建筑辐射阻热节能涂料研究与应用汇报
辐射阻热涂料技术是建筑节能领域的新技术，我国在民用建筑领域的研究应用已经有十多年历程，主要是以企业自主研发、试点推广，还没有完全得到行业和市场广泛接受，同时，关于辐射阻热节能涂料的技术体系还尚需建立，如：技术标准、检测方法等。
一、辐射阻热节能涂料基本原理
辐射阻热涂料是一类对热辐射电磁波具有较强吸收和自发辐射能力的功能型涂料，通过对热辐射电磁波的吸收和自发辐射，涂层能够将大量辐射热能阻挡在传热界面（涂层）之外，从而起到“阻热”作用。它是以碳、氢、氧等非金属元素组成的水性高分子改性材料为主要成膜物质，以一些最外层电子易被激发、辐射性能活跃、向环境释放能量多的金属化合物等受激辐射类材料为主要功能材料，再添加颜料、填料、助剂等制成的具有辐射阻热性能的建筑节能涂料。主要物理机理如下：
一是电子自发辐射。热源(如太阳光)中的一部分高能量紫外辐射能使上述金属元素处于较低能态的活跃电子获得辐射能量后就跃迁到能量较高的不同激发态；由于高能电子激发态没有激发前的电子状态稳定，其寿命很短，因此就产生电子态自发辐射，向涂层外释放出电子自发辐射能量后又跃迁回到那些特殊金属元素的稳定低能电子态。
二是振动自发辐射。金属化合物中的离子型共价键或极性共价键吸收系统内或环境热源中一部分(主要位于“大气窗口”)的远红外辐射能量后会从低能态的振动能级激发到不够稳定的高激发振动能级，其寿命也很短，很快就通过振动自发辐射向涂层外释放出振动自发辐射能后又跃迁回较稳定的低振动能级。这样的物理过程循环往复、一直到热源停止产生辐射为止。
二、辐射阻热涂料的优势
一是比普通涂料（含反射涂料）功能多。普通涂料一般不包含(或极少含有)辐射涂料中具有上述物理性能的金属元素，普通涂料受到相同(太阳光或/和环境)热源发出的(紫外或/和远红外)辐射照射后难以产生像辐射涂料那样的两类受激自发辐射，从而向涂层外释放的自发辐射能量就少得多。反射涂料的节能效果主要取决于墙体表面光洁度和颜色，辐射阻热涂料不仅具备反射涂料功能，并与可见光没有关系，只与温差有关系。
二是阻热效果好。在封闭空间内，当热源给该空间供热以保障舒适的人居温度时，涂在该空间内部的辐射涂料所含的特殊金属化合物的辐射活跃性质和自发辐射特性，使得辐射涂料在吸收热源发出的”大气窗口”远红外辐射后，很快又通过振动自发辐射机制将很大部分吸收的红外能量又释放回(涂层外的)该封闭空间，使得被阻挡的能量主要在空间内部循环积蓄，大大减少空间内部能量通过热传导向外部流失，从而达到节能的作用。 如外太空的宇宙飞船内部、深海中的潜水艇内部、寒冷地区的室内空间等。在建筑节能以隔热为主的南方地区，涂在建筑层外部阻热效果更加明显。
三是综合效益好。建筑辐射阻热节能涂料是一种多功能涂料，涂膜厚度仅为0.3mm左右，可减少外保温厚度，可增加房屋的使用面积、提高得房率等。其憎水性能好，对外墙防水起到良好作用。与传统保温隔热技术相比，施工工艺简单、用料少、工期短，综合成本比聚苯板保温做法低10-20元/m2，具有良好的市场前景。
三、推广阻热辐射节能涂料需要解决的问题
辐射阻热材料技术是建筑节能领域是一种新工艺，技术理论、经济政策等方面还不够健全，行业的认知与市场接受程度还处在初级阶段，还需要不断完善和引导。由于辐射与传导的原理不同，辐射阻热材料没有导热系数，无法按照传统的热工理论要求获得围护结构的传热系数、传热阻，阻碍了辐射阻热涂料的推广应用，应借鉴热水瓶、载人飞船、潜艇等领域隔热保温原理，研究建立新的热工设计方法，将辐射阻热节能涂料等新材料新技术应用到建筑节能工程中，不断提高建筑节能效能。同时，由于辐射阻热节能涂料技术应用标准规范还空缺，限值了新技术的推广应用，应从理论研究、技术支撑、政策保障等方面齐抓共管、共同发力，创造新技术应用的市场条件。辐射阻热节能涂料从涂料辐射性能的认定，到设计环节的适应性和最终节能效果的评定，每个环节都是全新的课题。产品研制到节能效果评估所涉及的专业技术更是横跨了物理、材料、化学、建筑、热工多个专业领域，更加需要一个专业平台汇集专业力量，推动技术的创新应用发展。
四、研发应用建议
一是加强技术研究，建立技术体系。从辐射阻热理论、热工计算方法及检测检验方法（定性检测、定量检测、现场抽样检测）等方面全方位开展深入研究，逐步建立建筑辐射阻热节能涂料的技术体系。由于定量检测方法不完善，现行节能计算体系还要考虑阻热涂料因子。同时，无法辨别产品真假，导致市场混乱。
二是修订设计标准，消除推广瓶颈。建筑节能设计标准体系中，仅有《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》中考虑了浅色外饰面反射节能措施，给予0.2m2·K/W当量热阻附加值，其他节能设计标准均未考虑反射、辐射节能措施因素。应加快建筑节能设计标准的修订工作，夏热冬暖地区节能设计标准应增加当量热阻附加值，其他地区节能设计标准应增加辐射阻热节能措施的节能因子。
三是加大试点力度，探索可复制经验。早期主要用于粮仓、油库等仓储建筑的降温，后来逐步扩展到具有大型屋面的公共建筑的屋顶降温、电力设备柜防高温，可以较好满足单一的降温需求，应用效果较好。近年来，部分企业正在探索住宅领域的应用，在一些项目应用效果较好，如：浙江米格节能涂料在金华“南江悦”项目应用取得较好效果，项目规模65万平方米，浙江、福建、广东等地也有一些项目应用。国内一些大的涂料企业如：亚士、立邦、三棵树等都在积极研究该产品。我中心主编的团体标准《建筑辐射阻热节能涂料技术应用规程》已经进入审查阶段，主要在南方地区重点推广。建议在南方地区加大推广力度，探索经验。
文章来源：低碳涂料
责任编辑：雷达
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