中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

一、研究緣起
目前國內既有建築物佔全國建築物總量97％以上，因早期興建之建築物，並無建築節能法規之要求，故普遍存在耗能等問題，相關研究指出建築外殼開口部之節能對策以外遮陽施作方式最有效果，可有效阻擋日輻射取得率，惟在既有建築物部分，因外遮陽係於建築完工後之事後施工，需考量其施工便利性及成本等因素，常讓使用單位於規劃外遮陽改善時難以抉擇，尤以玻璃帷幕大樓之外遮陽增設，工程上更加困難。因此，於既有建築外殼開口部，應用玻璃貼附隔熱膜之節能改善對策，實務上亦納為改善手法之一。
近年來建築隔熱膜科技逐漸成熟，應用之隔熱原理多元，且產品種類眾多，部分宣稱具有高隔熱、高透光、低反射及有效阻隔紫外線功效，但究竟其隔熱、透光及反射性能如何？國內尚未有完整之調查研究可供參考，此外，玻璃貼膜應用亦會受到諸多因子影響，如氣候、方位、經緯度、建物中其他材料之表現等等，因此，早期研究常常採用大尺度或實尺度實驗加以驗證，施作於既有或實驗用建築物上，實際量測其節能表現，惟受限建築物方位固定及實驗場域條件，往往難以同時得到整合數據資料供進一步研析。
二、研究方法及過程
本研究採用之方法及過程概述如下：
（一）資料收集法：
蒐集建築玻璃及貼膜應用規範、技術文獻以及性能對室內光、熱環境和節能效果影響的研究與進展，並透過國外量測標準之解析，作為研制(修)相關CNS標準草案方向之建議。
（二）實測試驗法：
透過前期玻璃貼膜材料試驗調查成果，完成性能數據整合與分析，並採用「亞熱帶節能建築測試驗證平台」進行不同建築方位的室內光、熱環境和空調能耗測量的全尺度實測實驗，以解析隔熱膜的熱力與光學性質對其影響，及估算個案投入成本及省電效益。
（三）歸納分析法：:
綜合資料蒐集、實測試驗及前期研究成果進行比較分析，俾整理提出相關建議，以供後續應用參考。
三、重要發現
（一）在資料蒐集分析部分，我國在玻璃及貼膜之可視光透射率、可視光反射率、日光輻射熱取得率係數、輻射率、日光輻射熱遮斷值等量測主要引用CNS 12381標準，該項國家標準係於100年調合JIS R3106「板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法」發布，惟在隔熱性之熱傳透率(熱阻值)量測部分尚未調合JIS R3107「板ガラス類の熱抵抗及び建築における熱貫流率の算定方法」或將ISO 10292轉化為CNS標準，建議可納入國家標準發展參考。
（二）在複層玻璃分析部分，本研究收集之71件試驗產品，試驗發現中間空隙層填充不同氣體對整體複層玻璃之光學性能及日光輻射熱遮斷效果幾乎沒有影響，但因惰性氣體之熱阻值較乾燥空氣來的低，在隔熱性能之熱傳透率U值會有顯著差異，依空隙層設計厚度，約有1～2成之降低效果。
（三）在膠合玻璃分析部分，本研究收集之53件試驗產品，試驗發現玻璃之室內側輻射率值越大則熱傳透率越大，其迴歸分析資料顯示其判定係數為R2=0.94，顯著值小於0.05，顯示膠合玻璃之室內側輻射率與熱傳透率線性關係存在該線性迴歸方程式應可提供作為預測推估之用，另室外側之輻射率及膠合玻璃總厚度與熱傳透率無明顯相關，其迴歸分析資料顯示判定係數分別為R2=0.2336、R2=0.1584。
（四）在LOW-E分析部分，本次17件樣本LOW-E玻璃產品，其試驗結果計有11件(約65％)日光輻射熱遮斷性能達1型基準、6件(約35％)日光輻射熱遮斷性能達2型基準。另在玻璃貼膜分析部分，本次261件玻璃貼膜通過可視光透射率≧0.60計有86件(約33％)、可視光反射率≦0.20計有206件(約79％)及遮蔽係數(Sc值)≦0.57計有165件(約63％)，能同時達到三項基準計有21件(約8％)。
（五）在全尺寸實驗屋空調耗電量分析部分，本研究測試室之帷幕玻璃安裝某通過節能綠建材基準之PR隔熱膜，比對室則不安裝，經比較實驗屋耗電，應用於不同建築方位的省電效果為西方(16.52％)＞東方(8.57％)＞南方(7.19％)＞北方(3.44％) ，若以每度電費4元概估，安裝PR隔熱膜之回收年限約19.6年。另安裝未達上開基準SN隔熱膜，經比較實驗屋耗電，應用於不同建築方位的省電效果為西方(3.75％)＞東方(2.67％)＞北方(1.64％)＞南方 (1.11％)，若以每度電費4元概估，安裝SN隔熱膜之回收年限約40.5年。
（六）在全尺寸實驗屋熱環境分析部分，本研究測試室之帷幕玻璃安裝PR隔熱膜，比對室則不安裝，測試室在東、西、南及北等4個不同建築方位之玻璃表面平均溫度較比對室高1.73 ℃、0.5 ℃、2.43 ℃及0.48 ℃，整體溫差平均值為1.29 ℃，另安裝SN隔熱膜分別高1.91 ℃、1.05 ℃、2.22 ℃及1.74 ℃，整體溫差平均值為1.73 ℃，故在應用上需留意，靠近帷幕玻璃表面的人員對於室內熱舒適之不滿意度可能會提高。
（七）在全尺寸實驗屋光環境分析部分，本研究測試室之帷幕玻璃安裝PR隔熱膜，在距離玻璃帷幕約1.8m處，整體照度平均值3,521 lux、比對室平均值5,178 lux，另安裝SN隔熱膜整體照度平均值4068 lux、比對室平均值4958 lux，均遠大於工作場所目標照度500 lx之需求，故隔熱膜除吸收部分太陽輻 
射熱，同時亦阻絕太陽光中之可視光進入室內，以減緩眩光發生。
（八）在全尺寸實驗屋熱舒適度評估分析部分，本研究測試室之帷幕玻璃安裝PR隔熱膜，在開啟空調模式，測試室之平均PMV為0.81，比對室之平均PMV為0.97，測試室之平均PPD為20.80，比對室之平均PPD為25.50，另安裝SN隔熱膜，測試室之平均PMV為1.41，比對室之平均PMV為1.75，測試室之平均PPD為46.09，比對室之平均PPD為59.72，明顯可看出惟幕玻璃貼附隔熱膜能使室內空間更為舒適。
（九）在全尺寸實驗屋熱舒適度評估分析部分，本研究測試室之帷幕玻璃安裝PR隔熱膜，在關閉空調模式，測試室之平均PMV為2.11，比對室之平均PMV為2.30，測試室之平均PPD為80.13，比對室之平均PPD為82.63，另安裝SN隔熱膜，測試室之平均PMV為3.16，比對室之平均PMV為3.80，測試室之平均PPD為90.17，比對室之平均PPD為93.98，明顯可看出關閉空調PMV數值變大，人體感覺較炎熱，且預測不滿意百分比PPD大幅提高。
四、主要建議事項
（一）賡續利用智慧型節能建築測試驗證平台，進行各項建築節能、環境控制與智慧化系統整合基礎研究工作：立即可行建議
主辦機關：成功大學能源科技與策略研究中心
協辦機關：內政部建築研究所
本研究本(109)年採用前成功大學能源科技與策略研究中心瞻綠能基礎建設所建置的第一座亞熱帶智慧型節能建築測試驗證平台(Spinlab)作為全尺度實驗的載體，完成玻璃貼膜材料之空調耗能、熱舒適性及光環境等因子探討，該平台主要功能可在實際環境條件下進行測試，藉由相關測試結果能夠分析建築節能技術的開發、能源效率的改善、環境與視覺舒適度的成效，建議後續可再規劃節能建材、室內環境、
智慧化調控及系統整合等相關合作研究議題，以達到建築安全、居住環境品質及永續發展之目標。
（二）進行”門窗”國家標準制(修)訂推動之工作：中長期建議
主辦機關：經濟部標準檢驗局
協辦機關：內政部建築研究所
本研究彙整發現我國現行CNS標準關於”門窗”材質部分，目前只有CNS 3092「鋁合金製窗」、CNS 7477「鋁合金製門」、CNS 12430「鋼製窗」、CNS「鋼製門」及 CNS 6400「聚氯乙烯塑膠窗」等 5 個 標準，僅能針對鋁製、鋼製、聚氯乙烯製等3種材質的門窗進行性能規範，惟其餘材質之門窗目前尚無國家標準可供遵循，如何整合?或研議相關適用標準，建議可納入國家標準發展方向參考。另分析上開5 個”門窗” 標準，在隔熱性部分係以熱阻值為指標，惟臺灣地處亞熱帶氣候，日光輻射熱遮斷對節能效果亦相當重要，目前國際相關規範已將門窗產品的之熱傳透率U 值(熱阻值之倒數)與日光輻射熱取得率係數η值納入測試範疇，建議可參酌調適將η值納入，以利節能需求。