一、日晒的问题
太阳光谱能量分布——太阳辐射按波长(或频率)分布的特征。太阳光谱按波长长短分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、和射线(X射线和γ射线)等几个波谱区。其中可见光区又可细分为赤、橙、黄、绿、青、兰、紫七色光。通过大气层的吸收、散射后,到达地面的太阳辐射中,以红外线的能量最多,约占50%-69%,可见光比例其次,约占27%-48%,紫外线最少,只占3%以内。 我国南方地区夏季晴照天气,红外线能量占据时常达到60%以上的比例,因此,太阳光的能量主要集中于可见光区和近红外区。
到达地面的阳光能量的光谱分布图
二、反射隔热涂料(防晒漆)是什么
反射隔热涂料广义上又称抗晒漆、防晒漆、防晒隔热漆,国家标准名称反射隔热涂料,是一种通过高效反射和辐射散热,能有效阻隔日照光能量转化热能量、避免基体升温发热的功能性涂料。技术源自航天实验室,是采用微珠反射材料技术研发的新型技术产品。优质的反射隔热涂料涂层能够阻隔90%以上的日照能量不被基体吸收。反射隔热涂料产品问世以来,因其超强的抗晒性能和低廉的材料和施工成本,受到用户广泛好评。
三、反射隔热涂料(防晒漆)的抗晒机理
反射隔热涂料超强抗晒性能来自材料技术的突破,反射隔热涂料的抗晒机理在于涂层组分对太阳辐射致热的红外线、热性可见光波段全面的超高反射率,加之涂料组份特殊的添加剂和微结构的高发射率、快速散热特性,隔绝90%以上太阳辐射能量不被建筑体吸收,防护建筑或设施内部免于因阳光辐照导致升温的目的。
四、反射隔热涂料(防晒漆)的应用领域有哪些
反射隔热涂料涂料适用于各种需要防晒保护的基体日照面,可采用喷涂、滚涂、刷涂等方式,以超强附着力特性适合于——水泥结构、石棉瓦、塑料瓦、玻璃、锌铁皮等材料表面的施工。
反射隔热涂料适用环境非常广阔,当前了解的应用领域包括:
民居楼宇——各式民居外墙及楼顶面。
企业厂房——厂房顶面及外墙。
集贸市场、展会式商场——如展览馆、家私商场、汽车展卖场等建筑的日照面。
商业、事业办公楼宇——包括学校、医院等楼顶面。
仓储、运输——物流仓库、粮库粮仓、储油罐、油轮、输油输气管道等外表面。
大型设施——桥梁、大坝等大体积建筑或设施的防热胀损伤保护。
交通工具——轮船、火车、大巴车顶部日照致热面。
五、反射隔热涂料的发展历程和现状和未来趋势
随着全球变暖趋势和人们对生存环境、能源方面的日益关注,世界各国相继制定了一系列的节能减排政策法规、方案规划。
本世纪初美国物理学家卢森菲尔德推算:改变世界100座最大城市屋顶的颜色,相当于减少440亿吨二氧化碳排放量,这一数字与全球CO2未来10年预计增加的排放总量大致相当。他针对“全球变暖的趋势”,提出“满城尽是白屋顶”的想法。此外,美国华裔能源部长朱棣文,曾在2009年伦敦的诺贝尔奖得主讨论会上提议“白屋顶方案”及各国应制定新的住房建设规则。反射隔热涂料在环境、政策、市场需求的背景下逐渐剥去其神秘的军事外衣,在全世界轰轰烈烈的展开了应用。
反射型隔热涂料最初应用于军事和航天,由于其太阳热辐射下能够显著降低物体的表面温度,因此迅速应用到石油化工行业,在建筑工程领域反射型绝热涂料被应用于外围护结构的表面阻止建筑物吸收太阳輻射,降低建筑物表面温度使较少热量传入室内,反射隔热涂料因改善室温的直观效果明显,在屋面使用也较多。
反射隔热涂料在国外起步较早,也取得了较大进展。20世纪40年代美国 Alexander Schwartz等大通过在多层铝膜间引入导热系数低的空气制成复合材料开发出的新型反射隔热组合系统揭开了反射隔热涂料的新纪元。辐射隔热和反射隔热技术在70年代末期取得了巨大的进步其后20余年隔热涂料的研究十分活跃美国盾牌( Thermo= shield)节能涂料作为代表性产品之ー,不但用于航天飞机在美国、日本、马来西亚和新加坡等国的油气储罐、房屋建筑领域也应用广泛效果很好。
1992年我国开始研制隔热涂料,从事研发的科研和生产单位现今已有50余家但仍处在研究阶段重点放在功能填料及其粒径的选择、成膜物质选择及改性、涂料配方的调整等較少关注隔热方面的综合研究与应用,技术进步和市场潜力有待于挖掘。
太阳热反射隔热涂料向高寿命、长效性迈进单颜填料向高纯度、复合颜填料的方向发展。在实际应用中彩色涂料是外墙涂料主要需求方向如何在涂料经过颜色调配后还能保证涂膜的反射性能将是反射隔热涂料的研究重点。
本质上,实现隔热是阻断热的3种传递方式:热传导、对流、热辐射。隔热涂料按隔热机理的不同主要分为(无机)阻隔型隔热涂料、反射型建筑隔热涂料、辐射隔热涂料三类,此文重点讨论的反射隔热涂料,利用涂膜对光和热的高反射作用使太阳照射到涂膜上的大部分能量得到反射,而不是被涂膜吸收,同时,这类涂膜本身又有较强的辐射散热性能,把基面升温热量快速通过红外辐射方式散发出去。下图显示反射隔热涂料节能机理:
随着反射隔热涂料的研究应用,相关部门也制定了标准来规范其应用,目前为止有以下三种标准:JC/T1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》,JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》,GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》。2007年制定实施的建材标准JC/T1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》,更多地强调涂层力学、理化性能、不透水性。通过分析性能指标要求、起草单位的产品可看出该标准以可厚涂的丙烯酸类涂料为基础制定。2009年,建工标准JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》强调反射性能、温差性能,尤其考虑了温差衰减性能,即反射隔热效果长效性,笔者认为这是目前为止最符合缓解全球变暖初衷的标准。2011年8月1日,国家标准GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》起草单位仍以薄涂反射涂料公司为主,标准仅保留太阳反射比(白色)与半球发射率这两个难以直观表征的指标,但该两项指标确实可反映新涂刷的反射涂料性能。随着应用中问题的出现和解决方案的提出以及规范合理化的进步,相关部门又相继出台了几次新的国家标准,最新为《GB∕T25261-2018建筑用反射隔热涂料国家标准》于2020年2月1日执行。
目前市场上产品大都能达到新国标,传统反射涂料可过检测标准,但实际使用数月,在易污染环境下涂层易被污染,反射性能远低于初始值,建筑反射隔热涂料鱼龙混杂的局面短期改变不了。而优质的反射隔热涂料应在满足反射隔热性能的同时具有耐污性、耐久性,适宜建筑需求的力学形变性能,即能保持长久的反射隔热效果。
针对目前主流市场的情况,在涂料配方方面树脂和功能填料的选择尤为重要,并通过选用特种颜料,可在达到常规颜料同等颜色情况下,实现高反射,低温度的性能,突破原有白色要求的壁垒,赋予屋顶多色彩的选择性。并且,可通过合理的系统体系配套赋予体系防水、防腐、节能等协同作用,应用于不同基材。
反射隔热涂料和外墙外保温的组合,能很好满足夏热冬冷和夏热冬暖地区外墙保温和隔热要求。
因江苏地处夏热冬冷地区,苏JG/T026-2009《建筑反射隔热涂料应用技术规程》考虑外墙等建筑围护结构的保温。而广东、云南部分地区属于夏热冬暖地区,无需考虑冬季保温,参照2011年2月1日正式实施《广东省建筑反射隔热涂料应用技术规程》(DBJ15-75-2010)中的要求。
随着政府节能要求的日益提高,反射隔热涂料作为符合时代发展的产品具有其良好的生存和发展空间,但这种对能源(太阳能)的反射、隔绝如能发展成对能源的吸收、应用,即变“拒之门外”为“为我所用”,会是其更长远的发展目标。