1-1 研究動機與目的
都市化過程中，因為大量建築物與不透水鋪面取代自然地表，加上各種人 造熱源的排放，使得都市中心的溫度高於其周邊郊區，此一現象稱為都市熱島 效應(Urban Heat Island Effect)。由於都市中大量的人工鋪面與建築外殼皆由低 反照率材料所組成，這些材料於白天期間大量吸收太陽短波輻射，再透過長波 輻射、熱對流、熱傳導與蒸發散等方式，將熱能釋放回週遭環境中。因為材料 低反照率、高吸收率的熱物理性質，使得此ㄧ熱能釋放過程持續到夜晚仍在進 行，因此造成都市地區溫度不僅在白天比周圍郊區高，夜晚亦是如此。熱島效 應除直接造成都市熱環境惡化，降低都市之可居住性外，將大幅提高夏季空調 耗電，進而造成二氧化碳排放增加，助長全球暖化；且易導致都市天蓬層(Canopy Layer)內臭氧濃度增高以及熱致疾病(Heat-induced Illness)增加，造成醫療給付與 生病缺勤的增加，間接導致經濟上的損失。因此近年來歐、美、日各國已著手 進行改善都市熱島效應所衍生的環境、能源與健康問題。
台灣位居亞熱帶且都市化人口高達 80%，都市熱島影響之人口眾多，其衍 生之都市環境可居住性、能源耗用與國民健康問題不容忽視。如能在建築外殼 或地表鋪面使用高反照率材料，將可降低太陽輻射之吸收，使表面溫度降低，
進而降低周遭氣溫並縮短熱排放的時間，有助於舒緩熱島效應。為改善都市熱 島效應所開發之各種相關技術，統稱為「涼技術」(Cool Technologies)，主要有 三大類，即「涼地景」(Cool Landscape)、「涼植栽」(Cool Tree)與「涼表面」(Cool Surface)。「涼表面」技術用於人造舖面與建築外殼之改善，主要有「涼舖面(Cool Pavements)」、「涼屋頂(Cool Roofs)」與「涼顏色(Cool Colors)」三種技術。依材 料種類又可分類為：「涼水泥混凝土(Cool Cement Concrete)」、「涼瀝青混凝土 (Cool Asphalt Concrete)」、「涼塗料(Cool Coating)」以及「其他涼建材(Cool Materials)」等多種技術。本研究擬將廢玻璃資源化應用在水泥混凝土中，探討
其反照率性質，屬於「涼表面」技術之開發應用。
目前台灣每年產生的廢玻璃量約為 60 萬公噸，造成廢棄物處理極大壓力，
尤其影響焚化爐及掩埋場使用壽命，實有必要加速其資源化的速度。以廢玻璃 添加於水泥混凝土中，在國內外雖已有相當豐富之研究文獻可供參考，然其應 用仍有待推廣，主要因素為經濟誘因不足。本研究探討廢玻璃對提升水泥混凝 土反照率之影響，除可改善都市熱島效應外，同時亦有助於廢玻璃之加值利用。
然目前國內外對廢玻璃混凝土之研究均強調在其力學性質，尚未有針對提升反 照率此一主題進行研究之相關文獻發表，因此本論文「廢玻璃水泥混凝土涼表 面反照率性質之研究」不管就學術層面或科技研發應用層面，均為一值得探究 的課題。
1-2 研究範圍與架構
本論文主要分為兩項重點進行研究探討，一為探討現地小面積反照率量測 方法，另一為探討廢玻璃水泥混凝土之涼表面反照率性質。
本論文首先針對現地小面積反照率量測方法之精度誤差進行探討，希望可 找出精確可靠且適合台灣天候狀況之現地小面積量測方法。傳統上反照率的量 測大部分用於氣象或農業等用途，例如森林、裸露地、雪地或農地，這些區域 都屬大面積待測體，至少達到 10 m2以上，可採用 ASTM Standard E1918 之規 範進行量測。為研發高反照率材料，需要進行大量試體之製備與觀測，有必要 發展適合小面積試體之量測方法。本研究延伸美國勞倫斯‧利弗莫爾國家實驗 室新進發展之 E1918A 方法，應用日射計量測 100 cm2與 60 cm2正方形樣本，
並針對量測高度、偏離中心度、傾斜角度以及量測氣候條件等，進行反照率觀 測與推導計算，比較探討其誤差及準確度。
有鑑於近年來全世界大幅提倡節能減碳及回收再利用等相關政策，國內廢 玻璃回收量於近來有逐漸提高之趨勢，若能開發廢玻璃水泥混凝土，改善混凝 土之涼表面性質，則可達到廢棄物減量、降低資源消耗、提升廢玻璃之加值利
用與改善都市熱島效應等多重效益。故本研究將針對廢玻璃水泥混凝土之涼表 面性質進行實驗，以廢玻璃取代粗骨材，探討不同取代量、顏色與去稜角程度 對廢玻璃混凝土反照率之影響。
本論文從研究動機與目的之確認開始，第二章回顧與本研究相關之文獻，
包括：都市熱島效應成因與改善措施、反照率量測方法與玻璃混凝土相關發展 等，作為本論後續研發探討之基礎；第三章探討反照率量測方法及其誤差，以 開發適合台灣天候狀況之現地小面積反照率量測方法為目標；第四章探討廢玻 璃水泥混凝土之涼表面反照率性質，希望可將廢玻璃混凝土應用在熱島效應之 改善；最後綜合本研究成果提出結論與建議以及後續研究議題。本論文之研究 流程如圖 1.1 所示。
圖 1.1 研究流程圖