第五章 節能減碳的住宅設計策略
第四節 做好建築外牆外殼隔熱
旋 轉 窗 推 窗
圖 5-3.10 可上下拉起的通風門（左為關閉時，右為開啟時）
圖 5-3.11 各種旋轉窗與推窗的形式
第 四 節 做 好 建 築 外 牆 外 殼 隔 熱
一、外殼隔熱做得好、冷氣空調開得少
建築的外牆隔熱設計也和建築節能的效果息息相關。建築外牆因為牆壁 同時也承受來自太陽日射的影響，所以「增加牆壁的隔熱性能」與「降低日 射的吸收」是外殼節能的主要關鍵。根據統計，台灣目前建築物類型以鋼筋 混泥土為建築物外殼為大宗，占了國內建築數量的九成以上，鋼筋混凝土擁 有造價低、結構強度高的特性，對於位處地震帶與颱風肆虐的台灣是相當受 歡迎的建築類型，但是在現今環保意識高漲、全球氣候暖化的時空背景下，
混凝土建築卻成為都市熱島效應與能源消耗的檢討對象。白天，鋼筋混泥土 吸收來自於太陽日射的熱量，由壁體慢慢傳導進入室內，經過中午 12 點太陽 日射最強的時候，於下午兩點左右，大量的熱量將進入室內，是一天當中最 悶熱的時段；到了夜晚，應當是氣溫下降的涼爽氣候，但是鋼筋混泥土建築 因為時滯效應(Time lag)開始釋放白天吸收的熱量，導致夜晚的氣溫還是高 居不下，也就形成另類的都市熱島效應或熱帶夜晚(Tropical night)，需要 使用空調才能維持人體舒適感，造成空調能源的消耗。
由（圖 5-4.1）得知，夏季某鋼筋混凝土建築頂層空間，下午兩點過後 建築物外表面所測得溫度已經逐漸下降，但是晚上八點左右仍然有 45 w/m2
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的熱量進入室內，直到八點過後，進入室內的熱量才明顯消退，但仍然有 30 w/m2 左右的熱量影響室內的熱環境，甚至直到隔天早上八點才偵測出熱量改 變方向往室外逸散，連室溫都一直維持在 30 ℃左右，顯然鋼筋混凝土建築 無疑是能源的高消耗類型。近來，位處亞熱帶、隔熱遮陽並重的台灣致力於 推動綠建築九大指標與綠建築標章的審核，規定綠建築申請必須從九大指標 中符合兩項應達成指標(日常節能指標與水資源資標)與兩項自選指標，才擁 有綠建築審核的門檻，可見日常節能指標與水資源指標是政府極為重視的一 環，而建築物外殼節能便是日常節能指標其中之一的子項目，它不僅是目前 少數有法規詳加規定標準的綠建築評估項目，建築技術規則更進一步於 2009 年 7 月 1 日將住宅類型的建築物外殼隔熱的熱傳透率 U 值由原本的 1.2 W/(m2．K)下修至 1.0 W/(m2．K)，加強外牆隔熱功效，更是被視為影響建築 物耗能的重要關鍵之一。
建築物外殼節能技術主要與壁體的熱傳透率（U 值）即隔熱能力有關，
但是它也承受來自日射的吸熱影響，因此增加隔熱性能與降低日射吸熱因子 是其節能之道。外牆構造應以能減少外界熱量侵入為必要條件，在使用隔熱 處理時，必須配合建築物之使用型態而決定，過份隔熱對於室內發熱量大之 建築物因熱量無法消散，反而會增加其空調負擔，故應配合合理的遮陽設施 及良好的通風計畫以減輕外牆之受熱量。
圖 5-4.1 台灣中部地區夏季某鋼筋混凝土造建築頂層空間的各
項溫度與熱流逐時變動圖
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二、建築物屋頂隔熱的策略
造成屋頂隔熱不良的因素相當多，其中以屋頂隔熱設計過於簡易為首 要，目前台灣住宅類型建築常見的屋頂隔熱構造型式為 15 cm 鋼筋混擬土加 上內外表面粉刷 1.5 cm 的水泥砂漿，另外在屋頂表面施作 2 mm 的 PU 防水層，
如此類型的屋頂熱傳透率 U 值為 2.83 W/(m2．K)，與法規規定的 1.0 W/(m2． K)相比，仍還有許多的努力空間。根據研究資料顯示，西曬的頂樓室內空間 在外牆熱傳透率 U 值為 3.5 W/(m2．K)的情況下，屋頂熱傳透率 U 值 2.83 W/(m2．K)較 1.0 W/(m2．K)增加大約 11,555.5 kcal 的全年室內熱負荷量，
大約需要一噸(12,000 BTU/hr)冷氣運轉 4 小時才能移除熱量，雖然這是看似 微小的熱量與冷氣運轉時間，如果以全台灣有 772 萬戶住宅(98 年 6 月)計 算，則需要運轉 187 天才能移除熱量，其能源消耗相當驚人，可見良好的屋 頂隔熱設計對於建築物是相當重要的一部分。如果想改善屋頂隔熱能力不足 的問題，通常在隔熱設計時加入 PS、PE 或 PU 等熱傳導係數較低的成型合成 樹脂類材料，就可以輕易符合規定。其他諸如屋頂隔熱後續維護不當、人為 外力破壞與填縫材料脆化等因素導致隔熱功能降低，都是間接影響建築物隔 熱的因素。屋頂隔熱的改善應該從設計之初就必須考量進去，才可避免日後 能源的浪費與隔熱層敲除重作的麻煩，不過改善屋頂隔熱也可以從外部增加 設施阻擋熱量進入構造體，達到隔熱的效果，底下將介紹幾種建築物建造完 成之後，後續可改善屋頂隔熱的方式：
（1）利用黑網遮陽
鄉下農田間時常可見農夫利用黑網幫農作物遮陽，避免陽光過強造成農 作物損傷，透過網狀的設計不僅利於通風帶走熱氣，遮陰效果也讓屋頂減少 輻射熱的吸收，而且成本低廉，可隨著需求任意改變遮陰的面積大小，是最 容易取得的遮陽隔熱方式，如果遇到強風時也可收起避免破壞（圖 5-4.2），
甚至有許多戶外停車場也使用黑網來遮陽，達到不錯的效果（圖 5-4.3）。
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圖 5-4.2 拉起具半透光效果的黑網遮陽 圖 5-4.3 戶外停車場也利用黑網來遮陽
（2）利用灑水
炎炎夏日到外面餐廳用餐，有時可以發現店家使用噴霧式的灑水系統幫 顧客消暑，也為店內降溫，透過細小的水分子附著在身體皮膚表面，帶走人 體散發的熱氣（圖 5-4.4）。其實建築物也可以這樣做，到工業區走走，為 數眾多的鐵皮工廠不僅利用通風塔帶走室內熱氣，還利用灑水系統將鐵皮屋 頂上頭的熱給帶走，達到隔熱的效果。不過利用水帶走屋頂表面熱氣的方式 有點浪費水資源的疑慮，建議以斜屋頂建築搭配中水回收系統將來不及蒸發 的水回收再利用，不僅可以隔熱更可省水。
圖 5-4.4 在戶外空間常見利用噴霧設備來降溫
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（3）淺色的屋頂（Cool Roof）
依照一般的經驗告訴我們，夏天穿黑色衣服會比穿白色衣服容易感覺到 熱，這是因為黑色對於太陽光的反射效果低導致容易吸熱。依樣畫葫蘆，把 這原理運用到屋頂隔熱上，將原本反射率只有 35%～45%的水泥屋頂表面漆上 反射率 65%～77%的白色的油漆，就可以收到減少太陽光進入屋頂構造體內的 效果，達到隔熱效果（淺色屋頂的概念）。如果屋頂採用鋼板的建築也可以 採 用 白 色 烤 漆 的 鋼 板 或 是 塗 上 隔 熱 漆 也 可 以 達 到 不 錯 的 降 溫 效 果 （ 圖 5-4.5）。根據美國加州「勞倫斯柏克萊國家實驗室」提出的實驗數據指出，
每平方公尺屋頂如果漆上增加 40%反射率的白漆，相當於省下 100 kg 的二氧 化碳，要是全球都能跟進，相較於全球目前每年二氧化碳總排放量為 450 億 噸，光是屋頂刷白漆將可省下 240 億噸的排放量。雖然有人對於這數據表示 過於樂觀，但仍可看出屋頂刷白漆，具有不錯的隔熱與節能減碳效果，同時 對於減低「都市熱島（Heat Island）」效應也很有幫助，有助於都市降溫使 得夏天不再那麼炎熱。以位於魁北克的 Lassonde 展覽館屋頂為例，採用綠化 與白色碎石做為屋頂鋪面，除了植物的綠化隔熱效果良好外，碎石之間的空 隙充滿空氣形成良好的隔熱效果，同時白色也可以反射熱量避免大量的熱量 吸收（圖 5-4.6）。該建築應用了各種先進的節能設計概念，因此獲得 LEED 白金級（美國綠建築評估制度）的認證。
圖 5-4.5 屋頂建議採用白色烤漆的鋼板
圖 5-4.6 在屋頂鋪設白色小碎石可以減低屋頂的熱量吸收
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（4）隔熱磚
一般進行建築隔熱工程時，最常看到的隔熱磚是使用混凝土加上保麗龍 的 30*30 cm 隔熱磚，這種隔熱磚的熱傳導係數為 1.5 W/(m．K)，每塊厚度 約在 3 公分，是便宜隔熱效果也不錯的材料，但缺點是鋪設時需要黏著劑與 填縫材，施作上就需要技術工的輔助（圖 5-4.7～圖 5-4.9）。因為如此，近 年來以橡膠加上保麗龍的 50*50 cm 塑膠隔熱磚就慢慢成為新興商品，它具有 質輕、保護屋頂防水層及可自行使用美工刀切割 DIY 的特性，直接鋪設於屋 頂層即可，不需任何黏著劑與填縫材，隔熱效果甚至比五腳隔熱磚優良（圖 5-4.10、圖 5-4.11），甚至也可以在橡膠隔熱磚之上再刷上白漆，隔熱效果 加倍。
圖 5-4.7 一般隔熱磚的厚度約 3 公分（含底部厚度）
圖 5-4.8 隔熱磚底部採用高密度的 PS 版形成良好的隔熱效果
圖 5-4.9 屋頂鋪設隔熱磚後可達良好隔熱效果
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圖 5-4.10 橡膠隔熱磚
圖 5-4.11 橡膠隔熱磚直接鋪設於屋頂層即可，不需任何技術工
（5）屋頂花園或遮陽花架
屋頂隔熱除了制式的鋪隔熱磚或刷隔熱漆之外，如果想要增加活動空 間，或許就可以考慮以屋頂花園或花架的方式進行隔熱，如同前節提到屋頂 花園具有不錯的視覺效果，在隔熱上的成效也不容小覷，但是如過預算不足 以大費周章的設置屋頂花園，簡易的花架及休憩設施也是不錯的選擇，利用 花架的遮陰效果，一樣可以減少太陽輻射熱進入頂層空間（圖 5-4.12）。
圖 5-4.12 簡易花架的設置費用相較於屋頂花園節省隔熱效果也
不錯
（6）室內天花板空氣層
為了讓住宅室內空間更加美觀，進行室內裝修時，通常會在室內加設天
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花，影藏單調水泥樓板與梁，這種作法其實也類似雙層的屋頂構造，可以達 到隔熱的效果，在原有的屋頂構造與天花之間就是一個良好的通風換氣空氣 層，利用風力或浮力通風原理就可以散熱，唯獨須注意，外牆必須在適當位 置留設通風換氣孔，或加裝抽風扇才能使浮力通風原理的效益提高。
圖 5-4.13 位於頂樓的房間可以加裝天花板並裝設抽風扇降溫
（7）雙層屋頂
雙層屋頂的做法是在現有的平屋頂上方再搭建具有 50 cm 以上通風空氣 層的鋼板屋頂，此種作法可以將強烈的太陽輻射熱阻隔在外，並利用空氣通 風將蓄積的熱氣排除，這種作法與台灣目前普遍的鐵皮屋頂加蓋當作室內空
雙層屋頂的做法是在現有的平屋頂上方再搭建具有 50 cm 以上通風空氣 層的鋼板屋頂，此種作法可以將強烈的太陽輻射熱阻隔在外，並利用空氣通 風將蓄積的熱氣排除，這種作法與台灣目前普遍的鐵皮屋頂加蓋當作室內空