3.1 “反射隔热涂料”相关的标准(国内部分)目前存在7项:
1. JC/T 1040-2007 “建筑外表面用反射隔热涂料”
2. JG/T235-2008 “建筑反射隔热涂料”
3. GB/T 2561-2010 “建筑用反射隔热涂料”
4. HG/T4341-2012“金属表面用热反射隔热涂料”
5. JG/T375-2012 “金属屋面丙烯酸高弹防水涂料”
6. JG/T235-2014“建筑反射隔热涂料”
7. JGJ/T287-2014“建筑热反射涂料节能检测标准”
各标准隔热性能指标及特点和我们的评价如表4.
表4. “反射隔热涂料”相关标准的技术指标和评价
标准号
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标准名称
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主要技术指标
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评价(优缺点)
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JC/T1040-2007
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建筑外表面用反射隔热涂料
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太阳反射比≥ 0.83
半球发射率≥ 0.85
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提出“耐人工气候老化性”;
只二个光学指标。
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JG/T235-2008
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“建筑反射隔热涂料”
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太阳反射比(白色)≥ 0.80
半球发射率 ≥ 0.80
隔热温差 ≥ 10.0
隔热温差衰减 ≤12.0
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提出隔热温差;
温差检测方法设计有欠缺
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GB/T 2561-2010
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建筑用反射隔热涂料
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太阳光反射比(白色)≥ 0.80
半球发射率 ≥ 0.80
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提出反射隔热涂料等效涂料热阻;
仅二个光学指标,门坎太低。又去掉了隔热温差指标,无法判定真假。
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HG/T4341-2012
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金属表面用热反射隔热涂料
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太阳光反射比(白色)≥ 0.80
其他色)≥ 0.60
半球发射率≥ 0.85
近红外光反射比(合格品)≥ 0.60,一等品)≥ 0.70,优等品)≥ 0.80
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提出近红外反射比并对涂料分级;
无温差指标
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JG/T375-2012
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金属屋面丙烯酸高弹防水涂料
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太阳光反射比(白色)≥ 0.80
半球发射率≥ 0.80
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对防水涂料提出隔热指标;
仅二个光学指标
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JG/T235-2014
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建筑反射隔热涂料
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太阳光反射比
低明度≥0.25,中明度≥0.40
高明度≥0.65
近红外反射比:
低明度≥0.40,中明度≥L值/100 ,高明度≥0.80
半球发射率≥ 0.85
污染后太阳光反射比变化率:中明度≥15% ,高明度≥20%
人工气候老化后太阳光反射比变化率:≤5%
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对彩色隔热涂料提出反射指标、增加了近红外反射比考察指标;
仍无温差指标;是国外冷屋面涂料标准的翻版
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JGJ/T287-2014,行标
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“建筑热反射涂料节能检测标准”
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提出节能检测指标及现场检测;
仍是二个光学指标
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Q/320412 CGT 005-2006
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薄层弹性隔热保温涂料
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热反射率可见光区)≥ 0.85
近红外光区)≥ 0.80
导热系数(W/m.K)≤0.10
隔热指数 ≥ 60%
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有温差(隔热指数),近红外光,导热系数等特征指标;
无半球发射率。
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3.2关于标准中“半球发射率”代表的意义
涂层“半球发射率”的高低代表了此涂层高温时(相对于周围环境)向四周环境散热能力的强弱。其理论根据如下:
图4:辐射体的辐射热损曲线图
曲线4为天空投射到辐射体上的功率(热能)即热源强度;曲线1,2为不同温度时辐射体的辐射功率(热能)即散热强度
我们以图4来说明为何辐射型隔热涂料表面散热快。由图4可知,当辐射体的温度为T1时,它的辐射热损由曲线1和曲线3之间的阴影面积表示。由于T1时辐射体只散热而没有收益,故它的温度将因辐射而下降。如果辐射体的温度为T2(T2 图4表明,对于辐射体为黑体的情况,如果辐射体的温度较高,则它在远红外波段内的散热不止在“红外窗口”内发生,在其它波段内同样有散热效果,但一旦辐射体的温度降到一定值时,则它只能在8-13.5微米波段内才散热。在此窗口波段外,它将吸收大气层发射的红外辐射能。
具有反射和辐射双功能涂层的吸收-辐射平衡
我们也可以这样理解辐射型涂层与红外源的吸收-辐射平衡问题:若涂层温度低于等于环境温度,平衡过程涂层温度逐步升高;若涂层温度高于环境温度,平衡过程涂层温度逐步降低。其理论根据是:具有红外辐射能力的材料其红外辐射强度是温度的函数,材料本身温度越高,其辐射强度越大。
需要解释的是对于具有高反射和高辐射双功能的隔热涂料,无论在白天和夜间都存在三种热平衡。
白天:涂层表面在0.2微米-2微米波段(可见,近红外段)吸收大于辐射,这会引起涂层温度升高为主;在2-20微米的中远红外波段是吸收-辐射热平衡,对涂层温度升高贡献小;而当涂层温度高于环境温度时,由于存在传导对流平衡,平衡中的吸热远大于平衡中的散热效应,因此白天涂层温度会不断升高。
夜晚:无可见光,近红外也弱,涂层温度不再升高,此时是涂层温度高于环境温度,这时,涂层对于2-20微米中远红外的吸收-辐射热平衡中其辐射散热降温效应远大于其吸收升温效应。因此,涂层在晚间是个降温过程,且这种辐射效应加速其降温。
概括说,这种双功能隔热涂层的特点应是:白天涂层多反射少吸收太阳光(0.2微米-2微米)而少升温;晚上多辐射中远红外热(2-20微米)而快散热。
3.3关于反射隔热涂料的国标问题
2010年9月中国国家标准化管理委员会、国家质检总局发布了GB/T 25261-2010《建筑用反射隔热涂料》中华人民共和国国家标准。在该标准中,首次对反射隔热涂料引入热工性能的指标等效涂料热阻的概念,引入热工性能计算方法,为产品在建筑节能中的实际节能计算提供了切实可行的方法和数据。反射隔热涂料增加了墙体的隔热性,该增加的隔热性能依据其节能效果,折算为反射隔热涂料的等效热阻.如检测部门的一项测试表明当涂层的反射率为85%,半球发射率为83%时,其等效热阻约为0.3。
依据“国标”节能检测单位对反射隔热涂料应用效果的评价是:
隔热涂料应用效果的分析方法有:外表面温度的计算,等效热阻值的计算,建筑能耗模拟计算,热惰性及内表面最高温度计算。通过这种分析和实际测定,节能检测单位对反射隔热涂料的评价是:(1)热反射涂料适用于夏热冬暖及夏热冬冷地区,尤其适用于前者。(2)热反射涂料对夏热冬暖及夏热冬冷地区的外墙隔热效果有明显作用。对夏热冬暖地区建筑节能效果显著,对夏热冬冷地区建筑节能效果视冬夏季日照量变化,如夏季日照强烈,则效果显著。(3)热反射涂料可单独作为夏热冬暖地区的外墙隔热措施,也可配合适当保温系统作为夏热冬冷地区的外墙保温隔热措施使用。 (4)热反射涂料不适用于严寒或寒冷地区
“国标”存在的缺陷:
国标的重要缺陷在于:标准规定的二项功能性指标(太阳光反射比(白色)≥ 0.80
半球发射率≥ 0.80)门坎太低,比较容易达到。虽然利用这些指标也能计算出等效热阻,进行热工设计和验收,但二项指标并不是节能功效的特征性指标。我们发现一些普通涂料,它的二项指标都合格,甚至更高,並不能因此证明它就是合格的节能涂料。
修改国标的建议,建议设立下述6项技术指标:
(1) 太阳光反射比,
(2) 近红外反射比,
(3) 半球发射率(4-25微米,80℃),
(4) 特征波段(8-14微米,80℃)半球发射率,
(5) 涂层导热系数
(6)隔热温差
其中以“隔热温差”评定产品的级别(1级品,2级品和合格品)