浅谈影响外墙饰面材料节能性能的因素

2016-05-06廖利娣广东省建筑材料研究院

广东建材 2016年3期

关键词：明度太阳辐射饰面

廖利娣（广东省建筑材料研究院）

浅谈影响外墙饰面材料节能性能的因素

廖利娣
（广东省建筑材料研究院）

近几年来，国家对建筑节能的要求越来越高，外墙饰面材料节能性能在建筑节能中所起的作用不可忽视。通常我们以太阳辐射吸收系数来表征饰面材料的隔热性能优劣，那么影响饰面材料太阳辐射系数的因素有哪些，本文就这些问题进行了探讨。

饰面材料；太阳辐射吸收系数；颜色；明度

1 概述

建筑围护结构在太阳周期性的作用下，在室内形成较大的温度变化和差异，不仅影响着室内热舒适度，还对建筑能耗有一定的影响。随着建筑节能工作在我国全面开展，外墙饰面材料的节能性能在近几年被重视起来，外墙饰面材料的太阳辐射吸收系数也被列入了建筑工程项目验收规范中的强检项目。当前饰面砖和热反射涂料被广泛应用于建筑外围护结构装饰中，而在很多工程检测中，我们发现很多送检单位对饰面材料的颜色、表面材质等样品信息不了解，也不清楚材料颜色的深浅和表面的粗糙程度对材料的节能效果有多大影响，针对上面的疑问，我们通过实验来验证哪些因素会影响饰面材料节能性能。

2 试验原理

光线照射在物体表面上会发生透射、反射和吸收，即1=τ+ρ+α，由于饰面材料是非透明材质，饰面材料的透射比τ=0，因此太阳辐射吸收系数计算公式为α=1-ρ，从式中可看出，太阳光反射比越大，太阳辐射吸收系数越小，因此节能效果越好。

根据GJB 2502.2-2006标准对设备的要求，本文试验设备采用美国PE公司生产的Lambda750紫外/可见/近红外分光光度计，标准中计算太阳光反射比的公式为：

ρoλi——标准白板的光谱反射比；

Es（λi）——太阳辐射照度的光谱密集度；

△λi——波长间隔；

n——波长200～2600nm范围内测量点数目，一般不应少于50点。

从式中可以看出，需对标准白板进行校准，并得出标准白板的光谱反射比值，一年校准一次。做试验之前清洁和干燥样品，接着对白板进行基线扫描，再将饰面材料放入反射比样品仓，合上盖子，如果是大件样品，可以不合上盖子，但要保证试验环境是在黑室，没有任何光源进去干扰试验。测出太阳光反射光谱图后，再按照标准中的相关公式进行数据处理，最后算出太阳光辐射吸收系数。

3 影响饰面材料节能性能的因素

3.1颜色对饰面材料的影响

选用三块不同颜色、表面光滑的饰面砖做试验，得出以下光谱图：

图1 不同颜色太阳光反射光谱图

从图1中看出光谱在275nm附近都是15%左右，且曲线形状基本一致，过了275nm光谱开始直线往上攀爬，到350nm附近开始分界，反射性能好的光谱斜率不变，反射性能差的光谱斜率变小，图中白色的反射比最大，灰色的反射比最小，因此白色饰面砖的太阳辐射吸收系数最小，隔热性能最好，反之，灰色隔热性能最差。

3.2明度对饰面材料的影响

颜色有深浅、明暗的变化。例如深黄、中黄、淡黄等黄颜色在深浅上有不同的变化，通常采用明度来区分。颜色越浅，亮度越大，明度也就越大，颜色对太阳光有吸收作用，不同的颜色对太阳光有不同的吸收的能力。从图2看出，黄色涂料的太阳光反射比最大，灰色的最小，即黄色涂料的太阳辐射吸收系数最小，节能效果最好。另外，由表1得知涂料的明度值越大，其太阳光反射比越大，太阳辐射吸收系数就越小，节能效果也越好。因此，为了进一步提高节能效果，外围护结构宜选用浅色系列的饰面材料。

图2 不同明度涂料太阳光反射光谱图

表1 不同明度涂料太阳辐射吸收系数

3.3表面材质的影响

饰面材料表面材质是粗糙还是光滑对其节能性能的影响有多大，下面通过对两块同颜色，不同材质的饰面砖进行试验。

从图3看出，粗糙和光滑两块饰面砖的曲线基本一致，太阳光直射在饰面砖表面上发生漫反射，样品在样品仓里没有外界光源，且从图表中可以看出，设备积分球收集反射回来的光束基本相同，因此从图中可看出饰面材料表面粗糙程度对节能性能影响不大。

图3 光滑和粗糙的白色饰面砖太阳光反射光谱图

3.4尺寸的影响

从太阳辐射吸收系数的计算公式中得知，影响其大小的因素是饰面材料表面的太阳光反射比。由于饰面材料是非透明材料，不存在折射和透射，太阳光照射在饰面材料表面的能量只发生漫反射和被饰面材料吸收，而吸收的多少取决于材料的颜色和材质，与饰面材料的厚度和外形尺寸大小无关。只要保证设备发出的光束全部打在饰面材料表面上即可，设备发出的光束面积约为1.5cm2，因此边长大于3cm的饰面材料即可完全覆盖光束出口孔。