目前,中国建筑能耗已经占到社会总能耗的1/3以上,且有400亿平方米的既有建筑是未采取任何节能措施的高能耗建筑。推广建筑节能技术,降低建筑能耗,意义重大。太阳热反射隔热涂料涂装在建筑物外墙或屋面,可以有效降低太阳辐射热在建筑物上累积,减少热量通过墙体或屋面传入到建筑室内,从而降低空调能耗。研究表明,使用热反射隔热涂料后能使建筑体内的温度降低9-10℃。在冬季,热反射涂料还能将建筑体的热量保持在建筑体内,从而起到保暖效果, 因此太阳热反射隔热涂料成为近年节能技术研究的热点之一。
『 太阳热反射隔热涂料的作用原理 』
主要包括三个方式复合作用:首先是涂料表面对太阳光的可见光区和近红外区进行反射,该功能主要通过涂料中具有反射功能的颜填料实现,性能优良的热反射隔热涂料可反射85% 甚至更高比例的太阳光热量;然后,未被反射的太阳光热量被涂层吸收,涂层将吸收的部分热量以热辐射的方式发射到空气中。最后,涂层对从太阳光中吸收的残余热量通过阻隔性填料的作用,如中空玻璃微珠、陶瓷微球等阻隔在建筑体外。
图:太阳热反射隔热涂料涂装在建筑物外墙或屋面,有效降低太阳辐射热在建筑物上累积。
『 太阳热反射隔热涂料的主要组成 』
主要组成包括成膜物质、反射材料、热辐射材料和隔热材料。成膜物质方面,要求对可见光和近红外光的吸收越小越好,透明度高,对光热的吸收率低,应尽量少含 C-O-C、C=O、-OH等吸热基团。有机硅改性树脂相比普通的丙烯酸树脂具有更优良的耐热、耐候、抗氧化、耐辐射的性能,而且表面能低,具有憎水、抗污性。无机硅酸盐涂料由于具有优异的防火耐高温性能受到人们的重视,利用硅酸盐作为成膜物质制成反射隔热涂料的研究有所报道。反射材料中,金红石型二氧化钛的折射率为2.76,是所有白色颜料中折射率最大的,因而对太阳光具有最强的反射作用。室外太阳光照射测温试验表明,金红石型二氧化钛是涂料常用颜料中具有最优的太阳热反射能力的颜料,因此其在热反射隔热涂料的研究中得到了广泛的使用,而且还可用于彩色热反射隔热涂料的配方中,用以降低彩色颜料对涂料热反射能力的负面影响。
热辐射材料是指能将所吸收的热能转化为其他波长发散出去的材料。如堇青石和莫来石等具有较高的红外辐射率,能通过将吸收到的太阳能中的紫外光、可见光及近红外光能转为热能,以红外辐射的方式,将吸收的热量辐射掉。隔热材料通常具有中空、疏松多空等特点,其较低的热导率能有效的阻碍外部的热量向内部传递,从而维持内外温差,增强隔热效果。其中空心玻璃微珠是微细粉末在高温气流中悬浮熔融或者熔体在高压气流中雾化后,由于其自身的表面张力凝聚形成的微珠,具有隔音、隔热、绝缘的特性。
图:未来,热反射隔热涂料的应用将会越来越广阔。
『 热反射隔热涂料应用前景广阔 』
目前热反射隔热涂料主要执行住建部发布的JG/T 235—2014《建筑反射隔热涂料》标准,但该标准制定时主要考虑了单色反射隔热平涂涂料产品。随着外墙涂料的艺术化,质感涂料如仿石涂料、多彩涂料、砂壁质感涂料等也逐渐需要具有反射隔热功能,因此极需相应的国家或行业标准,对该类反射隔涂料产品进行规范和引导。未来,热反射隔热涂料的应用将会越来越广阔。