建筑反射隔热涂料隔热保温性能研究

建筑反射隔热涂料隔热保温性能研究

刘乔

刘乔

深圳市文浩建材科技有限公司518113

摘要：通过试验研究了建筑反射隔热涂料的反射隔热和保温功能。结果表明：建筑反射隔热涂料对以传导传热为主要热传递方式的传热系数的影响很小；反射隔热效果明显，受到光照时涂膜表面升温显著降低。在夏热冬冷地区的居住建筑外墙采用反射隔热涂料全年可节能2%~5%。

关键词：反射隔热涂料；功能性建筑涂料；隔热保温性；试验研究

引言

建筑反射隔热涂料是近年来得到一定应用并受到重视的新型功能性建筑涂料。在我国夏季气温过高的夏热冬暖、夏热冬冷气候区，该涂料除了具有普通外墙涂料的装饰效果外，还能够反射太阳辐射热而降低涂膜表面温度，并减轻因夏季涂膜表面温度过高而带来的一系列问题。但是，在受到重视和得到应用的另一方面，该涂料在应用中也出现了一些问题，例如对涂料性能和应用条件了解较少而出现的应用误区（例如有的供应商宣称可用于内墙保温）、过分夸大涂料功能而出现的应用偏差等。

建筑反射隔热涂料的基本功能是因反射照射到涂膜表面的光和热、降低涂膜表面温度而产生隔热作用。虽然涂膜本身的导热系数很低，但由于涂膜施涂较薄，所能够起到的保温作用有限，在建筑节能计算中对涂膜本身的热阻（或传热系数）一般忽略不计。

但是，实际中有的涂料供应商或者因为技术素质问题，或者因为经济利益问题，总是过分夸大建筑反射隔热涂料的保温功能。为此，笔者进行了多次建筑反射隔热涂料的实际保温性能和功能试验，有的试验是使用规范的试验室设备和测试方法；有的则是自制的试验装置，采用简单的试验方法。试验结果表明：该类涂料的主要功能仍然是反射和隔热，保温功能在试验中体现不出来。现将有关试验结果整理形成本文。

一、于建筑反射隔热涂料保温隔热性能的试验

1.建筑反射隔热涂料对墙体保温系统热工性能影响的试验

1.1.1试验用砌体与仪器

试验用砌体为具有一定保温隔热功能的混凝土空心砌块砌体，尺寸为1.0m×1.0m×0.23m。该砌体砌筑于试验室中测试传热系数仪配套的框架中。试验用仪器为北京奥达仪器设备有限公司生产的“JW-Ⅰ型墙体制品保温检测装置”。

1.1.2传热系数测试

（1）试验砌体砌筑1周后两面分别抹涂20mm常用内墙抹灰砂浆和外墙抹灰砂浆，养护28d后测试该砌体的传热系数。

（2）在砌体表面抹涂35mm厚保温砂浆，养护28d后再测试该砌体施工建筑保温砂浆后的传热系数。

（3）最后，在该砌体的保温砂浆面刮涂2道柔性耐水腻子，并喷涂3道反射隔热涂料，养护14d后再次测试传热系数。这次测试传热系数分两种情况进行，一次是涂料涂施面朝着热源，另一次是涂料涂施面背着热源。

1.1.3传热系数测试结果

以上各种情况下测得的传热系数结果见表1。

1.1.4结果分析

从表1中可见：建筑保温砂浆保温层对降低传热系数的效果明显，说明其具有一定的保温隔热性能。砂浆保温层表面涂覆反射隔热涂料，对以传导传热为主要热传递方式的传热系数的影响很小。该试验结果和热传导的原理是一致的。由于所使用的测试仪器和方法是目前建筑节能试验室测试砌体传热系数所普遍使用的，因而该结果具有代表性和可信性。

1.2建筑反射隔热涂料的保温性能和隔热性能模拟试验

为了研究建筑反射隔热涂料的保温性能和隔热性能，自制了一个简单的试验装置，通过碘弧灯发出的光和热对涂膜和对比试验样板进行照射，来研究其保温隔热性能。

1.2.1试验装置

试验装置为自制，概述如下：采用3cm厚的模塑聚苯乙烯泡沫板，制成外形尺寸（长×宽×高）为46.5cm×46.5cm×24.5cm的小型保温箱体，箱体中间使用2.5cm厚模塑聚苯乙烯泡沫板隔成两个空腔，在每个空腔的中间放置一个电子温度计的探头，用于测量试验过程中箱体内的温度。保温箱上方25cm高度处，设置一个1000W碘弧灯，作为照射源，照射放置在保温箱上的试板。碘弧灯发出的光和热照射到涂膜和对比试验样板表面，并向保温箱内传导热量而使箱内的温度发生变化，通过测量保温箱内温度的变化，研究建筑反射隔热涂料的隔热保温性能。试板和对比试板安装在保箱上后，四周用密封胶带密封严实。

1.2.2试板

试板以5mm厚石棉水泥板为底板，尺寸同箱体横断面一样大小，以正好盖严保温箱。在该石棉水泥板上，一分为二地成型出建筑反射隔热涂料试板和对比试验试板。试板制作：批涂约5mm厚保温腻子，腻子膜表面涂覆建筑反射隔热涂料，保温腻子的导热系数为0.102W/（m?K）。腻子膜与反射隔热涂膜总厚度约5.5mm。对比试板为3cm厚建筑保温砂浆保温层，其导热系数为0.116W/（m?K）。

1.2.3涂膜受照射情况下保温箱内的温度变化

在涂膜面和对比试验的保温砂浆保温层均朝着碘弧灯受照射的情况下，保温箱内的温度变化如表2所示。

表2涂膜受照射情况下保温箱内的温度变化测试结果

分析表2中的结果，可以得出以下几点与通常理论相一致的结论：

第一，建筑反射隔热涂料的反射隔热效果明显。在表2结果中的第一种情况下，刚开始照射时，两个箱内的温度基本相同。随着照射时间的延长，以涂膜覆盖的箱体内温度上升速度明显快于保温砂浆覆盖的箱体。这是因为试验一开始时由于照射时间短，涂膜表面和保温砂浆表面的温度相差不大，而保温砂浆保温层的热阻大于反射隔热涂层体系的热阻。但是，随着试验时间的延长，涂膜表面和保温砂浆表面的温度相差变大，因而热量通过保温砂浆向箱内传导的速度加快。而反射隔热涂层体系虽然热阻小，但涂膜表面与箱内的温差小，因而热量传导速度低于保温砂浆层。从测试结果来说，就是保温砂浆覆盖的箱体内的温度从低于涂膜覆盖的箱体，到逐渐持平，最后高出2.6℃（38.8℃与36.2℃之差）。

第二，建筑反射隔热涂料保温性能不明显。从关闭碘弧灯后保温箱内温度的自然下降测量结果可以看出，关闭照射源后，反射隔热涂层体系的降温速度明显快于保温砂浆层。经过1h的时间，两个箱内的温度相差2.9℃，说明反射隔热涂料保温性能有限。

第三，涂膜表面升温显著降低，这一点是涂膜反射隔热的基本体现。因为照射到涂膜表面的光和热大部分被反射，涂膜吸收得很少，且涂膜本身的导热系数很小［约0.6W/（m?K）］，因而涂膜的温度升高与对比的砂浆保温层相比很低，从而产生良好的反射隔热功能。

3建筑反射隔热涂料的节能效果及应用方式

3.1建筑反射隔热涂料的实际节能效果

在夏热冬暖和夏热冬冷地区的外墙外保温表面，保温层表面配套涂装建筑反射隔热涂料，能反射照到墙体表面的太阳光，减少建筑物对太阳辐射热的吸收，阻止建筑物表面因吸收太阳辐射导致的温度升高，减少热量向室内的传递，改善涂膜本身的热老化环境状况，解决外保温系统的裂、渗问题，提高节能效果。

研究表明，建筑外墙隔热涂料的节能效果与气候和墙面基层状况、涂料的太阳光反射率有关。诸如上海这类夏热冬冷地区的居住建筑，考虑到空调使用模式的不同，采用该涂料的建筑全年可节能2%（全年空调）~5%（仅夏季空调）左右。

3.2建筑反射隔热涂料的应用方式

在夏热冬冷地区，建筑反射隔热涂料应配用适当的保温措施用于墙体节能系统。在其用于外墙外保温系统时，由于涂料的等效热阻，可以适当减薄保温层的厚度。但是，由于使用聚苯板类外保温系统时，根据节能要求，聚苯板的厚度本身就不高，因而减薄聚苯板厚度的意义不大。从更好地应用建筑反射隔热涂料的角度来说，应当配套新的外墙外保温系统更为合理。

无抗裂防护层的保温砂浆-建筑反射隔热涂层系统就是一个非常合理的实用系统。该系统以建筑保温砂浆为保温层，建筑反射隔热涂料为饰面层。该涂层系统通过提高保温砂浆物理力学性能而取消了抗裂防护层；通过适当提高普通外墙外保温系统中所用的柔性腻子的批涂厚度，能够达到更好的抗裂效果，而且可消除因耐碱网格布耐碱性不良导致的一些弊端。这种做法具有一定优势，如材料层之间界面减少，保温砂浆性能得到提高，保温层施工时表面更容易抹平，以及外保温系统的材料费用基本上都花费在保温材料上。同时，因取消了抗裂防护层，具有构造简化，施工工期缩短，工程造价降低，耐久性延长等优点。

保温层表面配套涂装建筑反射隔热涂料，能阻止建筑物表面因吸收太阳辐射导致的温度升高，减少热量向室内的传递，改善涂膜本身的热老化环境状况，同时大大降低夏季墙体表面向室内传导的热量，提高节能效果。

4结语

通过以上试验研究可以得出如下结论：

（1）建筑反射隔热涂料对以传导传热为主要热传递方式的传热系数的影响很小；

（2）建筑反射隔热涂料反射隔热效果明显，受到光照时涂膜表面升温显著降低；

（3）建筑外墙隔热涂料的节能效果与气候和墙面基层状况等有关。夏热冬冷地区的建筑采用该涂料全年可节能2%~5%。因此，当在外墙面使用建筑反射隔热涂料时，应在热工计算中对其等效涂料的热阻予以考虑。

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