窗戶選擇適合玻璃可降低屋內熱源

炎炎夏日,冷氣已經變成我們生活中不可或缺的必需品,但隨著全球暖化的效應下,從早期農業社會到現在,冷氣使用頻率也逐漸提升,電費也逐漸增多,而人們荷包卻逐漸縮減。

今天就針對如何降低室外熱源穿透至室內,而達到減少冷氣開啟的頻率這個課題來探討看看。

窗簾可以阻絕室外熱源隨著窗戶進入室內(圖片為示意圖)

室外熱源最主要的來源為太陽輻射熱,在台灣的夏季陽光直接照射下動不動就高達30度以上的高溫,為了能擁有一個清涼的的室內空間,以下為市面上的三種常見能阻絕室外熱源隨著窗戶進入室內的方式:

  1. 加裝窗簾
  2. 貼隔熱紙
  3. 採用節能氣密窗

以上方式都能以不錯的方式隔絕熱源,可以根據需求搭配使用。

窗簾的隔熱性佳,但是光線上的需求可能無法達到理想的需求(機動性選擇明亮度/隔熱效果);選擇隔熱紙是一個經濟實惠的方式,但是如果想再一步的達到隔音需求,那就可以選擇節能隔音氣密窗。

 

節能氣密窗的隔熱效果源於「隔熱玻璃」,從這中我們需要探討兩項重點,「隔熱效果」、「採光度」。

e隔熱玻璃的隔熱效果與採光度(圖片為示意圖)

玻璃在於隔熱歷史上,經歷了多次的改革,若分類可分為下列數種:

  1. LOW-E玻璃:於玻璃表面上塗上一層鍍膜,用於反射熱源。
  2. 反射玻璃:同Low-E玻璃,也是在玻璃表面鍍膜,用於反射熱源、光源。
  3. 中空玻璃:玻璃加工類型,兩片玻璃之間以鋁條相隔,玻璃之間填充惰性氣體以阻絕噪音功效,亦可在玻璃材質上挑選進而達到隔音、隔熱之效用。
  4. 膠合玻璃:玻璃之間以PVB樹脂黏著,PVB樹脂有隔熱的功效、搭配玻璃材質的選用,可以達到隔音、隔熱,亦有安全不碎裂的功效。

以上大類,先從可共通的原則講起。這部分也可叫”迷思”,因為研究後發現,有許多細節需透過測試單位檢測才能了解。

 

太陽光的熱能輻射與傳導(圖片為示意圖)

首先,我們先探討熱源,一般熱傳遞的機制包括:輻射、傳導、對流。

太陽光的光譜依順序紫外光、可見光(紫)、可見光(紅)、紅外光。其中熱源以紅光(波長較長)最強,而紫外線(波長較短)雖然主要熱源不是它但卻會對皮膚造成不小的傷害。

在此我們僅討論熱能,當太陽光(熱能)直接照在玻璃上稱為熱「輻射」,一部分的熱能會被玻璃反射,另一部份則會經由玻璃吸收後,轉換成熱能「傳導」到室內。

根據上面的原理,我們可以依據玻璃種類去反射大量的熱源,並且可以加上良好的通風「對流」設計,將室內的熱能排出室內,進而達到涼爽的環境。

 

針對隔熱目的而言,將太陽光輻射熱能全部反射,為最佳隔熱方式,而玻璃材質搭配選用也是重要的關鍵因素。

  1. 有色玻璃:根據光反射原理,將與玻璃相同的顏色的光反射,進而達到反射熱源的效果,但是效果不是理想,仍有大量光源照入。
  2. 反射玻璃:在玻璃表面鍍上透光性較差的金屬膜,能有效反射太陽光,但是連光亮也會被隔絕。
  3. Low-E玻璃:主要在玻璃表面鍍上一層透光性較高的金屬膜用來反射太陽光。至於較高等級的Low-E玻璃,則在玻璃上鍍上多層金屬膜(如銀-介電材多層膜),具更佳的效果。但金屬銀膜容易氧化,所以一般均用於密封的雙層玻璃上。

玻璃材質的隔熱方式(圖片為示意圖)

遮陽係數(Shading Coefficient):遮擋太陽的能力,越低越好

  • 「熱反射玻璃」:0.25 - 0.67
  • 「低輻射玻璃」:0.52 - 0.65
  • 「有色玻璃」:0.65 - 0.75
  • 「透明玻璃」:0.94

 

紫外線 侵入率(UV):越低越好

  • 「熱反射玻璃」:4 - 26%
  • 「低輻射玻璃」:10 - 17%
  • 「有色玻璃」:17 - 30%
  • 「透明玻璃」:52%

 

太陽熱能 侵入率(Solar Heat):越低越好

  • 「熱反射玻璃」:22 - 58%
  • 「低輻射玻璃」:45 - 56%
  • 「有色玻璃」:57 - 65%
  • 「透明玻璃」:82%

 

我們在隔熱的迷思發現,其實熱源大部分是來自於太陽光的熱,不論是輻射、傳導、對流,選用對的玻璃對於隔熱效果上是加分的,或許可以加裝窗簾、隔熱膜等方法,但是重點應擺在於減少熱源(主要的)、價格、便利這三個要件,所以選擇玻璃的材質與搭配才是重點。



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