紅外線反射型隔熱塗料

 

刊登日期:2019/6/5
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目前廣泛使用的隔熱塗料大多為淺色系列,主要以白色為主,具有高紅外線反射率,但使用上有美觀與光害等問題。紅外線反射型隔熱塗料能有效隔絕室外熱能進入室內並可降低室內溫度、降低空調電力使用量。
 
本文將從以下大綱,介紹紅外線反射型之隔熱材料與塗膜技術,可有效降低能源使用量。
‧前言
‧隔熱原理與技術
‧美國反射型隔熱塗料相關指標
‧日本高日射反射率塗料最新動向
‧工研院反射型隔熱塗料研究結果
‧產品應用
 1. 反射型隔熱鋁塑板
 2. 深色隔熱車漆
‧結論
 
【內文精選】
台灣地理位置處於亞熱帶,夏季日照強烈;建築物各部位受到太陽光照射而升溫蓄熱,當建築物吸收熱能逐漸傳入室內,導致溫度上升,進而增加其空調需求,造成夏天電力使用量屢創新高。隔熱塗料(Coatings)主要應用於建築屋頂、外牆、車輛烤漆等,為重要綠色節能產品。由建物外殼進入的熱消耗整個建築空調用電約74%,比例非常高;對於一般住宅而言,約有40%的太陽熱能由屋頂與外牆進入室內。而目前隔熱塗料皆為白色或淺色系,但淺色系塗料會造成光害,其大量反射的可見光易導致眼睛不適;且越來越多消費者期望建築具有美觀與設計感,因此深色隔熱塗料在市場上逐漸受到重視。另外,深色系車輛占比亦高,在汽車市場轉向混合動力電動車輛(HEV)、電動汽車(EV)、插電式混合動力車(PHEV)的同時,電池運用於空調之耗電量,成為續航力的重要因素。從市場產品角度觀察,深色之隔熱塗料色粉技術均為國外技術,且隔熱效果不足。
 
美國反射型隔熱塗料相關指標
美國冷屋頂評等協會(Cool Roof Rating Council; CRRC)制訂評估節能材料標準,定義日光反射率指數(Solar Reflectance Index; SRI)。這是一個結合屋頂反射率與輻射率的綜合指標,可用以判定屋頂材料吸熱與否,通常會於屋頂材料說明上標示。日光反射率指數的定義是以標準黑體表面(反射率0.05、輻射率0.90)的數值為0,標準的白色表面(反射率0.80、輻射率0.90)的數值為100。
 
SRI值與材料顏色有直接關係,顏色越深的材料,SRI值越低且越容易吸熱(隔熱效果差);反之顏色越淺的材料,SRI值越高且越不容易吸熱(隔熱效果佳)。
 
目前使用於建築應用之隔熱塗料以反射型隔熱塗料為主,美、日都有訂定,以美國所推動的Energy Star、ASHRAE、CRRC,以及LEED綠建築評估系統為主。當中對於隔熱塗料的太陽光反射率(TSR)、熱輻射率放射率(ε),以及太陽反射指數(SRI)均有所規範;並且針對屋頂種類也有所規範,分為低斜、陡斜屋頂兩種;以及新舊塗層的初始條件、經過三年後的老化條件,均訂有相關可參考指標,如表一所示。
 
表一、美國冷屋頂相關規範彙整表
表一、美國冷屋頂相關規範彙整表
 
日本高日射反射率塗料最新動向
近年來先進國家為了減少因生產、運輸和一般家庭生活中消耗的化石能源而導致的二氧化碳消耗量,在2020年達成國際公約降低25%二氧化碳排放標準。其中,與夏季空調省電有關的新技術以及針對市區熱島現象的措施正引起人們的關注。熱島現象是由於綠地減少,建築物和道路覆蓋面會吸附儲存太陽輻射熱,並在夜間釋放。對於熱島現象的防護措施,有如增加綠地面積,或者是將太陽反射塗料塗裝到建築物(屋頂、外牆等)表面,藉此抑制室內溫度上升,目前已經證明此法可有效減少熱量累積。因此在建築物中吸收最多太陽輻射的屋頂和天台上施工塗上高太陽能反射塗料,從白天和夜晚減少冷氣能量消耗,即有可能發揮對熱島措施的效果。考慮到建立太陽反射特定性能調節之屋頂JIS標準規格的時機已成熟,日本於2011年7月制訂建立屋頂用高反射率塗料規範(JISK5675),內容針對高太陽反射塗料,根據明度分為兩種:①低明度和中明度區域(L*<80.0);②高明度區域(L*≧80.0)。
 
其日射反射率規格如表二所示。日本高日射反射隔熱塗料的市場逐年成長(圖四),2016年日本市場規模約有1.4萬噸,比2015年高出5.4%。然而因應2020年東京奧運對於高日射反射塗料需求將大幅成長,預估因應東京奧運的需求(建築與道路用),高日射反射隔熱塗料使用量會大幅增加…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
圖四、日本高日射反射塗料市場規模
圖四、日本高日射反射塗料市場規模
 
作者:傅懷廣/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」390期,更多資料請見下方附檔。

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