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淺談反照率

生活科學趣談

選對「油漆顏色」很重要!這招省電還能省荷包 – SETN發布於2017年8月29日

物體表面對於太陽輻射的 反照率 是取決於入射波的頻率,亦即照射到白色屋頂的太陽光除了可見光之外,還需要考量紅外線的部分。下圖是太陽輻射照度光譜,黃色部分是位於大氣層頂處,紅色部分則是位於海平面處,二者的差距即為陽光穿越大氣層時被氣體吸收掉的部分。曲線分布貼近於5250℃的黑體輻射光譜,而曲線下的面積即為每平方公尺所接收的太陽輻射總功率。由圖中可以看出,其實紅外部分的功率還蠻可觀的。

重點來了,雖然屋頂漆上白色油漆會具有較高的「可見光」反射率,那麼它在紅外線部分是否也是優良的反射體呢?來看一則以850nm波長的近紅外線LED照射時,物體所呈現的不同 反射率

從影片中可以得知,雖然畫面下方的廚房紙巾在可見光下是呈現白色,但是它對於850nm近紅外線的反射率,其實還沒有畫面右方那塊黑色襯墊來得高呢!由於850nm是鄰近可見光區400~700nm之外具有較強輻射熱功率的區段,這代表什麼意思呢?難道白紙比黑布更容易吸熱嗎?還是夏天其實是要穿黑衣才涼快?(笑)

當然不是,教科書不會寫錯,因為還要考量可見光被物體吸收後轉變成熱輻射的部分。也就是在太陽酷曬下,為何汽車若不開冷氣時,車內溫度會像烤箱一樣的溫室效應之機制。這個紅外線實驗只是想呈現一個事實→「在紅外線照射下,物體的反射率並不等同於以可見光照射時」

結論:白色油漆的品牌多樣,在購買之前若能先用具有紅外線功能的攝影機照一下來比較,那麼挑出同時在畫面中也能呈現較亮(反射率較高)的油漆,這才是最佳選擇方案!

評論2

  1. PH

    其實在評估對太陽光熱的反射率已有標準,只是台灣鮮有廠商提及。在評估油漆在日照下反射光熱的多寡是用TSR(Total solar reflectance)來判定。經由太陽光各波長之強度加權,可以公正的評定塗料的熱反射性質。好的白色熱反射漆,TSR可達95%以上,但是屋頂都塗白色其實太刺眼。我們(研究單位)目前做的反射型黑漆,TSR可達42%,可見光幾乎全吸收(黑色)但紅外光大部份反射。
    台灣目前幾乎沒有人重視TSR這個數字,其實TSR高,代表的是吸熱少。吸熱少,空調耗能也就少。要節能減碳其實由使用節能建材最快最顯注,不用多蓋電廠、重啟核電。

  2. 鄭永銘

    感謝提供珍貴的資訊!
    >目前做的反射型黑漆,TSR可達42%
    這麼高!冒昧請教一個問題(若不方便回覆也無妨),因為我發現材質表面若呈現網狀或粗顆粒狀,其在IR區的反射率反而較高,這有點顛覆我的直覺(越光滑的表面之反射率越高),不曉得貴單位開發出來的反射型黑漆是否也是霧面黑(消光黑)?

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