您好,歡迎登陸東光縣星日金屬包裝機械廠網站,總歡迎各界新老客戶來我廠洽談業務。
當前位置:返回首頁 > 新聞動態 > 常見問題 >

統一認識,正確建筑反射隔熱涂料的研發與

作者:星日金屬包裝機械 發布時間:2015-10-20
內容摘要: 建筑涂料 反射隔熱涂料 新型涂料

    前言:有關“建筑熱反射隔熱涂料”的三個   產品標準于2007~2010年分別出臺后,我國南方不少省、區都相繼制定了適用于本地區的《建筑反射隔熱涂料應用技術規程》(有用其他名稱的),住建部也制定了行業標準《建筑反射隔熱涂料應用技術規程》,積極助推“建筑反射隔熱涂料”在節能建筑外圍護結構(主要是外墻)中的應用。

       至今,僅管有產品標準、技術規程及多次   性的技術交流會竭力助推,其應用效果并不盡人意。原因主要是在研發和應用建筑反射隔熱涂料的過程中,思路不清晰、不統一,研究重點不突出,不僅是名目多及熱反射作用概念、使用范圍與利弊關系不明確,而且是很不重視對應用中需要解決的問題及可適用、可操作性強的檢測方法進行試驗研究。
       為此,有必要擬清思路,統一認識,加強必要的試驗研究工作,正確地促進建筑反射隔熱涂料的研發與應用。
1  根據用途及熱反射隔熱特點,統一名稱
       目前,有關“建筑反射隔熱涂料”的名稱可羅列為:
1)在產品標準中的名稱有:
(1)建筑外表面用熱反射隔熱涂料(JC/T1040-2007);
(2)建筑反射隔熱涂料(JG/T235-2008);
(3)建筑用反射隔熱涂料(GB/T2561-2010)。
2)在技術規程中的名稱有:
(1)  建筑反射隔熱涂料(住建部行業標準,江蘇、重慶、廣東、廣西、安徽、江西、四川等地方技術規程);     
(2)  建筑反射/保溫隔熱涂料(湖南省地方應用技術規程)。
3)學術論文中的名稱有:
(1)熱反射涂料或反射隔熱涂料;
(2)節能涂料或建筑節能涂料。
以上名稱基本上表明了三個特點,即:
1)是一種熱反射涂料,不是一般的涂料;
2)是用在建筑外圍護結構(或其他構筑物)的外面作涂飾面層,而不是用在航空、國防或其他特殊工程的結構外面作涂飾面層;
3)其作用是反日輻射熱,提高外圍護結構抵御室外熱作用的隔熱性能,達到一定程度改善室內熱環境和建筑節能的目的。
       基于以上三個特點,名稱統一用“建筑反射隔熱涂料”為貼切。
建筑涂料產業在發展,一定會有適應不同用途的高性能建筑涂料研發出臺,為有利于推廣應用,應該根據涂料的使用及性能特點,提出貼切的涂料名稱。
2  反射隔熱作用及在外圍護結構中使用的利弊
2.1 反射隔熱作用
        建筑外圍護結構(或構筑物)外表面在日照下的熱反應,如圖1所示。

圖1表面日照下的熱平衡
在不考慮外表面與周圍環境之間的輻射熱交換及質交換條件下,外表上的熱平衡關系可用(1)或表示:
                
                                    (1)
式中
qes —進入外表面的熱流,W/㎡;
Is —投射到外表面上的日輻射照度,W/㎡;
ρs —外表面的日輻射吸收系數;
     τe—日照下的外表面溫度,℃(或k);
     t  —室外空氣溫度,℃(或k);
     αe —外表面上的熱交換系數數,W/(㎡.k)。在不考慮質交換條件下,αe 由對流熱交換系數αc和輻射熱交換系數αr兩部分組成。
由于日輻射與氣溫是周期性變化的,在周期性熱作用下,(1)式應書為(2)式,即
                                                           ( 2 )

式中的Is.m、τe.m和te.m分別為日輻射照度、外表面溫度和室外空氣溫度的日平均值,AIs、Aτe 和Ate分別為日輻射照度、外表面溫度和空氣溫度的日振幅值。 
(1)、(2)式表明:
1)當Is和te按照一定 的規律變化,且外圍護構的構造層次及組成材料不變時,外表面溫度τe 是隨ρS值的增大而升高,或隨ρS值的減少而降低,且τe 的升高及降低幅度都較大。這就是建筑反射隔熱涂料用在建筑外圍護結構外飾面上,由于其太陽光反射比及熱輻射率高而具有有效熱反射隔熱作用的機理。
2)當ρS不變和Is及te 按照一定規律變化時,外表面溫度τe 就會隨外圍護結構的構造層次及組成材料構成的熱工性能快速或緩慢地升高。對于輕質材料構成的外圍護結構,由于其熱阻抗性能優,外表面在日照下的溫度升得快、且高,此時的熱阻抗隔熱性能就好。因為外表面升溫快、且高,由外表面向空中散發的熱量就多,進 入外圍護結構并通過其內表面向室內散發的熱量就少,這屬“熱阻抗隔熱”(亦稱“阻熱升溫隔熱”);對于重質材料構成的外圍護結構,由于材料的蓄熱系數及導溫系數大,熱穩定性及熱擴散性能優,外表面在日輻射作用下的升溫就很慢,也不會升得太高。因為作用在外表面上的熱量會很快被重質結構擴散和積蓄,只有當其內、外表面溫度高于室內、外氣溫時,積蓄的熱量才會散發到室內、外空氣中去。這屬“熱穩定性隔熱”(亦稱“蓄熱降溫隔熱”)。
3)對于施涂了建筑反射隔熱涂料外飾面層的外圍護結構,當外圍護結構的構造層次及組成材料不變時,外表面在日照下的溫度不僅要受建筑反射隔熱涂料面層的太陽輻射吸收系數的影響,而且也會受到涂層中的底涂及膩子找平層熱物性的影響。由于底涂及膩子層材料的厚度很薄,熱物性不確定,一般在《建筑反射隔熱涂料應用技術規程》中,都將其作為有列因素考慮,而不會在外圍護結構的隔熱設計算和建筑節能設計計算中,將其作為一個構造層列入計算。
1.2建筑反射隔熱涂料在建筑外圍護結構中應用的利弊
       建筑反射隔熱涂料應用在建筑外圍護結構的外飾面層中,因其具有較高的太陽光反射比(有稱太陽熱反射比)和半球發射率,可以達到明顯的隔熱效果而有下列有利作用:
1)降低外表面溫度,減少通過外圍護結構進入室內的熱量,可在一定程度上達到改善夏季室內熱環境和降低空調制冷能耗的目的 。
2)作為外墻外保溫工程的外飾面涂料,由于明顯降低了日輻射照射下的飾面層表面溫度,可克服外保溫系統中的保護層因溫度應力引起的開裂和損壞,提高外保溫工程的耐候及耐久性能。
3)作為外遮陽構件的外飾面涂料,可有效的降低遮陽構件的遮陽系數,提高遮陽效果。
4)將隔熱效果折算成的等效熱阻代入建筑節能保溫設計計算中,可減少一定厚度的保溫層材料,節省成本。特別是用于漿料保溫系統的外飾面層時,不僅節省成本,還可以節省一道抹漿工序。
但應用中也有如下不利之處:
1)不利于   大力提倡的可再生能源—太陽能資源的有效應用。
2)不利于冬季采暖期間提高外圍護結構傳熱阻的要求,即反射日輻射會使外圍護結構的傳熱系數修正系數ε>1,而不是ε<1。
3)反射隔熱會對環境因反射光而造成光污染;反射回空氣中的熱量也會提高建筑物周圍的環境空氣溫度,對夏天的建筑小區微氣候產生不利影響,成為熱島強度溫度不能降低的一個因素。所以,在現行的民用建筑綠色設計規范和綠色建筑評價標準中,都竭力推行在屋面和外墻中采用綠化遮陽、蒸發隔熱技術。
       我們一直認為。要客觀的、全面的認識和評價熱反射隔熱涂料在日照下的反射隔熱作用,即要充分的很定其有利的作,也要事實求的認知其局限性和不利的作用,盡力研究存在的問題,楊長避短。
3  不宜將反射隔熱與反射保溫混列并提
        在《實事求實地推進建筑反射隔熱涂料的研發和應用》一文中,對用在建筑外圍護結構中的“保溫”與“隔熱”概念作了解釋,即將冬季減少室內熱量通過外圍護結構向室外傳遞冠之為“保溫”,將夏季減少室外熱量通過外圍護結構向室內傳遞冠之為“隔熱”,這是我國建筑熱工學界的共識。
        目前,在推廣應用建筑反射隔熱涂料中,仍存在將“反射隔熱”與“反射保溫”混列并提的。
3.1在應用技術規程中的混列并提實例
       個別省的地方標準將建筑反射隔熱涂料飾面構造層中的底涂和膩子層能起到一定的保溫作用而與建筑反射隔熱涂料面層一起冠之為“建筑反射保溫隔熱涂料”(reflective thermal insulation coating on building),并在術語中將其定義為:以合成樹脂不基料,與具有反射、保溫隔熱作用的功能性顏填料及助劑等配制而成。施涂于建筑外表面,既具有較高太陽光反射比和半球發射率、達到明顯的反射隔熱效果,又具有一定的熱阻、起到保溫隔熱作用,同時對建筑特起到裝飾和保護作用層的復層建筑涂料。這個稱謂是不對的,一是反射熱的作用不是保溫隔熱并提;二是不能將面層涂料+中層涂料+底層涂料(膩子)組成的涂裝構造層稱之為“涂料”。從英文名稱看,不僅反應不出與建筑反射隔熱涂料有何出別,而且用詞不當。
       其次,在該規程的“表4.0.1建筑反射保溫隔熱涂料層的技術要求”與“表4.0.2建筑反射隔熱涂料的技術要求”中,除了表4.0.1中有涂料層熱阻(㎡.k / W)≥0.15(涂料層厚度≥1.0mm)外,其余21項技術指標完全相同,且構造層也基本相同。如果涂層厚度為1.0mm時的熱阻R≥0.15㎡.k / W,涂層材料的導熱系數λ應為≤0.007w/(m.k)。試問,這可能嗎?
我們不反對將底涂及膩子層的熱物性及其熱作用效果反應在采用建筑反射隔熱涂料作面層的外飾面構造層中,但要 實事求是。是材料表面的太陽光反射比及半球發射率均高形成的反射隔熱,就明確是涂料的反射隔熱作用;是材料的導熱系數小或導溫系數大,在足夠厚度時形成的熱阻抗或熱擴散隔熱,就明確是底涂及膩子的熱阻抗或熱擴散隔熱作用,不宜將其混列并提為“反射保溫隔熱”。
如果按該規程表4.0.3的規定,使導熱系數λ≤0.085w/(m.k)(乘上修正系數后應是0.10w/(m.k))的保溫專用膩子層熱阻R≥0.15m2.k/w,其厚度d≥0.015m,這實際上是把膩子作為保溫漿料來使用,但其導熱系數還不如一般無機保溫漿料(λ≤0.07w/(m.k))。于此,還不如像重慶市地方標準那樣,將規程定名為《建筑反射隔熱涂料外墻保溫系統技術規程》(DJB/T50-076-2008),明確保溫漿料是保溫系統中的一個構造層次。
3.2  在產品的推廣應用“資質報告”中混列并提實例
       北京某公司生產的“新型水性納米太陽熱反射材料”、“新型水性納米保溫隔熱涂料”和“新型水性納米反射隔熱保溫材料”,由   建筑材料測試中心以GB/T9755-2001《合成樹脂乳液外墻涂料》和JG/T235-2014《建筑反射隔熱涂料》等標準為依據,檢驗了三種材料的全項性能指標及全項隔熱性能指標和顏色。住房和城鄉建設部科技發展中心以“新型水性納米反射隔熱涂料”對其進行科技成果評估,指出該產品由底涂、中涂、面涂三層不同功能的材料復合組成,比單一的太陽熱反射隔熱涂料具有   好的隔熱效果;太陽光反射比、半球發射率   優于《建筑反射隔熱涂料》JG/T235-2008標準要求,這說明該產品屬“建筑反射隔熱涂料”,無可非議。
       北京市建筑材料質量監督檢驗站及   建筑材料工業建筑圍護材料及管道產品質量監督檢驗測試中心,分別以GB/T13475-2008《絕熱 穩態傳熱性質的測定 標定和防護熱箱法》對“新型水性納米保溫隔熱材料”涂抹在300mm砌塊墻體(涂抹厚度為2mm及3.5mm),和涂抹在240mm燒結普通磚墻(涂抹厚度為3mm)的傳熱系數進行了檢測,傳熱系數分別為k=0.44w/(㎡.k)、k=0.46w/(㎡.k)及k=0.49w/(㎡ k)。西安近代化學分析測試中心采用KT-6俄羅斯西北利亞計量院導熱系數測定儀測定“新型水性納米保溫隔熱材料”的導熱系數值為0.027~0.035w/(m.k)。
       根據以上測定結果,取240mm燒結普通磚墻體按其構造圖進行計算得:無納米涂料涂抹層的墻體熱阻R1=0.32m2.k/w,傳熱阻R0.1=0.32+0.15=0.47m2.k/w;有3mm厚涂抹層的墻體熱阻R2=0.32+0.10=0.42m2.k/,傳熱阻R0.2=0.42+0.15=0.57m2.k/w,墻體傳熱系數K=1/0.57=1.75w/(m2.k),而不是0.49w/(m2.k)。如果按K=0.49w/(m2.k)計算,該水性納米涂料的導熱系數λ應為0.0019w/(m.k)或0.002w/(m.k)。
      該公司在成都的交流會上介紹說,北京一個中央政府的屋頂節能改造,只是涂抹上了幾毫米厚的“新型水性納米保溫隔熱材料”就能滿足北京地區公共建筑的節能改造要求。我們對此質疑,并表明,如果真有此特異功能,一定盡力助推。之后,該公司將材料拿到四川省建科院涂抹在原來作傳熱系數檢驗的200mm厚蒸壓加氣混凝土砌塊墻體的一側,涂抹厚度大于4mm。原檢測的傳熱系數K=0.81w/(m2.k),涂抹7天后檢測的傳熱系數K仍在0.81W/(m2. K)左右,小者為0.80w/(m2.k),無明顯的降低。涂抹在EPS和XPS板上用導熱系數測定儀檢測熱阻附加值,也反應不出有所增加。廠家認為是涂料涂抹在墻上后沒有進行烤干開成的這樣檢測結果。北京和成都的環境相對濕度相差較大,采用同樣的檢測標準規定的檢測方法檢測結果,不可能會因環境相對濕度相差較大而有這樣明顯的差異。
        總之,建筑反射隔熱涂料用作外圍護結構的外飾面涂料,不論是否包含了底涂和中涂,是反射隔熱作用就明確表明是反射隔熱作用;不是保溫作用或不能起保溫作用,就不要將保溫作用夸大并與其隔熱作用混談并提。
        我們一直支持研發生產和應用保溫涂料,比如可用于墻體和屋頂內表面的低輻射(Low-E)涂料或其他高性能絕熱涂料,但必須從機 理和熱作用效果上把它表述清楚,不能誤導。而且,還應有在建筑工程中應用后的絕熱節能效果檢測數據予以證實。
4應有適用、可操作性墻的檢測方法助推建筑反射輻隔熱涂料的應用
       于2015年6月1日起實施的《建筑反射輻隔熱涂料節能檢測標準》JGJ/T287-2014,規定了建筑反射隔熱涂料的太陽反射比及半球發的實驗室檢測方法及現場檢測方法。關于采用該標準測定“太陽熱反射比”和“半球登射率”,是否考慮到涂層吸收的能量并不一定會成為熱能、吸收的熱能又是否會以輻射的形式返回建筑物外部空間、涂料層的導熱系數小是否原會引起涂料熱阻效應及大氣空間的熱量是否對涂料表面有輻射作用等問題,三亞建筑工程質量檢測中心的王秀云二人的文間“從檢測角度看反射隔熱涂料標準存在的問題” 表述得很清楚,也提出了對檢測方法的建議。
        應當指出,《民用建筑熱工設計規范》GB50176-93中,沒有將材料表面的太陽輻射吸收系數ρs=1-太陽光反射比的規定和論述,該規范的“附表2.6太陽輻射吸收系數ρs值 ”,基本上是采用上世紀60年代出版的《炎熱地區建筑隆溫》一書中提出的用天空輻射表實測的結果和參照當時收集到的國外資料中的有關數據列出的。至今,有的高院校及科研單位在研究綠色植被屋蓋及外護結構在日輻射作用下的隔熱性能時,仍是以該方法測定綠色植被的表面及外圍護結構外表面材料的太陽輻射吸收系數ρs值。
       目前,不論是在國外還是在國內,日輻射作用下材料表面的熱反射性能,都是以材料表面的太陽光(或熱)反射比及半球發射率(或熱輻射率)的綜合作用來表征,僅管材料有一定的熱阻抗和熱擴散能力,其作用也會反映在受日輻射照射后的表面溫度及向外發射的熱通量上。
       材料表面的太陽輻射吸收系數是外圍護結構隔熱設計計算中的必要參數,也是建筑節能設計能耗計算中的重要參數。《建筑反射隔熱涂料節能檢測標準》JGJ/T287-2014并沒有將其檢測結果與ρs值進行聯系和換算,只是表明了建筑熱反射涂料的兩個反射隔熱性能指標,缺乏實用價值。而且檢測設備都是由易損壞的組件構成,不僅價貴,且耐久性差;還有就是檢測方法的可操作性不強,受被測表面狀況及環境因素的影響很大,難以真實地反應被測表面材料在日照下的太陽輻射反射(或吸收)性能。
       所以,從有利于推廣應用建筑反射隔熱涂料出發,可以借鑒現行行業標準《透光圍護結構的太陽得熱量檢測方法》和目前還在應用的天空輻射表檢測ρs值的方法,并在其基礎上通過試驗研究提出適用和可操作性強的建筑反射隔熱涂料太陽輻射吸收系數的實驗室和現場檢測方法。
5推進建筑反射隔熱涂料研發應用的建議
      我曾建議由建住部科技發展促進中心牽頭,組織有研發能力的建筑反射隔熱涂料生產廠家和有關的科研院校組成課題組,列課題對“建筑反射隔熱涂料的熱性能及其應用技術”試驗研究。
研究內容主要有三方面:
1、建筑反射隔熱涂料的熱性能綜合研
(1)建筑反射隔熱涂料與一般外墻涂料的熱性能對比試驗研究。
(2)不同色澤建筑反射隔熱涂料的熱性能及其耐久性試驗研究。
(3)用作圍護結構內裝飾面層用的高性能建筑保溫涂料的熱性能試驗研究。
(4)熱射涂料飾面工程的節能效益實測研究。
2、應用技術綜合研究
(1)熱反射涂料外飾面工程的耐久性技術研究。
(2)表面太陽輻射吸收系數檢測方法研究。
3、編制   (或行業)標準
標準名稱:材料表面太陽輻射吸收系數檢測方法
標準名稱:(1)范圍;(2)規范性引用文件;(3)術語和定義;(4)檢測儀器;(5)檢測環境;(6)檢測方法;(7)檢測報告。
(以上建議至今尚未啟動)。
在此,敬請“中國建筑涂料協會”考慮為盼。
       結語
    1、非常感謝中國建筑涂料協會邀請我們參加第三層建筑涂料技術峰會,并給我們安排發言的機會。
    2、我們也知道,在我國航天、軍工及其他特殊的行業領域內,已早有為熱控技術研發應用成功的高性能絕熱材料(或涂料)。建筑及建筑環境有其特點,用在其圍護結構上的隔熱材料或保溫材料,都應適應推進“以人為本”的綠色建筑要求的建筑及建筑環境特點。
    3、我們認為,在推進建筑反射隔熱涂料的研發與應用中,統一認識非常必要,必須目標明確,步調一致。我們相信,在中國建筑涂料協會諸位同志們的努力和協作下,建筑涂料的研發和應用一定會邁上   高、   新的臺階。

 

 

 

 

 

 


 

 
 
東光縣星日金屬包裝機械廠
經 理:徐先生
Q Q: 67141493
手 機:15931734444
電 話:86-0317-7669806
傳 真:86-0317-7826002
E-mail:[email protected]
    [email protected]
電話:86-0317-7669806 傳真:86-0317-7826002 手機:15931734444 經理:徐先生
地址:河北省滄州市東光縣后店機械廠 QQ: 67141493 E-mail: [email protected] [email protected]
Copyright ? 2015-2018 YsEIMS. 東光縣星日金屬包裝機械廠 版權所有   
斯诺克世锦赛丁俊晖