實驗計算原理

本 方 法 可 以 計 算 出 1 太陽光經由玻璃進入室內總熱能、 2 太陽光 經 由 玻 璃 熱 傳 導 進 入 室 內 之 熱 量 。

1. 太陽光經由玻璃進入室內總熱能

當 實 驗 達 到 穩 態 後，由 送 風 量

m &

_{、送 風 溫 度 s}

T

以 及 回 風 溫 度 e

T

之 量 測 值，代 入 公 式：

Q _t = & m c _p ( T _e − T _s )

即 可 求 得 太 陽 光 進 入 室 內 之 總 熱 能 。 式 中 Qt為 進 入 室 內 總 熱 量(W)，cp為 空 氣 之 比 熱 。 2. 太陽光經由玻璃熱傳導進入室內之熱量

若 待 測 試 件 之 熱 穿 透 係 數 U 值已知，則透過玻璃試件之室內、外 側 溫 度 量 測 值 （ in

T

_{、 out}

T

） 可 求 出 太 陽 光 藉 由 熱 傳 進 入 室 內 之 熱 量。

Q _c = UA ( T _out − T _in )

，其 中：Qc為 太 陽 光 藉 由 熱 傳 進 入 室 內 之 熱 量(W)、A 為玻璃試件面積(m²)。

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

第六節 實驗結果與討論

本 研 究 計 畫 針 對 單 層 玻 璃、膠 合 玻 璃 以 及 複 層 玻 璃 等 三 種 類 型 玻 璃 進 行 量 測。各 組 玻 璃 試 件 在 室 外 日 光 模 擬 光 源 照 射 兩 小 時 後，分 別 取 玻 璃 試 件 受 光 照 射 面（ 室 外 側 ）上 中 下 三 點，與 試 件 背 面（ 室 內 側 ） 對 應 三 點 之 溫 度 量 測 比 較，以 便 分 析 單 層、膠 合 與 複 層 玻 璃 試 件 其 構 成 之 厚 度 與 玻 璃 夾 層 之 填 充 物 對 於 玻 璃 熱 傳 率 之 關 係，並 從 中 比 較出 單 層 、 膠 合 與 複 層 玻 璃 隔 熱 性 能 的 優 劣 。

（一）單層玻璃

在 單 層 玻 璃 光 學 性 質 量 測 方 面 ， 試 件 尺 寸 均 為 長 60cm， 寬 60cm 的 玻 璃 試 件；厚 度 則 分 別 為 3mm 清 玻 璃、6mm 藍 色 玻 璃 與 8mm 茶 色 玻 璃 。

試件一：

3mm 單層清玻璃

圖

3-2 3mm 單層清玻璃試件

表 3-2 3mm 單層清玻璃溫度量測值

位 置 初 始 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 差 ℃

前 上 22.5 50.3

後 上 22.4 50.8 0.5

前 中 22.4 64.9

後 中 22 63.5 1.4

前 下 22 51.3

後 下 22 50.3 1

平 均 溫 度 差 ℃ 0.97 Q^c值 2.04

（ 資 料 來 源 本 研 究 室 整 理 ）

00:00:00 00:15:00 00:30:00 00:45:00 01:00:00 01:15:00 01:30:00 01:45:00 02:00:00 20

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

溫度℃

時間

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

表 3-2 為 各 量 測 點 之 初 始 與 終 止 溫 度 數 據 以 及 平 均 室 內 外 溫 度 差 ， 各 量 測 點 的 溫 度 分 布 情 形 如 圖 3-3 所 示 。 實 驗 結 果 顯 示 在 接 受模 擬 日 光 照 射 經 25 分 鐘 後 ， 溫 度 上 升 趨 緩 ， 並 呈 現 小 範 圍 不 穩 定 的溫 度 起 伏，之 後 玻 璃 表 面 溫 度 會 漸 趨 於 穩 定。各 量 測 點 的 起 始 溫 度 在 22.0

℃ ~22.5℃ 之 範 圍；經 二 小 時 的 模 擬 日 光 照 射 後，上 下 量 測 點 所 對 應 之 終 止 溫 度 皆 在 50.3℃ ~51.3℃ 之 間 ， 而 中 間 量 測 點 對 應 的 溫 度 分 別 為 64.9℃、63.54℃。此 實 驗 結 果 可 顯 示 3mm 單 層 清 玻 璃 其 室 內 外 對 應 點 之 溫 度 差 距 不 大 。 上 中 下 三 點 對 應 的 溫 度 差 分 別 為 0.5℃ 、 1.4℃ 、 1

℃ ， 平 均 溫 度 差 為 0.97℃ 。 若 由

Q

_c =

U

⋅

A

⋅Δ

T

可 得 知 ， 玻 璃 之 熱 傳 量 Q^c值 為 2.036W， 故 厚 度 為 3mm 清 玻 璃 之 隔 熱 效 果 差 。

試件二

6mm 單層藍色玻璃

圖

3-4 6mm 單層藍色玻璃試件

表

3-3 6mm 單層藍色玻璃溫度量測表

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

表 3-3 為 各 量 測 點 之 初 始 與 終 止 溫 度 數 據 以 及 平 均 室 內 外 溫 度 差，各 量 測 點 的 溫 度 分 布 情 形 如 圖 3-5 所 示。實 驗 結 果 顯 示 在 接 受 模 擬 日 光 照 射 經 25 分 鐘 後 溫 度 上 升 趨 緩 ， 經 過 一 小 時 後 即 趨 向 穩 定 。 各 量 測 點 的 起 始 溫 度 在 24.4℃ ~24.9℃ 之 範 圍 ； 經 二 小 時 的 模 擬 日 光 照 射 後 ， 上 下 量 測 點 所 對 應 之 終 止 溫 度 皆 在 50.3℃ ~52.7℃ 之 間 ， 而 中 間 量 測 點 對 應 的 溫 度 分 別 為 74.2℃、71.8℃。各 量 測 點 之 室 內 外 溫 度 差 分 別 為 0.9℃ 、 2.4℃ 、 1.5℃ ， 平 均 溫 度 差 為 1.6℃ ， Qc 值 為 3.30W。 此 結 果 顯 示 試 件 二 之 厚 度 增 加 ， 使 得 隔 熱 性 能 較 3mm 清 玻 璃 為 佳 。

試件三

8mm 單層茶色玻璃

圖 3-6 8mm 單層茶色玻璃試件

表 3-4 8mm 單層茶色玻璃溫度量測表

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

表 3-4 為各量測點之初始與終止溫度數據以及平均室內外溫度

差 ， 各 量 測 點 的 溫 度 分 布 情 形 如 圖 3-7 所示。實驗結果顯示在接受

模 擬 日 光 照 射 經 30 分鐘後，即趨向穩定。各量測點的起始溫度在

24.0℃~25.9℃之範圍；經二小時的模擬日光照射後，上下量測點所 對 應 之 終 止 溫 度 皆 在 50.3℃~52.7℃之間，而中間量測點對應的溫 度 分 別 為 75.7℃、73.7℃。上中下三點對應的溫度差分別為 1.4℃、

2℃、0.5℃，平均溫度差為 1.3℃。其室內外溫度差距因玻璃顏色 關 係 較 前 二 者 大，但 因 為 玻 璃 厚 度 增 加 而 使 得 U 值降低，故玻璃之 熱 傳 量 卻 比 試 件 二 低 ，Qc值 為 2.65W。

（二）膠合玻璃光學性質量測

在 膠 合 玻 璃 光 學 性 質 量 測 方 面 ， 本 研 究 計 畫 使 用 兩 種 不 同 厚 度 之 膠 合 玻 璃 試 件。其 厚 度 分 別 為 5mm+5mm 與 8mm+8mm 兩 種 膠 合 玻 璃 。 此 兩 種 玻 璃 除 了 厚 度 不 同 外 ， 室 外 側 的 玻 璃 顏 色 亦

不 同，厚 度 5mm 試件為清玻璃，而厚度 8mm 為藍色玻璃；另外，

兩 種 膠 合 玻 璃 中 間 之 膠 膜 也 不 相 同 。 其 實 驗 結 果 將 針 對 玻 璃 表 面 溫 度 、 室 內 外 溫 度 差 以 及 玻 璃 熱 傳 量 三 部 分 進 行 探 討 。

試件四

5mm+DLE-63+5mm 膠合玻璃

圖 3-8 5mm+DLE-63+5mm 膠合玻璃膠合玻璃試件 表 3-5 5mm+DLE-63+5mm 膠合玻璃溫度量測表

位 置 初 始 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 差 ℃

前 上 23.9 54.7

後 上 24.0 52.7

2

前 中 24.4 79.6

後 中 24.4 75.2

5.4

前 下 24.2 52.7

後 下 24.6 50.8

2.7

平 均 溫 度 差 ℃ 3.37 Q^c(W) 6.9

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

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試件五 8mm+SLE80+8mm 膠合玻璃

圖 3-10 8mm+SLE80+8mm 膠合玻璃試件

表 3-6 8mm+SLE80+8mm 膠合玻璃溫度量測表

位 置 初 始 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 差 ℃

前 上 25.5 60.1

後 上 25.9 58.1

2

前 中 25.9 84

後 中 25.9 77.6

6.4

前 下 25.4 61.5

後 下 25.6 58.1

3.4

平 均 溫 度 差 ℃ 3.93 Qc(W) 7.95

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

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（三）複層玻璃光學性質量測

在 複 層 玻 璃 光 學 性 質 量 測 ， 本 研 究 計 畫 使 用 兩 種 不 同 厚 度 及 構 造 之 複 層 玻 璃 試 件 。 試 件 六 為 一 般 5mm 清玻璃+12mm 空氣層+5mm 清 玻 璃 所 組 合 而 成 之 複 層 玻 璃 ， 總 厚 度 為 22mm ； 試 件 七 5mm+6A+HM75+6A+5mm 複層玻璃：同樣由兩片厚度為 5mm 之單 層 清 玻 璃，而 夾 層 中 間 部 分 使 用 一 層 隔 熱 膜，在 玻 璃 與 隔 熱 膜 之 間 填 充 乾 燥 惰 性 氣 體 ， 兩 邊 厚 度 各 6mm，總厚度亦為 22mm。其實驗結 果 將 針 對 玻 璃 表 面 溫 度、室 內 外 溫 度 差 以 及 玻 璃 熱 傳 量 三 部 分 進 行 探 討 。

試件六

5mm+12A+5mm 複層玻璃

圖 3-12 5mm+12A+5mm 複層玻璃試件

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

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表 3-7 為 各 量 測 點 之 初 始 與 終 止 溫 度 數 據 以 及 平 均 室 內 外 溫 度 差 ， 各 量 測 點 的 溫 度 分 布 情 形 如 圖 3-13 所示。實驗結果顯示玻璃表 面 各 量 測 點 在 接 受 模 擬 日 光 照 射 經 四 十 分 鐘 後，溫 度 趨 於 穩 定。各 量 測 點 的 起 始 溫 度 在 26.4℃~27.3℃之範圍；經二小時的模擬日光照射 後，試 件 所 有 室 外 量 測 點 的 溫 度，明 顯 高 於 試 件 室 內 所 對 應 量 測 點 之 溫 度 ， 其 中 間 對 應 之 兩 量 測 點 的 溫 度 差 高 達 21℃，而上下對應量測 點 的 溫 度 差 亦 有 9.2℃ 、14.7℃ 。 平 均 溫 度 差 為 14.97℃ ， Qc 值 為 14.6W 。 其 實 驗 結 果 顯 示 複 層 玻 璃 中 間 空 氣 層 雖 能 使 U 值 降 低

（U=2.71），但所複層玻璃的室內外溫度差比單層及膠合玻璃的室內

外 溫 度 差 ， 而 造 成 經 由 玻 璃 進 入 室 內 之 熱 傳 量 增 大 。

試件七 5mm+6A+HM75+6A+5mm 複層玻璃

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

表 3-8 5mm+6A+HM75+6A+5mm 複層玻璃溫度量測表

位 置 初 始 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 ℃ 終 止 溫 度 差 ℃

00:00:00 00:15:00 00:30:00 00:45:00 01:00:00 01:15:00 01:30:00 01:45:00 02:00:00 20

圖 3-15 5mm+6A+HM75+6A+5mm 複層玻璃溫度趨勢圖

(資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理 )

表 3-8 為 各 量 測 點 之 初 始 與 終 止 溫 度 數 據 以 及 平 均 室 內 外 溫 度 差 ， 各 量 測 點 的 溫 度 分 布 情 形 如 圖 3-15 所 示 。 實 驗 結 果 顯 示 玻 璃 表 面 各 量 測 點 在 接 受 模 擬 日 光 照 射 經 五 十 分 鐘 後 ， 溫 度 上 升 趨 於 穩 定 。 各 量 測 點 的 起 始 溫 度 在 24.4℃ ~25.4℃ 之 範 圍 ； 經 二 小 時 的 模 擬 日 光 照 射 後，試 件 所 有 室 外 量 測 點 的 溫 度，明 顯 高 於 試 件 室 內 所 對 應 量 測 點 之 溫 度，其 中 間 對 應 之 兩 量 測 點 的 溫 度 差 高 達 35.1℃，而 上 下 對 應 量 測 點 的 室 內 外 溫 度 差 亦 有 17.1℃、20.5℃。平 均 溫 度 差 為 24.23℃，

Q^c值 為 14.56W。由 實 驗 結 果 得 知，複 層 玻 璃 中 間 增 加 一 層 隔 熱 膜 確 實 可 吸 收 部 分 的 太 陽 熱 能 而 使 得 玻 璃 室 內 外 表 面 溫 度 差 較 一 般 複 層 玻 璃（ 試 件 六 ）為 高，但 其 U 值 卻 會 降 低 至 1.67W/m²-K，而 使 得 經 由 玻 璃 進 入 室 內 之 熱 傳 量 與 試 件 六 差 不 多 。

試件八：6mm 清玻璃+12mm 空氣+6mm 清玻璃之複層玻璃

0 10 20 30 40 50 60

20 30 40 50 60

70 室外側

室內側

T

t(min)

第三章 特殊建材光學性質量測實驗

室 外 側 室 內 側

起 始 溫 度 25.9℃ 25.9℃

穩 定 溫 度 70.3℃ 55.2℃

內 外 溫 差 15.1

(資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理 )

如 圖 3-16 所 示 內 玻 璃 外 側 起 始 溫 度 約 在 26℃，再 經 過 30 分 鐘 的 照 射 之 後 溫 度 上 升 的 幅 度 趨 於 緩 和，在 60 分 鐘 之 後 室 內 外 溫 度 都 趨 於 穩 定。而 由 表 3-9 可 知 室 內 外 之 溫 度 最 後 相 差 15.1℃ 之 多，由 此 可 中 空 複 層 玻 璃 具 有 相 當 之 隔 熱 效 果 。

試件九：6mm 清玻璃+12mm 水+6mm 清玻璃之複層玻璃

0 10 20 30 40 50 60

25 30 35 40 45

50

室外側

室內側

T

t(min)

圖 3-17 裝填水之複層玻璃室內外側溫度趨勢

(資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理 )

表 3-10 裝填水之複層玻璃室內外側溫差比較

室 外 側 室 內 側

起 始 溫 度 24.9℃ 24.9℃

結 束 溫 度 50.3℃ 43.1℃

內 外 溫 差 7.2℃

(資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理 )

如 圖 3-17 所 示 當 中 空 玻 璃 內 容 物 改 為 水 時 溫 度 趨 勢 圖 是 持 續 上 升，吾 人 推 斷 因 水 吸 熱 效 果 遠 大 於 空 氣，故 趨 勢 才 呈 現 持 續 上 升。而 由 表 3-10 可 知 同 樣 照 射 60 分 鐘 之 後，內 容 物 為 水 時 其 室 內 外 溫 度 較 內 容 物 為 空 氣 時 低 ， 外 側 溫 度 約 差 21℃ ， 內 側 約 差 12℃ ， 可 見 相 同 時 間 下 內 容 物 改 成 水 時 隔 熱 效 果 較 好 。 Q^c值 為 12.93W。

在文檔中 建築節能法令之玻璃建材參數適用性驗證 (頁 36-55)