返回頂部
返回首頁
返回首頁
歡迎訪問  中國建材網   | 今天是   
中國建材網全新改版進行中! 我的訂單 | 會員中心 | [ 登錄 ] | [ 注冊 ]
郭教授精准平特一肖
home 您現在的位置: 首頁 >原料動態 > 詳細信息
建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類
2020年02月05日    閱讀量:1637    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

0 引 言

近年來,國家出臺了不少建筑節能方面的政策,提出了新建建筑實施節能50%,既有建筑于2020年全部實施節能改造的目標。而占據建筑物熱量來源48%的窗戶,必然成為改造項目中的重中之重。隨著中空玻璃、L o w - E玻璃、鍍膜玻璃等玻璃深加工產品在建筑節能方面的廣泛應用,又一新型玻璃節能材料,即玻璃隔熱涂料,也加入節能產品的隊伍當中中國建材網cnprofit.com

 

1 定義及分類

玻璃隔熱涂料是一種涂覆于玻璃表面,在保持一定的可見光透過率的前提條件下,以降低玻璃遮蔽系數為主要隔熱方式的功能性涂料。玻璃隔熱涂料的關鍵是既要保證透光,又要具有隔熱效果,也就是說只能有選擇地隔離太陽輻射能。


太陽輻射能分布在波長為300~2 500 n m ,其中紫外線部分占14% ,可見光部分占40% ,紅外線部分占44% [1]。然而,對于一般普通的透明玻璃(如圖1所示),其對整個太陽光譜具有較高的透過率,尤其是紅外線部分透過率相當高,顯然對太陽能輻射沒有阻隔作用,即無隔熱效果。

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

普通玻璃的光譜特性

玻璃隔熱涂料通過噴涂、浸涂等涂裝方式,在玻璃表面迅速形成一層透明、平滑且堅固的高分子涂層。該涂層不僅應具有良好的硬度、附著力、耐溫變、耐溶劑、耐凍融等涂料常規性能,還憑借其添加的納米A l2O3、納米T i O2等金屬氧化物加強對780 n m以上近紅外波段的反射功能[2] (如圖2所示)。

涂刷玻璃隔熱涂料后玻璃的光譜特性

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

玻璃隔熱涂料可分為溶劑型涂料和水性涂料。其中,溶劑型玻璃隔熱涂料出現較早,并因其良好的涂布效果和附著力,占據了一定的市場。但目前隨著環保意識的提高和環保法律法規的健全,水性涂料受到了極大的重視,越來越多的涂料生產企業,開始著重對水性玻璃隔熱涂料的開發與研制,并取得了良好的效果。

 

2 性能分析

玻璃隔熱涂料作為一種使用于玻璃這種特殊基材上起隔熱作用的功能性涂料,除具備涂料的基本應用性能外(如:硬度、附著力、耐候性……),其光學性能的考核也是不可或缺的。目前,筆者對市場上出現的這類功能性涂料分別從材料基本性能及材料光學性能兩個方面進行相應的分析。

2.1 基本性能

對涂料的基本性能的測評主要包括使用前、成膜時、成膜后、老化后4個方面(見圖3)。其中,涂料的容器中狀態、低溫穩定性、涂層耐溫變性各產品間并無明顯差異,均符合GB/T9755-2001標準中的相關要求,此處不作詳細介紹,重點對其他項目予以分析說明。

 涂料基本性能示意圖

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

2.1.1 成膜時性能

(1) 涂膜外觀:由于玻璃涂料的施工工藝與建筑涂料有所差異,因此將線棒制樣改為噴涂或涂布器刮涂制樣,以保證涂膜的均勻性。通過對8個樣品采用涂布器制樣,僅有1#、2#樣品出現因涂層內聚而導致的涂膜不均勻現象,改為噴涂后不均勻現象消失。其他編號產品均未出現針孔、流掛、魚眼、內聚等現象,涂層均勻美觀。

(2) 干燥時間:對于玻璃涂料而言,干燥時間越短,涂裝后的玻璃遭受空氣中粉塵二次污染的可能性越小,因此,干燥時間不宜過長。通過試驗得知,8個產品中,表干時間最快的5 m i n,最慢的53 m i n,均表現出較快捷的干燥特性(詳見表1)。

干燥時間

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

2.1.2 成膜后性能

成膜后性能試驗主要根據材料自身特性以及應用時存在的影響因素,主要涉及耐水、耐酸堿、硬度、附著力4個方面。

鉛筆硬度

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com


由表2可以清晰地看到,各家產品成膜后的性能基本一致。在鉛筆硬度的檢測中絕大多數產品達到H級以上。其中,4#產品最低,但也達到了H B,大于HG/T3828《室內用水性木器涂料》中B級的要求。對于涂膜耐酸堿性能的檢測,大部分材料耐水及耐弱堿性性能良好,均未出現氣泡、掉粉、明顯變色等涂膜病態現象。但是如果參照J C846中要求的使用1 mol/L氫氧化鈉或1 mol/L鹽酸溶液浸泡1 d ,約有一半以上的產品不同程度地出現起泡、起皺、脫落(詳見表3、表4)。

耐水性、耐堿性

耐強酸、強堿性

附著力反映的是涂膜與玻璃基材之間結合的堅固程度。所檢的8種產品中只有試樣4屬溶劑型涂料,其在未使用底涂前,為5級,但使用底涂后,明顯改善可提高到0級。其余7種水性產品性能優良(見表5)。

附著力

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

2.1.3 紫外老化后性能

玻璃隔熱涂料因其常年使用于陽光曝曬的部位,因此為了間接體現出材料的應用壽命,對8種產品進行了紫外老化。該試驗選用Q - UV紫外老化儀,于340 n m波段0.68 W / m2光照強度下對試樣進行長達240 h的輻照,輻照后各產品均未出現粉化、脫落等現象,1 mm劃格法附著力的破壞等級均為0級。

2.2 光學性能

光學性能試驗主要包括檢測試樣的可見光透射比、太陽能總透射比、遮蔽系數、紫外線透射比、半球發射率5個方面。此外,同樣考慮到產品老化后隔熱效果是否存在明顯丟失,因此應在紫外老化后復測可見光透射比及遮蔽系數。該試驗參照G B / T2680-94中描述的試驗方法進行。結果見圖4~圖7。

可見光透射比、太陽能總透射比及遮蔽系數

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

老化前后產品可見光透過率及遮蔽系數

紫外線透過率

半球發射率

光學性能檢測結果匯總如下:根據試驗結果可知各水性玻璃隔熱涂料成膜后的可見光透過率均較高,集中于60%~80%。半球發射率均大于87%。而遮蔽系數最大值為79.30%,最小值也不過64.31%,其與可見光透過率成正相關性。


產品經Q - U V紫外老化儀340 nm波段0.68 W/m2光照強度長達240 h的輻照均未出現明顯改變,少數產品可見光透過率輕微減小,同時遮蔽系數也略有降低,保持了良好的節能功效。此外,部分產品對紫外線具有良好的阻隔效果。試樣4、5、6的紫外線透過率近乎為0。



3 產品節能效果評定

節能效果的評定需要參見相應產品的行業或國家標準。因此,筆者首先對J C / T536-1994“吸熱玻璃”及G B 50189-2005“公共建筑節能設計標準”進行分析。之后,結合標準對市場上此類產品的可見光透過率及半球發射率進行評價。


3.1 評定標準

對于此類產品在可見光透過率、遮蔽系數等功能性指標的評定上,

筆者除參見J C / T536-1994“吸熱玻璃”的產品標準外(見表6),還選用了G B 50189-2005“公共建筑節能設計標準”用于節能效果評定。之所以參見現已廢止的標準J C /T536-1994,原因有兩個:一是在以往建筑玻璃的相關國家及行業標準中,很少對玻璃的可見光透過率及遮蔽系數做出明確的指標要求。畢竟,不同的玻璃因其使用部位的不同,其對光線的通透要求自然也不同,很難劃定出明確的標桿;二是該標準雖已廢止,但其在玻璃產品可見光透過率、太陽光直接透過率等技術指標的要求,仍有一定的借鑒作用。而G B 50189-2005作為最新的建筑節能性標準。其結合我國幅員遼闊的特點,按照不同氣候特征將各個城市大體劃為了5個建筑氣候分區,并對不同氣候區公共節能建筑的傳熱系數和遮蔽系數進行限制[3]。

表7中所涉及的節能性指標包括遮蔽系數S c 及傳熱系數K。其中S c 主要取決于材料太陽光直接透射比及室內側面的半球發射率。而K 值也稱為U 值,其計算公式如下:

玻璃U 值計算公式[4]:

玻璃U 值計算公式

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

式中,U ——表征玻璃傳熱的參數;

h i—— 試樣構件內側表面的熱傳遞系數,W /m2·K;

h e——試樣構件外側表面的熱傳遞系數,W /m2·K,其理論值取23 W/m2·K;

ht——多層玻璃系統內部熱傳到系數;

hs——氣體空隙的導熱率;

N——氣體層的數量;

M ——材料層的數量;

dm——每一個材料層的厚度;

rm——每一個材料的熱阻;

hr——氣體空隙的導熱系數;

σ ——斯蒂芬—波爾茲曼常數;

ε1和ε2——間隙層中兩表面在平均絕對溫度Tm下的校正發射率。

JC/T536-1994“吸熱玻璃”的光學性能指標

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

由上式可以清楚地看到,U值的大小與玻璃對太陽光譜的通透性能無關,而玻璃隔熱涂料的隔熱機理在于提高太陽光譜近紅外波段的反射率。因此,應著重關注對Sc 的要求,而不以K 值進行評定。


3.2 可見光透過率與節能的相關性

試驗所涉及的8種產品可見光透過率均大于45%,太陽光直接透射比最大不過62%,完全符合J C / T536-1994的要求。而在遮蔽系數的結果中,一半產品位于60%~70%,另一半位于70%~80%。


換句話說,僅有一半的產品符合G B 50189-2005中對寒冷地區的要求。事實上,之所以出現遮蔽系數偏大的結果,根源在于可見光透過率偏大。當大氣質量為1時,在太陽光譜300~1 800 nm的波段范圍內,380~780 nm可見光范圍的輻照強度占到了總輻照強度的57.47%,而780~1 800 n m近紅外波段的輻照強度僅占總輻照強度的39.81%。


正如圖5中所體現的,雖然試樣4溶劑型玻璃隔熱涂料的遮蔽系數是8個產品中最好的,僅有62.6%。而其可見光卻只有49.3%,比水性涂料中最低的還低17.43%。其以損失17%的可見光透過率換回在遮蔽系數上1.7%的優勢,反映出其在近紅外波段的透過率要高于水溶性產品,但從節能的角度來看,該產品仍然是所有產品中最好的。


而其他的水性隔熱涂料的可見光透過率和遮蔽系數的趨勢及增減幅度基本一致,反映了各產品在近紅外波段的通透效果基本一樣,其遮蔽系數的大小基本由可見光透過率的大小決定。換句話說,如要有效減低遮蔽系數,單純靠降低近紅外波段的透過率還是遠遠不夠的,只有一定程度上犧牲可見光的通透效果,才能達到Sc 在45%以下。


3.3 半球發射率與節能的相關性

半球發射率反映的是涂料通過紅外輻射的形式把吸收的太陽熱量發射到空氣中的能力。曾有報道認為高發射率的玻璃隔熱涂料也有助于節能。但實際上這種闡述并不確切。由于玻璃隔熱涂料的使用部位多見于中空玻璃非暴露面或單片玻璃室內側面。這種使用部位的限制,導致無論是在玻璃遮蔽系數的計算上(公式4~5),還是在中空玻璃的U值的計算上(公式1~3),都是隨著發射率的升高,遮蔽系數及U 值均有一定程度的提高,影響最終的節能效果。單片玻璃遮蔽系數計算公式[5]:

單片玻璃遮蔽系數計算公式[

建筑玻璃用隔熱涂料的特性與存在問題,首先提出了玻璃隔熱涂料的定義及分類 中國建材網,cnprofit.com

式中,Sc ——遮蔽系數;

σ s——3 m m厚的普通透明平板玻璃的太陽能總透過率,其理論值取88.9%;

σe——試樣的太陽光直接透射比;

αe——試樣的太陽光直接吸收比;

εi——半球輻射率。

而目前,無論是溶劑型還是水溶性產品的半球發射率均不同程度高于普通白玻。有效降低涂層半球發射率或許是該產品進一步的研究方向。

 

4 結 語

隨著近年來玻璃隔熱涂料在技術上的不斷成熟,市場上絕大部分產品的常規性能優良,完全滿足使用于一般建筑玻璃內側面或中空玻璃非暴露面的要求。此類產品對于太陽光譜有選擇性地明顯降低近紅外波段輻射的透過率,從而在不嚴重影響玻璃采光及視野的前提條件下,減小太陽輻射及門窗玻璃的遮蔽系數,起到隔熱、節能的作用。但不可否認的是,由于部分企業及客戶在認識上存在誤區,導致此類產品在某些方面仍有待改進。

(1) 較高的可見光透過率自然有利于建筑采光,但從節能的角度來講,可見光透過率不是越大越好。由于可見光部分占了太陽總輻射能的40%。因此只有在一定程度上降低可見光透過率才能滿足G B50189-2005“公共建筑節能設計標準”中對夏熱冬暖區提出的Sc≤0.45的要求。

(2) 輻射隔熱是通過輻射的形式把物體吸收的日照光線和熱量以一定的波長發射到空氣中,從而達到良好隔熱降溫效果。但對于玻璃隔熱涂料而言,由于其多使用于中空玻璃非暴露面或單片玻璃室內側面,隨著產品半球發射率的提高,玻璃整體的遮蔽系數及U 值都隨之升高,從而降低產品的節能效果。

(3) 產品質量優良,技術成熟,相關科研院所及單位應加緊對此類產品標準的編制工作。


標簽:行業資訊原料動態建材百科產品資訊建材應用市場評論技術中心成品材料建筑基材建筑施工涂料油漆墻體幕墻建筑材料
免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。客服郵箱:[email protected] | 客服QQ:23341571
門戶手機版WeChat
掃描二維碼,獲取手機版最新資訊 手機版:中國建材網 您還可以直接微信掃描打開
全站地圖

深圳網絡警察報警平臺 深圳網絡警
察報警平臺

公共信息安全網絡監察 公共信息安
全網絡監察

經營性網站備案信息 經營性網站
備案信息

中國互聯網舉報中心 中國互聯網
舉報中心

中國文明網傳播文明 中國文明網
傳播文明

深圳市市場監督管理局企業主體身份公示 工商網監
電子標識


平特一肖历史开奖记录