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专家访谈录之王守臣:建筑节能新技术
2012年10月23日15点27分 来源:中国涂料在线  发稿:QQ1561418108
热词:涂料油漆防水涂料防火涂料外墙涂料涂料品牌

建筑节能涂料专家王守臣(左)与中国涂料在线记者

【中国涂料在线新闻资讯】——水性建筑热反射隔热节能色浆的开发与应用研究

建筑节能,在发达国家最初为减少建筑中能量的散失,现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。

我国建筑节能的现状是怎样的?用热反射色浆调色的隔热涂料有哪些独到之处?热反射色浆的技术原理是什么?带着这些疑问,我们专程走访了建筑节能涂料专家王守臣先生。

中国涂料在线记者:请简要谈谈我国建筑节能的现状及趋势

王守臣:随着工业化、城市化和现代化的加快推进,我国每年城乡新建房屋的建筑面积近已20亿平方米,其中80%以上为高耗能建筑,既有建筑近400亿平方米,95%以上都属于高能耗建筑,能源利用率仅为33%,落后发达国家20年。建筑耗能占我国总能耗的30%。建筑节能将成为提高社会能源使用效率的首要方面。

《广东省建筑节能“十二.五”规划》中明确了目标:十二.五期末,施工、设计阶段建筑节能执行率达到100%,广州、深圳标准更高。十二.五期末,全省完成即有建筑面积1900万平方米的节能改造。

传统的建筑节能方法有很多,诸如保温泡沫板,保温砂浆等,不失为建筑节能的一种有效方法,但传统的保温节能方法已经远远不能满足建筑节能的需要,必须研究新的高效率的建筑节能方法,以提高传统的保温方法的效率。

除了采用控制空调温度、采用节能灯、使用太阳能热水器等普通方式,还应从根本上解决建筑能耗,使用反射隔热涂料将成为未来的建筑新趋势。它能主动反射太阳光的能量,降低室内温度,从根本上减少空调的使用率,大大降低电能消耗。

中国涂料在线记者:用热反射色浆调色的隔热涂料同传统的隔热涂料有那些不同?

王守臣:外墙反射隔热涂料 是指对太阳的可见光及红外光高能量光谱具有很强的反射能力,使物体表面吸收的太阳辐射能量减少,直接把热量阻隔在墙体之外,从而大大降低墙体温度。它凭借施工简单、节能显著、低成本的优势越来越受人们欢迎。
 
同传统的外墙外保温建筑节能体系相比,建筑隔热涂料更适合中国南方高温、高湿、多雨、夏季时间长的特点,能够降低施工综合造价,提高建筑的稳定性和耐久性。是适合中国南方建筑节能要求的新型节能材料。

由于国内对建筑隔热涂料研究时间较短,已有产品在使用性能上有较大局限性,在这方面,国外对建筑隔热涂料研究启动较早,而且应用普遍,发展迅速。除了政府部门大力推广,颁布法令,采取税收减免政策以外,随着建筑节能理念的推广深入,节能隔热涂料的使用正变得越来越普及。

在美国及欧洲,由建筑隔热涂料构成的冷建筑体系正在快速发展,尤其是在夏季天气炎热地区受到广大使用者的追捧。但出乎意料的是,在较冷的地区,这种概念也受到人们热烈的欢迎。这是因为人人都想为环境作贡献,人人都想节能,人人都想把能耗费用降下来控制能源支出。由于市场对于冷建筑体系的需求不断增长,促使各地方出台的新的节能法规,由建筑绝热涂料构成的冷建筑体系的信任度和普及率有了进一步的提高。

国内市面上的反射隔热涂料通常以白色或浅色为主,因为普通的反射隔热涂料产品调色后隔热效果会降低,颜色受到限制 。白色热反射涂料主要采用玻璃微珠、红外热反射粉、高性能钛白、高性能树脂等材料,配方复杂,价格较贵,色彩单一,不耐沾污。

早在2010年,就有建筑涂料专家在《我国建筑涂料现状和发展趋势及国际建筑涂料概况》一文指出:对建筑涂料企业来说,一是产品环境友好,减少甚至能消除有毒有害物质的污染;二是企业本身节能减排,清洁生产;三是建筑节能,产品使建筑物隔热保温,热反射涂料关键是生产有色的热反射涂料。
 
有鉴于此,国内一些知名涂料企业,开始尝试采用冷颜料技术,隔热效果与常规调色后涂料相比有较明显优势,对太阳光有更强的反射和辐射能力,有效地降低墙体温度,同时增加了色彩的多样性。 但由于受技术的限制,直接使用冷颜料制作热反射涂料推广的难度较大,红外热反射隔热色浆的成功研制使热反射涂料的制造变得轻松,成为一种新型高效的建筑节能新技术。

中国涂料在线记者:热反射色浆的技术原理是什么?

王守臣:太阳辐射到达地球表面的能量 97% 集中在 0 .3 ~ 2 . 5 μ m 的波长范围内 , 其中紫外线部分辐射能量只占太阳总辐射能量的 13% , 可见光和红外线部分辐射能量占太阳光总辐射能量的84% 。因此在可见光和红外线范围内 , 涂膜的反射率越高 , 隔热效果越好。
 
部分金属氧化物的纳米材料,具有反射太阳光可见波段和近红外波段的功能,这样的金属氧化物在物体表面形成致密涂层,并且其分子结构上对太阳光可见波段和近红外波段不吸收,这样就反射回太阳光,从而达到节能的功能.

中国涂料在线记者:海川的红外热反射色浆IRCP都有那些特点呢?

王守臣:海川红外热反射色浆是首家选用具有反射太阳能功能的金属氧化物,并通过特殊的工艺对涂层进行改性和加工的高新技术产品,使用热反射色浆进行调色就赋予涂层特殊的功能。如反射太阳光功能,并具有极佳的耐候耐热性,具有极强的自清洁功能等,目前共六种颜色的红外热反射色浆备用。

表1. 红外热反射色浆IRCP系列产品

色浆名称

颜料指数

颜色

耐候性

适用范围

IRCP1

复合铁铬黑

5

内外墙

IRCP2

复合黄相铁红

黄相铁红

5

内外墙

IRCP4

复合铁黄

铁黄

5

内外墙

IRCP6

复合酞青绿

酞青绿

4-5

内外墙

IRCP10

复合镍铬合黄

金黄

4-5

内外墙

IRCP15

复合酞青蓝

酞青蓝

5

内外墙

红外热反射色浆具有以下特点:

一是海川红外热反射色浆对基础漆的适应性好,无论是使用知名品牌还是非知名品牌的基础漆调色后均有较好的红外热反射效果。

二是红外热反射涂层色彩鲜艳并且装饰性好,可以按照传统的方式和习惯来调色;调色设备不需要任何改动和改造;红外热反射外墙涂层施工按普通外墙涂层施工工艺即可。涂层的老化速度减缓,使用寿命大大增加。

三是使用红外热反射色浆调制的隔热涂料基本性能也非常好,人工老化箱照射600小时后,隔热外墙涂层的耐候性优于普通外墙涂层。热反射涂层的寿命要高于普通涂层。隔热外墙涂层的耐洗刷性能良好,对涂层的耐水洗刷性无任何影响。

四是隔热色浆的调色范围广、色域覆盖宽。为了便于隔热色浆的使用,海川制作了隔热色浆色卡。隔热色浆色卡是提供于建筑行业外墙使用的实物颜色和体现隔热色浆性能的色卡,色卡上的颜色是基于电子调色系统给出的配方再由IRCP隔热色浆和普通的基础漆调制而成。

色卡上的颜色主要以红、黄、蓝、绿作为主色调,再由这几种颜色和黑配出不同明度、不同彩度的其他颜色,而且每个颜色都具有隔热效果,可直接对每个颜色进行隔热效果的检测和对比,色卡上的颜色以中等深色和深色为主,颜色越深隔热效果越明显,中等深色的隔热效果均在5℃-10℃左右,深色的隔热效果均在10℃-15℃左右,其中黑灰色的隔热效果最佳。

中国涂料在线记者:红外热反射色浆IRCP产品对建筑节能的作用究竟有多大呢?

王守臣:建筑外墙吸收太阳能以后,将热量逐渐从外墙表面传递到屋内,造成室内温度升高,浪费空调电能。使用红外热反射色浆调制的热反射涂料涂刷在建筑外墙上,就可以明显降低墙体表面温度。

一是太阳能总反射率提高了。我们委托美国某著名颜料企业对IRCP色浆和普通CP色浆进行了对比测量。结果表明:IRCP色浆比普通CP色浆具有更高的太阳能总反射率,对太阳能的反射更有效果。

表2. 太阳能总反射率对比表

色浆名称

黑底

白底

色浆名称

黑底

白底

IRCP1

45.1

49.9

CP1

7.3

7.3

IRCP2

52.2

59.3

CP2

48.3

54.8

IRCP4

59.8

68.6

CP4

57.1

65.1

IRCP6

35.7

42.8

CP6

32.9

40.2

IRCP10

62.6

73.6

CP10

61.0

72.4

IRCP15

37.9

46.8

CP15

36.9

45.6

二是对建筑物表面温度降低效果明显

通过测量,热反射隔热色浆调制的建筑涂层的表面温度大大低于普通色浆调制的建筑涂层的表面温度,有的温差达到了近20℃,那么传递到室内的温度也会大幅度下降,说明红外热反射色浆具有良好的隔热效果。

表3.隔热温差表

色卡编号

外墙深色普通色浆涂层

表面温度℃

外墙深色隔热色浆涂层

表面温度℃

温差

1155C

60

54

6

1185C

68

55

13

1006C

67

60

7

0705

75

56

19

N5.25

71

54

17

三是红外热反射色浆同保温砂浆隔热性能相当

隔热色浆调制的涂层隔热效果同4mm后的砂浆隔热效果基本一样,颜色较深的N5.25隔热样板的隔热效果要好于砂浆样板。

表4.热反射涂层同保温砂浆涂层隔热性能对比

色卡编号

砂浆加普通色浆色漆板

表面温度℃

隔热色浆色漆板

表面温度℃

温差℃

1155C

53

55

-2

1185C

53

54

-1

1006C

54

55

-1

0705

53

55

-2

N5.25

58

55

3

这样初步估算,仅仅是使用红外热反射色浆就可以使建筑物表面温度大幅度降低,最高可降低20-30℃,可以降低室内温度2-8℃,节约空调能耗效果十分显著。

中国涂料在线记者:请展望下红外热反射色浆的前景

王守臣:红外热反射色浆代替普通外墙调色色浆具有跨时代的意义,它使建筑外墙由酷热时代跨入了酷冷时代。我们可以看到,建筑隔热涂料的使用已经超出地域及形态限制,建筑新型冷技术格局正在形成和发展之中。红外热反射色浆可以赋予建筑隔热涂料的特殊性能,具有显著的经济效益、环境效益和重要的社会效益。使用红外热反射色浆调制的隔热涂料,不但极大降低建筑能耗,还可以减少城市热岛效应,建筑隔热涂料的发展应用必定能够为建筑节能事业提供有效的保障和长久的支持!

专家简介:

王守臣:1965年3月出生,祖籍吉林,毕业于中国科学技术大学,硕士学位,中共党员。

工作经历
深圳海川新材料科技有限公司化工研究所所长, 此前任湖北大型国有化工企业集团技术中心主任、总经理助理、副总经理,主持过多项国家级新产品和重大专项的开发。长期在企业从事技术管理、项目运作、产品开发,具有丰富的新产品策划和开发能力。

主要成果
主持和完成国家“十一.五”科技支撑计划课题一项;
主持和完成国家创新基金课题一项;
主持和完成广东省重大科技项目二项;
主持和完成深圳市攻关项目二项;
申请有多项发明专利和实用新型专利。

 

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