建筑反射隔熱涂料隔熱性能影響因素與應用實踐研究

徐光勇

（海口市建筑工程質量檢測中心，海南 海口 570208）

1 建筑反射隔熱涂料隔熱性能概述

建筑反射隔熱涂料是基于新型環保建筑原理下的節能建筑涂料，其主要功能是反射光線，夏天可降溫、隔熱，冬天可保溫節能，可在普遍應用于我國大部分地區。該涂料除上述功能外，還可用于外墻裝飾、上色等，以涂膜對外墻表面形成保護，降低陽光直射對外墻造成的劇烈升溫現象。反射隔熱涂料應用中，也存在一定問題，如不同涂料的性能狀態不同，應用地區與建筑類型也不同，部分涂料生產廠家通過廣告等形式過分夸大反射隔熱涂料的實際作用等。夏季，陽光直射到建筑表面，建筑反射隔熱涂料所形成的涂膜能夠直接反射陽光，從而降低涂膜受到的熱量強度。雖然涂膜本身具有隔熱作用，但由于涂膜在建筑外墻的厚度較薄，其隔熱保溫效果有限，在建筑環保性能的研究中，其作用可忽略不計。目前多數建筑反射隔熱涂料生產廠家為了擴大銷售，夸大建筑反射材料的作用，涂料實際功能與廣告功能往往不一致。對建筑反射隔熱涂料的研究，必須立足于實踐，以實驗和實踐的方法對建筑反射隔熱涂料的效果與功能進行實際測評，從而正確解讀建筑反射隔熱涂料的基本功能與應用條件。

2 建筑反射隔熱涂料隔熱性能影響因素

2.1 基料的選擇

建筑反射隔熱涂料的隔熱效果是根據涂料對于光線的反射率、吸收率等要求進行分類的，在太陽光對于建筑反射隔熱涂料的直接暴曬下，涂料中所含的樹脂成分必須能夠抵抗紫外線對于涂料本身結構的破壞，涂料常用的乳液主要有：丙烯酸乳液、環氧乳液、有機硅乳液、苯丙乳液、氟碳乳液等，這些乳液能夠作為反射隔熱涂料的基料，而具有反射隔熱功能涂料中加入樹脂成分，要求樹脂透光率在80%以上，對輻射吸收率低等特點。通過采用不同基料配比與樹脂進行融合實驗，發現在不同涂層間，不同材料對于光線都具有反射作用，且不同材料溫度差距在1℃，由此可見基料的選擇對于涂料反射隔熱性能影響較小。

2.2 顏填料對于建筑反射隔熱涂料性能的影響

涂料所具有的反射率與顏填料折光指數、樹脂折光指數、顏填料純度、顏色、濃度等方面具有一定的關系，如果在理想環境下，顏填料折光指數與基料折光指數較為接近時，涂料顏色為透明，當顏填料折光率高于基料折光率的情況下，涂料顏色較深，且對涂膜形成遮蓋作用，遮蓋作用強度=顏填料折光指數-基料折光指數。當顏填料折光指數與基料折光指數之差越大的情況下，其遮蓋性能越好，涂料具有更強的散射能力。顏填料材料顆粒大小對陽光折射情況也有影響。當顏填料顆粒直徑與入射光波長比（d/λ）為0.1～10時，涂料溫控能力較強，能夠起到保溫作用；反之，當顏填料顆粒直徑與入射光波長比（d/λ）＜0.1時，其透光性為最大值，不具備控溫能力。因此為了保證反射隔熱涂料發揮較好的作用，在顏填料的制作中，其顆粒直徑控制在0.02μm以上，小于0.02μm則無控溫能力。另一方面，顏填料的顏色也對光線反射具有直接的影響，通常來說，“冷顏料”對陽光的反射率最強，涂料的顏色越“冷”，則其反射性能越好，由于太陽光主要是紫外線輻射，紫外線具有很強的穿透性，對于所有顏料來說，均無反射作用，但可見光由紅外線為主，也是造成物體升溫的主要光源，色彩越“冷”，則對紅外線的吸收能力越弱，將更多的紅外線直接反射出去，因此，白色的涂料反射性最好。根據不同顏色涂料種類，在明度差別較小的情況下，分別在2017年8月西南方向195°墻面上進行溫度測試（表1）。

2.3 耐沾污性對涂料反射隔熱性能的影響

當前市面上采用的反射隔熱涂料類型通常為丙烯酸涂料，隨著建筑使用時間的增加，空氣與環境問題的影響，墻面耐沾污性效果逐漸顯現出來，涂料耐沾污性效果越低，則涂料反射性下降更為明顯，在重度污染天氣較多的北方城市，涂料的反射隔熱效果在2年內能夠下降50%。因此，對于反射隔熱材料的選擇，還需要就其耐沾污性方面進行考慮。通過對不同基料進行對比研究，氟碳乳液比丙烯酸乳液涂料具有更強的耐沾污性，在長時間的耐沾污性實驗中，其反射效果高于其他類型涂料。

表1 各種顏色涂料受陽光升溫的影響

3 建筑反射隔熱涂料的應用

3.1 應用系統

建筑反射隔熱材料的使用必須配合相應的保溫系統才能夠達到滿意的效果，在冬暖夏熱地區，反射隔熱材料的主要功能在于對熱量的反射以及隔熱，其保溫性可以適當降低。在配合無機保溫砂漿外保溫系統飾面進行涂料作業時，其保溫層結構主要為：底層涂層，柔性耐水膩子層，建筑反射隔熱層。該系統主要適用于冬暖夏熱地區，其反射層能夠在夏季反射陽光，降低外墻表面溫度，柔性防水膩子層除具有防水功能外，還能夠起到隔熱降溫的作用，外反射隔熱層使用氟碳涂料，能夠提高建筑外表面的耐沾污性，延緩建筑老化。自保溫墻體飾面的涂料使用，主要突出墻體結構的保溫性，由于功能設計方面已經對外墻的保溫性能進行優化，因此涂料的使用主要突出反射和隔熱效果，而涂料與墻體之間一般會采用保溫膩子層進行保溫隔熱處理，而保溫膩子層具有隔水、隔熱的效果，u建筑反射隔熱涂料搭配使用，能夠形成互補作用。

3.2 等效熱阻效應

關于建筑反射隔熱涂料熱阻效應的討論，對涂料的應用具有較大的影響。建筑反射隔熱涂料所具有的等效熱阻效應能夠減少其他隔熱材料的使用，降低節能建筑的建設成本，平衡隔熱材料的使用效果。根據《建筑反射隔熱涂料使用規定》要求，在對建筑進行隔熱設計時，需要考慮不同方向的墻面采用不同的反射隔熱涂料，從而對房屋整體形成等效熱阻效應。

4 結語

對建筑反射隔熱涂料的影響因素有：1）在基料的選擇方面，由于樹脂作為透光與折射現象發生的主要因素，在樹脂透光度基本一致的情況下，各類基料的選擇在陽光反射以及墻體升溫方面沒有較大的差異；2）顏填料與基料的折射差，能夠對遮蓋度產生影響，遮蓋度作用于建筑外墻面的控溫能力；3）不同顏色的涂料對于光線反射以及外墻升溫造成的影響較大，通常會選擇“冷顏色”的涂料作為外墻面主色，能夠有效地反射太陽光線。