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。
透明隔熱機制
1. 熱源
一般建材需要隔絕的熱大致可區分成來自太陽的熱及非太陽產生的熱兩種。根據維恩位移定律，所有位於絕對溫度零度K 以上的物體皆會放出能量，此能量的大小與其溫度有關：Tλm = b ， b = 2.8978 × 10-3m•K 。因太陽的溫度高，主要放射波長較短，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 之間，屬於非太陽產生的熱。
3. 透明隔熱材料種類與原理
目前可以維持可見光區透明又可隔絕紅外線的材料大約可分為以下五種：染料型（染色膜）：以吸收機制為主，通常吸收過多的可見光，且紅外線的隔絕效果不足；利用金屬特性同時反射可見光與紅外線，常見的為塗佈微米等級厚度之鋁膜產品，其透光性低且反光性高；利用光學干涉原理，以奈米等級厚度金屬銀，同時搭配介電材料形成銀多層薄膜結構，產生可見光區穿透加強、紅外線區反射加強的光譜選擇性隔熱膜材；以不同折射率材料堆疊（金屬氧化物或塑膠）形成多層結構，藉由多層薄膜干涉原理，產生可見光區穿透加強，紅外線區反射加強的光譜選擇性隔熱膜材；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。
圖二、太陽熱能經透明基材的熱傳機制
透明隔熱材料的市場潛力與應用
透明隔熱材料可以隔熱膜的形式應用於建築玻璃的隔熱上，不但可利用自然採光創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具有莫大的貢獻。透明隔熱膜技術可結合不同透明載體與技術產生各種商品（圖三），其中透明載體主要為玻璃與塑膠兩大部分，透明塑膠結構又可分為薄膜、平板，以材料區分可以為PC 、PE 、PET 等透明塑膠載體，可應用於建築窗戶、採光罩、窗簾等建材上。
工研院材化所之透明隔熱材料開發現況
工研院研究團隊近年來已開發出電漿波長在800 nm 左右的新型隔熱材料，其不同透光率的光譜如圖四所示，透光率在71% 以下時，紅外線阻隔率可達94% 以上，隨著透光率的提升，紅外線阻隔率逐漸下降，透光率在78% 時，紅外線阻隔率有81% 。由於此新型隔熱材料的電漿波長已調整到800 nm 左右，與一般透明導電材料(ATO, ITO..)比較， 800~1,600 nm 的近紅外線阻絕性能大幅提升。此材料可以做成奈米隔熱塗料的形式，塗佈於透明基材來應用於建材上，如隔熱玻璃、隔熱膜，亦可直接摻混到塑膠（如PC）中，再製成隔熱採光板或隔熱膜來應用於建材上，詳細說明如下。
1. 隔熱膜
金屬膜、陶瓷多層膜、銀多層膜與塑膠多層膜技術為現存於市場上的幾種透明隔熱膜技術（各公司網站資訊）。其中，高透光率的頂級產品以銀多層膜為主。雖然其隔熱效能在各種透明隔熱膜中為最佳，但其缺點包括以濺鍍法製作，鍍膜至少需5 層以上，製程繁複且速度較慢，相對成本較高等。因此開發出以低成本的濕式塗佈方法製作透明隔熱膜且其隔熱效能與銀多層膜相當，具有低成本、高性能的優勢。目前本研究團隊已開發出先進的奈米透明隔熱塗料，將此塗料經由Roll-to-Roll方式塗佈於聚酯膜表面，形成高性能的隔熱膜。
圖六、ITRI 之奈米透明隔熱膜與市售隔熱貼膜玻璃之光譜比較
4. 無機膜隔熱玻璃
本研究團隊開發的透明隔熱材料亦可直接塗佈於玻璃基材，再經過熱裂解處理後形成純無機氧化物膜，硬度可達9H ，其UV-VIS-IR 光譜如圖十一所示，並與市售雙銀低輻射玻璃之光譜比較。證明以直接鍍膜的製作方式，可得到高可見光穿透率與紅外線阻隔率的透明隔熱玻璃，且此材料亦具有很高的紅外線反射率，與Low-E玻璃商品比較毫不遜色……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：鍾寶堂、鍾松政、傅懷廣 / 材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌299期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=9721