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鋼板屋頂防水隔熱節能技術與案例介紹

陳明焜 昭志工業股份有限公司 董事長

卓憲騰 財團法人台灣產業服務基金會 工程師

一、前 言

目前國內廠房約有 75%的屋頂使用鋼板搭建，雖然鋼板有建設速度快、價

格便宜等優點，但也有以下 3 個缺點：1.鋼板的熱傳導速度很快，對於太陽輻

射熱的阻擋效果不佳，易使屋內悶熱難耐，為降低室內溫度必須使用冷氣或空

調，將造成了龐大的用電支出及能源使用；2.當下大雨時，雨水直接打在鋼板

上，室內產生很大的噪音，將影響正常工作及起居；3.台灣為海島型氣候，空

氣潮濕且所含鹽分較高，鋼板容易腐蝕生鏽，尤其於施工時需要裁剪、鑽孔及

鎖螺絲，造成防鏽層的破壞而易腐蝕生鏽產生漏水問題。以下介紹利用一種橡

膠複合材料覆蓋於鋼材屋頂表面，可有效降低室內溫度，減少空調使用電費，

並避免下大雨時產生噪音及修補生鏽腐蝕漏水問題，以提供於業界參考。

二、技術介紹

2.1 熱傳原理與隔熱技術

熱能主要利用傳導、對流及輻射方式進行傳送。熱傳導是熱能從高溫向低

溫部分轉移的過程，是一個分子向另一個分子傳遞振動能的結果。各種材料的

熱傳導性能不同，傳導性能好的，如金屬，還包括了自由電子的移動，所以傳

熱速度快，可以做熱交換器材料；傳導性能不好的，如石棉、泡棉，可以做熱

絕緣材料。熱對流，通常發生在流體內或流體和容器之間有溫度差時，因為溫

度的差異使得流體之間密度不同，產生流體流動而導致熱能的傳送。熱輻射，

是一種物體用電磁輻射的形式把熱能向外散發的熱傳方式，它不依賴任何介質

而進行，太陽輻射熱即為此方式傳遞。

鋼板屋夏季悶熱主要原因為太陽輻射熱傳入鋼板屋無法散出，導致熱量在

內部累積，目前降低太陽輻射熱傳導進入鋼板屋，解決屋內悶熱問題時，一般

將鋼板下方利用熱傳導係數較低之材質，如 PU 發泡材、鋪置隔熱棉在兩片鋼

板中間、使用雙層玻璃或窗雙層外牆，以空氣為中間夾層做隔熱 /斷熱之用，另

 

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也有屋頂上鋪設黑網阻擋陽光直接照射、屋頂灑水降溫或增設排風扇增加室內

空氣對流等方式降低鋼板屋室內溫度。

市面上較新之斷熱技術，為廠房屋頂或外牆隔熱時會利用含陶瓷微粒之斷

熱塗料於表面塗佈，能有效降低外部熱量的進入，反射 95%的太陽輻射熱，可

達到節能減碳之目的，而當廠房老舊鐵皮生鏽情形嚴重時，必須使用矽橡膠或

全面更換鋼板後才能進行斷熱塗料之塗佈。以上技術雖可降低鋼板屋之室內溫

度，但卻無法達到防漏水及降低噪音之功效。

2.2 固黏氈斷熱技術介紹

固黏氈為新發展的鋼板屋頂斷熱技術，是利用一種複合材料，內層是以平

面橡膠搭配毛氈式的材質，外層再塗佈中空陶瓷隔熱漆，將此材質黏覆於鋼板

屋頂表面，利用與屋頂凹面形成的中空區及橡膠毛氈材質產生的低熱傳係數結

構，有效阻擋鋼板屋頂輻射熱傳導進入屋內，且橡膠表面再搭配中空陶瓷隔熱

漆，將可有效反射及阻斷太陽輻射熱進入廠房，技術原理說明如圖 1 所示。

固黏氈使用特殊黏著技術，對於老舊生鏽的鋼板不需處理便可直接於鋼板

表面進行黏接，且施工時不必鎖螺絲，此複合材料使用乙烯丙烯橡膠 (ethylene

propylene diene monomer rubber, EPDM)，由乙烯及丙烯共聚合而成主鏈不合雙

鏈，因此耐熱性，耐老化性，耐臭氧性，安定性均非常優秀，因此安裝後可長

期解決屋頂生鏽漏水之情形。此外固黏氈利用橡膠的緩衝特性，當下大雨時，

雨水不會直接打在鋼板上產生巨大噪音，故此技術可一次解決鋼板屋頂產生悶

熱、生鏽漏水及噪音之問題。

　

圖 1 以空氣為中間夾層做隔熱 /斷熱用之案例

（資料來源：參考文獻 2）

 

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三、改善成果介紹

3.1 室內溫度改善介紹

此改善案例為工研院 67 館周圍 3 塊不同區域及面積之鋼板屋頂使用固黏

氈改善成果，改善建物平面圖如圖 2 所示，其改善前後照片如圖 3 所示。改善

前後於相近之室外溫度 (41.5、41.9℃ )下進行量測，改善前室外屋頂鋼板表面金

屬溫度為 59.4℃，鋪設固黏氈後屋頂鋼板溫度為降為 41.7℃，改善前後相差約

17.6℃，顯示屋頂反射大部分之太陽輻射熱，屋頂表面溫度與室外空氣溫度相

同，熱累積情形低，量測示意圖如圖 4 所示。於量測室內屋頂鋼板溫度，改善

前為 41.9℃，改善後為 33.5℃，相差約 8.4℃；天花板上方空氣溫度，改善前

為 36.1℃，改善後為 29℃，相差約 7.1℃；室內空調區 (天花板以下區域 ) ，改

善前原空調系統全開時冷氣房最低溫度僅為 28.5~27.5℃，改善後冷氣房最低溫

度可達到 24~24.5℃，施工後冷氣房冷氣房可降低 3.0~4.5℃，如圖 6 所示。由

以上改善成果可證實固黏氈鋪設於鋼板屋頂可有效阻斷太陽輻射熱進入室

內，降低建物內部溫度，以減少室內空調負荷達到節能減碳之目的。

圖 2 67 館屋頂施工區域平面圖

S U S 3 0 4 T F E 7 6 2∮

50000

S U S 3 0 4 1 . 5 t1 2 0 0 W * 1 2 0 0 D * 3 0 0 H防 雨 罩

S U S 3 0 4 9 1 4∮

15600

762∮

A D 3 1 "

A D 1 6 "

S U S 3 0 4 1 . 5 t

防 雨 罩12 0 0 W * 1 2 0 0 D * 3 0 0 H

S U S 3 0 4 6 1 0∮ ( S O L )

A D 2 6 "

S U S 3 0 4 7 1 0∮ ( G E N )A D 2 4 "

箱

風

集塵

A D 2 4 "

1200∮

A D 2 3 "

集

810∮

A D 2 3 "

A D 2 4 "

A D 2 4 "

A D 2 4 "

6 7館 屋 頂 平 面 圖

施工改善區域

 

4

改善前 改善後

改善前 改善後

改善前 改善後

圖 3 鋼板屋頂改善前後示意圖

 

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改善前溫度 改善後溫度

圖 4 鋼板屋頂改善前後室外溫度及表面溫度量測示意圖

改善前天花板上方溫度 改善後天花板上方溫度

圖 5 鋼板屋頂改善前後室內表面溫度室及室內溫度量測示意圖

改善前天花板下方空調區溫度 改善後天花板下方空調區溫度

圖 6 　鋼板屋頂改善前後室內空調區溫度量測示意圖

鐵皮溫度

室外溫度

鐵皮溫度 室外溫度

室內屋頂鋼板溫度 室內溫度 室內屋頂鋼板溫度 室內溫度

 

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3.2 噪音改善介紹

固黏氈對於降低噪音也有一定的幫助，本實驗測試在相近的環境噪音下

（55.4、55.2 分貝），將水置於距離屋頂 1 公尺的位置上自由落體於屋頂表面，

利用分貝計量測其產生之噪音，並比較改善前後產生噪音之差異，

改善前潑水測試音量為 78.1 分貝，比背景噪音增加 22.7 分貝，改善後潑水測

試音量為 66.0 分貝，比背景噪音增加 10.8 分貝，比較改善前後約可降低 11.9

分貝之噪音。由以上實驗證實鋼板屋頂於黏覆固黏氈後可避免雨滴直接落在鋼

板上，降低豪雨落下時所產生之噪音。

四、結果與討論

彙整以上改善前後溫度量測數據如表 1 所示，於相近之室外溫度下進行量

測，改善後室外鋼板屋頂溫度為 41.7℃，較改善前降低 17.6℃，且與室外空氣

溫度相近，表示大部分之太陽輻射熱被反射回大氣中，無累積在鋼板上，減少

大部分熱能進入廠房。此外，由傅立葉熱傳定律（Fourier’s law）可知單位面積

熱通量會與溫度差成正比，經由表 1 可發現改善前鋼板屋頂戶外及室內溫度差

可達 17.4℃，而改善後溫度差降為 8.2℃，兩者相差 9.2℃，鋼板屋頂內外側溫

度差降低可減少單位面積因熱傳導所造成之熱量通量；而室內鋼板屋頂與室內

溫度差於改善前為 5.8℃，改善後為 4.5℃，改善前後降低約 1.8℃，可知由熱

對流造成的熱通量也因此減少。由以上結果可知，利用固黏氈黏覆於屋頂表面

可有效降低外界進入廠房內部之熱量，現場實測空調區域溫度，可降低約 3℃

之空調負荷。

表 1 改善前後量測溫度彙整表

項目

戶外溫度

(℃) 室外屋頂 鋼板溫度

(℃)

室內屋頂 鋼板溫度

(℃)

室內

溫度

(℃)

室內及室

外鋼板溫

度差 (℃)

室內屋頂

鋼板與室

內溫度差 (℃)

冷氣房溫

度 (℃)

改善前 41.5 59.3 41.9 36.1 17.4 5.8 27.5 改善後 41.9 41.7 33.5 29 8.2 4.5 24.5

差值 0.4 17.6 8.4 7.1 9.2 1.3 3.0

 

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五、結 論

依據台電統計資料顯示有 30%~40%之冷卻負荷來自鋼板屋頂或外牆進入

的熱量造成，而國內工廠大部分使用鐵鋼板屋頂或外牆，如果未做好適當的隔

熱 /遮熱，每至夏季時需使用巨額空調用電或大量屋頂灑水才能將室內空氣溫、

溼度維持在舒適範圍內。尤其是夏季尖峰用電量高，常造成發電系統跳機，有

時甚至需以分區斷電或限電的措施來因應，造成業界之損失。是否除了專注提

升產品良率及品質外，更應仔細思考如何減少生產製造時的用電，以避免過量

的用電需求，導致核電廠增建、蓋水庫採水力發電或燃煤採火力發電方式造成

環保與生態上能否永續的廣泛討論與抗爭。

在鋼板工廠、儲藏庫等之屋頂或外牆施予適當之斷熱 /隔熱材料，確實可降

低進入室內的熱量，進而減輕室內空調系統的冷卻負荷，由實際觀察得知在鐵

皮工廠 /儲藏庫等之屋頂外與內層表面的溫差可降低 5℃以上，至於會達到多少

差距之溫差，端視使用之材料品質及塗佈材料之厚度而定，亦即與產業欲投資

改善之成本相關，不論如何，產業如能善用各種斷熱絕熱技術，做好廠內熱損

失之預防保養工作，將工廠以往視為「正常損耗」的能資源節省下來，可大幅

提升產業競爭力，達到企業永續經營的目標。此利用固黏氈斷熱防水降噪音之

清潔生產技術達成節能減碳改善案例，仍值得相關產業參考與應用。

六、參考文獻

1.方煒，建築設施空調節能設計新思維－市售隔熱漆產品遮熱性能之再思考，資

料來源網址

http://www.ecaa.ntu.edu.tw/weifang/SysEng/%E9%81%AE%E7%86%B1%E6%B

C%86.htm。

2.陳明焜，省電膠布防水、隔熱、隔音技術介紹，98 年正隆股份有限公司清潔

生產中衛體系輔導第一次工作會議教育訓練講義， 98 年 7 月 7 日。

3.導管隔溫塗料技術型錄，統偉貿易股份有限公司。

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5.林憲德，建築及空調節能設計規範的解說與實例，詹氏書局，1995。

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會 ) , Atlanta, GA. USA., 1985.

 

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7.ASHRAE, ”Handbook of Fundamentals” ASHRAE (美國加熱冷凍空調工程師

協會 ) , Atlanta, GA. USA., 1993.

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National Bureau of Standards Load Determination Program. US Department of

Commerce/National Buearu of Standards. BSS No. 69. Washington D.C., USA.,

1976.

10.Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott, ”Unit Operations of

Chemical Engineering” fifth Edition.