第三章 測試標準與方法
第一節 測試標準與設備
本研究計畫目前共收集 ASTM E 903、ASTM C 1549、ASTM E 408-71、ASTM C1371、ASTM E 1980、CNS15200-7-6、ASTM D6695-08、ISO 11341、CNS1183 等標準，並且將其量測原理與設備規格說明於報告書中，如下所述：
（一） ASTM E 903-96: Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres
（波長範圍 240~2600 nm）各波長間隔的材料光學性質，再利用前述所獲得之分
490 0.015794 850 0.048240 2450 0.001202 500 0.015801 900 0.040297 2500 0.000475 510 0.015973 950 0.021384
(資料來源：本研究整理)
至於依據 ASTM E 903-96 所需要的設備規格如下所述：
紫外光/可見光/近紅外光分光光譜儀儀器規格：
1. 量測波長範圍：240~2600 nm。雙光束，雙 monochromator 和雙 grating 設計。
2. 檢知器(Detector)：近紅外光線域 Pbs 須具備冷卻功能之裝置，紫外光和 可見光域則採用直徑 150mm 積分內附光電倍增管。
註 2：Pbs(檢知器)對溫度變化具有高敏感性，故維持 Pbs 溫度穩定對量測 之準確度具有一定之影響。因此 Pbs 須具備冷卻功能之裝置；積分球內 附光電倍增管具有累積功能，對量測者具有便利性。
3. 用試件測試切換檢知器時，光譜之不連續性落差不可高於 1.0%T，檢知 器具有可隨波長自動切換及手動校正功能。
註 3：日光透射率/反射率之測量波長範圍含蓋近紅外域至可見光域。
Detector 須由 Pbs 切換至 PMT，但兩檢知器對信號之接收感度試件測試 有差異，故於此切換點會造成光譜之不連續性落差，且此光譜落差會隨 光譜儀光學元件日益老化而更嚴重，故補正功能至為重要。
4. 試件室可測試件最大可達 150(W)×150(H)×100(D)mm 以上。
註 4：具有較大之彈性(樣品越大，邊界影響越小) 5. 狹縫寬度：
a. 紫外可見光區：可選擇系統自動控制及 10nm 以下之設定固定寬度，
可解析
0.3 nm。b. 近紅外光區：可選擇系統自動控制及 50 nm 以下之設定固定寬度。
a. 紫外可見光區：
0.2 nm b. 近紅外光區：
1.0 nmc. 光譜儀具備波長校正功能
註 6：光源量測之波長具有精確之控制能力。
7. 波長再現性：
a. 紫外可見光區：
0.1 nmb. 近紅外光區：
0.5 nm註 7：光源量測之波長具有穩定之控制能力。
8. 光源：
a. 紫外可見光區。
b. 可見光/近紅外光區(須附有備品一件)。
c. 光源波長可自動切換功能。
9. 測光種類：包括透射率( %T )、反射率( % R )和吸光率( Abs) 10. 測光值範圍：
a. 吸收係數：0 到 5.0 Abs。
b. 透射率/反射率：0 到 99.9。
c. 測光值正確性：
1 %以內。d. 測光值再現性：
0.5%以內。註 10：考量儀器之量測範圍及精準度要求。
11. 基線自動校正須 2Channels 以上，並同時做 0 %及 100%歸零。基線平 整\度(Baseline Flatness)＜
0.008 Abs。註 11：基線自動校正時使用，2 Channels 以上是考量儀器之量測之便利性要 求；基線平整度：＜
0.008 Abs 考量儀器之精準度要求。12. 基線穩定度：在 0.0005 Abs/hr 以內。
註 12：考量儀器之精準度要求。
13. 必須具備與試件面之法線成小於 15o之反射附件
（二）ASTM C1549-09: Standard Test Method for Determination of Solar
Reflectance Near Ambient Temperature Using a Portable Solar Reflectometer ASTM C1549-09 是規範以手提式太陽輻射反射率量測儀器量測不透光材料 平面的反射率。ASTM C1549-09 規定的量測太陽波長只有 4 個範圍，分別是代表 紫外光（380nm）、藍光（500nm）、紅光（650nm）以及近紅外光（1220nm）。
之 後 再 利 用 已 知 反 射 率 比 對 試 件 比 對 方 式 決 定 待 測 試 件 的 反 射 率 。 ASTM C1549-09 參考使用的儀器如下圖所示，共分為三大部分：量測探頭(measurement head)、傳輸線(connecting cable)以及輸出模組(readout module)。量測探頭為 2.5 公分直徑的圓形 sensor，待測試件的尺寸必須大於量測探頭的大小。量測探頭內 包含一個滷素鎢絲光源、4 個不同波長範圍的偵測器。ASTM C1549-09 規範以手 提式太陽輻射反射率量測儀器量測不透光材料平面的反射率之量測標準最大的 優點在於量測速度快、且準確性與 ASTM E 903-96 所規範的光譜儀之量測結果之 差異性不大。表 3-3 是 ASTM E 903-96 與 ASTM C1549-09 針對七種不同材料表 面所量測之反射率結果與差異性。
圖 3-1 手提式太陽輻射反射率量測儀器 (資料來源：Devices & Services Company )
表 3-3 ASTM C1549 與 E903 之反射率量測值差異性
（三）ASTM E 408-71: Standard test methods for total normal emmitance of surfaces using inspection-meter techniques
ASTM E 408-71 是說明材料表面熱輻射率之量測方法，ASTM E 408-71 是在
表 3-4 玻璃表面半球輻射率之修正係數(ISO 10292)
9. 附有基準反射物，其分光反射率至少為 0.98，且應有認證文件。
表 3-5 玻璃表面熱輻射率之分光反射率量測之規定波長
No. 波長 No. 波長
1 5.5 16 14.8
2 6.7 17 15.6
3 7.4 18 16.3
4 8.1 19 17.2
5 8.6 20 18.1
6 9.2 21 19.2
7 9.7 22 20.3
8 10.2 23 21.7
9 10.7 24 23.3
10 11.3 25 25.2
11 11.8 26 27.7
12 12.4 27 30.9
13 12.9 28 35.7
14 13.5 29 43.9
15 14.2 30 50.0
(資料來源：本研究整理)
（ 三 ） ASTM C 1371-04a: (2010) e1: Standard Test Method for Determination of Emittance of Materials Near Room Temperature Using Portable Emissometers
ASTM C1371-04a是規範以手提式輻射率量測儀器量測常溫條件下之不透光 材料平面的輻射率。ASTM C1371-04a所採用的方式是以熱輻射形式來量測材料 的輻射率。手提式輻射率量測儀器包含：差動式熱電堆輻射能量偵知器(differential thermopile radiant energy detector)、可控制加熱器、輸出模組、散熱模組(heat sink stage)以及參考標準試件。手提式輻射率量測儀器的示意圖如圖3-2、圖3-3所示：
圖3-2 手提式輻射率量測儀器裝置示意圖 (資料來源：ASTM C1371-04a)
圖 3-3 差動式熱電堆輻射能量偵知器量測示意圖 (資料來源：ASTM C1371-04a)
ASTM C1371-04a所採用之量測方法為比對量測法，其重點在於儀器之校準 上，當儀器校準完獲得高、低輻射標準試件的輸出電壓之後，方可量測出待測試 件的輸出電壓，最後透過公式計算求出待測試件的輻射率。儀器校準與量測的步 驟如下：
1. 將高輻射率與低輻射率之標準試件分別置放在散熱模組上。
2. 將偵知器放置在高輻射率標準試件上靜置90秒，量測出穩態輸出電壓值。
3. 將偵知器放置在低輻射率標準試件上靜置90秒，量測出穩態輸出電壓值。
4. 利用
V
low
low V
hi/
hi，確認量測出之低輻射率標準試件的輸出電壓與 計算電壓是否相同，否則重複步驟1-4之校準過程。5. 將低輻射率標準試件從散熱模組上移除，放置待測試件於散熱模組上。
6. 將偵知器放置在高輻射率標準試件上直到量測出穩態輸出電壓值
V
hi。 7. 將偵知器放置在待測試件上直到量測出穩態輸出電壓值Vspec。Index of Horizontal and Low-Sloped Opaque Surfaces
太陽反射指標(Solar Reflectance Index)是一個結合屋頂反射率與輻射率的一 個指標，用以判定屋頂降低熱島效應的程度。太陽反射指標定義0代表標準的黑 體表面（反射率= 0.05, 輻射率=0.90），100為標準的白色表面（反射率= 0.80, 輻
射率=0.90）。太陽反射指標的定義公式為