夏熱冬冷地區(qū)建筑反射隔熱涂料應用技術

薛黎明 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

1 引言

建筑反射隔熱涂料應用于夏熱冬冷、夏熱冬暖地區(qū)的屋面和外墻，能夠降低夏季高溫天氣時屋面和外墻外表面的溫度,并由此而帶來一系列效益：減少熱量向建筑物內的傳導、延長涂膜耐久性、改善涂膜的耐沾污性和提高涂膜（乃至所涉及的外墻外保溫系統(tǒng)）的抗裂性等。其中，減少熱量向建筑物內的傳導是其產(chǎn)生的節(jié)能效果。這種節(jié)能效果在國家標準《建筑用反射隔熱涂料》（GB/T25261-2010）中被考慮為等效涂料熱阻。

由于建筑反射隔熱涂料的應用涉及到節(jié)能計算，所以其應用技術比普通建筑涂料更為重要和復雜。我國于2015年頒布了《建筑反射隔熱涂料應用技術規(guī)程》（JGJ/T359-2015），解決了工程應用中有關節(jié)能計算和工程質量控制等問題，使工程應用有了良好的技術支撐。

2 建筑反射隔熱涂料在夏熱冬冷地區(qū)的應用形式

夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能的特點是既需要考慮建筑物的夏季隔熱,又需要考慮冬季保溫，因而建筑反射隔熱涂料在夏熱冬冷地區(qū)的外墻面應用時必須考慮冬季的保溫問題，即需要與之配套保溫層，形成保溫層-建筑反射隔熱涂料節(jié)能系統(tǒng)。就目前實際工程情況來看可有以下幾種應用形式。

2.1 以保溫板材為保溫層

這種情況下作為保溫層的保溫板可以是模塑聚苯板、擠塑聚苯板和硬泡聚氨酯板等。在這類系統(tǒng)中，建筑反射隔熱涂料的作用除了因涂膜產(chǎn)生的等效涂料熱阻能夠使保溫板材的厚度減薄外，還因為能夠降低夏季高溫天氣時的表面溫度而提高外墻外保溫系統(tǒng)的抗裂性。但實際上由于在達到節(jié)能50%的要求時所需要的板材厚度本來就很薄，因而應用建筑反射隔熱涂料并不能取得直接的經(jīng)濟效益，實際中幾乎沒有此類配套構造，至少在安徽省的情況是如此。

2.2 以保溫砂漿為保溫層

在外墻保溫砂漿-建筑反射隔熱涂料系統(tǒng)中，若簡單地按照GB/T25261-2010標準附錄中給出的計算結果，建筑反射隔熱涂料產(chǎn)生的等效涂料熱阻以南京地區(qū)為例為（0.16～0.20）（m2·K）/W，則可以將導熱系數(shù)為0.07W/（m·K）的保溫砂漿厚度減薄（11.2～14.0）mm；將導熱系數(shù)為0.085W/（m·K）的保溫砂漿厚度減薄（13.6～17.0）mm。若能夠保證保溫砂漿的質量并正確使用，該系統(tǒng)是適用于夏熱冬暖地區(qū)應用的良好節(jié)能措施。

2.3 以保溫膩子為保溫層

在安徽省[1]和江蘇省[2]的地方標準中，考慮對一些本身熱阻能夠滿足節(jié)能設計要求或者距離節(jié)能設計要求相差很小的墻體（如芯孔插保溫板的混凝土砌塊墻體、加氣混凝土砌塊墻體等），都將建筑反射隔熱涂料配合保溫膩子使用，構成建筑反射隔熱涂料-保溫膩子系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠減緩墻體的開裂現(xiàn)象，消除或減小梁、柱等節(jié)點處的熱橋。此外，也有對該系統(tǒng)進行研究的論文發(fā)表[3]。

2.4 以保溫膠泥為保溫層

保溫膠泥[4]是專門作為建筑反射隔熱涂料配套保溫層而研制的新型墻體保溫材料，其干密度不大于180kg/m3、導熱系數(shù)不大于0.055W/（m·K），而且具有足夠好的物理力學性能，使其施工成25mm厚的保溫層時不需要使用抗裂防護層。該外墻保溫膠泥-反射隔熱涂料節(jié)能系統(tǒng)能夠在在普通混凝土墻體或其他普通砌體墻體上應用，而且其保溫層厚度在25mm時能夠滿足許多種建筑物50%的節(jié)能設計要求。該系統(tǒng)在安徽省的建筑節(jié)能工程中應用已在千萬平方米以上，成為夏熱冬冷地區(qū)應用建筑反射隔熱涂料的成熟技術。

2.5 與脫硫石膏輕集料砂漿組合成墻體節(jié)能系統(tǒng)

所謂建筑反射隔熱涂料組合脫硫石膏輕集料砂漿外墻系統(tǒng)，是指該保溫系統(tǒng)的外墻外側采用反射隔熱涂料外墻外保溫子系統(tǒng)，該保溫系統(tǒng)的外墻內側采用石膏基輕集料砂漿外墻內保溫子系統(tǒng)（或水泥基輕集料砂漿外墻內保溫子系統(tǒng)）組合而成的外墻保溫系統(tǒng)。其中，反射隔熱涂料外墻外保溫子系統(tǒng)由保溫膩子層、柔性耐水膩子層和建筑反射隔熱涂料涂層構成；石膏基輕集料砂漿外墻內保溫子系統(tǒng)由界面層、石膏基輕集料砂漿保溫層、抹面層以及飾面層構成（用于外墻內側非潮濕環(huán)境）；水泥基輕集料砂漿外墻內保溫子系統(tǒng)由界面層、水泥基輕集料砂漿保溫層、抹面層以及飾面層構成（用于外墻內側潮濕環(huán)境）。

該系統(tǒng)將外墻內、外保溫組合在一起，除利用建筑反射隔熱涂料的反射隔熱性能外，還能夠有效利用脫硫石膏及其優(yōu)異性能，為提高夏熱冬冷地區(qū)建筑物圍護結構的保溫隔熱性能提供了一種新技術。

3 等效涂料熱阻及其取值

等效涂料熱阻是指建筑反射隔熱涂料賦予墻體夏季反射隔熱性能，使通過墻體向建筑物內傳導的熱量減少而節(jié)省空調能耗、而在冬季會對建筑節(jié)能產(chǎn)生不利作用，而在建筑節(jié)能計算中對這種節(jié)能的有利和不利因素綜合考慮后所產(chǎn)生的節(jié)能作用的定量表達。而在JGJ/T359-2015規(guī)程中的定義為“建筑物的外墻和屋面使用建筑反射隔熱涂料時，與相同條件下采用太陽輻射吸收系數(shù)為0.7的普通涂料相比等效增加的熱阻”。

等效涂料熱阻與涂料的反射性能、涂料工程所處的氣候條件以及建筑物的部位有關。涂料的反射性能一般都認為是滿足產(chǎn)品標準（例如GB/T25261-2010、JG/T235-2014）時標準中規(guī)定的值；涂料工程所處的氣候條件及氣候區(qū)，適用地區(qū)僅為夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū)；涂料所處建筑物部位指墻面（東、西墻面等）或屋面。通常的技術應用規(guī)程類標準中都會根據(jù)這些條件而規(guī)定其取值，例如安徽省地方標準DB34/T 1505-2011 中規(guī)定其取 0.16（m2·K）/W；江蘇省地方標準DGJ32/TJ165-2014中規(guī)定外墻取0.26（m2·K）/W、屋面取0.3（m2·K）/W。下面介紹建工行業(yè)標準JGJ/T359-2015和上海市《建筑反射隔熱涂料應用技術規(guī)程》（DJ/TJ08-2200-2016）對反射隔熱涂料等效熱阻的取值規(guī)定和在節(jié)能設計中的計算方法。

3.1 （JGJ/T359-2015）《建筑反射隔熱涂料應用技術規(guī)程》的規(guī)定

3.1.1 “太陽輻射吸收系數(shù)”計算方法

JGJ/T359-2015規(guī)程在第5章“熱工設計”中規(guī)定，用于建筑外墻和屋面的建筑反射隔熱涂料，在進行隔熱設計和節(jié)能設計時，應采用“污染修正后的太陽輻射吸收系數(shù)”進行計算。

太陽輻射吸收系數(shù)有兩種計算方法。一是對實際測量不同顏色的建筑反射隔熱涂料，其受污染前、后的太陽輻射吸收系數(shù)變化進行擬合，得到污染修正系數(shù)，再按照公式（1）～（3）計算出污染修正后的太陽輻射吸收系數(shù)。

式中：ρC為污染修正后的太陽輻射吸收系數(shù)；γ為涂料受污染前的太陽光反射比；ρ為污染前的太陽輻射吸收系數(shù)；α為污染修正系數(shù)。

太陽輻射吸收系數(shù)的第二種計算方法是按照JG/T235-2014標準規(guī)定方法測得污染后的太陽光反射比，再按照（4）式計算出污染修正后的太陽輻射吸收系數(shù)。

式中，γc為涂膜受污染后的太陽光反射比。

3.1.2 等效涂料熱阻取值

使用建筑反射隔熱涂料的外墻和屋面，當采用規(guī)定性的圍護結構熱工限值指標計算時，外墻或屋面的傳熱系數(shù)應采用等效熱阻進行計算，其計算公式為：

式中：K'為外墻或屋面采用建筑反射隔熱涂料的傳熱系數(shù)（W/m2·K）；K為外墻或屋面未采用建筑反射隔熱涂料的傳熱系數(shù)（W/m2·K）；為外墻或屋面采用建筑反射隔熱涂料的等效熱阻（m2·K/W），可按照JGJ/T359-2015規(guī)程附錄中表C.0.1或表C.0.2（分別見表1、表2）規(guī)定取值。

夏熱冬冷地區(qū)外墻采用建筑反射隔熱涂料的等效熱阻值 表1

夏熱冬冷地區(qū)屋面采用建筑反射隔熱涂料的等效熱阻值 表2

3.2 上海市標準《建筑反射隔熱涂料應用技術規(guī)程》（DJ/TJ08-2200-2016）的規(guī)定

DJ/TJ08-2200-2016標準規(guī)定，建筑外墻和屋面外飾面使用反射隔熱涂料進行隔熱、節(jié)能設計時，應直接采用涂料污染后的太陽光反射比進行計算，計算中涉及到的涂料等效熱阻則按照表3和表4選取。

外墻采用反射隔熱涂料的等效熱阻值 表3

屋面采用反射隔熱涂料的等效熱阻值 表4

相比較于JGJ/T359-2015規(guī)程，對于涉及到反射隔熱涂料的隔熱、節(jié)能設計，上海市DJ/TJ 08-2200-2016標準對于涂料熱阻的取值更為方便些，這可能是因為上海市標準針對該地區(qū)的研究更深入、數(shù)據(jù)更多，而JGJ/T359-2015規(guī)程則需要照顧到國內更多的地區(qū)。

4 建筑反射隔熱涂料的工程質量控制項目及其檢測方法

缺少對工程質量的有效控制是建筑反射隔熱涂料工程應用中飽受詬病的問題之一。但是，隨著JGJ/T359-2015規(guī)程和JGJ/T287-2014等標準的頒布實施，使這一問題得以解決。

對于建筑反射隔熱涂料的工程質量控制，JGJ/T 359-2015規(guī)程規(guī)定了材料進場復檢和現(xiàn)場檢測，材料進場復檢主要項目是太陽光反射比、半球發(fā)射率和近紅外反射比等涂料的功能性項目；更為重要的是在工程完工后，需要對涂料工程的太陽光反射比項目按照現(xiàn)行標準[5]進行現(xiàn)場檢測。