建筑工程安全帽反射隔熱涂層的實驗測試

黃 祥 郭 明 周 行 苑 雨

（大連大學建筑工程學院）

0 引言

建筑行業屬于高危行業，在它蓬勃發展的今天，建筑安全事故層出不窮，引發事故的原因也有許多。首先，作業條件艱苦，一般都是露天作業、高空作業等；其次，作業現場復雜錯亂，設備、材料多且堆放雜亂，稍不注意就會發生事故；再者，意外事故發生概率較高，比如在作業過程中常存在高空墜落、機械傷害、物體打擊、觸電、坍塌等事故。所以對于建筑工人安全問題日益重視。對建筑行業中存在的危害而言，個體防護是一種效果好、成本低的高效手段，也是建筑行業最普遍的一種防護措施[1-2]。

作為“安全三寶”之一的安全帽，是保護頭部、防止或減輕事故危害、保障生命安全的重要防護用品[3]。所以，安全帽的發展創新如今也漸漸引起了人們的重視和關注。

1 反射隔熱涂層應用在安全帽構想的提出

近年來，功能性水性涂料（隔熱涂料）正逐漸進入大眾視野，其通過阻擋、反射、輻射太陽光近紅外熱量，以達到隔熱、降溫、節能、減排的作用，具有隔熱、防水、防銹、防腐、工期短、見效快等特性[4-5]。

隔熱涂料是集反射、輻射于一體的新型隔熱涂料。采用添加綠森霖超細微孔材料、中空玻璃或陶瓷微珠的隔熱涂料。有三大功效：①能對400～2500nm范圍的太陽紅外線進行高反射；②不讓太陽的熱量在物體表面進行累積升溫，又能自動進行熱量輻射散熱降溫，把物體表面的熱量輻射到太空中去，降低物體的溫度，即使在陰天和夜晚涂料也能輻射熱量降低溫度；③涂料中放入導熱系數極低的空心微珠隔絕熱能的傳遞，讓其即使在大氣溫度很高時也能隔住外部熱量向物體內部傳導。這三大功效保證了涂刷涂料的物體降溫，確保了物體內部空間能保持持久恒溫的狀態。在陽光強烈時，隔熱涂料可以降低物體表面溫度10℃～15℃左右，陰天和夜晚可以降溫在3℃以上或是降低到和大氣溫度一致[6-7]。

由此提出了將反射隔熱涂料應用在安全帽的構想，利用其反射隔熱的特點，來降低安全帽的內外溫度，提高佩戴者的舒適度，并且也能起到減緩安全帽老化的作用[8]。

2 實驗方案設計

2.1 實驗材料準備階段

安全帽若干，不同顏色：紅色、黃色、白色、藍色。

反射隔熱涂料，調制紅、黃、白、藍四色。

紅外線測溫儀。

2.2 實驗進行階段

在夏季中午12點的空曠場地進行實驗，當天室外平均溫度29℃。

實驗一：在中午12點的時候，將紅、黃、白、藍四色涂料涂于地面上，使用紅外線測溫儀，每隔半小時測一次表面溫度，共測取五組數據，記錄無涂漆和四色涂漆時地面表面的溫度值，如表1所示。

表1 反射隔熱漆涂在地面上數據記錄

實驗二：在中午12點的時候，將兩組安全帽置于陽光下，一組涂于與自身相同顏色的防曬涂料，另一組未經過處理。使用紅外線測溫儀，每隔15min測一次表面溫度，共測取8組數據，記錄各個安全帽在同一時刻的溫度值，如表2所示。

從實驗一的數據我們可以得出，當反射隔熱涂料涂于地面上時，白色涂漆效果降溫效果最好，溫降在10℃左右，紅黃藍三色降溫效果差不多，溫降在7℃左右。對實驗二數據處理發現，反射防曬涂料不同顏色在安全帽上的降溫效果也不同，白色涂料溫降為5.6℃，黃色涂料溫降為6.2℃，紅色涂料溫降為8.8℃，藍色涂料溫降為13.8℃。

對比兩組數據我們會發現，若將涂料應用于房屋建筑上，白色效果最佳；但在安全帽上則不然，對于顏色越深的安全帽，其效果越明顯。主要原因在于不同顏色安全帽同時置于太陽下，顏色深的溫度高，涂抹涂層之后顏色深的反而溫降更加明顯，降溫效果更好。

表2 有無涂漆安全帽外表面溫度記錄

3 總結與展望

通過上述實驗方案的設計，并借助折線圖，可以直觀的看到反射隔熱涂料對降低安全帽表面溫度的作用效果。同時，利用得到的數據可以為之后的研究工作提供思路，從而能夠提高安全帽的舒適性，有助于安撫工人工作情緒，提高生產效率。