第四章 相關實驗與解析
第二節 非節能玻璃之光學與熱學性質探討
本研究搜集市售各種厚度、顏色之非節能玻璃、半（全）反射玻璃與 玻璃磚進行相關實驗量測，表 4-2.1～4-2.4 為本研究整理之相關數據，由 本實驗結果可歸納：
（1）單層玻璃 U 值約 5.6～5.9 W/(m2K)，與玻璃種類、厚度、顏色相關性 變化不大。
（2）單層非節能平板玻璃 SC 值約 0.6～1.0，半（全）反射玻璃約 0.45～
0.65、單層非節能平板玻璃可見光反射率約 6～9％，半（全）反射玻 璃約 16～40％。半（全）反射玻璃雖 SC 值較小，但反射率較一般平 板玻璃高約 4～5 倍，容易對外界產生眩光光害。
（3）日光照射清玻璃進入室內光線之色溫約 6500K、深藍色玻璃約 8000K、
棕色玻璃約 5200K、黃色玻璃約 4300K，自然採光之顏色會受玻璃顏 色影響，建議自然採光設計時應納入考量。
（4）12mm 壓花清玻璃（外）+56 AS+12mm 壓花玻璃（內）可見光穿透率約 66％，色溫約 6200K。
、
圖 4-2.1 半反射玻璃
第四章 節能玻璃實驗與解析
表 4-2.3 單層非節能平板玻璃之自然採光性質比較
試驗試件 演色性
Ra
色溫
K 色座標
15mm 清玻璃 96.72％ 6714 (0.3082，0.3320) 8mm 清玻璃 98.05％ 6642 (0.3098，0.3304) 10mm 綠色玻璃 86.31％ 7613 (0.2907，0.3392) 10mm 深藍色玻璃 91.40％ 8020 (0.2889，0.3236) 10mm 棕色玻璃 97.15％ 5273 (0.3382，0.3454) 10mm 藍色半反射玻璃 92.57％ 6165 (0.3173，0.3472) 6mm 黃色半反射玻璃 98.23％ 4375 (0.3669，0.3745)
(資料來源： 本研究整理)
表4-2.4 玻璃磚光學性質量測結果
試驗試件 可見光
穿透率
演色性 Ra
色溫 K
12mm 壓 花 清 玻 璃 （ 外 ） +56
AS+12mm壓花玻璃（內） 65.64％ 97.63％ 6233
標準燈光譜
標準燈穿透玻璃磚光譜
第四章 節能玻璃實驗與解析
第三節 綠建材標章之限制物質實驗調查
本章節利用 TCLP 溶出方法、ED-XRF 量測技術及顯微鏡觀察市售節能 是否含有綠建材標章一般通則限制物質，俾供參考。
一、TCLP 溶出試驗：
（一）主要實驗設備及試劑包括：
1.旋轉裝置（Agitation apparatus）:此裝置必須能以每分鐘 30 ±2 次 之旋轉頻率上下翻轉萃取容器。
2.pH 指示計。
3.萃取容器 4.萃取液
(1)萃取液 A：在 1 L 量瓶中，將 5.7 mL 冰醋酸加入 500 mL 試劑水中，
再加入 64.3 mL 1 N NaOH，稀釋至刻度。此溶液之 pH 為 4.93 ± 0.05，
(2)萃取液 B：在 1 L 量瓶中，將 5.7 mL 冰醋酸加入試劑水中，稀釋至 刻度。此溶液之 pH 為 2.88± 0.05，使用前檢查 pH 值。
5.天平、烘箱、燒杯等。
（二）操作步驟：
1.決定適當之萃取液：
將樣品顆粒減小至直徑小於 1 mm，秤取固體 5.0 g，置於 500 mL 燒杯或錐形瓶中，加入 96.5 mL 之試劑水，蓋以錶玻璃，以磁攪拌器 劇烈攪拌五分鐘，測量溶液之 pH 值並記錄之。若 pH < 5.0，則使用 萃取液 A；若 pH＞5.0，則加入 3.5 mL 1.0 N HCl，攪拌成均勻狀，
蓋以錶玻璃，加熱至 50 ℃並維持 10 分鐘，冷卻至室溫後，測量溶液
圖 4-3.1 pH 指示計照片
之 pH 並記錄之，若 pH < 5.0，使用萃取液 A，若 pH＞5.0，使用萃 取液 B。
本研究先將隔熱紙裁切至直徑小於 1 mm，置於 500 mL 燒杯或錐 形瓶中，加入 96.5 mL 之試劑水後 pH 值為 7.2，加入 3.5 mL 1.0 N HCl 攪拌後 pH 值為 3.4，故使用萃取液 A 進行試驗。
2.萃取程序：
(1)依下式計算萃取液之用量：
萃取液重量=20×固體含量百分比×樣品重量 本研究樣品重量約 5g，故取 A 萃取液 100ml 。
(2)於萃取容器中，緩慢加入已決定之萃取液，旋緊容器瓶蓋，置於旋轉 裝置，以每分鐘 30±2 之轉速旋轉 16～20 小時。
圖 4-3.2 隔熱紙照片
圖 4-3.3 決定萃取液種類照片
第四章 節能玻璃實驗與解析
3.過濾程序：
萃取完成後，將溶劑倒入零空間萃取容器（ZHE），並使用新的玻璃纖 維濾紙過濾(依固體含量測定步驟)，分離固相及液相，並收集濾液。
4.元素分析：
利用 ED-XRF 或 AA（原子吸收光譜儀）進行元素分析，本研究將過濾液 放入 ED-XRF 內，試驗結果小於儀器偵測極限（N.D.）。
圖 4-3.5 過濾過程照片
圖 4-3.6 試件放入 ED-XRF 分析室照片
二、石綿鑑定試驗：
本研究採用立體、偏光顯微鏡觀察玻璃是否含有綠建材標章限 制之石綿纖維，立體顯微鏡構造如圖 4-3.7 所示，包括數位擷取影 像系統等 5 部分，儀器設備及操作步驟分述如下：
（一）數位擷取影像系統：
含 SONY SSC DC-50A 1/2＂CCD 及影像補捉卡，促進同步擷取視 野影像，強化鑑定判定性能。
（二）目鏡：
兩個獨立，同一配合顯微鏡系統，可調整兩眼間距(最少 55-75mm 範圍)，具攝影轉接環具有可聚焦微米刻度，含屈光度調整鈕，
可單獨聚焦。
（三）焦距倍率調整鈕，可產生最大放大倍率 100×以上。。
（四）焦距鈕。
（五）白平板及樣品夾。
圖 4-3.7 立體顯微鏡照片
1
2
3 4
5
第四章 節能玻璃實驗與解析
1.將欲觀察之玻璃或隔熱紙至於白平板上。
2.打開燈源之開關。
3.觀察者經由雙眼觀察筒之目鏡處進行觀察。
4.利用對焦距鈕、焦距倍率調整鈕來達成樣品之影像對焦。
5.觀察完畢，需將樣本移除並將燈源關閉，本研究所搜集玻璃或隔熱紙 試件均未發現含有纖維物質，如圖 4-3.7 所示。
圖 4-3.8 立體顯微鏡觀察試件照片
第四節 節能玻璃實驗解析
本章節依據市售標稱節能玻璃構造，分別探討其節能效益（遮蔽係數、
總熱傳係數）、採光影響（演色性、色溫、色座標）及所含化學成分，並建 立相關數據資料庫，俾供參考。
一、三層 Low-E 節能玻璃：
本組實驗共分 4 種試件，其組合方式如表 4-4.1 及圖 4-4.1 所示，擬 探討中間膠膜及空氣層厚度參數對玻璃節能效益及採光影響，表 4-4.2
～4-4.6 為本研究整理之相關數據。
表 4-4.1 三層 Low-E 節能玻璃組合方式
試件名稱 組合方式（玻璃四周使用矽力康密封）
試件(A) 6mm 綠色玻璃+6AS+PET Low-E 膠膜+6AS+6mm 清玻璃 試件(B) 6mm 綠色玻璃+12AS+6mm 清玻璃
試件(C) 6mm 綠色玻璃+3AS+PET Low-E 膠膜+3AS+6mm 清玻璃 試件(D) 6mm 綠色玻璃+9AS+PET Low-E 膠膜+9AS+6mm 清玻璃
圖 4-4.1 三層 Low-E 節能玻璃組合示意圖 綠色室外側玻璃
室內側清玻璃 隔熱膜懸掛在複層玻璃之間
填充空氣
第四章 節能玻璃實驗與解析
本次實驗結果可歸納如下：
（1）膠膜含有銀、鋁、鈦、銅等金屬。
（2）中間膠膜可吸收日光中紫外線，穿透率由 19％下降至 1％以下。
（3）中間膠膜可降低玻璃總熱傳係數及 SC 值，U 值由 2.8 W/(m2K)下降至 1.8 W/(m2K)，SC 值由 0.54 下降至 0.35。
（4）中間膠膜阻礙部分可見光進入室內，穿透率由 66％下降至 52％。
（5）中間膠膜提高玻璃可見光（外）反射率由 12％增大 16％，外界眩光 影響變大。
（6）空氣層厚度不會影響玻璃光學性質，但影響保溫性能。
表 4-4.2 PET Low-E 膠膜主要元素成分（XRF 定性半定量分析）
所含主要元素成分 濃度 K2O 56.15 %
S 21.06 % SiO2 4.5 % Al2O3 4.08 % In 4.05 % MgO 2.66 % MnO 1.7 % Cl 1.62 % Ag 1.47 % TiO2 0.49 % Cu 0.42 % 總和 98.20 %
試件(A)：6mm 綠色玻璃+6AS+PET Low-E 膠膜+6AS+6mm 清玻璃 試件(B)：6mm 綠色玻璃+12AS+6mm 清玻璃
表 4-4.3 膠膜對整體玻璃節能效益及採光影響對照表
試驗項目 測試結果(A) 測試結果(B)
1.可見光穿透率（380～780nm） 52.27 ％ 66.37 ％ 2.可見光外反射率（380～780nm） 15.87 ％ 11.92 ％ 3.日光穿透率（300～2500nm） 20.84 ％ 36.53 ％ 4.日光反射率（300～2500nm） 11.55 ％ 7.63 ％ 5.日光輻射熱取得率 SHGC（夏季） 0.304 0.469 6.日光輻射熱取得率 SHGC（冬季） 0.293 0.454 7.遮蔽係數 SC（夏季） 0.349 0.539 8.遮蔽係數 SC（冬季） 0.337 0.522 9.紫外線穿透率（300～380nm） 小於 1 ％ 19.47 ％ 10.Skin damage factor 小於 1 ％ 4.78 ％ 11.日光（D65）穿透之演色性 Ra 89.16 ％ 90.95 ％ 12.日光（D65）穿透之色溫 7093K 7079K 13.日光（D65）穿透之色度 (0.2995，0.3411) (0.3002，0.3378) 14.可見光內反射率（380～780nm） 19.12 ％ 14.24 ％ 15.總熱傳係數 U（夏季） 1.837 W/(m2K) 2.801 W/(m2K) 16.總熱傳係數 U（冬季） 1.808 W/(m2K) 2.736 W/(m2K)
第四章 節能玻璃實驗與解析
表 4-4.5 試件(B)日光穿透率光譜分佈
波長（nm） 穿透率(％) 波長（nm） 穿透率(％) 波長（nm） 穿透率(％) 300 0.00 530 70.52 1050 10.65 305 0.00 540 69.93 1100 10.62 310 0.00 550 69.01 1150 10.86 315 0.00 560 67.94 1200 11.34 320 0.00 570 66.60 1250 12.23 325 0.00 580 64.99 1300 13.59 330 0.00 590 63.11 1350 15.39 335 0.09 600 61.18 1400 17.84 340 0.81 610 59.06 1450 20.89 345 3.63 620 56.80 1500 24.20 350 9.74 630 54.42 1550 27.33 355 18.61 640 52.12 1600 29.91 360 28.24 650 49.83 1650 31.65 365 36.38 660 47.56 1700 32.57 370 40.30 670 45.22 1750 32.87 375 37.73 680 42.79 1800 32.77 380 36.23 690 40.42 1850 32.69 390 50.23 700 38.15 1900 32.79 400 60.11 710 35.94 1950 33.19 410 61.00 720 33.85 2000 33.55 420 60.70 730 31.81 2050 34.46 430 61.28 740 29.86 2100 35.22 440 61.45 750 28.01 2150 35.86 450 64.09 760 26.29 2200 34.88 460 67.17 770 24.72 2250 35.70 470 68.95 780 23.21 2300 37.34 480 69.80 800 20.68 2350 38.17 490 70.35 850 16.09 2400 38.40 500 70.84 900 13.36 2450 37.62 510 71.12 950 11.83 2500 36.90 520 71.00 1000 11.00
第四章 節能玻璃實驗與解析
試件(C)：6mm 綠色玻璃+3AS+PET Low-E 膠膜+3AS+6mm 清玻璃 試件(D)：6mm 綠色玻璃+9AS+PET Low-E 膠膜+9AS+6mm 清玻璃
表 4-4.6 空氣層厚度對玻璃節能效益及採光影響
試驗項目 測試結果(C) 測試結果(D)
1.可見光穿透率（380～780nm） 52.27 ％ 52.27 ％ 2.可見光外反射率（380～780nm） 15.87 ％ 15.87 ％ 3.日光穿透率（300～2500nm） 20.84 ％ 20.84 ％ 4.日光反射率（300～2500nm） 11.55 ％ 11.55 ％ 5.日光輻射熱取得率 SHGC（夏季） 0.332 0.290 6.日光輻射熱取得率 SHGC（冬季） 0.315 0.281 7.遮蔽係數 SC（夏季） 0.381 0.333 8.遮蔽係數 SC（冬季） 0.362 0.323 9.紫外線穿透率（300～380nm） 小於 1 ％ 小於 1 ％ 10.Skin damage factor 小於 1 ％ 小於 1 ％ 11.日光（D65）穿透之演色性 Ra 89.16 ％ 89.16 ％ 12.日光（D65）穿透之色溫 7093K 7093K 13.日光（D65）穿透之色度 (0.2995，0.3411) (0.2995，0.3411) 14.可見光內反射率（380～780nm） 19.12 ％ 19.12 ％ 15.總熱傳係數 U（夏季） 2.614 W/(m2K) 1.472 W/(m2K) 16.總熱傳係數 U（冬季） 2.558 W/(m2K) 1.454 W/(m2K)
二、複層 Low-E 節能玻璃：
本組實驗共分 2 種試件，其組合方式如表 4-4.7 及圖 4-4.2 所示，擬 探討 Low-E Coating 對玻璃節能效益及採光影響，表 4-4.8～4-4.11 為本研究整理之相關數據。
表 4-4.7 複層 Low-E 節能玻璃組合方式
試件名稱 組合方式（玻璃四周使用矽力康密封）
試件(E) 6mm 綠色玻璃+Low-E Coating+12AS+6mm 清玻璃 試件(F) 6mm 綠色玻璃+12AS+6mm 清玻璃
本次實驗結果可歸納：
（1）Low-E Coating 含有銀、鋁、鐵、錫等金屬物質。
（2）Low-E Coating 可吸收日光中紫外線，穿透率由 20％下降至 11％，但 吸收效果似乎較膠膜差。
（3）Low-E Coating 可降低玻璃總熱傳係數及 SC 值，U 值由 2.8 W/(m2K) 下降至 1.7 W/(m2K)，SC 值由 0.54 下降至 0.35。
（4）Low-E Coating 阻礙部分可見光進入室內，穿透率由 66％下降至 52
％。
（5）Low-E Coating 使玻璃可見光（外）反射率由 12％提高至 19％。
圖 4-4.2 複層 Low-E 玻璃組合示意圖
室外側綠玻璃 室內側清玻璃
LOW-E Coating
填充空氣
第四章 節能玻璃實驗與解析
表 4-4.8 室外側綠玻璃（含鍍膜面）主要元素成分（XRF 定性半定量分析）
所含主要元素成分 濃度
SiO2 81.64 %
Na2O 6.92 %
CaO 6.31 %
MgO 2.68 %
Al2O3 1.49 %
Fe2O3 0.39 %
K2O 0.24 %
TiO2 1415 ppm
Ag 53 ppm
Sn 142 ppm
總和 99.67 %
圖 4-4.3 複層 Low-E 玻璃塗覆層照片
試件(E)：6mm 綠色玻璃+Low-E Coating+12AS+6mm 清玻璃 試件(F)：6mm 綠色玻璃+12AS+6mm 清玻璃
表 4-4.9 Low-E Coating 對玻璃節能效益及採光影響
試驗項目 測試結果(E) 測試結果(F)
1.可見光穿透率（380～780nm） 51.82 ％ 66.14 ％ 2.可見光外反射率（380～780nm） 19.24 ％ 11.76 ％ 3.日光穿透率（300～2500nm） 22.60 ％ 35.96 ％ 4.日光反射率（300～2500nm） 12.09 ％ 7.55 ％ 5.日光輻射熱取得率 SHGC（夏季） 0.302 0.470 6.日光輻射熱取得率 SHGC（冬季） 0.292 0.455 7.遮蔽係數 SC（夏季） 0.347 0.540 8.遮蔽係數 SC（冬季） 0.336 0.523 9.紫外線穿透率（300～380nm） 11.398 ％ 19.69 ％ 10.Skin damage factor 2.874 ％ 4.82 ％ 11.日光（D65）穿透之演色性 Ra 89.35 ％ 90.78 ％ 12.日光（D65）穿透之色溫 6740K 7149K 13.日光（D65）穿透之色度 (0.3053，0.3466) (0.2993，0.3373) 14.可見光內反射率（380～780nm） 21.07 ％ 13.83 ％ 15.總熱傳係數 U（夏季） 1.716 W/(m2K) 2.816 W/(m2K) 16.總熱傳係數 U（冬季） 1.691 W/(m2K) 2.751 W/(m2K)
第四章 節能玻璃實驗與解析
表 4-4.11 試件(F)日光穿透率光譜分佈
波長（nm） 穿透率(％) 波長（nm） 穿透率(％) 波長（nm） 穿透率(％) 300 0.00 530 70.47 1050 9.95 305 0.00 540 69.77 1100 9.91 310 0.00 550 68.86 1150 10.12 315 0.00 560 67.70 1200 10.62 320 0.00 570 66.35 1250 11.46 325 0.00 580 64.59 1300 12.76 330 0.00 590 62.73 1350 14.57 335 0.09 600 60.71 1400 16.94 340 0.83 610 58.58 1450 19.91 345 3.73 620 56.24 1500 23.19 350 9.99 630 53.80 1550 26.32 355 19.07 640 51.47 1600 28.91 360 28.77 650 49.15 1650 30.66 365 36.95 660 46.80 1700 31.59 370 40.76 670 44.43 1750 31.89 375 37.83 680 42.03 1800 31.80 380 36.11 690 39.61 1850 31.78 390 50.34 700 37.30 1900 31.90 400 60.46 710 35.08 1950 32.31 410 61.27 720 32.95 2000 32.59 420 60.89 730 30.94 2050 33.50 430 61.39 740 28.91 2100 34.28 440 61.53 750 27.07 2150 34.99 450 64.20 760 25.41 2200 34.03 460 67.34 770 23.81 2250 34.81 470 69.10 780 22.31 2300 36.45 480 69.92 800 19.76 2350 37.37 490 70.39 850 15.27 2400 37.62 500 70.83 900 12.71 2450 36.84 510 71.13 950 11.14 2500 36.25 520 70.99 1000 10.31
第四章 節能玻璃實驗與解析
三、單層 Low-E 節能玻璃：
本組實驗共分 3 種試件，如表 4-4.12 所示，擬探討市售隔熱紙廠商數 據正確性、調光玻璃之通電變化、膠合玻璃等單層節能效益及採光資料，
表 4-4.13～4-4.18 為本研究整理之相關數據。
表 4-4.12 單層 Low-E 節能玻璃試件
試件名稱 組合方式 備註
試件(G) 6mm 清玻璃+ G 隔熱紙 驗證廠商公告數據 試件(H)
6mm 綠玻璃+0.76mmPVB 膠合膜
+6mm 玻璃 膠合玻璃
試件(I) 3mm 清玻璃+調光薄膜 調光玻璃 本次實驗結果可歸納如下：
（1）由試件(G)可得知本中心實驗結果與廠商公告數據差異不大，但目前 廠商大部分都沒有公告日光穿透之演色性、色溫、色度等採光效果數 據供消費者參考，該部分建議廠商可補強。
（2）試件(H)膠合玻璃之膠膜可吸收日光中紫外線，穿透率下降至 1％以下。
（2）試件(H)膠合玻璃之膠膜可吸收日光中紫外線，穿透率下降至 1％以下。