ,648**  **1 2,000**  **8 0** 

**2 T12**  **9 5**  **9 7**  **8 6.1**  **8 ,350**  **7 ,515**  **1 2,000**  **7 0** 

**3 T12**  **9 5**  **9 7**  **8 7.6**  **8 ,500**  **7 ,650**  **1 2,000**  **8 0** 

**3 T12**  **9 5**  **9 7**  **8 8.9**  **8 ,625**  **7 ,750**  **1 2,000**  **8 5** 

**3 T8**  **8 6**  **8 6**  **9 3.0**  **8 ,000**  **7 ,200**  **1 8,000**  **7 8** 

**4 T8**  **8 6**  **8 6**  **9 3.0**  **8 ,000**  **7 ,200**  **1 8,000**  **7 5** 

**5 T8**  **8 6**  **8 6**  **9 5.3**  **8 ,200**  **7 ,800**  **1 8,000**  **8 6** 

**Section 5**  **.3.3.4 p**  **resents d**  **etailed i**  **nformation o**  **n t**  **he l**  **amp­and­ballast s**  **ystems D**  **OE**

**d evelops**  **i n**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis.** 

5.3.3.3 System P ower R ating

**For e**  **ach l**  **amp w**  **attage a**  **nd b**  **allast t**  **ype, D**  **OE l**  **inearly f**  **its t**  **he s**  **ystem p**  **ower r**  **ating o**  **f a** 

**lamp o**  **n s**  **everal d**  **ifferent B**  **Fs v**  **ersus t**  **he B**  **F of**  **e ach**  **b allast.**  **F igure**  **5 .3.21**  **t o**  **F igure**  **5 .3.22**  **s how** 

**t he**  **l inear**  **f it**  **a nd**  **b allast**  **c haracteristics**  **D OE**  **u ses**  **t o**  **d erive**  **t he**  **s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **t wo** 

**lamp, 8**  **­foot T**  **12 r**  **ecessed d**  **ouble c**  **ontact H**  **O l**  **amps o**  **n e**  **lectronic b**  **allasts. T**  **he f**  **it f**  **ollows t**  **he**

**f orm**  **o f**  **E q.**  **5 .1**  **w here**  SPR

= m * BF + b. **T he**  **b allasts**  **D OE**  **c hooses**  **f or**  **t hese**  **c alculations** 

**t ypically**  **h ave**  **a THD**  **l ess**  **t han**  **2 0**  **p ercent,**  **P F**  **g reater**  **t han**  **0 .95,**  **a nd**  **t ypical**  **B EF.**  **B ecause** 

**b allast**  **e fficiencies**  **n aturally**  **i ncrease**  **as l**  **amp w**  **attages d**  **ecrease, o**  **ne s**  **ees a**  **natural p**  **rogression**

**t o**  **h igher**  **t ypical**  **B EFs**  **at l**  **ower w**  **attages.**SytemPowerRating(W) 220.0

2 15.0

2 10.0

2 05.0

2 00.0

1 95.0

1 90.0

1 85.0

0.83 0 .85 0 .87 0 .89 0 .91

B allast F actor

**5­39**Figure 5 .3.21 T wo­Lamp 1 10W T 12 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .42­0.43; L inear F it: m =307.7, b =­65.4SystemPowerRating(W) 190.0

1 85.0

1 80.0

1 75.0

1 70.0

1 65.0

1 60.0

1 55.0

0.84 0.85 0.86 0 .87 0.88 0 .89 0. 90

B allast Factor

Figure 5 .3.22 T wo­Lamp 9 5W T 12 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .48­0.52; L inear F it: m =433.3, b =­204.3

**Figure 5**  **.3.23 s**  **hows t**  **he l**  **inear f**  **it a**  **nd b**  **allast c**  **haracteristics D**  **OE u**  **ses t**  **o d**  **erive t**  **he**

**s ystem**  **p ower**  **r ating**  **f or**  **t wo­lamp,**  **8 ­foot**  **T 8**  **r ecessed**  **d ouble**  **c ontact**  **H O**  **l amps**  **o n**  **e lectronic** 

**b allasts.**  **T he**  **b allasts**  **D OE**  **u ses**  **f or**  **t hese**  **c alculations**  **t ypically**  **h ave**  **a THD**  **l ess**  **t han**  **2 0**  **p ercent,** 

**P F**  **greater t**  **han 0**  **.95, a**  **nd t**  **ypical B**  **EF.**

**5­40**SystemPowerRating(W) 165.0

1 63.0

1 61.0

1 59.0

1 57.0

1 55.0

1 53.0

1 51.0

1 49.0

1 47.0

1 45.0

0.8 0 .82 0.84 0.86 0.88 0. 9

B allast Factor

Figure 5 .3.23 T wo­Lamp 8 6W T 8 1 20V Ballasts w ith T HD < 20 p ercent, PF >0.95, a nd

B EF 0 .54­0.55; L inear F it: m =128.6, b =46.9

5.3.3.4 Results

**DOE i**  **s e**  **valuating t**  **wo b**  **aseline l**  **amps f**  **or t**  **he 8**  **­foot r**  **ecessed d**  **ouble c**  **ontact H**  **O p**  **roduct**

**c lass:**  **a 110W**  **T 12**  **l amp**  **a nd**  **a 95W**  **T 12**  **l amp.**  **F or**  **e ach**  **b aseline**  **l amp,**  **D OE**  **c onsiders**  **o nly** 

**e nergy­saving**  **o ptions**  **t hat**  **r esult**  **i n**  **a pproximately**  **t he**  **s ame**  **l ight**  **o utput**  **a s**  **t he**  **b aseline**  **l amp.** 

**E nergy**  **s avings**  **c an**  **e ither**  **b e**  **a chieved**  **t hrough**  **l amp**  **r eplacements**  **o r**  **l amp­and­ballast** 

**r eplacements.**  **A dditional**  **l amp­and­ballast**  **d esigns**  **t hat**  **D OE**  **u ses**  **i n**  **t he**  **N IA**  **a re**  **a vailable**  **i n** 

**A ppendix**  **5 A.** 

**T able**  **5 .3.21**  **a nd**  **T able**  **5 .3.22**  **p resent**  **t he**  **e ngineering**  **c haracteristics**  **o f**  **l amp** 

**r eplacement**  **a nd**  **l amp­and­ballast**  **r eplacement**  **d esigns**  **for a**  **baseline 1**  **10W T**  **12, 4**  **,100K l**  **amp.**

**T here**  **a re**  **n o**  **l amp**  **r eplacement**  **d esigns**  **at C**  **SL1 b**  **ecause t**  **he s**  **ystem l**  **umens o**  **f t**  **he 9**  **5W l**  **amp**

**r eplacement**  **o ptions**  **b elow**  **C SL2**  **e mit**  **l ess**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.** 

**F or**  **l amp­and­ballast**  **r eplacement**  **o ptions,**  **D OE**  **c onsiders**  **s ome**  **T 8**  **s ubstitutes**  **f or**  **t he**  **1 10W**  **T 12** 

**l amp**  **at h**  **igher C**  **SLs. F**  **or t**  **he n**  **ew c**  **onstruction a**  **nd r**  **enovation e**  **vent, s**  **ome o**  **f t**  **hese T**  **8 s**  **ystems**

**m ust**  **b e**  **s paced**  **c loser**  **t ogether**  **s o**  **t hat**  **t he**  **p otential**  **l ight**  **o utput**  **i s**  **e qual**  **t o,**  **g reater**  **t han,**  **o r**  **n o** 

**m ore**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.** 

**. As**  **d iscussed**  **e arlier,**  **D OE**  **a lso**  **a djusts**  **t he**  **B F**  **s uch**  **t hat**  **t he**  **s ystem**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t he** 

**l amp­and­ballast**  **d esign**  **i s**  **e qual**  **t o,**  **g reater**  **t han,**  **o r**  **n o**  **m ore**  **t han**  **1 0**  **p ercent**  **l ess**  **t han**  **t he**  **l ight** 

**o utput**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem.** 

**5­41**Table5.3.21LampReplacementEngineeringAnalysisfora110WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **1 10** **1 13** **8 0.1** **9 ,050** **8 ,145** **1 2,000** **E lectronic** **0 .90** **2 11.5** **1 6,290** **1 4,661** **C SL2** **T 12** **9 5** **9 7** **8 6.1** **8 ,350** **7 ,515** **1 2,000** **E lectronic** **0 .90** **1 85.6** **1 5,030** **1 3,527** **C SL3** **T 12** **9 5** **9 7** **8 7.6** **8 ,500** **7 ,650** **1 2,000** **E lectronic** **0 .90** **1 85.6** **1 5,300** **1 3,770** Table5.3.22Lamp­and­BallastReplacementEngineeringAnalysisfora110WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **1 10** **1 13** **8 0.1** **9 ,050** **8 ,145** **1 2,000** **E lectronic** **0 .90** **2 11.5** **1 6,290** **1 4,661** **C SL1** **T 12** **1 10** **1 13** **8 3.2** **9 ,400** **8 ,648** **1 2,000** **E lectronic** **0 .88** **2 05.4** **1 6,544** **1 5,220** **C SL2** **T 12** **9 5** **9 7** **8 6.1** **8 ,350** **7 ,515** **1 2,000** **E lectronic** **0 .88** **1 77.0** **1 4,696** **1 3,226** **C SL3** **T 12** **9 5** **9 7** **8 7.6** **8 ,500** **7 ,650** **1 2,000** **E lectronic** **0 .88** **177.0 1** **4,960 1** **3,464 C** **SL3 T** **12 9** **5 9** **7 8** **8.9 8** **,625 7** **,750 1** **2,000 E** **lectronic 0** **.88 1** **77.0 1** **5,180 1** **3,640 C** **SL4*****T 8** **8 6** **8 6** **9 1.9** **7 ,900** **7 ,100** **2 4,000** **E lectronic** **0 .88** **1 60.0** **1 3,904** **1 2,496** **C SL4** ***T 8** **8 6** **8 6** **9 3.0** **8 ,000** **7 ,200** **1 8,000** **E lectronic** **0 .81** **1 51.0** **1 2,960** **1 1,664** **C SL5** **T 8** **8 6** **8 6** **9 5.3** **8 ,200** **7 ,800** **1 8,000** **E lectronic** **0 .88** **1 60.0** **1 4,432** **1 3,728** **C SL5** **T 8** **8 6** **8 6** **9 5.3** **8 ,200** **7 ,800** **1 8,000** **E lectronic** **0 .81** **1 51.0** **1 3,284** **1 2,636** *******These s** **ystems a** **re u** **sed o** **nly i** **n t** **he n** **ew c** **onstruction/renovation s** **cenario i** **n t** **he L** **CC a** **nalysis. U** **nder t** **his e** **vent, 1** **.17 o** **f t** **hese s** **ystems a** **re i** **nstalled w** **here t** **here w** **ould h** **ave b** **een o** **ne b** **aseline s** **ystem t** **o b** **e w** **ithin 1** **0 p** **ercent m** **ean l** **umens o** **f t** **he b** **aseline s** **ystem. T** **herefore, t** **he L** **CC a** **nd l** **umen o** **utput o** **f t** **hese s** **ystems a** **re m** **ultiplied b** **y a** **factor o** **f 1** **.17 i** **n t** **he L** **CC a** **nalysis. Table** **5 .3.23** **p resents** **t he** **e ngineering** **a nalysis** **r esults** **f or** **t he** **r eplacement** **l amp­and­ballast** **combinations for** **t he** **9 5W** **T 12** **b aseline** **l amp.** **D OE** **h as** **not i** **dentified a** **ny l** **ower­wattage d** **irect l** **amp replacement** **d esigns** **that c** **ould o** **perate o** **n t** **he s** **ame b** **allast as** **a 5­42** **95W T** **12 a** **nd sa** **ve e** **nergy. I** **n t** **his t** **able, D** **OE c** **onsiders T8** **l amp­and­ballast** **replacements f** **or t** **he b** **aseline l** **amp, a** **nd se** **lects t** **he B** **F so** **that t** **he n** **ew s** **ystem h** **as a** **light o** **utput o** **f n** **o l** **ess than** **1 0** **p ercent** **o f** **t he** **b aseline** **s ystem.** Table5.3.23Lamp­and­BallastReplacementEngineeringAnalysisfora95WT12,4,100KSystemCandidateStandardLevelLampDiameterNominalWattageRatedWattageRatedEfficacyInitialLightOutputMeanLightOutputLifeBallastTypeBallastFactorSystemPowerRatingSystemInitialLightOutputSystemMeanLightOutputWWlm/WlmlmhrWlmlm**B aseline** **T 12** **9 5** **9 7** **8 2.5** **8 ,000** **6 ,950** **1 2,000** **E lectronic** **0 .90** **1 85.6** **1 4,400** **1 2,510** **C SL1** **T 12** **9 5** **9 7** **8 6.1** **8 ,350** **7 ,515** **1 2,000** **E lectronic** **0 .89** **1 81.3** **1 4,863** **1 3,377** **C SL2** **T 12** **9 5** **9 7** **8 7.6** **8 ,500** **7 ,650** **1 2,000** **E lectronic** **0 .88** **1 77.0** **1 4,960** **1 3,464** **C SL3** **T 8** **8 6** **8 6** **9 1.9** **7 ,900** **7 ,100** **2 4,000** **E lectronic** **0 .88** **1 60.0** **1 3,904** **1 2,496** **C SL3** **T 8** **8 6** **8 6** **9 3.0** **8 ,000** **7 ,200** **1 8,000** **E lectronic** **0 .88** **1 60.0** **1 4,080** **1 2,672** **C SL4** **T 8** **8 6** **8 6** **9 5.3** **8 ,200** **7 ,800** **1 8,000** **E lectronic** **0 .81** **1 51.0** **1 3,284** **1 2,636** **5 ­43** 5.4 INCANDESCENT R EFLECTOR L AMPS

**As discussed**  **i n**  **C hapter**  **3 of**  **t he**  **A NOPR**  **T SD,**  **t he**  **m arket**  **a nd**  **t echnology**  **a ssessments,** 

**D OE**  **i s**  **r evising**  **t he**  **t able**  **o f**  **p roduct**  **c lasses**  **f or**  **t he**  **A NOPR**  **t o**  **r eflect**  **t he**  **u tility**  **o f**  **t hese** 

**p roducts**  **a nd**  **h ow**  **t hey**  **a re**  **u sed**  **i n**  **t he**  **m arket.**  **D OE**  **i s**  **c reating**  **t wo**  **s eparate**  **p roduct**  **c lasses:** 

**s tandard­spectrum**  **I RL**  **a nd**  **m odified­spectrum**  **I RL.**  **B ecause**  **m odified­spectrum**  **l amps**  **m ake**  **u p** 

**a small**  **p ercentage**  **o f**  **t he**  **m arket,**  **D OE**  **i s**  **c hoosing**  **t o**  **a nalyze**  **t he**  **s tandard­spectrum**  **I RL**  **p roduct** 

**c lass**  **a nd**  **i ntends**  **t o**  **e xtrapolate**  **i ts**  **f indings**  **t o**  **t he**  **m odified­spectrum**  **p roduct**  **c lass.**  **S ection**  **5 .5** 

**p rovides**  **d etail**  **o n**  **t his**  **e xtrapolation.** 

**E ach**  **I RL**  **p roduct**  **c lass**  **c onsidered**  **s pans**  **t he**  **f ull**  **r ange**  **o f**  **w attages**  **c overed.**  **D OE**  **i s** 

**c onsidering**  **C SLs**  **f or**  **e ach**  **p roduct**  **c lass**  **w ith**  **e fficacy**  **v arying**  **w ith**  **w attage.**  **G iven**  **t hat**  **I RL** 

**p roduct**  **c lasses**  **a re**  **n o**  **l onger**  **d ivided**  **b y**  **w attage,**  **D OE**  **i s**  **n ot**  **c hoosing**  **a representative**  **w attage** 

**b in**  **f or**  **I RL.**  **H owever,**  **r ather**  **t han**  **s electing**  **o ne**  **b aseline**  **l amp,**  **D OE**  **i s**  **c hoosing**  **t o**  **a nalyze** 

**l amps**  **o f**  **m ultiple**  **w attages**  **i n**  **t he**  **s tandard­spectrum**  **p roduct**  **c lass**  **t o**  **p revent**  **o versimplification** 

**o f**  **t he**  **a nalysis.**  **D OE**  **i s**  **c oncentrating**  **i ts**  **r esources**  **o n**  **a nalyzing**  **t he**  **m ost**  **p opular**  **r eflector** 

**l amps**  **i n**  **t erms**  **o f**  **l amp**  **s ize,**  **w attage,**  **a nd**  **l umen**  **p ackage.**  **D OE**  **i s**  **e xamining**  **e xisting**  **p roduct** 

**o n**  **t he**  **m arket**  **at m**  **ultiple w**  **attages t**  **o s**  **elect b**  **aseline l**  **amps. D**  **OE u**  **ses p**  **roduct at**  **m ultiple** 

**w attages**  **t o**  **d erive**  **e fficacy**  **e quations**  **t hat**  **s pan**  **w attage.**  **T herefore,**  **D OE**  **i s**  **a ble**  **t o**  **a pply**  **t he** 

**a nalysis**  **p erformed**  **o n**  **t he**  **m ost**  **p opular**  **l amps**  **t o**  **t he**  **o ther,**  **l ess**  **c ommon**  **l amps.**  **S ection**  **5 .4.2** 

**p rovides**  **f urther**  **d etail**  **o n**  **t he**  **C SLs**  **D OE**  **i s**  **d eveloping**  **f or**  **I RL.** 

Table 5 .4.1 Product C lasses f or I ncandescent R eflector L amps

Lamp C ategory S tandard­Spectrum M odified­Spectrum

**R eflector**  **L amps**  **R epresentative**  **P roduct**  **C lass**  **S caled**  **f rom**  **S tandard**  **S pectrum**  **I RL** 

**As with**  **G SFL,**  **D OE**  **a nalyzes**  **l amp**  **d esigns**  **f or**  **t he**  **L CC**  **t hat**  **b oth**  **s ave**  **e nergy**  **a nd** 

**m aintain**  **c omparable**  **l ight**  **o utput.**  **D OE**  **c onsiders**  **l amp**  **d esigns**  **t hat**  **e mit**  **i nitial**  **l umens**  **e qual**  **t o** 

**t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **s ystem,**  **o r**  **l ess**  **t han**  **t hat**  **s ystem,**  **b ut**  **b y**  **n o**  **m ore**  **t han**  **1 0**  **p ercent.** 

**D OE**  **m aintains**  **l ight**  **o utput**  **a cross**  **e fficacy**  **l evels**  **t o**  **e nsure**  **t hat**  **p roducts**  **s upply**  **e quivalent** 

**s ervice**  **u nder**  **t he**  **b ase**  **c ase**  **a nd**  **s tandards**  **c ase**  **s cenarios.**  **T o**  **a ccount**  **f or**  **t he**  **p urchase**  **o f**  **m ore** 

**e fficacious**  **l amps**  **at c**  **onstant w**  **attage (**  **with g**  **reater l**  **ight o**  **utput), D**  **OE c**  **onsiders n**  **on­energy**

**s aving**  **l amps**  **i n**  **t he**  **N IA.**  **A ppendix**  **5 A**  **s hows**  **l amp**  **d esigns**  **c onsidered**  **i n**  **t he**  **N IA.** 

**I n**  **a ssessing**  **l ight**  **o utput,**  **D OE**  **d istinguishes**  **b etween**  **m ean**  **a nd**  **i nitial**  **l umens.**  **D OE**  **u ses** 

**i nitial**  **l umens**  **i n**  **i ts**  **t est**  **p rocedures**  **f or**  **i ncandescent**  **l amps**  **t o**  **m easure**  **c ompliance**  **w ith**  **a**

**standard. T**  **his i**  **s c**  **onsistent w**  **ith c**  **onsensus i**  **ndustry s**  **tandards o**  **n e**  **fficacy m**  **easurements.**

**T herefore,**  **D OE**  **u ses**  **i nitial**  **l umens**  **t o**  **c alculate**  **e fficacy.**  **F or**  **i ncandescent**  **l amps,**  **D OE**  **a lso** 

**u ses**  **i nitial**  **l umens**  **w hen**  **p redicting**  **c onsumer**  **purchase d**  **ecisions. C**  **onsumers g**  **enerally m**  **ake**

**p urchase**  **d ecisions**  **b ased**  **o n**  **i nitial**  **l umens**  **a nd**  **n ot**  **m ean**  **l umens**  **f or**  **i ncandescent**  **l amps.** 

**T herefore,**  **D OE**  **l ists**  **i nitial**  **l umens**  **i n**  **i ts**  **t ables.**  **O ver**  **t ime,**  **t he**  **l ight**  **o utput**  **o f**  **an i**  **ncandescent**

**l amp**  **d ecreases**  **s lightly.**  **T o**  **a ccount**  **f or**  **t his**  **r eal­world**  **d epreciation**  **i n**  **l umens,**  **D OE**  **a lso** 

**m onitors**  **m ean**  **l umens**  **i n**  **t he**  **N IA.** 

**5­44**5.4.1 Baseline M odels

**DOE i**  **s s**  **electing t**  **hree b**  **aseline l**  **amps o**  **f v**  **arying w**  **attage a**  **nd s**  **hapes t**  **o p**  **rovide a** 

**comprehensive u**  **nderstanding o**  **f c**  **onsumer e**  **conomics. D**  **OE i**  **ncludes p**  **arabolic r**  **eflector (**  **PAR)**

**h alogen**  **b aseline**  **l amps**  **o f**  **t hree**  **d ifferent**  **w attages.**  **T hese**  **b aseline**  **l amps**  **a re**  **c urrently**  **r egulated** 

**b y**  **E PCA**  **a nd**  **m eet**  **t he**  **E PCA**  **s tandard.** 

**D OE**  **h as**  **i dentified**  **t hree**  **I RL**  **l umen**  **p ackages**  **t hat**  **a re**  **p opular**  **i n**  **t he**  **c ommercial**  **a nd** 

**r esidential**  **s ectors.**  **D OE**  **h as**  **a lso**  **i dentified**  **p ower**  **r atings**  **a nd**  **l ifetime**  **c haracteristics**  **o f**  **t hese** 

**l amps,**  **as l**  **isted i**  **n T**  **able 5**  **.4.2. T**  **he t**  **hree l**  **ight o**  **utput p**  **ackages a**  **re 5**  **80, 1**  **050, a**  **nd 1**  **,310 l**  **umens,**

**c orresponding**  **t o**  **a 50W**  **P AR30,**  **7 5W**  **P AR38,**  **a nd**  **9 0W**  **P AR38**  **l amp.**  **D OE**  **b elieves**  **t hese** 

**l amps**  **r epresent**  **a good**  **c ross­section**  **o f**  **t he**  **m ost**  **c ommon**  **r eflector**  **l amps**  **s old**  **a nd**  **u sed**  **t oday.** 

**S ince**  **t hese**  **l amps**  **c apture**  **a range**  **o f**  **w attages,**  **l umen**  **p ackages,**  **a nd**  **l amp**  **d iameters,**  **t hey**  **c over**  **a**

**range o**  **f a**  **pplications. T**  **able 5**  **.4.2 p**  **resents t**  **he r**  **epresentative p**  **roduct c**  **lass a**  **nd t**  **he t**  **hree baseline** 

**l amps**  **D OE**  **i s**  **s electing**  **f or**  **i ts**  **I RL**  **a nalysis.**  **D OE**  **b elieves**  **t hat**  **t hese**  **l amps**  **r epresent**  **h igh** 

**volume w**  **attages a**  **nd d**  **iameters.**

Table 5 .4.2 IRL R epresentative P roduct C lass a nd B aseline L amps

Lamp R epresentative R epresentative P roduct C lass

B aseline L amps

C ategory P roduct C lass

**D escriptor**  **W attage** 

W **Efficacy**

lm

/W **Initial L**  **ight O**  **utput**

lm **Lifetime**

h r

**I RL**  **S tandard** 

**Spectrum P**  **AR30**

**P AR38** 

**P AR38**  **5 0** 

**7 5** 

**9 0**  **1 1.6** 

**1 4.0** 

**1 4.6**  **5 80** 

**1 ,050** 

**1 ,310**  **3 ,000** 

**2 ,500** 

**2 ,500** 

5.4.2 Candidate S tandard L evels

**For I**  **RL, D**  **OE h**  **as o**  **bserved n**  **atural e**  **fficacy d**  **ivisions i**  **n t**  **he m**  **arketplace c**  **orresponding**

**t o**  **a variety**  **o f**  **d esign**  **o ptions**  **t o**  **i ncrease**  **l amp**  **e fficacy.**  **D OE**  **c onsiders**  **t hese**  **e fficacy**  **d ivisions** 

**i n**  **s electing**  **C SLs**  **b y**  **u sing**  **t he**  **e fficacy**  **l evels**  **o f**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amps**  **as a**  **guide.**

**H owever,**  **c ommercially**  **a vailable**  **p roduct**  **d oes**  **n ot**  **e xist**  **at a**  **ll o**  **f t**  **he C**  **SLs f**  **or a**  **ll o**  **f t**  **he b**  **aseline**

**l amps.**  **F or**  **e xample,**  **t he**  **7 5W**  **P AR38**  **b aseline**  **l amp**  **w ith**  **1 ,050**  **l umens**  **h as**  **c ommercially** 

**a vailable**  **p roducts**  **at a**  **ll t**  **hree C**  **SLs, b**  **ut t**  **he 5**  **0W P**  **AR30 b**  **aseline l**  **amp w**  **ith 5**  **80 l**  **umens o**  **nly**

**h as**  **c ommercially**  **a vailable**  **p roduct**  **at o**  **ne o**  **f t**  **he t**  **hree C**  **SLs. B**  **ecause i**  **t i**  **s t**  **echnically f**  **easible**

**t o**  **i ncorporate**  **t he**  **c ommercially**  **a vailable**  **t echnologies**  **i n**  **l amp**  **t ypes**  **t hat**  **c orrespond**  **t o**  **a ll**  **o f**  **t he** 

**b aseline**  **l amps,**  **a nd**  **t o**  **h ave**  **a continuous**  **r ange**  **o f**  **e fficacies**  **t o**  **a nalyze,**  **D OE**  **i s**  **d eveloping**  **s ome** 

**m odel**  **I RL**  **b ased**  **o n**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amp**  **l umen**  **p ackages.**  **U sing**  **e fficacy**  **i nformation** 

**f or**  **t he**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amp**  **d esigns**  **( which**  **s ubstitute**  **f or**  **c ertain**  **b aseline**  **l amps),**  **D OE** 

**c an**  **d evelop**  **a relationship**  **o f**  **e fficacy**  **t o**  **w attage.**  **T his**  **a llows**  **D OE**  **t o**  **d evelop**  **l amp**  **d esigns**  **t hat** 

**a re**  **n ot**  **c ommercially**  **a vailable**  **f or**  **c ertain**  **w attages,**  **but t**  **hat w**  **ould b**  **e s**  **ubstitutes f**  **or o**  **ther**

**b aseline**  **l amps.**  **D OE**  **a ssumes**  **t hat**  **i n**  **t he**  **m ajority**  **o f**  **i nstances,**  **l amps**  **o f**  **s imilar**  **d iameters**  **m ay** 

**s ubstitute**  **f or**  **o ne**  **a nother.**  **G enerally,**  **t he**  **l amp**  **d esign**  **s ubstitutes**  **f or**  **b aseline**  **l amps**  **a re**  **based**

**a round**  **t he**  **l umen**  **o utput**  **o f**  **t he**  **b aseline**  **l amp,**  **p lus**  **o r**  **m inus**  **1 0**  **p ercent.** 

**I n**  **r eviewing**  **p ublished**  **c atalog**  **d ata,**  **D OE**  **o bserves**  **t hat**  **h igher**  **e fficacy,**  **r educed­wattage** 

**I RL,**  **w hich**  **m aintain**  **l ight**  **o utput**  **w ithin**  **1 0**  **p ercent,**  **c an**  **s ubstitute**  **f or**  **a number**  **o f**  **b aseline** 

**l amps.**  **F urthermore,**  **t hese**  **r educed­wattage**  **d esigns**  **s pan**  **a range**  **o f**  **d esign**  **o ptions**  **a vailable**  **f or** 

**5­45 consideration**  **i n**  **t his**  **r ule.**  **T hese**  **d esign**  **o ptions,**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **s creening**  **a nalysis**  **( Chapter**  **4 ),** 

**i nclude**  **t he**  **t ungsten­halogen**  **r egenerative**  **c ycle**  **( hereafter**  **“ halogen”)**  **a nd**  **H IR**  **t echnologies**  **t hat** 

**u ses**  **b oth**  **h alogen**  **a nd**  **g lass**  **c oatings**  **t hat**  **r eflect**  **i nfrared**  **l ight.** 

**T he**  **c ommercially**  **a vailable**  **h alogen**  **I RL**  **f all**  **w ithin**  **t wo**  **t iers**  **o f**  **e fficacy.**  **T o**  **d istinguish** 

**t he**  **e fficacies**  **o f**  **t hese**  **h alogen**  **I RL,**  **D OE**  **d esignates**  **t hem**  **as h**  **alogen a**  **nd i**  **mproved h**  **alogen.**

**D OE**  **a lso**  **o bserves**  **t wo**  **t iers**  **o f**  **e fficacy**  **f or**  **H IR**  **I RL.**  **T o**  **d istinguish**  **t he**  **e fficacies**  **o f**  **t hese**  **I RL,** 

**D OE**  **d esignates**  **t hem**  **as H**  **IR a**  **nd i**  **mproved H**  **IR. I**  **mproved H**  **IR a**  **nd i**  **mproved h**  **alogen c**  **an b**  **e**

**a chieved**  **b y**  **u sing**  **t he**  **a dditional**  **d esign**  **o ptions**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **s creening**  **a nalysis.**  **T hese** 

**d esign**  **o ptions**  **i nclude**  **h igher**  **e fficiency**  **f ilaments,**  **e fficient**  **f ilament**  **c oiling,**  **f ilament** 

**c onfiguration,**  **c apsule**  **d esign,**  **h igh**  **p ressure**  **c apsules,**  **o r**  **h igher**  **e fficiency**  **r eflector**  **c oating.** 

**D OE**  **o bserves**  **l ifetime**  **c hanges**  **a cross**  **t hese**  **r educed­wattage**  **I RL.**  **F or**  **e xample,**  **a halogen**  **I RL** 

**t ypically**  **h as**  **a lifetime**  **o f**  **a round**  **2 ,000**  **t o**  **3 ,000**  **h ours,**  **w hile**  **an H**  **IR I**  **RL t**  **ypically l**  **ives f**  **or**

**3 ,000**  **t o**  **4 ,000**  **h ours.**  **D OE**  **m aintains**  **t he**  **l ifetime**  **a ttributes**  **o f**  **t he**  **c ommercially**  **a vailable** 

**p roduct**  **f or**  **i ts**  **a nalysis.** 

**D OE**  **i s**  **e stablishing**  **C SLs**  **f or**  **I RL**  **u sing**  **an a**  **pproach s**  **imilar t**  **o t**  **he o**  **ne i**  **t u**  **ses f**  **or G**  **SFL.**

**D OE**  **i s**  **d eveloping**  **c ontinuous**  **e quations**  **t hat**  **s et**  **a minimum**  **e fficacy**  **r equirement**  **a cross** 

**w attage.**  **E ach**  **e quation**  **r epresents**  **t he**  **p otential**  **e fficacy**  **a lamp**  **a chieves**  **u sing**  **a particular** 

**d esign**  **o ption.**  **T hese**  **“ technology**  **c ontour**  **l ines”**  **r epresent**  **t he**  **s ame**  **I RL**  **d esign**  **o ption**  **a cross** 

**t he**  **w attage**  **r ange**  **o f**  **a product**  **c lass.**  **F or**  **e xample,**  **a CSL**  **b ased**  **o n**  **a halogen**  **d esign**  **o ption**  **i s**  **a**

**curve r**  **ather t**  **han a**  **step f**  **unction, a**  **nd d**  **enotes a**  **halogen s**  **tandard at**  **a ll**  **w attages.**  **I n**  **g eneral** 

**t erms,**  **D OE**  **i s**  **b asing**  **t he**  **C SLs**  **o n**  **t he**  **f ollowing**  **p rogression**  **o f**  **d esign**  **o ptions:** 

C

SL1

**. I**  **mproved h**  **alogen c**  **onsiders m**  **oving a**  **ll r**  **eflector l**  **amps t**  **o a**  **level t**  **hat c**  **an b**  **e**

**a chieved**  **w ith**  **i mproved**  **e fficacy**  **h alogen**  **l amps,**  **s uch**  **as an**  **i mproved**  **r eflective**  **c oating**  **o r**  **h igher** 

**p ressure**  **h alogen**  **c apsules.** 

C

SL2

**. H**  **IR c**  **onsiders a**  **level t**  **hat c**  **an b**  **e a**  **chieved b**  **y a**  **halogen c**  **apsule w**  **ith an**  **i nfrared** 

**r eflective**  **c oating.** 

C

SL3

**. I**  **mproved H**  **IR c**  **onsiders a**  **level t**  **hat c**  **an b**  **e a**  **chieved b**  **y an**  **i mproved**  **r eflective** 

**c oating,**  **b etter**  **H IR**  **c oatings**  **o r**  **h igher**  **p ressure**  **h alogen**  **c apsules.** 

**F igure**  **5 .4.1**  **p lots**  **t he**  **r esults**  **o f**  **t he**  **I RL**  **e ngineering**  **a nalysis**  **f or**  **t he**  **t hree**  **b aseline**  **l amps** 

**a long**  **w ith**  **t he**  **t hree**  **C SLs**  **s hown**  **i n**  **T able**  **5 .4.3.**  **S quare**  **boxes a**  **nd l**  **abels r**  **epresent t**  **he t**  **hree**

**b aseline**  **l amps**  **i n**  **t he**  **p lot;**  **d iamonds**  **r epresent**  **h igher**  **e fficiency**  **l amp**  **d esigns.**  **M aintaining**  **l ight** 

**o utput**  **o n**  **t his**  **p lot**  **o f**  **e fficacy**  **v ersus**  **w attage**  **m eans**  **t hat**  **l amp**  **d esigns**  **a re**  **a lways**  **h igher**  **i n** 

**e fficacy**  **t han**  **t he**  **b aseline**  **l amp**  **( i.e.,**  **m oving**  **u p**  **o n**  **t he**  **y ­axis)**  **a nd**  **l ower**  **i n**  **w attage**  **( i.e.,**  **m oving** 

**t o**  **t he**  **l eft**  **o n**  **t he**  **x ­axis).**  **T his**  **t rend**  **i s**  **e vident**  **f or**  **a ll**  **t hree**  **l umen**  **p ackages**  **a nalyzed**  **i n**  **t he**  **L CC.** 

**A s**  **i llustrated**  **i n**  **T able**  **5 .4.4**  **t hrough**  **T able**  **5 .4.6,**  **t he**  **C SLs**  **c orrespond**  **t o**  **e fficacy**  **l evels** 

**a ssociated**  **w ith**  **l amps**  **w ith**  **p articular**  **d esign**  **o ptions.** 

**5­46**Table 5 .4.3 Summary o f t he C SLs f or I RL

Candidate S tandard L evel I ncandescent R eflector L amps

lm

/W

**CSL1 5**  **.0P 0.27** 

**CSL2 5**  **.5P 0.27** 

**CSL3 6**  **.2P 0.27** 

**P**

**= rated**  **w attage** 

22.0

2 0.0

1 8.0

1 6.0

1 4.0

1 2.0LampEfficacy(lumens/watt).

Baseline

EPCA C SL1 CSL2 CSL3

PAR30, 5 0W P AR38, 7 5W P AR38, 9 0W Baseline/EPCA : H alogen ( 2,500­3,000 h r)

C SL2 : I mproved H alogen ( 3,000 h r)

C SL3 : H IR ( 3,000 h r)

C SL4 : I mproved H IR ( 4,000 h r)

10.0

3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 00 1 10 1 20 1 30

L amp P ower ( watts)

Figure 5 .4.1 IRL B aselines a nd R educed W attage O ptions

5 .4.3 Results

**After s**  **electing b**  **aseline l**  **amps a**  **nd C**  **SLs, D**  **OE s**  **elects l**  **amp d**  **esigns a**  **ssociated w**  **ith t**  **he**

**C SLs**  **f or**  **e ach**  **o f**  **t he**  **t hree**  **b aseline**  **l amps.**  **I n**  **e ach**  **c ase,**  **t he**  **h alogen**  **p airings**  **u se**  **t he**  **s ame** 

**r eplacement**  **l amps**  **at C**  **SL2, C**  **SL3, a**  **nd C**  **SL4, as**  **t hey**  **a re**  **a ll**  **p art**  **o f**  **t he**  **s ame**  **l umen**  **p ackage** 

**( i.e.,**  **6 20,**  **1 ,000,**  **1 ,300).**  **L ike**  **G SFL,**  **D OE**  **c onsiders**  **I RL**  **t hat**  **p roduce**  **m ore**  **l ight**  **b ut**  **d o**  **n ot** 

**s ave**  **e nergy**  **i n**  **t he**  **N IA.**  **T his**  **r eflects**  **t he**  **f act**  **t hat**  **D OE**  **c annot**  **r equire**  **c onsumers**  **t o**  **s witch**  **t o**  **a**

**reduced w**  **attage l**  **amp. A**  **ppendix 5**  **A s**  **hows t**  **he c**  **haracteristics o**  **f l**  **amp d**  **esigns t**  **hat b**  **oth m**  **eet**

**t he**  **C SL**  **a nd**  **e xhibit**  **a constant**  **o r**  **h igher**  **w attage**  **t han**  **t he**  **b aseline**  **l amp.** 

**T he**  **f ollowing**  **t able**  **p resents**  **t he**  **e ngineering**  **a nalysis**  **f or**  **t he**  **5 0W**  **P AR30**  **I RL.**  **T his** 

**b aseline**  **l amp**  **i s**  **b ased**  **o n**  **a 580­lumen**  **l amp,**  **p lus**  **o r**  **m inus**  **1 0**  **p ercent.**  **B oth**  **t he**  **4 4.3W**  **P AR30** 

**5­47 improved**  **h alogen**  **l amp**  **( CSL1)**  **a nd**  **t he**  **4 1.3W**  **P AR30**  **H IR**  **l amp**  **( CSL2)**  **a re**  **m odel**  **l amp** 

**d esigns.**  **e These**  **l amps**  **a re**  **d esigned**  **t o**  **h ave**  **t he**  **s ame**  **l umen**  **p ackage**  **as t**  **he b**  **aseline l**  **amp (**  **i.e.,**

**5 80**  **l umens),**  **a nd**  **t o**  **h ave**  **a minimum**  **e fficacy**  **j ust**  **e qual**  **t o**  **C SL1**  **a nd**  **C SL2**  **r espectively.**  **T he** 

**p ercentage**  **e nergy**  **s avings**  **a nd**  **e fficacy**  **i mprovements**  **o f**  **t he**  **P AR30**  **l amps**  **a re**  **s imilar**  **t o**  **t he** 

**e nergy**  **s avings**  **a nd**  **p ercentage**  **e fficacy**  **i mprovements**  **o f**  **t he**  **1 ,310­lumen**  **l amps**  **a nalyzed.**  **T he** 

**4 4.3W**  **i mproved**  **h alogen**  **P AR30**  **l amp**  **r educes**  **w attage**  **b y**  **1 1**  **p ercent**  **a nd**  **i s**  **2 1**  **p ercent**  **m ore** 

**e fficacious**  **t han**  **t he**  **h alogen**  **5 0W**  **P AR30**  **b aseline**  **l amp.**  **T he**  **4 1.3W**  **H IR**  **P AR30**  **l amp**  **r educes** 

**w attage**  **b y**  **1 7**  **p ercent**  **a nd**  **i s**  **2 9**  **p ercent**  **m ore**  **e fficacious**  **t han**  **t he**  **5 0W**  **P AR30**  **b aseline**  **l amp.**  **I n** 

**c omparison,**  **t he**  **7 9W**  **i mproved**  **h alogen**  **P AR38**  **r educes**  **w attage**  **b y**  **1 2**  **p ercent**  **a nd**  **i s**  **1 4**  **p ercent** 

**m ore**  **e fficacious**  **t han**  **t he**  **i ncandescent**  **9 0W**  **P AR38**  **b aseline**  **l amp.**  **T he**  **7 0W**  **H IR**  **P AR38** 

**r educes**  **w attage**  **b y**  **2 9**  **p ercent**  **a nd**  **i s**  **2 3**  **p ercent**  **m ore**  **e fficacious**  **t han**  **t he**  **9 0W**  **P AR38**  **b aseline** 

**l amp.**  **T he**  **4 0W**  **i mproved**  **H IR**  **P AR30**  **i s**  **c ommercially**  **a vailable,**  **b ut**  **p roduces**  **1 7**  **p ercent**  **m ore** 

**l ight**  **o utput**  **t han**  **t he**  **5 0W**  **P AR30.**  **O rdinarily,**  **t his**  **w ould**  **n ot**  **b e**  **c onsidered**  **a lamp**  **d esign**  **f or** 

**t his**  **b aseline**  **l amp.**  **H owever,**  **b ecause**  **t his**  **l amp**  **r epresents**  **a commercially­available**  **r educed** 

**wattage, h**  **igh­efficacy v**  **ersion o**  **f t**  **he b**  **aseline l**  **amp.**

Table 5 .4.4 IRL E ngineering A nalysis 5 0W P AR30

Candidate

S tandard D esign L amp W attage E fficacy I nitial L ight

O utput L amp

L ife

L evel O ption D escriptor

W lm/W lm hr

**B aseline**  **H alogen**  **P AR30**  **5 0.0**  **1 1.6**  **5 80**  **3 ,000** 

**C SL1**  **I mproved** 

**H alogen** * **P AR30**  **4 4.3**  **1 4.0**  **6 20**  **3 ,000** 

**C SL2**  **H IR** * **P AR30**  **4 1.3**  **1 5.0**  **6 20**  **3 ,000** 

**C SL3**  **I mproved**  **H IR**  **P AR30**  **4 0.0**  **1 7.0**  **6 80** * **4 ,000** 

**The f**  **ollowing t**  **able p**  **resents t**  **he e**  **ngineering a**  **nalysis f**  **or t**  **he 7**  **5W P**  **AR38 I**  **RL. T**  **his**

**b aseline**  **l amp**  **a nd**  **i ts**  **l amp**  **d esign**  **s ubstitutes**  **a re**  **based o**  **n a**  **1,050­lumen l**  **amp, p**  **lus o**  **r m**  **inus 1**  **0**

**p ercent.**  **A ll**  **t he**  **l amps**  **s hown**  **i n**  **t he**  **f ollowing**  **t able**  **a re**  **c ommercially**  **a vailable.** 

**e Model**  **la mp**  **d esigns**  **r epresent**  **la mps**  **t hat**  **a re**  **n ot**  **c ommercially**  **a vailable**  **at th**  **is time.**  **D OE**  **d eveloped**  **t hese**  **la mps** 

**w orking**  **f rom**  **te chnical**  **li terature**  **a nd**  **c onfidential**  **i nformation**  **f rom**  **m anufacturers**  **o n**  **in candescent**  **d esign**  **o ptions.** 

**D OE**  **d eveloped**  **th ese**  **m odel**  **l amp**  **d esigns**  **to have**  **a more**  **c ontinuous**  **r ange**  **o f**  **C SLs**  **to analyze**  **a cross**  **t he**  **t hree** 

**lu men**  **p ackages.**  **D OE**  **d ifferentiates**  **between m**  **odel l**  **amp d**  **esigns a**  **nd c**  **ommercially a**  **vailable lamp**  **d esigns**  **b y** 

**s howing**  **t he**  **w attage**  **o f**  **t he**  **m odel**  **la mp**  **d esign**  **to the**  **te nths**  **d ecimal**  **p lace.**  **C ommercially**  **a vailable**  **lamps are** 

**s hown**  **in the**  **s ame**  **w ay**  **th ey**  **a ppear**  **in the**  **p roduct**  **c atalogs,**  **r ounded**  **o ff**  **to the**  **n earest**  **w hole**  **number.**

**5 ­48** Table 5 .4.5. I RL E ngineering A nalysis f or 7 5W P AR38

Candidate

S tandard D esign

O ption L amp

D escriptor W attage E fficacy I nitial L ight

O utput L amp

L ife

L evel W lm/W lm hr

**B aseline**  **H alogen**  **P AR38**  **7 5**  **1 4.0**  **1 ,050**  **2 ,500** 

**C SL1**  **I mproved** 

**H alogen**  **P AR38**  **6 6**  **1 5.9**  **1 ,050**  **3 ,000** 

**C SL2**  **H IR**  **P AR38**  **6 0**  **1 7.5**  **1 ,050**  **3 ,000** 

**C SL3**  **I mproved**  **H IR**  **P AR38**  **5 5**  **1 9.1**  **1 ,050**  **4 ,000** 

**The f**  **ollowing t**  **able p**  **resents t**  **he e**  **ngineering a**  **nalysis f**  **or t**  **he 9**  **0W P**  **AR38 I**  **RL. T**  **his**

**b aseline**  **l amp**  **a nd**  **i ts**  **s ubstitute**  **l amp**  **d esigns**  **a re**  **b ased**  **o n**  **a 1,310­lumen**  **l amp,**  **p lus**  **o r**  **m inus**  **1 0** 

**p ercent.**  **T he**  **6 6.0W**  **i mproved**  **H IR**  **P AR38**  **i s**  **a model**  **l amp**  **d esign.**  **D OE**  **s caled**  **t his**  **l amp** 

**d esign**  **f rom**  **r elationship**  **b etween**  **t he**  **7 5W**  **h alogen**  **P AR38**  **a nd**  **t he**  **5 5W**  **i mproved**  **H IR**  **P AR38.** 

**B oth**  **t he**  **5 5W**  **P AR38**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amp**  **a nd**  **t he**  **6 6.0W**  **P AR38**  **m odel**  **l amp**  **r educe** 

**w attage**  **b y**  **2 7**  **p ercent**  **r elative**  **t o**  **t heir**  **h alogen**  **c ounterparts**  **( i.e.,**  **t he**  **7 5W**  **P AR38**  **a nd**  **9 0W** 

**P AR38,**  **r espectively).**  **I n**  **a ddition,**  **b oth**  **t he**  **6 6.0W**  **i mproved**  **H IR**  **P AR38**  **m odel**  **l amp**  **a nd**  **t he** 

**5 5W**  **i mproved**  **H IR**  **P AR38**  **c ommercially**  **a vailable**  **l amp**  **a re**  **3 6**  **p ercent**  **m ore**  **e fficacious**  **t han** 

**t heir**  **h alogen**  **c ounterparts.** 

Table 5 .4.6 IRL E ngineering A nalysis f or 9 0W P AR38

Candidate

S tandard

L evel D esign

O ption L amp

D escriptor W attage E fficacy I nitial L ight

O utput L amp

L ife

W lm/W lm hr

**B aseline**  **H alogen**  **P AR38**  **9 0**  **1 4.6**  **1 ,310**  **2 ,500** 

**C SL1**  **I mproved** 

**H alogen**  **P AR38**  **7 9**  **1 6.6**  **1 ,310**  **3 ,000** 

**C SL2**  **H IR**  **P AR38**  **7 0**  **1 8.0**  **1 ,260**  **3 ,000** 

**C SL3**  **I mproved**  **H IR** * **P AR38**  **6 6**  **1 9.8**  **1 ,310**  **4 ,000** 

***** **IRL la**  **mp d**  **esigns w**  **ith a**  **n a**  **sterisk a**  **re m**  **odel la**  **mp d**  **esigns.**

5.5 SCALING T O PR ODUCT C LASSES N OT A NALYZED

**DOE i**  **dentifies a**  **nd s**  **elects c**  **ertain p**  **roduct c**  **lasses as**  **“ representative”**  **product c**  **lasses**

**w here**  **D OE**  **w ill**  **c oncentrate**  **i ts**  **a nalytical**  **e ffort.**  **D OE**  **c hooses**  **t hese**  **r epresentative**  **p roduct** 

**c lasses**  **p rimarily**  **d ue**  **t o**  **t heir**  **h igh**  **m arket**  **v olumes.**  **T he**  **f ollowing**  **s ection**  **d iscusses**  **h ow**  **D OE** 

**i ntends**  **t o**  **s cale**  **C SLs**  **f rom**  **t hose**  **p roduct**  **c lasses**  **t hat**  **i t**  **a nalyzes**  **t o**  **t hose**  **p roduct**  **c lasses**  **t hat**  **i t** 

**d oes**  **n ot**  **a nalyze.** 

5.5.1 General S ervice F luorescent L amps

**As discussed**  **i n**  **s ection**  **5 .3,**  **D OE**  **i s**  **n ot**  **a nalyzing**  **G SFL**  **w ith**  **a CCT**  **a bove**  **4 ,500K**  **a nd** 

**2 ­foot**  **U ­shaped**  **l amps.**  **A s**  **d iscussed**  **i n**  **t he**  **m arket**  **a nd**  **t echnology**  **a ssessment** 

**, the**  **e fficacy**  **o f** 

**l amps**  **w ith**  **c ooler**  **C CTs**  **( i.e.,**  **h igher**  **C CT**  **v alues)**  **i s**  **l ower**  **d ue**  **t o**  **t he**  **q uality**  **o f**  **b lue**  **l ight** 

**5­49 emitted.**  **D OE**  **c ompared**  **c ommercially**  **a vailable**  **T 8**  **l amps**  **at 4**  **,100K a**  **nd 6**  **,500K, a**  **nd f**  **ound t**  **hat**

**t he**  **e fficacy**  **o f**  **t he**  **6 ,500K**  **l amps**  **w as**  **b etween**  **f our**  **a nd**  **s even**  **p ercent**  **l ower**  **t han**  **t hat**  **o f**  **t he** 

**4 ,100K**  **l amps.**  **T o**  **a void**  **o verly**  **p enalizing**  **c urrent**  **p roduct**  **o ffered**  **i n**  **t he**  **m arket,**  **D OE**  **i s** 

**c onsidering**  **a dopting**  **t he**  **l arger**  **o f**  **t he**  **t wo**  **s caling**  **f actors**  **( seven**  **p ercent)**  **w hen**  **d etermining**  **t he** 

**e fficacy**  **r equirement**  **f or**  **l amps**  **g reater**  **t han**  **4 ,500K.**  **T his**  **w ould**  **m ean,**  **f or**  **e xample,**  **t hat**  **i f**  **8 2.4** 

**l m/W**  **( i.e.,**  **C SL1)**  **w ere**  **s elected**  **f or**  **t he**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **p roduct**  **c lass**  **o f**  **4 ,500K**  **C CT**  **a nd** 

**b elow,**  **t he**  **s caled**  **e fficacy**  **r equirement**  **f or**  **t he**  **p roduct**  **c lass**  **g reater**  **t han**  **4 ,500K**  **C CT**  **w ould**  **b e** 

**7 6.6**  **l m/W.** 

**S imilarly,**  **D OE**  **o bserves**  **t hat**  **2 ­foot**  **U ­shaped**  **l amps**  **g enerally**  **a re**  **l ess**  **e fficacious**  **t han** 

**4 ­foot**  **m edium**  **b ipin**  **l amps**  **d ue**  **t o**  **t he**  **b end**  **o f**  **a 2­foot**  **U ­shaped**  **l amp.**  **T his**  **d rop**  **i n**  **e fficacy** 

**a**

**ppears t**  **o d**  **epend o**  **n t**  **he w**  **attage a**  **nd d**  **iameter o**  **f t**  **he l**  **amp i**  **n q**  **uestion. D**  **OE h**  **as o**  **bserved t**  **hat**

**4 0W**  **T 12**  **2 ­foot**  **U ­shaped**  **l amps**  **a re**  **o n**  **a verage**  **s ix**  **p ercent**  **l ess**  **e fficacious**  **t han**  **a 40W**  **T 12** 

**m edium**  **b ipin**  **l amp**  **o f**  **t he**  **s ame**  **p hosphor**  **s eries**  **a nd**  **m anufacturer,**  **w hile**  **3 4W**  **T 12**  **o r**  **3 2W**  **T 8**  **2**

**­**

**foot U**  **­shaped l**  **amps a**  **re g**  **enerally t**  **hree percent**  **l ess**  **e fficacious**  **t han**  **t he**  **3 4W**  **T 12**  **o r**  **3 2W**  **T 8** 

**m edium**  **b ipin**  **l amp**  **o f**  **t he**  **s ame**  **p hosphor**  **s eries**  **a nd**  **m anufacturer.**  **T o**  **a void**  **p enalizing**  **T 12** 

**l amps,**  **D OE**  **i s**  **c onsidering**  **a pplying**  **a six­percent**  **d ecrease**  **t o**  **t he**  **C SLs**  **f or**  **4 ­foot**  **m edium**  **b ipin** 

**l amps**  **f or**  **2 ­foot**  **U ­shaped**  **l amps.** 

5.5.2 Incandescent R eflector L amps

**DOE a**  **nalyzes s**  **tandard­spectrum l**  **amps, b**  **ut w**  **ill s**  **et s**  **eparate s**  **tandards f**  **or m**  **odified**

**spectrum I**  **RL. A**  **s w**  **ith h**  **igher C**  **CT G**  **SFL, m**  **odified­spectrum I**  **RL f**  **ilter portions**  **o f**  **t he**  **e mitted** 

**s pectrum**  **t o**  **a ttain**  **a particular**  **s pectral**  **e mission,**  **thereby l**  **owering t**  **heir e**  **fficacy v**  **alue.**

**M odified­spectrum**  **I RL**  **a chieve**  **t his**  **s pecific**  **s pectrum**  **b y**  **a pplying**  **a coating,**  **o r**  **i ntroducing** 

**n eodymium**  **o r**  **o ther**  **a dditives,**  **i nto**  **t he**  **c over**  **g lass**  **o f**  **t he**  **I RL.**  **B ecause**  **m anufacturers**  **m ay** 

**c hange**  **t he**  **t hickness**  **o f**  **t he**  **c oating**  **o r**  **t he**  **c ontent**  **o f**  **n eodymium**  **t o**  **m odify**  **t he**  **s pectrum**  **t o** 

**d ifferent**  **d egrees,**  **a nd**  **t hus**  **c hange**  **t he**  **l umens**  **t he**  **I RL**  **e mits,**  **D OE**  **h as**  **d eveloped**  **t he**  **f ollowing** 

**f ormula**  **t o**  **e stablish**  **t he**  **s tandard**  **l evel**  **f or**  **t hese**  **m odified­spectrum**  **I RL:** 



### lm

Modified

− Spectrum 

### CSL Modified

− Spectrum 

### = ***** CSL

S **tan** dard

− Spectrumr Eq. 5 .2 

### lm

S **tan** dard

− Spectrum

**where:**

C SL Modified­Spectrum = **Candidate s**  **tandard l**  **evel o**  **f m**  **odified**

**spectrum l**  **amp**

C

SL Standard­Spectrum = **Candidate s**  **tandard l**  **evel o**  **f t**  **he e**  **quivalent**

**r eference**  **s tandard­spectrum**  **l amp** 

l m Modified­Spectrum = **Lumen o**  **utput o**  **f m**  **odified­spectrum l**  **amp**

l m Standard­Spectrum = **Lumen o**  **utput o**  **f t**  **he e**  **quivalent r**  **eference**

**s tandard­spectrum**  **l amp** 

**F or**  **m anufacturers**  **t o**  **c omply**  **w ith**  **t he**  **e nergy**  **c onservation**  **s tandard**  **f or**  **m odified** 

**spectrum I**  **RL, t**  **hey w**  **ould b**  **e r**  **equired t**  **o t**  **est t**  **he l**  **umen o**  **utput o**  **f b**  **oth t**  **heir m**  **odified­spectrum**

**5­50 lamp**  **as w**  **ell as**  **t he**  **l umen**  **o utput**  **o f**  **an e**  **quivalent r**  **eference s**  **tandard­spectrum l**  **amp. (**  **An**

**e quivalent**  **l amp**  **w ould**  **h ave**  **t he**  **s ame**  **r ated**  **w attage,**  **r ated**  **v oltage,**  **g as**  **f ill**  **p ressure**  **a nd** 

**c omposition,**  **b ulb**  **s hape**  **a nd**  **s ize,**  **f ilament**  **t ype**  **a nd**  **o rientation,**  **f inish**  **a nd**  **o ther**  **d esign**  **f eatures** 

**i ncorporated**  **i nto**  **t he**  **m odified­spectrum**  **l amp,**  **b ut**  **wi thout**  **t he**  **c oating**  **o r**  **n eodymium**  **( or**  **o ther** 

**a dditive)**  **t hat**  **c auses**  **t he**  **l amp**  **t o**  **e mit**  **a modified­spectrum.)**  **M anufacturers**  **c ould**  **t hen**  **a pply** 

**t hat**  **r atio**  **o f**  **l umen**  **o utput**  **t o**  **t he**  **e nergy**  **c onservation**  **s tandard**  **f or**  **a standard­spectrum**  **I RL**  **t o** 

**c alculate**  **t he**  **s tandard**  **f or**  **m odified­spectrum**  **I RL.**  **I n**  **t his**  **w ay,**  **t he**  **c onsumer**  **w ould**  **b e**  **a ssured** 

**t hat**  **t he**  **d esign**  **o ptions**  **t hat**  **D OE**  **f ound**  **t o**  **b e**  **c ost­justified**  **i n**  **t his**  **r ulemaking**  **f or**  **s tandard** 

**spectrum I**  **RL w**  **ould a**  **lso b**  **e i**  **ncorporated i**  **nto c**  **overed m**  **odified­spectrum I**  **RL.**

**5­51**REFERENCES

**1 National**  **E lectrical**  **M anufacturers**  **A ssociation.**  **2 006.**  **N o.**  **1 2**  **at p** 

**. 7** 

**. T**  **his w**  **ritten c**  **omment,**

**D ocument**  **N umber**  **1 2,**  **i s**  **a vailable**  **i n**  **D ocket**  **# EE–2006–STD–0131.**  **F or**  **m ore**  **i nformation,** 

**c ontact**  **B renda**  **E dwards­Jones**  **at (**  **202) 5**  **86­2945.**

**2 U.S.**  **D epartment**  **o f**  **E nergy,**  **E nergy**  **E fficiency**  **a nd**  **R enewable**  **E nergy**  **O ffice**  **o f**  **B uilding** 

**R esearch**  **a nd**  **S tandards.**  **U .S.**  **D epartment**  **o f**  **E nergy,**  **O ffice**  **o f**  **E nergy**  **E fficiency**  **a nd** 

**R enewable**  **E nergy.**  **E nergy**  **C onservation**  **P rogram**  **f or**  **C onsumer**  **P roducts:**  **T echnical**  **S upport** 

**D ocument:**  **E nergy**  **E fficiency**  **S tandards**  **f or**  **C onsumer**  **P roducts:**  **F luorescent**  **L amp**  **B allast** 

**P roposed**  **R ule.**  **A ppendix**  **B**

**. M**  **arginal E**  **nergy P**  **rices a**  **nd N**  **ational E**  **nergy S**  **avings. T**  **able B**  **.6.**

**J anuary,**  **2 000.**  **W ashington,**  **D .C.** 

**< http://www.eere.energy.gov/buildings/appliance_standards/residential/pdfs/appendix_b.pdf** 

**.**

**5­52**