第二章 節能玻璃簡介
第三節 相關評估指標
本所已研訂完成「高性能節能玻璃綠建材評定基準」,制定遮蔽係數、
可見光穿透率以及可見光反射率等三項評估指標,以符合建築空調節能、建築照 明節能與光污染等要求,囿於部分業者對前述指標定義仍很模糊,本章節主要整 理相關評估指標資料,俾供參考:
一、日光輻射熱取得率(solar heat gain coefficient):
日光照射玻璃後一部分進入室內此稱日光穿透率,一部分反射留在室 外稱日光反射率,最後一部份則被玻璃吸收稱吸收率。玻璃的吸收又分兩 部分,一部分會在傳回室外,另一部分則傳入室內,稱為再輻射。故傳入 室內日光輻射熱,包括日光直接穿透之輻射能量及玻璃所吸收在傳入室內 之輻射能量,其所佔總日光輻射能量之比率為日光輻射熱取得率(SHGC),
如圖 2-3.1 所示。
日光輻 射能量
室外 室內
反射能量
吸收後再向 外輻射能量
吸收後再向 內輻射能量
直接穿透能量 吸收能量
+
SGHC
二、遮蔽係數(shading coefficient):
玻璃建材在建築物節能部份可區分為遮陽效能與保溫效能兩部份。所 謂遮陽性能係指玻璃建材阻擋太陽輻射進入室內之部分,其評估指標為遮 蔽係數,一般以 3mm 清色平板玻璃之遮蔽係數等於 0.87 為基準,遮蔽係數 越低代表玻璃建材阻擋外界熱能(包含太陽熱能)進入建築物之能量越少,
高性能節能玻璃綠建材之遮蔽係數評估基準為≦0.35。
三、總熱傳係數(thermal transmittance):
總熱傳係數為玻璃的保溫效能,一般稱作 U 值單位為 W/(m2.k),以單層 玻璃 U 值 6 W/(m2.k)為例,當室內外側溫差為 1℃時,即有 6W 熱對流能量 進入室內,如圖 2-3.2 所示。
另各國因氣候條件不同,量測條件亦有差異,分述如下:
(一)ISO 採用的量測條件(ISO 9050、10292)量測溫度為 10℃,室內外 側表面溫度差為 15℃,較適用在北美氣候條件。
(二)JIS 採用的量測條件(JIS 3106、3107)分為夏季條件(室外側:
30℃、室內側:25℃)與冬季條件(室外側:0℃ 、室內側:20℃)
2 種。
(三)CNS(CNS 12381)亦分為夏季和冬季條件兩種,並列出另一種利用 保護熱箱法測定玻璃 U 值 (加熱箱內空氣溫度:30℃、冷卻側空氣 溫度:10℃)
Area = 1 m2
T室外 = 26oC T室內 = 25oC U玻璃 = 6W/(m2K)
Q熱能 = 6W
第二章 節能玻璃簡介
圖 2-3.3 玻璃可見光透射(反射)率示意圖 (資料來源:本研究整理)
四、可見光穿透率(visible light transmittance):
可見光穿透率為太陽光之可見光部分照射至玻璃建材後直接穿透進入 室內之比例。可見光穿透率愈高代表太陽光轉為有效室內照明之效益愈 大。高性能節能玻璃綠建材之可見光穿透率評估基準為≧0.5。
五、可見光反射率(visible light reflectance):
可見光反射率為太陽光之可見光部分照射至玻璃建材後反射之比例。可 見光反射率越高代表玻璃建材造成環境光害之程度愈大。高性能節能玻璃 綠建材之可見光反射率評估基準為≦0.25。
六、照度(Illuminance):
單位勒克司(Lux,代號lx),物體或被照面上,被光源照射所呈現的 光亮程度,稱為照度。一般來說,要求事物看得越清楚,越需要有高的照 度。要使照度之質越好,則照度要求越高。雖然照度之強度是視覺之基本 條件,但並非意味著強度愈大,對視覺愈有利。強度增加視覺靈敏度也增 加,強度低靈敏度也低,但強度高到某種程度時,視力即停止增進,而低 於某一限度時,視力亦會呈緩慢減退。
我國國家標準總號12112即訂有照度標準,適用範圍包括辦公室、工廠、
學校、醫院等凡28種建築或場所,如表2-3.1所示,列出辦公建築物或場所 內部各空間的一般照明及作業區的局部照明。
日光 (D65)
室外 室內
反射ρV,O
(可見光反射率)
穿透D65.τV
(可見光穿透率)
玻璃
美國加州柏克萊大學勞倫斯實驗室根據北美14 個國家提出之基本 照度建議。如辦公室( Office )之桌面( Desk )照度為300~750 lux,如 圖2-3.4所示[2]。
CIES008-2001、ISO8995-2002,除了訂定照度標準外,亦將 UGR 眩 光指標、Ra 演色性納入,適用範圍包括辦公室等 31 種建築或場所,如表
第二章 節能玻璃簡介
圖 2-3.4 克萊大學勞倫斯實驗室提出之基本照度建議[2]
表2-3.2室內照明標準(ISO 8995-2002)
工作場所(辦公室) Em(lx) UGRL Ra
列印及影印區 300 19 80
書寫作業區 500 19 80
精密繪圖 750 16 80
CAD繪圖 500 19 80
會議室 500 19 80
服務台 300 22 80
檔案室 200 25 80
表2-3.2室內照明標準(ISO 8995-2002)
工作場所(一般住宅) Em(lx) UGRL Ra
入口大廳 100 22 60
交誼廳 200 22 80
迴廊 100 28 40
電梯內、樓梯 150 25 40
餐廳、福利社 200 22 80
盥洗室、廁所 200 25 80
休息室 100 22 80
病房 500 19 80
醫院診療室 500 16 90
設備室 200 25 60
總機室 500 19 80
儲藏室 100 25 60
控制室 150 22 60
七、輝度(Luminance):
用來評估光源或發光體的光亮程度,簡單來說,輝度是用來評估發光 體對眼睛的刺激程度。輝度係指光源體在某方向上,每單位投影面積所發 出的光度。單位為 cd/m2或nt。室內照度分佈,若只將視覺對象照得很 亮,而周圍環境空間全體很暗時,當眼睛四圍環視時易產生視覺疲勞,相 反的,如與注視對象相比,周圍環境過亮時,則難以集中精神工作,因此 必須保持整個空間的亮度合適。
由於輝度與室內表面裝修材反射率有關,因此本研究亦進行各種節能 玻璃室內反射率量測。
八、均齊度(Uniformity):
如果在工作上存在照度極不相同的表面,則眼睛從一個表面轉移到另
第二章 節能玻璃簡介
一個表面時要發生適應過程,在適應過程中,眼的視覺能力是要降低的。
適應需要一定的時間,如果經常交替適應,整個的視力工作就發生困難,
導致視覺的疲勞,因此良好的照明應要求照度分佈均勻,照度均齊度可用 工作面上的最低均齊度及平均均齊度來表示。一般全面照明平均均齊度建 議在0.5以上,ISO8995-2002建議如表2-3.4所示。
表2-3.4 均齊度建議值(ISO 8995)
工作面照度值(lux) 周圍照度值(lux)
≧750 500 500 300 300 200
≦200 與工作面照度值相同
九、眩光(Glare):
當光源與環境的配合不當時,往往會造成視覺範圍內的景物看不清 楚,而此種現象是因為視覺範圍內有比景物亮度還高的光源存在所造 成,此種強光則稱之為眩光。
表2-3.5 燈具最小遮蔽角度建議值(ISO 8995)
燈具輝度值(cd/m2) 最小遮蔽角度
1-20 10∘
20-50 15∘
50-500 20∘
≧500 30∘
1995年國際照委員會(CIE)發布UGR(Unifued Glare Rating)眩光評 量系統,UGR系統根據背景與燈具輝度呈現的比例共分七級,UGR越低表 示眩光越小,一般UGR高過28則視覺上相當不舒適,UGR為16時仍可認得
出眩光,10以下無法察覺。
表2-3.6 國際照委員會UGR建議值(ISO 8995)
等級 UGR值 十、演色性(Color Rendering):
物體色隨著不同照明條件而變化,物體在待測光源下的顏色同它在參
第二章 節能玻璃簡介
Ra=79~50,演色性一般;Ra<50,演色性較差。
十一、色溫(Color Temperature):
在照明應用領域常用色溫定量描述光源的色表,當一個光源的顏色與 黑體(完全輻射體)在某一溫度時發出的光色相同時,黑體的溫度就會稱為 該光源的色溫,單位為K。
黑體為既不反射也不透射,能把投射到它上面的輻射全部吸收的物 體。將黑體加熱到高溫時便產生輻射,黑體輻射的光譜功率分佈完全取決 於它的溫度,在 800 K 的溫度下,黑體輻射呈紅色,3000 K 呈黃白色,
5000 K 左右呈白色,在 8000 K 呈淡藍色。熱輻射光源如白熾燈,其光譜 功率分佈與黑體輻射非常接近,都是連續光譜。因此,色溫能恰當地表示 熱輻射光源的顏色。對於非熱輻射光源,如螢光燈、水銀燈,它們的光功 率分佈形成,與黑體輻射相差甚大。因此,用與某一溫度黑體輻射最接近 的顏色來近似確定這類光源的色溫,稱為相對色溫。一般而言,3,300 K 的色溫給人溫暖的感覺,適合用在家庭;5,000 K 以上的色溫給人清涼的 感覺,非常適合用在辦公室,讓上班的人都很有精神。
表 2-3.6 各種光源色溫度
光 源 色 溫 北方晴空 8000~8500 K
陰天 6500~7500 K 夏日正午陽光 5500 K
複金屬燈 4000~4600 K 下午陽光 4000 K 冷色螢光燈 4000~5000 K
水銀燈 3750~3450 K 暖色螢光燈 2500~3000 K
鹵素燈 3000 K
鎢絲燈 2700 K
高壓鈉燈 1950~2250 K
蠟燭 2000 K