劉邦弘、邱志龍/工研院材化所
前言
台灣位處亞熱帶/熱帶氣候區，每年5月起，主要城市的氣溫攀升至 27°C以上，一直到10月才逐漸進入秋天的氣候。根據「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台」中依資料庫的統計，以多年溫度資料計算「氣候季節」的天數，各主要城市夏季天數逐年增加，冬季天數則逐年減少。為能在越來越長且越來越熱的夏季時期維持生活與工作品質，空調成為必要的手段之一。空調用電主要的熱負荷來源包括：「室內發散熱負荷」、「新鮮外氣熱負荷」及「建築外殼熱負荷」，其中建築外殼熱負荷為最重要的一項。若能使用節能之建築外殼，可大幅降低夏季時之空調用電，而外殼使用之節能塗料，是其中關鍵建材原料之一。
節能塗料類型
以節能塗料來降低空調負載，達到節電、減碳的效益是有效的。為了避免太陽熱能進入室內，增加空調負載，目前建築外殼主要之節能塗料商品大致分為二類：
第一種節能塗料以低熱傳導係數之本質，增加熱阻，來抑制經由屋頂或外牆以熱傳透方式進入屋內的熱流，也就是降低外殼之熱傳透率U值(W/m2‧K)。台灣的建築技術規則將加強建物外殼隔熱性能列為建築物節約能源管理的重點項目，並以屋頂平均熱傳透率(Uar)做為指標。建築技術規則規定屋頂平均熱傳透率應低於 0.8 W/m2‧K，以抑制屋頂因內、外表面溫差造成的熱傳導熱量。降低U值的方法一為採用隔熱性能較佳(低熱傳導係數)的保溫材料；另一為增加保溫隔熱材料的厚度。節能塗料之使用上，相較於一般塗料 0.45 W/m‧K 的熱傳導係數，國際大廠之低熱傳導節能塗料的低熱傳導約為 0.06~0.1 W/m‧K，但考慮塗料厚度的限制，帶來節能的效益會受到限制。
第二種反射型節能塗料則是本文之重點。此種塗料可藉由反射陽光輻射以減少屋頂及外牆吸收太陽光熱能，也減少進入屋內之熱量。「反射型節能塗料」是一種簡便易行、效果明顯的節能材料，目前在美國與日本皆為重要之節能手法之一。反射型節能塗料之良莠，主要可由其性能數據TSR (總太陽反射率，Total Solar Reflectance)來分辨。TSR，或作SR (Solar Reflectance)係將樣品之反射率光譜依波長對太陽光光源波長分佈進行加權積分，來得到樣品受日照時反射日照能量之比率。亦有僅針對陽光中近紅外光區段做加權積分，如日本JIS K5675標準之近赤外波長域日射反射率（ρIR，或做IRR，InfraRed Reflectance）。
圖一為反射型節能塗料之特點示意圖。圖中的左側，在日照下，低熱傳導型節能塗料雖然吸收了日照能量而溫度上升，但因其低熱傳導特性，熱能較慢導入室內。但在長時間的日照之下，如其下方的圖示，表面溫度持續上升，兩側溫差大，較多的熱能會逐漸傳入室內，甚至在日落之後，累積於表面的熱能仍會漸漸傳入室內。在圖的右側，反射型節能塗料因反射掉部份日光輻射，因此表面溫度上升較少，即使長時間日照，因吸收熱能較少，其表面蓄積的熱能也因此較少，傳入室內的熱量也因而減少。
圖一、日照下低熱傳導型與反射型節能塗料之熱量傳入室內比較示意圖
反射隔熱塗料抑制太陽輻射熱吸收和屏蔽熱量傳導，要想達到高的太陽光反射率，則必須選用高折光係數的顏料，但顏料的顏色對反射率有很大影響，通常隨著亮度的降低，反射率越低，因此應用較多的反射型隔熱塗料以白色或淺色系居多，並以空心微珠和高折射率 TiO2 為主要功能填料，對太陽光的反射率比可達80%以上。然而，白色或淺色系塗膜因反射大量的太陽光，容易造成刺眼及危害交通安全等「反光公害」問題，可能引發交通事故與損鄰事件：具有高日射反射率的冷屋頂，由於反光產生視覺干擾，容易導致交通事故與鄰近住戶反彈。近幾年已有許多國家針對塗料反射率訂定出一反光標準。澳洲多個地區要求外牆(玻璃與非玻璃材料)之日光反射率都必須低於---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。