夏熱冬冷地區(qū)建筑反射隔熱涂料應(yīng)用技術(shù)

薛黎明 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

1 引言

建筑反射隔熱涂料應(yīng)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(shí)屋面和外墻外表面的溫度,并由此而帶來(lái)一系列效益：減少熱量向建筑物內(nèi)的傳導(dǎo)、延長(zhǎng)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(nèi)的傳導(dǎo)是其產(chǎn)生的節(jié)能效果。這種節(jié)能效果在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《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(yīng)用涉及到節(jié)能計(jì)算，所以其應(yīng)用技術(shù)比普通建筑涂料更為重要和復(fù)雜。我國(guó)于2015年頒布了《建筑反射隔熱涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T359-2015），解決了工程應(yīng)用中有關(guān)節(jié)能計(jì)算和工程質(zhì)量控制等問(wèn)題，使工程應(yīng)用有了良好的技術(shù)支撐。

2 建筑反射隔熱涂料在夏熱冬冷地區(qū)的應(yīng)用形式

夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能的特點(diǎn)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(yīng)用時(shí)必須考慮冬季的保溫問(wèn)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(shí)際工程情況來(lái)看可有以下幾種應(yīng)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(lèi)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?yàn)槟軌蚪档拖募靖邷靥鞖鈺r(shí)的表面溫度而提高外墻外保溫系統(tǒng)的抗裂性。但實(shí)際上由于在達(dá)到節(jié)能50%的要求時(shí)所需要的板材厚度本來(lái)就很薄，因而應(yīng)用建筑反射隔熱涂料并不能取得直接的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)際中幾乎沒(méi)有此類(lèi)配套構(gòu)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(jiǎn)單地按照GB/T25261-2010標(biāo)準(zhǔn)附錄中給出的計(jì)算結(jié)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(dǎo)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(dǎo)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(zhì)量并正確使用，該系統(tǒng)是適用于夏熱冬暖地區(qū)應(yīng)用的良好節(jié)能措施。

2.3 以保溫膩?zhàn)訛楸貙?/h3>

在安徽省[1]和江蘇省[2]的地方標(biāo)準(zhǔn)中，考慮對(duì)一些本身熱阻能夠滿(mǎn)足節(jié)能設(shè)計(jì)要求或者距離節(jié)能設(shè)計(jì)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?zhàn)邮褂茫瑯?gòu)成建筑反射隔熱涂料-保溫膩?zhàn)酉到y(tǒng)。該系統(tǒng)能夠減緩墻體的開(kāi)裂現(xiàn)象，消除或減小梁、柱等節(jié)點(diǎn)處的熱橋。此外，也有對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)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(zhuān)門(mén)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(dǎo)熱系數(shù)不大于0.055W/（m·K），而且具有足夠好的物理力學(xué)性能，使其施工成25mm厚的保溫層時(shí)不需要使用抗裂防護(hù)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(yīng)用，而且其保溫層厚度在25mm時(shí)能夠滿(mǎn)足許多種建筑物50%的節(jié)能設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)在安徽省的建筑節(jié)能工程中應(yīng)用已在千萬(wàn)平方米以上，成為夏熱冬冷地區(qū)應(yīng)用建筑反射隔熱涂料的成熟技術(shù)。

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(cè)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(nèi)側(cè)采用石膏基輕集料砂漿外墻內(nèi)保溫子系統(tǒng)（或水泥基輕集料砂漿外墻內(nèi)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?zhàn)訉印⑷嵝阅退佔(zhàn)訉雍徒ㄖ瓷涓魺嵬苛贤繉訕?gòu)成；石膏基輕集料砂漿外墻內(nèi)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(gòu)成（用于外墻內(nèi)側(cè)非潮濕環(huán)境）；水泥基輕集料砂漿外墻內(nèi)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(gòu)成（用于外墻內(nèi)側(cè)潮濕環(huán)境）。

該系統(tǒng)將外墻內(nèi)、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(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能提供了一種新技術(shù)。

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(guò)墻體向建筑物內(nèi)傳導(dǎo)的熱量減少而節(jié)省空調(diào)能耗、而在冬季會(huì)對(duì)建筑節(jié)能產(chǎn)生不利作用，而在建筑節(jié)能計(jì)算中對(duì)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(dá)。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(shí)，與相同條件下采用太陽(yáng)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(guān)。涂料的反射性能一般都認(rèn)為是滿(mǎn)足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（例如GB/T25261-2010、JG/T235-2014）時(shí)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)應(yīng)用規(guī)程類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中都會(huì)根據(jù)這些條件而規(guī)定其取值，例如安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB34/T 1505-2011 中規(guī)定其取 0.16（m2·K）/W；江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)JGJ/T359-2015和上海市《建筑反射隔熱涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DJ/TJ08-2200-2016）對(duì)反射隔熱涂料等效熱阻的取值規(guī)定和在節(jié)能設(shè)計(jì)中的計(jì)算方法。

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

3.1.1 “太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)”計(jì)算方法

JGJ/T359-2015規(guī)程在第5章“熱工設(shè)計(jì)”中規(guī)定，用于建筑外墻和屋面的建筑反射隔熱涂料，在進(jìn)行隔熱設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用“污染修正后的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)”進(jìn)行計(jì)算。

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

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

太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)的第二種計(jì)算方法是按照J(rèn)G/T235-2014標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法測(cè)得污染后的太陽(yáng)光反射比，再按照（4）式計(jì)算出污染修正后的太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)。

式中，γc為涂膜受污染后的太陽(yáng)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(dāng)采用規(guī)定性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工限值指標(biāo)計(jì)算時(shí)，外墻或屋面的傳熱系數(shù)應(yīng)采用等效熱阻進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)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J(rèn)GJ/T359-2015規(guī)程附錄中表C.0.1或表C.0.2（分別見(jiàn)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(biāo)準(zhǔn)《建筑反射隔熱涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DJ/TJ08-2200-2016）的規(guī)定

DJ/TJ08-2200-2016標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，建筑外墻和屋面外飾面使用反射隔熱涂料進(jìn)行隔熱、節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)直接采用涂料污染后的太陽(yáng)光反射比進(jìn)行計(jì)算，計(jì)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(duì)于涉及到反射隔熱涂料的隔熱、節(jié)能設(shè)計(jì)，上海市DJ/TJ 08-2200-2016標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于涂料熱阻的取值更為方便些，這可能是因?yàn)樯虾Ｊ袠?biāo)準(zhǔn)針對(duì)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(guó)內(nèi)更多的地區(qū)。

4 建筑反射隔熱涂料的工程質(zhì)量控制項(xiàng)目及其檢測(cè)方法

缺少對(duì)工程質(zhì)量的有效控制是建筑反射隔熱涂料工程應(yīng)用中飽受詬病的問(wèn)題之一。但是，隨著JGJ/T359-2015規(guī)程和JGJ/T287-2014等標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，使這一問(wèn)題得以解決。

對(duì)于建筑反射隔熱涂料的工程質(zhì)量控制，JGJ/T 359-2015規(guī)程規(guī)定了材料進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，材料進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢主要項(xiàng)目是太陽(yáng)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(xiàng)目；更為重要的是在工程完工后，需要對(duì)涂料工程的太陽(yáng)光反射比項(xiàng)目按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)[5]進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。