2標準之修訂

冷屋頂最新的標準規範為ASHRAE 90.2-2007版本，其中對於冷屋頂的相關規 定大部分仍保持原樣，但其中在冷屋頂標籤方面已做修改，下修了原本天花板隔 熱之熱阻(1~3氣候區)，如表2-6所示。

表2-6 ASHRAE 90.2-2007之冷屋頂相關規範

（三）CALIFORNIA TITLE 24之冷屋頂標章

Pacific Gas& Electriccompany (太平洋煤氣和電力公司)於2000年表示，冷屋頂 可以有效的節約能源和降低尖峰電力需求(在加州)。在2001年1月，加州根據 ASHRAE90.1 & 90.2冷屋頂之規範制定了TITLE 24之規定，冷屋頂之標準為：全 新時，其太陽能反射率不低於0.7，熱輻射率不低於0.75。(其中有一個例外是，瓦 片式屋頂其太陽能反射率要求為0.4)

對於冷屋頂之性能要求，需具備太陽能吸收率0.45(太陽能反射率0.55)，非冷 屋頂之太陽能吸收率0.7(太陽能反射率0.3)，但這並非硬性的規定。

 低坡屋頂非住宅建築之規範(2005)

在2002年Berkeley Lab Heat Island Group開始訂定低坡屋頂非住宅建築在加 州之規範，使用的方法類似ASHRAE 90.1&90.2，研究步驟包括：探討冷屋頂之 物理性質、查閱冷屋頂節能之相關文獻、調查市面上有的冷屋頂產品、裝設冷屋 頂之補貼(如果有的話)、屋面材料的耐久性、冷屋頂對環境的影響，並每小時模 擬 冷 屋 頂 對 於 建 築 節 能 和 尖 峰 時 段 功 率 影 響 之 預 估 成 效 (Levinson 等 人 - 2005a) 。

低坡屋頂技術顯示，冷屋頂技術(太陽能反射產品或是塗料)皆適用於幾乎所

有類型的低坡屋頂，其中三個最主要的產品為：built-up roofing(組合屋面)、

modified bitumen(改良瀝青)和single-plymembrane(單層塗膜)。

冷屋頂之定義為：

1. 最初的熱輻射率ε不小於 0.75和初始太陽能反射率不低於 0.70 2. 最初的熱輻射率ε不小於 0.75和初始太陽能反射率不低於 0.70 + 0.34 ×(0.75 – εinitial)

第二條規定是用來確保太陽能反射率在ASTM E1980規定下，於中等風速時，

老舊(風化)&低熱輻射率的屋頂不會超過老舊(風化)&高熱輻射率的冷屋頂。

建築能耗模擬程式DOE2.1E模擬典型的低坡屋頂非住宅建築於加州的16個 不同的氣候地區，平均每年能節省 3.2kWh/m²冷空調耗能、天然氣平均每年赤字 5.6MJ/m²，年平均源節約能源30MJ/m²和平均減少尖峰功率需求2.1W/m²。總節 省等於初始減少投資於冷空調設備之值加上15年來能源所節約之淨值(NPV)隨時 間變化之預估值(TDV)，其數據範圍(圖2-3)從US$1.90/m²到US$8.30/m²(16個不同 區)。

冷屋頂之成本約在US$0.0/m² to US$2.2/m²之間，若假設成本皆為US$2.2/

m²則在2~16之氣候區，仍具有其經濟效益；而要是成本低於1.9/m²，則氣候區1 也將具有經濟效益。因此於2005年CALIFORNIA TITLE 24通過了所有低坡屋頂非 住宅建築所要求的冷屋頂規範，但是若低坡屋頂非住宅建築不符合這條新規定，

仍有機會達到其性能規範標準。

圖2-3低坡屋頂非住宅建築於加州氣候之模擬節能成效 (資料來源:Levinson et al./2005a)

 陡斜非住宅類建築屋頂、陡斜和低傾斜住宅類建築屋頂之相關建議規範要求 2005年開始，Berkeley Lab Heat Island Group開始研究所有建築使用冷屋頂之 相關優點(包括陡斜非住宅類建築屋頂、陡斜和低傾斜住宅類建築屋頂)，並於2008 年加入CALIFORNIA TITLE 24之規範中。其使用的方法類似2005年訂定低坡屋頂 非住宅建築規範所使用之步驟。在2008年的這些分析中，是利用MICROPAS建築 能耗模擬工具來模擬每小時典型的住宅和非住宅建築之能源使用概況。(Akbari 等人-2006，Wray等人-2006)

冷屋頂的節能規範還包括了一些自主的能源效率方案：美國環境保護署（EPA）

能源之星標籤、LEED綠色建築評估體系。

（四）International Energy Conservation Code(國際節能規範)

2003年國際節能規範（IECC）沒有明確地對冷屋頂規範標準，但在法條801.2 有規定商業大樓需遵從ASHRAE 90.1的標準，這等於變相的建立了冷屋頂標章。

2003年IECC直接或間接的提供冷屋頂標章給住宅類建築 (國際會議中心ICC，

2003)。

在2006年IECC保留了ASHRAE 90.1對於商業建築的規範，並確定提供冷屋頂 標章給通過性能檢測的住宅類建築，其規為太陽能吸收率0.75(太陽能反射率0.25)；

熱輻射率0.9。

美國各州所採用的IECC和/或ASHRAE標準(2007)，詳如圖2-4(商業建築)和圖 2-5(住宅建築)

圖2-4商業建築採用之冷屋頂標準規範 (資料來源:The Building Codes Assistance Project)

圖2-5住宅建築採用之冷屋頂標準規範 (資料來源:The Building Codes Assistance Project)

（五）US EPA Energy Star label(美國能源之星標章)：

為了符合能源之星標章，美國環保局目前要求低坡屋頂產品(低於2:12)初始和三 年以下的冷屋頂其太陽能反射率不能小於0.65和0.50；斜坡屋頂產品(高於2:12)初 始和三年以下的冷屋頂其太陽能反射率不能小於0.25和0.15。

對於能源之星標章有兩個規定不足的地方，第一是對於冷屋頂僅要求最低之太 陽能反射率而沒有規定熱輻射率之標準，即允許使用高太陽反射率，但低熱輻射 率(純金屬屋頂)。根據美國ASTM E1980，在中等風速條件下的研究結果顯示，使 用一年的金屬屋頂可降低屋頂表面溫度差(太陽能反射率0.5；熱輻射率0.15)約為 12℃（22° F）超過了使用一年的白色屋頂(太陽能反射0.5和熱輻射率0.8)。

第二，規定斜坡冷屋頂於使用三年後要維持太陽能反射率0.15，這僅排除了最熱 的屋頂材料(如：彩色玻纖瀝青瓦裡面的黑色類型)，但很多冷屋頂產品在使用後 一年可以維持太陽能反射率0.3。在這條件下，採用太陽能反射率0.15；熱輻射率

0.8之屋頂建材在一年後降低的屋頂表面溫度差約為10℃（18°F）超過了採用太陽 能反射0.3和熱輻射率0.8之屋頂建材所降低的屋頂表面溫度差。

（六）LEED Green Building Rating System(LEED綠色建築評估體系)：

LEED Green Building Rating System於其7.2節建立了一個冷屋頂規範，於 LEED 2.0 (2001)規定冷屋頂需具有以下兩者之一：

a. 屋頂需至少覆蓋75%的冷屋頂材料，且初始和三年內的太陽能反射率至少 要有0.65和0.50；熱輻射率為0.9

b. 屋頂需至少有50%的植被 LEED 2.1(2002) 規範如下：

1. 屋頂要至少覆蓋75%能源之星認證的產品，熱輻射率至少要0.90 2. 屋頂表面植被覆蓋面積至少要有50%

3. 屋頂要至少覆蓋75%面積(以上兩種材料混和)

比較版本2.0和2.1，降低了陡坡屋頂的初始太陽能反射率從0.65下降至0.25，

和最小使用年限之太陽能反射從0.50下降至0.15。但熱輻射率0.9之規定是不必要 (過高)，很多的高熱輻射率產品其熱輻射率範圍為0.8~0.95，但LEED這項規定排 除了許多良好的冷屋頂材料(像某些白色屋頂，熱輻射可能略低於0.9)，且在量測 材料之高輻射率時誤差會達到±0.05。較好的要求是如ASHRAE and Title 24規定最 低熱輻射率不能低於0.75，這樣可以涵蓋大部份的高熱輻射率材料，而大部分是 建議要有0.8(不硬性規定)。

LEED 2.2(2005)改善上述之缺點，使用SRI來取代太陽能反射、熱輻射率和能 源之星標準，其規定如下：

1. 屋頂要至少覆蓋75%產品，其規格達到SRI不能低於78(低坡屋頂)/29(斜坡

3. 混合使用植被和高SRI的材料，低坡屋頂需使用太陽能反射率0.65、熱 輻射率0.9的冷屋頂材料；陡坡屋頂需使用太陽能反射率0.28、熱輻射率0.9 的冷屋頂材料。

（七）台灣地區採用冷屋頂節能效果模擬評估：

楊冠雄等人的研究中採用 eQuest 內建的 10 層樓辦公建築，屋頂形式為平屋 頂。建築物每層樓地板面積為 12500ft²(方形)，模擬的氣候條件分別為台灣地區 的台北、台中、高雄等北中南三個城市。屋頂的 U 值設定為 1W/m²-K，排除採 光天窗的使用，改變的參數為屋頂外表面的反射率（0.1～0.9，間格 0.1）與輻射 率（0.1～0.9，間格 0.1）。

三個城市的模擬結果分別如圖 2-6~2-8 以及表 2-7~2-9 所示。由模擬結果可 知，屋頂的熱得會隨反射率的增加而降低；而屋頂熱得則是隨輻射率增加而減少。

模擬結果代表屋頂的反射率與輻射率對於降低屋頂熱得的趨勢是一致的。但是反 射率的增加對於屋頂熱得減少的效果較增加輻射率對於屋頂熱得減少的效果強。

舉例而言，在表 2-9 的高雄地區若屋頂輻射率由 0.8 增加至 0.9（反射率為 0.1），

屋頂熱得降低 14.766Mbtu；而屋頂反射率由 0.1 增加至 0.2（輻射率為 0.8）則屋 頂熱得降低 29.748 Mbtu，其效果大約為增加輻射率的 2 倍。

另外對於不同城市之影響，若以反射率為 0.1、輻射率為 0.1 之材料作為參 考基準，則三個城市採用冷屋頂材料之節能效果最高者分別為 76.923%（台北）、

84.16％（台中）與 78.83％（高雄），以台中之節能效果最佳、其次為高雄、台北。

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Cooling Load on Roof (MBtu)

emissivity=0.1

Cooling Load on Roof (MBtu)

emissivity=0.1

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Cooling Load on Roof (MBtu)

emissivity=0.1

0.1 33958.14 31653.36 29712.05 28036.1 26565.86 25260.18 24095.14 23048.68 22103.18 0.2 31244.62 29124.33 27338.06 25795.17 24437.33 23237.17 22167.67 21207.05 20339.56 0.3 28505.33 26572.1 24940.24 23527.83 22289.28 21199.53 20223.47 19351.02 18563.69 0.4 25740.12 23990.82 22515.45 21238.89 20122.9 19138.92 18263.99 17480.34 16775.82 0.5 22945.32 21383.22 20078.5 18925.15 17935.57 17063.28 16291.15 15601.67 14979.23 0.6 20109.46 18740.66 17584.51 16590.85 15729.52 14977.95 14309.27 13713.15 13178.72 0.7 17249.29 16061.14 15075.4 14240.47 13514.82 12881.58 12322.67 11826.16 11382.05 0.8 14322.87 13357.37 12553.4 11875.12 11294.45 10786.26 10339.19 9943.725 9591.463 0.9 11356.61 10612.25 10005.65 9498.898 9068.471 8696.529 8372.989 8089.372 7839.037 (資料來源：冷屋頂設計於我國氣候條件下之建築節能應用分析與驗證)