炎炎夏日你家窗戶隔熱嗎?還是熱氣來源只能開冷氣呢?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。其實靠著窗戶隔熱的效果,可以有效減少因日曬造成的室內溫度提升,冷氣溫度不用調太低、不用吹太久就能維持室內舒適溫度,可以有效節省電費,節能省電愛地球。
今天就針對窗戶隔熱的原理,以及如何降低室外熱源穿透至室內,以達到減少冷氣開啟的頻率這個課題來探討看看。
常見的阻隔室外熱源窗戶隔熱方式
(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隔熱的室內空間,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:
- 貼隔熱紙
- 加裝窗簾隔熱
- 採用節能隔熱氣密窗
1.窗戶隔熱方法-窗戶貼防曬隔熱膜
除了能抗紫外線和輻射熱,防曬膜還能夠增加玻璃強度,不同防曬膜其品質、透光性、耐久性及價格差異性大,使用者可進行各方比較。
最常見的問題是隔熱膜到底要貼在室內面或是室外面?一般來說隔熱膜都會貼在室內面,原因是耐用性、成本、清潔等都比較好。而一般貼於室外面沒法提供保固服務,想貼在室外面隔熱膜需要高強耐候性能,並非每一家的隔熱膜都能貼於室外面。
2.窗戶隔熱方法-室外面加增外遮陽
一般家中使用在內的窗簾只能阻擋光,但熱能還是從窗戶中進入。而使用外遮陽如竹簾、百葉窗簾等都能第一線吸收熱能與光能,有效遮掉50~60%的熱能。
隔熱窗戶的隔熱效果源於「隔熱玻璃」,從這中我們需要探討兩項重點,「隔熱效果」、「採光度」。
隔熱玻璃的種類
(圖片為示意圖)
玻璃在於窗戶隔熱歷史上經歷了多次的改革,若分類可分為下列數種 玻璃種類:
1.LOW-E玻璃:
於玻璃表面上塗上一層鍍膜,用於反射熱源使窗戶隔熱。
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、光源使窗戶隔熱。
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。
熱的傳遞機制,為什麼太陽光會熱?
(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使窗戶隔熱,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。
想靠窗戶隔熱,哪種玻璃最適合?
針對窗戶隔熱目的而言,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,因此不是窗戶隔熱的好選擇。
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,雖然能達到隔熱效果,但是不適合喜歡自然光的住戶。
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。
(圖片為示意圖)
窗戶隔熱玻璃挑選標準
遮陽係數(Shading Coefficient):隔熱窗戶遮擋太陽的能力,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%
我們在窗戶隔熱的迷思發現,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,一般人經常用加裝窗簾、隔熱膜等方法,但是窗戶隔熱的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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