建筑節(jié)能是我國(guó)節(jié)能工作的重點(diǎn)之一，而外墻外保溫已成為建筑節(jié)能的主產(chǎn)品。對(duì)于熱工設(shè)計(jì)時(shí)以保溫為主的地區(qū)，如嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)，外墻外保溫不僅合理，而且適用，發(fā)展較快。而對(duì)于熱工設(shè)計(jì)時(shí)一般只考慮隔熱的夏熱冬暖地區(qū)，或熱工設(shè)計(jì)時(shí)以隔熱為主的夏熱冬冷地區(qū)，目前的一些外墻外保溫存在進(jìn)一步完善的空間。本文提出根據(jù)房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽輻射熱平衡方程，針對(duì)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)，合理選擇和使用各種隔熱保溫涂料，組成復(fù)合體系，既保溫又隔熱，達(dá)到室內(nèi)熱環(huán)境舒適和節(jié)能降耗的目的。

    1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽輻射熱平衡方程

    太陽輻射能對(duì)建筑物的熱環(huán)境和能耗有著十分重要的作用。根據(jù)波長(zhǎng)的長(zhǎng)短，太陽光可以分為紫外線、可見光和紅外線。紫外線的波長(zhǎng)小于400nm，約占太陽總能量的5%�？梢姽獠ㄩL(zhǎng)在400~760nm，約占太陽總能量的45%。而紅外線的波長(zhǎng)大于760nm，約占太陽總能量的50%�？梢�，太陽能主要集中于可見光區(qū)和紅外區(qū)。

    太陽輻射熱通過向陽面，特別是東、西向窗戶和外墻以及屋面進(jìn)入室內(nèi)，從而造成室內(nèi)過熱。因此這些部位也是建筑物夏季隔熱的關(guān)鍵部位。房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽輻射熱平衡方程可以簡(jiǎn)化如下：

    Q₁=I0-Q₂-Q₃

    式中：

    Q₁——外表面向室內(nèi)傳導(dǎo)的熱量，W/m2；

    I0——太陽輻照度，W/m2；

    Q₂——外表面反射的太陽輻射熱量，W/m2；

    Q₃——外表面發(fā)射的熱量，W/m2。

    當(dāng)然，嚴(yán)格地說，還有外表面吸收的大氣輻射熱量，外表面吸收的地面及物體輻射熱量，以及室外空氣和外表面對(duì)流傳熱量。

    1.1外表面反射的太陽輻射熱量

    因?yàn)橥磕ね獗砻媸欠峭该鞯�，所以太陽輻射熱量一部分被外表面反射，一部分被吸收。其中外表面反射的太陽輻射熱量可按下式�?jì)算：

    Q₂=αI0=（1-ρ）I0

    式中：

    α——外表面反射率，%；

    ρ——外表面吸收率，%。

    就顏色來說，紅色將紅光反射出去，藍(lán)色將藍(lán)光反射出去，白色反射熱量最多，黑色吸收熱量最多。這也就是為什么絕大多數(shù)熱反射涂料是白色和淺色的原因。此外，還有反射紅外線的材料，畢竟紅外部分占了太陽50%的能量。這就是說，也可以通過選擇吸收生產(chǎn)有色熱反射隔熱涂料。

    可以看出：外表面涂膜的全反射率越高，外表面反射的太陽輻射熱量就越多，而吸收的太陽輻射熱量就越少。也就是說，向室內(nèi)傳導(dǎo)的熱量就越少，夏天空調(diào)負(fù)荷就越低。

    1.2外表面輻射熱量

    在外表面吸收的熱量中，一部分被外表面輻射出去，一部分傳至室內(nèi)。外表面輻射熱量的計(jì)算如下：

Q₃=ε_wC_b(T/100)⁴

    式中：

    ε_w——外表面發(fā)射率，%；

    C_b——黑體發(fā)射常數(shù)，5.67W/（m2·K4）；

    T——外表面絕對(duì)溫度，K。

    嚴(yán)格來說，換熱要考慮角系數(shù)等因素。這里僅作定性分析。發(fā)射主要是長(zhǎng)波輻射，即以紅外的形式把熱量發(fā)射出去。

    對(duì)于某些光譜帶，如8~13.5μm，存在大氣窗，即大氣中二氧化碳和水蒸氣等對(duì)這些光譜帶的光是不吸收的，它們會(huì)無阻礙地通過大氣，而被發(fā)射至大氣外層。這不僅有利于隔熱，還對(duì)解決熱島效應(yīng)有好處。

    比如說，夏天涂膜外表面溫度為47℃，則對(duì)應(yīng)最大光譜輻射力的波長(zhǎng)約為9.06μm，因此發(fā)射的紅外線基本在8~13.5μm光譜帶范圍內(nèi)。關(guān)鍵是提高在該波段的發(fā)射率。

    外表面涂膜的發(fā)射率越高，向室內(nèi)傳導(dǎo)的熱量也就越少，降溫能耗就越低，即越節(jié)能。

    2隔熱保溫涂料

    具有隔熱保溫性能的涂料叫隔熱保溫涂料。隔熱是通過對(duì)溫度波動(dòng)的衰減和延遲而達(dá)到，保溫由熱阻來實(shí)現(xiàn)。按照隔熱保溫機(jī)理，可將隔熱保溫涂料分為阻隔性隔熱保溫涂料、反射隔熱涂料及輻射隔熱保溫涂料3類。

    2.1反射隔熱涂料

    反射隔熱涂料是在鋁基反射隔熱涂料的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，通過選擇合適的原料和配方等，制得高反射率涂層，反射太陽光來達(dá)到隔熱目的。薄層隔熱反射涂料是這類涂料的代表。它由基料、熱反射顏填料和助劑等組成。

    這種薄層隔熱反射涂料的熱反射率高，一般在80%以上，隔熱作用明顯。但如上所述，顏色對(duì)熱反射率有很大影響。另外，盡管薄層隔熱反射涂料導(dǎo)熱系數(shù)不高，自身熱阻較大，但因涂膜厚度比較薄，總熱阻有限，保溫效果不大�？膳c其他保溫材料配合使用。

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