2018年6月5日 星期二
隔熱玻璃有哪些種類?
以隔熱玻璃的發展而言， 窗戶玻璃的發展從一般玻璃、有色玻璃、熱反射玻璃、低輻射(Low Emissivity)玻璃到智慧型玻璃，隔熱的技術也從靜態演變成動態隔熱。表一列出一些靜態隔熱玻璃的隔熱性能比較，有色玻璃的吸熱機制效果較差，熱反射玻璃主要在玻璃上鍍上一層透光性較差的金屬來反射太陽光，隔熱效果不錯，但透光性很低，且可見光反射造成眩光嚴重。低輻射玻璃主要在玻璃上鍍上一層透光性較高的金屬膜來反射紅外光，不但透光性較高，並具很低的熱輻射性，即本身可以反射長波長的遠紅外線，即便搭配有色玻璃，於吸熱後亦不會以輻射的方式將熱傳至室內。至於較高等級的低輻射玻璃，則在玻璃上鍍上多層金屬膜（如銀-介電材多層膜），可選擇性地讓可見光穿過，同時阻止近紅外光透過，具更佳的隔熱效果。但金屬銀膜容易氧化，因此一般只用於密封的雙層玻璃窗戶上。低輻射玻璃原本設計於寒冷地區的室內保溫，因此反射長波長的遠紅外線為其主要設計的功能，如用於隔熱用途，其在近紅外光的反射能力可能因產品設計不同而有所差異，但利用其低輻射性質搭配吸熱材料，亦可達到不錯的隔熱功能。
表一 市售隔熱玻璃性能比較
低輻射玻璃(Low-E Glass)可選擇性地讓可見光穿過，同時阻止近紅外光透過，維持高透光且隔熱的效果，為目前性能較佳的隔熱玻璃。Low-E玻璃以生產方式可分為線上(On-Line)與離線(Off-Line)兩種。
線上鍍膜低輻射玻璃
此種Low-E鍍膜方式因與平板玻璃生產製程連線，稱為線上式Low-E鍍膜。其製造方法主要是使用熱解製程(Pyrolytic Process)，在玻璃膏離開窯爐後，將Low-E薄膜材料噴灑於成型的高溫平板玻璃上，利用熱解程序將薄膜材料鍍覆於平板玻璃上，以此方式產生的產品稱為硬鍍(Hard Coad)低輻射玻璃。可採單片式、膠合式、複層式組合，並且可直接高溫強化、彎曲加工，使用上極為方便。硬鍍式低輻射玻璃的主要特色為1.製程單純、成本低；2.可強化加工；3.可單片使用；4.節能效果不如軟鍍膜；5.鍍膜顏色固定，選擇性較少。
透明隔熱玻璃技術
材料世界網
透明隔熱玻璃技術
文/工研院材化所 傅懷廣、鍾松政、鍾寶堂
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。本文將針對目前市售與工研院材化所研發之隔熱玻璃技術現況做一介紹。
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˚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˚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。
一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。
透明隔熱機制
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%。
圖一 太陽熱源與能量分布圖
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。
圖二 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。
隔熱玻璃種類
以隔熱玻璃的發展而言， 窗戶玻璃的發展從一般玻璃、有色玻璃、熱反射玻璃、低輻射(Low Emissivity)玻璃到智慧型玻璃，隔熱的技術也從靜態演變成動態隔熱。表一列出一些靜態隔熱玻璃的隔熱性能比較，有色玻璃的吸熱機制效果較差，熱反射玻璃主要在玻璃上鍍上一層透光性較差的金屬來反射太陽光，隔熱效果不錯，但透光性很低，且可見光反射造成眩光嚴重。低輻射玻璃主要在玻璃上鍍上一層透光性較高的金屬膜來反射紅外光，不但透光性較高，並具很低的熱輻射性，即本身可以反射長波長的遠紅外線，即便搭配有色玻璃，於吸熱後亦不會以輻射的方式將熱傳至室內。至於較高等級的低輻射玻璃，則在玻璃上鍍上多層金屬膜（如銀-介電材多層膜），可選擇性地讓可見光穿過，同時阻止近紅外光透過，具更佳的隔熱效果。但金屬銀膜容易氧化，因此一般只用於密封的雙層玻璃窗戶上。低輻射玻璃原本設計於寒冷地區的室內保溫，因此反射長波長的遠紅外線為其主要設計的功能，如用於隔熱用途，其在近紅外光的反射能力可能因產品設計不同而有所差異，但利用其低輻射性質搭配吸熱材料，亦可達到不錯的隔熱功能。
表一 市售隔熱玻璃性能比較
低輻射玻璃(Low-E Glass)可選擇性地讓可見光穿過，同時阻止近紅外光透過，維持高透光且隔熱的效果，為目前性能較佳的隔熱玻璃。Low-E玻璃以生產方式可分為線上(On-Line)與離線(Off-Line)兩種。
線上鍍膜低輻射玻璃
此種Low-E鍍膜方式因與平板玻璃生產製程連線，稱為線上式Low-E鍍膜。其製造方法主要是使用熱解製程(Pyrolytic Process)，在玻璃膏離開窯爐後，將Low-E薄膜材料噴灑於成型的高溫平板玻璃上，利用熱解程序將薄膜材料鍍覆於平板玻璃上，以此方式產生的產品稱為硬鍍(Hard Coad)低輻射玻璃。可採單片式、膠合式、複層式組合，並且可直接高溫強化、彎曲加工，使用上極為方便。硬鍍式低輻射玻璃的主要特色為1.製程單純、成本低；2.可強化加工；3.可單片使用；4.節能效果不如軟鍍膜；5.鍍膜顏色固定，選擇性較少。
本文節錄自工業材料雜誌320期綠色節能及隔熱建材技術專題，全文內容請參閱材料世界網
透明隔熱玻璃技術
文/工研院材化所 傅懷廣、鍾松政、鍾寶堂
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。本文將針對目前市售與工研院材化所研發之隔熱玻璃技術現況做一介紹。
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˚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˚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。
一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。
透明隔熱機制
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%。
圖一 太陽熱源與能量分布圖
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。
圖二 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。
隔熱玻璃種類
以隔熱玻璃的發展而言， 窗戶玻璃的發展從一般玻璃、有色玻璃、熱反射玻璃、低輻射(Low Emissivity)玻璃到智慧型玻璃，隔熱的技術也從靜態演變成動態隔熱。表一列出一些靜態隔熱玻璃的隔熱性能比較，有色玻璃的吸熱機制效果較差，熱反射玻璃主要在玻璃上鍍上一層透光性較差的金屬來反射太陽光，隔熱效果不錯，但透光性很低，且可見光反射造成眩光嚴重。低輻射玻璃主要在玻璃上鍍上一層透光性較高的金屬膜來反射紅外光，不但透光性較高，並具很低的熱輻射性，即本身可以反射長波長的遠紅外線，即便搭配有色玻璃，於吸熱後亦不會以輻射的方式將熱傳至室內。至於較高等級的低輻射玻璃，則在玻璃上鍍上多層金屬膜（如銀-介電材多層膜），可選擇性地讓可見光穿過，同時阻止近紅外光透過，具更佳的隔熱效果。但金屬銀膜容易氧化，因此一般只用於密封的雙層玻璃窗戶上。低輻射玻璃原本設計於寒冷地區的室內保溫，因此反射長波長的遠紅外線為其主要設計的功能，如用於隔熱用途，其在近紅外光的反射能力可能因產品設計不同而有所差異，但利用其低輻射性質搭配吸熱材料，亦可達到不錯的隔熱功能。
表一 市售隔熱玻璃性能比較
低輻射玻璃(Low-E Glass)可選擇性地讓可見光穿過，同時阻止近紅外光透過，維持高透光且隔熱的效果，為目前性能較佳的隔熱玻璃。Low-E玻璃以生產方式可分為線上(On-Line)與離線(Off-Line)兩種。
線上鍍膜低輻射玻璃
此種Low-E鍍膜方式因與平板玻璃生產製程連線，稱為線上式Low-E鍍膜。其製造方法主要是使用熱解製程(Pyrolytic Process)，在玻璃膏離開窯爐後，將Low-E薄膜材料噴灑於成型的高溫平板玻璃上，利用熱解程序將薄膜材料鍍覆於平板玻璃上，以此方式產生的產品稱為硬鍍(Hard Coad)低輻射玻璃。可採單片式、膠合式、複層式組合，並且可直接高溫強化、彎曲加工，使用上極為方便。硬鍍式低輻射玻璃的主要特色為1.製程單純、成本低；2.可強化加工；3.可單片使用；4.節能效果不如軟鍍膜；5.鍍膜顏色固定，選擇性較少。
本文節錄自工業材料雜誌320期綠色節能及隔熱建材技術專題，全文內容請參閱材料世界網
建築物節能促使新型環保建築塗料的研發
建築節能已經成為中國節約能源的重要目標之一。有資料表明，中國建築使用過程中所消耗的能量已佔社會總能耗的27.6%，而且經濟越發達、生活水平越高，這個比例也會越大。城鎮化建設的高速發展，將導致城市人口的急速增長，加之產業發展、汽車擁有量猛增、建築物越來越多，都會使城市的“熱島效應”變得越來越明顯，這將使建築物對隔熱、保溫的要求更加迫切。有效降低建築物及各種設施的表面溫度，對於保護環境、節省能源和改善生活環境等都具有非常重要的意義。因此，隨著建築塗料的用量的不斷增加，建築物的節能成為牽動社會經濟發展全局的大問題。
以往建築物的隔熱保溫技術主要是採用低導熱係數的材料來實現，常用的聚苯板材料厚度達到30～50mm，其保溫體系結構複雜，施工難度很大。與此不同，隔熱保溫塗料是通過在建築物內外牆和頂部塗復一層具有阻隔、反射、輻射等作用的塗層來實現節能和保溫目的的薄型功能性塗料。現在，隔熱保溫塗料已經成為新材料研製和生產的新熱點。
目前取得較大進展的一個方面是利用高反射率空心玻璃微珠製備新型保溫塗料。研究表明，顏填料對塗料反射率影響的次序為：空心微珠＞二氧化鈦＞海泡石＞矽酸鋁，而乳液品種對於塗料的反射率影響不大；而且當空心玻璃微珠的加入量增加時，塗料的反射率也隨之增大，在空心玻璃微珠的含量為35%時，隔熱保溫塗料的熱反射率達到最大。同時使用空心玻璃微珠和折射率較高的白色顏料可有效提高塗料的隔熱效果。在傳統水性塗料配方的基礎上加入高反射率的空心玻璃微珠和超細二氧化鈦組成的複合顏填料及紅外輻射型複合功能填料，可製備出高反射和高輻射為主、傳統隔熱為輔的新型水性隔熱塗料。最近的研究表明，功能材料的不同摻和方式和不同配比，對於保溫塗料的隔熱效果有很大的影響。紅外粉末對建築物吸收的熱量具有一定的發射功能，能加快室內降溫的速率，是一種主動降溫型的新型保溫塗料。另外，基料用純丙乳液、顏填料使用具有高折射率的金紅石型鈦白粉及空心玻璃微珠所製備的保溫塗料，其反射隔熱效果隨著隔熱填料含量的增加而增強，當隔熱填料含量達到13%時，反射隔熱效果達到最大值。另據報導，用硬矽鈣石為阻隔填料，以金紅石型二氧化鈦和空心玻璃微珠為功能填料可製備一種優良的建築外牆隔熱塗料。試驗結果表明：單摻硬矽鈣石、金紅石型二氧化鈦和空心玻璃微珠均可提高塗層的隔熱性能；複合摻入這幾種材料可進一步提高隔熱性能，當以上幾種功能填料的摻入量分別為9%、30%、15%時，塗層的反射率可達93.69%。塗料對於波長為250～2500nm範圍內的太陽光的反射率最強，隔熱溫差可達13℃。
透明防污隔熱節能塗料-工研院材料與化工研究所
透明防污隔熱節能塗料
文/工研院材料與化工研究所 鍾寶堂、黃元昌、徐雅怡
台灣位處於亞熱帶，住商部門長年以來的耗能總量約佔全國21~23%，僅次於工業部門。夏天的空調用電耗費很高的電力，其中冷凍空調及照明設備即佔其總耗能之60~70%比例。近年來更因核四停建、電費漲價、全球能源資源等話題，使如何提高能源運用效率，並節能減碳成為一個重要的研發項目。隔熱節能塗料能改善建築物的隔熱性能以減低空調用電量，除可節省可觀的空調費用外，更能減緩能源短缺與地球溫室效應的影響。以透明隔熱材料來說明，透明載體的穿透度越低，隔熱效果越好，因為陽光無法穿透進來，自然熱輻射量會減少，但是這樣卻失去透明採光或是植栽需要光進行光合作用等重要功能。因此，本文特別針對可兼顧透明、隔熱、防污，又可以同時隔絕熱輻射並維持高透明的高性能奈米隔熱節能材料做說明，並介紹導入防污技術之透明隔熱塗料之成果。
透明隔熱及其原理
在討論透明隔熱節能塗料時，主要針對熱源為太陽光所產生的熱能，而熱能傳遞的方式包括傳導、輻射、對流（圖一）。以亞熱帶地區來看，室內外溫差較小，熱傳導機制所造成的熱量滲透約在數十瓦範圍，相較於動輒數千瓦的熱輻射，傳導熱所佔比重相對較小。因此，防止陽光輻射熱直接進入室內為透明隔熱節能塗料的優先必須條件。透明隔熱節能塗料的主要功能，係將陽光中之輻射熱阻擋於塗料層，達到降低熱經由輻射方式進入室內的功能。建築物外殼結構主要為窗戶、屋頂、外牆所構成。一般住宅約60%熱能係透過熱輻射方式經由窗戶進入室內；就一般亞熱帶地區的玻璃溫室而言，更有高達80%熱能係透過熱輻射方式經由玻璃外牆進入溫室內。由於一般未經處理的玻璃只能隔絕7%熱能，隔熱性能不佳，導致空調用電消耗量大。因此，如何利用透明隔熱節能塗料來提升透明載體隔絕太陽輻射熱能，同時維持室內人員或植栽需要的可見光穿透率，成為首要課題。
圖一 太陽輻射經由玻璃建材的能量傳遞示意圖
透明隔熱塗料主要功能是維持可見光區透明並隔絕近紅外線光線，目前使用濕式塗佈方式製得成品可分為三類：
(1)有機染料型：以吸收機制為主，通常可吸收特定波長的可見光或紅外線，但吸收波長範圍小，易因長時間陽光照射而褪色失效。
(2)金屬反射型：利用金屬特性同時反射可見光與紅外線，常見為塗佈微米等級大小之鋁片產品，一般來說，透光性低且反光性高。
(3)表面電漿式：藉由透明導電材料的表面電漿特性，阻絕大於電漿波長之紅外線，並維持透明性。
其中，控制材料表面電漿特性能開發出單層高隔熱的材料，因此效能與價格 較有競爭優勢。主要原理是因為電漿波長(Plasma-wavelength)為一般導電材料的特性波長，大於此導電材料電漿波長的入射光將被反射，小於此導電材料電漿波長的入射光可穿透，等於此導電材料電漿波長的入射光會在此波長被吸收。根據導電波長原理，可得知一般導電材料的紅外線阻絕性能與電漿波長所在的位置有關，若可以調控導電材料的電漿波長於近紅外線範圍，略大於可見光最大波長(780~800 nm)，則此導電材料將可同時滿足可見光穿透與紅外線阻絕的隔熱需求。電漿波長隨著載子密度(Carrier Density)的增加而減低，載子密度與導電性或電阻直接相關，因此可藉由量測材料的電阻，對應到電漿波長，瞭解該導電材料個別吸收、穿透與反射入射光的範圍。
本研究利用改變導電材料的電性，達到調控透明導電材料的電漿波長至紅外線與可見光交界(780~800 nm)附近的目的，得到可見光區穿透、紅外線區反射或吸收之具有光譜選擇性的透明隔熱膜材。
量測標準及標章
透明隔熱節能塗料可以經由塗佈加工後，以隔熱膜、隔熱玻璃或複層隔熱玻璃的形式應用於建築玻璃的隔熱上，不但可利用自然採光營造明亮舒適的室內氛圍，亦可節省照明及空調用電，對於節能與降低地球暖化效應亦具有莫大的貢獻。目前對於此類透明隔熱塗料加工之商品，有以下量測標準及標章可供參考：ISO 9050、CNS 12381與綠建材標章。礙於篇幅有限，詳細介紹請參照原文。
工研院發展之透明隔熱與防污節能技術
工研院研究團隊近年來已開發出在800nm波長左右的新型透明隔熱節能塗料，其塗佈於透明基材如玻璃或PET上，經ISO 9050計算可達到可見光透光率在70%以下時，紅外線阻隔率可達94%以上。由於此新型隔熱材料的波長已調整到800 nm左右，與一般透明導電材料（ATO、ITO等）比較，800~1,600 nm的近紅外線阻絕性能大幅提升。
直接以透明隔熱節能塗料塗佈於玻璃上所製作的隔熱玻璃進行光學性能檢測整理於表一與圖二，並與其他技術製作的玻璃比較。在類似可見光穿透率條件下，以本技術開發的隔熱玻璃具有最高紅外線阻隔率。市售雙銀低輻射(D-Low E)隔熱玻璃性能亦不錯，但材料易氧化，需密封成雙層玻璃，且價格高，而一般奈米隔熱塗料隔熱性能不足為最大缺點。以本技術可製作低成本與高性能的隔熱玻璃，且僅需單片玻璃即可使用，極具有市場競爭力。
表一 不同隔熱塗料產品性能比較表
圖二 不同隔熱塗料產品性能光譜比較圖
圖三為不同隔熱塗料產品隔熱升溫測試結果。根據測試時間4小時，溫度逐漸達到穩定平衡後所測得的數據，相較於空白清玻璃的實驗結果，本透明隔熱節能塗料所製作的隔熱玻璃可見光穿透率達72%，仍可降溫達10˚C左右，而一般奈米塗料商品可見光穿透率為69%，降溫也只達6˚C，由此可瞭解此透明隔熱塗料技術之隔熱性能優越。
圖三 不同隔熱塗料產品隔熱測試升溫圖
表二 防污隔熱塗料效能比較
隔熱效能的界定除本身的隔熱能力外，塗層的防污能力亦會影響隔熱效果的展現。塗層一旦沾附污染物，尤其污染物又以深色居多，容易造成可見光與紅外光大量吸收，使得隔熱效能下降。因此，戶外用隔熱塗料必須結合防污功能才能使隔熱效果長時間維持。表二中由工研院開發之防污隔熱塗料，係利用自分層原理，將防污材料添加於隔熱塗料中，在不影響其隔熱效果下，增加其防污效果，其可見光穿透率可維持80%，紅外光反射率可維持在74%。與一般樹脂相比，因為添加隔熱反射顏料會造成可見光穿透度下降，因此可見光穿透度低於一般有機樹脂，但在紅外光的阻隔與防污效果表現上更為優異。與不添加防污材料之工研院隔熱塗料相較，因為配方調整關係，添加隔熱顏料比例較少，因此在紅外光阻隔效果下降，但在可見光穿透率，尤其是防污效果則可明顯提升。
結論
地球暖化與氣候變遷議題讓隔熱塗料受到重視，尤其是透明隔熱塗料不僅能維 持光線進入之明亮感，同時阻隔紅外線光線，避免室內溫度上升。本文針對高性能奈米隔熱節能材料以及ISO、CNS與綠建築標章等規範進行介紹，並提出工研院開發之透明隔熱塗料與透明防污隔熱塗料進行量測與效能比較。結果顯示，兩開發品確實具有優良的隔熱與防污效能，未來將持續推動應用於國內節能與塗料產業。
本文節錄自工業材料雜誌332期，全文內容請參閱 材料世界網
低碳生活玻璃隔熱塗料市場發展備受關注
【慧聰絲印特印網報導】發展“低碳經濟”，建築節能是重要環節之一。所謂低碳經濟，就是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，其實質是能源高效利用、清潔能源開發和追求綠色ＧＤＰ。隨著工業化、城市化、現代化的加快推進，我國每年城鄉新建房屋建築面積近20億平方米，其中80％以上為高耗能建築，建築耗能占我國總能耗的40％。在寧波，不少企業推出各種節能技術和產品，在降低自身碳排放的同時，也吹響了“低碳生活”的號角。
低碳生活玻璃隔熱塗料市場發展備受關注
玻璃隔熱塗料是一種淡藍色、半透明、高硬度、超隔熱保溫的液體材料，施工快捷簡單，塗膜無毒，具有特強的滲透力等特點。
傳統的玻璃上“穿”上一層薄膜“衣服”，就能使房間實現夏天降溫，冬天升溫的效果。在日前舉辦的上海納米科技與產業發展研討會上，這種具有自動調溫功能的智能隔熱塗膜向大家展示了其獨特的工作原理。
這種智能隔熱玻璃塗膜是一種透明的節能塗膜，夏天利用納米半導體材料對室外太陽光譜中紅外線光區有效的阻隔效應，可以在不降低透明度的前提下實現節能降溫；冬天則能阻止室內遠紅外線向外發射，保持室溫，降低取暖負荷。
據了解，玻璃是建築物中能量損耗的主要途徑。如空調產生的熱量或冷氣高達三分之一是通過玻璃幕牆或窗戶損失掉的，造成能源的巨大浪費。這種通過無機摻雜技術研究開發出的具有自調溫功能的智能隔熱塗膜可以使夏天降溫３度―９度，冬天升溫２．５度―５度，不僅實現了冬暖夏涼，而且具有很好的節能環保效果。相關數據計算顯示，以上海市空調保有量民用１０００萬台，商用５００萬台計算，其中每天運行時間為民用空調５小時，商用空調１０小時，夏季４個月，冬天２個月，採用這種隔熱保溫塗膜後，每年可節約３０多億度電，相當於節約１００多萬噸標準煤，節能近２０％，同時可大大降低二氧化硫和二氧化碳的排放量。
教你判斷玻璃隔熱塗料好壞?
向廠商取塊玻璃隔熱塗料施作的樣品..取紅外線燈具打開開關.燈光照向玻璃隔熱塗料施作的樣品..
1.用手背靠近玻璃樣品被照射的另一端.感受看看溫度的.感覺.
2.移開玻璃樣品..紅外線燈具打開開關.燈光直接照向手背.感受看看溫度的.感覺
3.比對與感受上述的.感覺.就能知道玻璃隔熱塗料效果的好壞!
KristalBond (日本液體玻璃技術.多國認證)
(日本液體玻璃技術.多國認證)
1、中等價格頂級產品
2、阻斷99% 紫外線
①防止皮膚黑色素生成及皮膚癌
②防止家具、展示品與貴重物品褪色與老化
③避免室內光線放射紫外線吸引昆蟲
3、室內溫度降低 3~10℃
①減少空調的使用 & 提升空調的率。
②降低冷擊現象，提升舒適性
③減少窗戶產生冷凝現象
4、表面光滑，無論大片玻璃或彎曲的玻璃
①能夠非常緊密地塗在曲面玻璃或是大面積的玻璃上，光滑異常。
②加上可自動維持水平的屬性，Kristal Bond 塗層的優勢遠勝於隔熱紙。
5、抗刮痕 鉛筆劃傷硬度達 6H
6、透光度極佳
7、安全建材，不會燃燒
8、遍及世界 25個國家
9、節約能源
①因為溫度可下降 2～3℃，因此每年電源 消耗可節省達 20%
②冬天提高～3℃ 將熱能保留在室內
10、阻斷 (90%) 遠紅外線、高可見性（76%）
11、透明，自然，顏色飽和度佳，灰霾層級 ：0.8
①可降低玻璃的反射作用
②能夠保持玻璃透明的原狀，不會產生影像畸變
12、無需重新安裝，使用年限超過 20年
13、不脫落及無氣泡
14、日本液體玻璃技術
15、無毒
16、環境友好
隔熱奈米塗層
www.energypark.org.tw/coolhouse/.../nm_paint-e.htm
| |||
| 進入大氣層經過臭氧過濾的地面陽光，它的組成包括紫外線(波長100nm~400nm)佔5%、紅外線(波長700nm~2400nm) 51%、可見光(波長380nm~770nm) 44%，其中大部分的熱源是來自於紅外線。。除此之外，紫外線是造成皮膚病變的主因。因此，如能減少近紅線及紫外線進入屋內，便能降低空調之需求及避免陽光所造成的皮膚病變。 | |||
 | |||
| ||
利用奈米金屬或金屬氧化物具有吸收特定波長的特性，減少近紅外線及紫外線進入室內，達到節能及維護健康之目的。（圖一）
| ||
 | ||
| ||
| 塗佈於透明玻璃時，可降低室內面溫度約5～6℃，節省室內空調消耗電力，而有效達到節能之功能。（圖二） | ||
| ||
 | ||
 ■未塗覆 ■ 塗覆隔熱奈米塗料 |
