隔熱技術

太陽光輻射

太陽的能量是以輻射方式(Radiation)用電磁波型式傳遞到地球，而進入地球表面的太陽光能量包含紫外線光、可見光(波長範圍為380-780 nm)與近紅外線區域(波長範圍為780- 2500 nm)。
而紫外線光又可分為近紫外線光( UVA，波長範圍為315-380nm)、中紫外線光(UVB，波長範圍280-315 nm)為與遠紫外線光( UVC，波長範圍為是指從100-280 nm)。
近紫外線(UVA)可穿透雲層、玻璃進入室內及車內，會射入皮膚的真皮層造成曬紅和曬傷，也是皮膚老化與出現皺紋的主要因素。中紫外線(UVB)會被平流層的臭氧所吸收，導致曬傷及皮膚紅腫熱痛，其致癌性最強。而遠紫外線光(UVC)，雖然其波長短能量高更加危險，不過它可被臭氧層所吸收阻隔因此不會到達地球表面，較不會侵害人體皮膚。也就是說隔熱塗料太陽光的阻隔將會透過玻璃接觸到人體皮膚的太陽光能量為主要對象。
依據美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Material，ASTM)中的定義，針對太陽光波長範圍300-2500 nm的能量將是玻璃與隔熱塗料業界所探討的。
其能量比率為紫外線( 300-380 nm )佔3%、可見光( 380-780 nm ) 佔44%與近紅外線( 780-2500 nm) 佔53%。
輻射的能量碰到物體時，其能量會以穿透( T )、反射( R )與吸收( A) 等三種方式所傳遞。而被物體吸收的熱能依其特性會以遠紅外線的能量再次輻射出去，而再次輻射的能力通常稱為發射率( Emissivity )。
所以隔熱紙的阻隔熱的能力來自於減少光熱能(包含紫外線、可見光與近紅外線)的進入與再次輻射的熱能，一般稱為總隔熱率(Total Solar Energy Rejection，TSER)。舉例來說，在不同的可見光穿透率條件下，可以用不同的科技來達到相同的總隔熱率。

建築物旳隔熱

全球暖化效應造成世界各地之氣候產生極大改變，節能減碳已成為目前最可能的應對策略。
由於美觀與透光性的需求，大量玻璃被運用在建築物上，窗戶的隔熱性能為影響建築空調用電之重要因素。具有隔熱性能之窗玻璃能將紫外光與紅外光隔絕於戶外，只允許可見光進到室內，有效降低熱能傳導至室內並減少空調耗能使用量。
目前全球暖化與氣候變遷問題日趨嚴重，各國無不極力推動節能減碳，為當今極為重要之課題。
台灣地理位置處於亞熱帶，氣候濕熱，夏天高溫達到攝氏30度以上，其空調需求龐大，每逢夏天電力使用量屢創高峰，常造成發電系統跳機，有時甚至需以分區斷電或限電的措施來因應，造成用戶之損失與不便。
近年來，我國政府在強力推行節能減碳下，用電量已持平且開始減量，然而一般住商建築耗電量增加尚無法停止。
根據能源局資料的統計顯示：住商總用電量至2010年已占全國總用電量之31%，且用電仍以年成長率7.6%增加速率的壓力下，住商建築空調用電占全國總用電量之8.3%，而由建築物外殼進入的熱消耗全國總用電量之6.35%。外殼進入的熱消耗整個建築空調用電的74%，比例非常高。
依據台灣電力公司統計，夏季尖峰期外氣溫度每上升1度C，空調用電量上升約6%，在台灣大都市中，夏季都會區與郊區之溫度至少相差3~4度C，而都市高溫化、乾燥化造成空調能源耗用增加、不舒適熱環境及空氣品質降低的現象不容小覷，若能有效減少都市排放二氧化碳，增加降溫冷卻作用，將能減低都市高溫化。
建築物外殼結構主要為窗戶、屋頂、外牆所構成。對 於一般住宅而言，約60%熱能透過熱輻射方式經由窗戶進入室內，由於一般玻璃只能隔絕經由窗戶進入熱能的7%，現行建材的隔熱性能不佳，導致消耗很高的空調用電，因此對建築用隔熱材料來說，隔絕熱輻射為首要課題。
為有效降低由窗戶進入室內的熱能，多數的窗戶均會加裝窗簾或隔熱玻璃，而窗簾會阻擋光進入室內，且會影響視覺效果，此時選用隔熱玻璃便能兼顧照明與視覺，但是價格也相對高昂。
般熱傳遞的機制包括輻射、傳導、對流。高性能的隔熱材料對於熱應具有很高的阻絕性，以防止熱以輻射或傳導的形式傳到室內。因此，熱輻射阻絕材料與絕熱（阻斷溫度差異所引起的熱傳導）材料為達成建材高隔熱性能的兩種必備材料。對於使用於亞熱帶的隔熱玻璃而言，因室內外溫差較小、日照輻射強烈，隔熱玻璃以開發能隔絕太陽熱輻射之技術為首要考量。

透明隔熱玻璃技術

太陽輻射能量分布為紫外光區、可見光區和紅外光區三個部分。
太陽的溫度高，主要放射波長位於可見光區，人體、建築物的溫度在室溫附近，主要放射能量位於遠紅外線4~50 μm範圍，屬於非太陽產生的熱。
太陽的熱能分布如圖一所示，380~780nm的可見光波段，780~2500 nm的紅外線波段（以近紅外線為主），100~380 nm 紫外線波段，其中紅外線約占整個太陽光分布之53%，可見光約占43%，紫外線約占4%。
由於美觀與透光性需求，大量玻璃被運用在建築物上。
在亞熱帶區域的台灣，夏季太陽光直接照射進入室內，其中約60%的太陽熱能經由窗戶進入室內，往往使人感到刺眼、灼熱，造成室內溫度上升與冷房負荷增加。因此，阻絕太陽輻射熱直接進入室內與兼顧室內採光，為目前開發節能建材的首要工作。對於亞熱帶建築窗戶而言，其熱輻射傳遞為重要因素。以隔熱的效果而言，具有紅外線反射機制之隔熱效能為最佳，吸熱次之。
當太陽光照射到玻璃時，一部分能量直接穿透玻璃進入室內，另一部分能量會經由玻璃吸收後，再轉換成熱向室內與室外傳遞（圖二）。吸熱的機制雖然可以將熱吸收於玻璃上，避免直接輻射於室內物體造成加熱效果，且可經輻射與對流作用傳到室外，由於室外對流較旺盛，往室外熱傳可達約70%，其效果約等於熱反射機制的70%左右，因此，經由吸熱的機制也可達到隔熱的目的.

太陽熱能經透明玻璃的熱傳機制

隔熱性能的評估方式有很多種，日光輻射熱取得率(Solar Heat Gain Coefficient;SHGC)為太陽熱能直接傳到室內的比例，包括太陽光直接穿過玻璃進入室內的比例與能量經由玻璃吸收後再往室內傳遞的比例之總和，此指標愈低，代表玻璃的隔熱效果愈佳。
SC (Shading Coefficient)為另一指標，定義為太陽熱能穿過特定玻璃直接傳到室內的輻射熱與3 mm厚平板玻璃之熱量比值，此輻射熱包括太陽光直接穿過玻璃的比例與玻璃吸收後再往室內傳遞的熱量比例之總和，SC數值越小，代表玻璃建材阻擋外界熱能（包含太陽輻射熱能）進入建築物能量越少。SHGC或SC愈小，代表通過玻璃的熱量較低，其玻璃對於輻射熱有較佳的遮蔽效果。
針對隔熱目的而言，將太陽光輻射熱能全部反射為最佳隔熱方式。因此一理想的隔熱窗戶玻璃需具備對 780~2,500 nm紅外光區段（Near-IR與Mid-IR）的高反射特性，對於紫外光亦需具備高反射或吸收的特性，在380~780 nm可見光區則必須視建築物採光與隱私需求，兼具光線柔和與舒適。

何謂高性能節能玻璃綠建材

高性能節能玻璃綠建材評定要項分別依據建築物外殼節能、建築物總耗能量以及對環境之光害影響等三部分進行評定，期許有效提升節能玻璃建材之性能品質，以降 低建築物之耗能。
且因應國際化市場貿易，高性能節能玻璃綠建材之評定方法除CNS標準外，亦將ISO國際標準規範納入，促使國內節能玻璃建材性能國際化， 提升節能玻璃建材之市場競爭力。
所謂「高性能節能玻璃綠建材」是指能有效防止室外熱能進入建築物內，達到節約能源之目的，並且提升生活品質之玻璃建材。而「高性能」節能玻璃除考量玻璃建材對建築物外殼空調耗能外，亦針對玻璃建材對建築物照明耗能以及對建築物外圍環境光害影響等部分進行規範。
太陽輻射經由玻璃建材的能量傳遞情形

二、評定基準

(一)遮蔽係數
遮蔽係數代表玻璃建材對建築外殼耗能之影響程度，一般以3 mm清色平板玻璃之遮蔽係數等於0.87為基準。遮蔽係數越低代表玻璃建材阻擋外界熱能（包含太陽熱能）進入建築物之能量越少。高性能節能玻璃綠建材之遮蔽係數評定基準為不得大於0.35。
(二)可見光反射率
可見光反射率為太陽光之可見光部分照射至玻璃建材後反射之比例。可見光反射率越高代表玻璃建材造成環境光害之程度愈大。高性能節能玻璃綠建材之可見光反射率評定基準為不得大於0.25。
(三)可見光穿透率
可見光穿透率為太陽光之可見光部分照射至玻璃建材後直接穿透進入室內之比例。可見光穿透率愈高代表太陽光轉為有效室內照明之效益愈大。高性能節能玻璃綠建材之可見光穿透率評定基準為不得小於0.5。

高性能節能玻璃綠建材評定基準表

項目	受理範圍	評定指標	基準	試驗法
節能	1.單層玻璃	遮蔽係數Sc值	≦0.35	CNS 12381ISO 9050
	2.LOW-E玻璃	可見光反射率	≦0.25	CNS 12381ISO 9050
	3.膠合玻璃 4.複層玻璃	可見光穿透率	≧0.5	CNS 12381ISO 9050