新型節能導光玻璃及量測分析技術

刊登日期:2013/8/13
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建築部門的環境足跡(Environmental Footprint)包含40%能源使用、30%原物料使用、25%的固體廢棄物、25%水使用量及12%的土地使用。根據The Intergovernmental Panel on Climate Change’s 4th Assessment Report(IPCC AR-4)資料顯示,在2004年與建築有關的溫室氣體排放約為86億噸二氧化碳當量,而預估到2030年大約會成長到2004年的兩倍,約為156億噸二氧化碳當量。再者,IPCC AR-4預估各部門的溫室氣體減量潛勢(圖二)可知,對於處理氣候變遷問題是聯合國的優先政策之前提下,有1/3能源相關的溫室效應排放之建築部門具有相當大的二氧化碳減量潛勢。


圖二、各部門溫室氣體減量潛勢

目前降低建築外殼能耗的方法可分為使用高性能隔熱建材與開口部外遮陽設計。其中高性能隔熱建材之廣泛使用對於建材產業發展具有相當大的幫助。再者,相關建材產業亦結合學術界積極投入高性能節能建材之開發,例如相變化材料(Phase Change Material; PCM)、變色智慧玻璃、冷屋頂材料等。

導光玻璃介紹
導光玻璃是利用玻璃與導光膜之貼合,是屬於膠合玻璃的一種,其組成結構如圖三所示。導光玻璃在建築節能的特性是可以將入射太陽光偏折向上,一方面降低入射日光直射進入室內,可提高建築物外周區(窗戶旁)使用者之舒適度,而且折射到天花板之光線可經由反射成為間接照明,不僅會產生較柔和舒適之照明環境,同時可減少該區域的人工照明光源使用,降低建築物之照明用電。再者,配合玻璃的組合設計,可進一步將紫外線與近紅外線阻隔,因而具有降低建築外殼熱得(Heat Gain)的特性。


圖四、導光玻璃應用在建築物節能與照明環境提升之示意圖

導光玻璃之性質
本研究製作樣本後,接著利用玻璃光學與熱學性能檢測儀器,可獲得紫外線穿透率、可見光穿透率/反射率、太陽輻射穿透率/反射率、表面輻射率、遮蔽係數、U值等性能數據。本研究依據CNS12381-R3161“平板玻璃透射率、反射率及日光輻射熱取得率試驗法”做為主要之參考,完成節能導光玻璃性能檢測。所需量測之儀器包括:①紫外光/可見光/近紅外光分光譜儀,量測波長範圍為240~2,600 nm,可測試件最大可達150(W)×150(H)×100(D)mm;②玻璃表面輻射率量測儀器(或稱為紅外線光譜儀),能夠測定之波長範圍為2.5~25 μm,紅外線波長區域之熱輻射線束與樣品面之法線成角度應小於10˚之入射角照射;③隔熱性能(U值)實驗。

導光玻璃對室內光環境之影響評估
經由光學性質的量測證實導光玻璃具有偏折光線之功能,但是在實際應用時,光線經由導光玻璃的行徑軌跡及造成之光環境的影響,值得進一步評估。圖十二是實際將導光玻璃結合平板玻璃應用在建築物一面外牆的開口部所呈現之室內光環境情形。為了進一步獲得相關之光環境數據,本研究以Ecotect建立模型,並且將模型輸出到Radiance中進行精確的採光和照明模擬……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:李訓谷 / 國立成功大學,洪錫勳 / 義守大學
★本文節錄自「工業材料雜誌320期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11262 


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