氣凝膠反射隔熱涂料在建筑領域的節能降碳應用

新型氣凝膠反射隔熱涂料以二氧化鈦、二氧化硅氣凝膠粉末為太陽反射層填料，二氧化硅氣凝膠和空心玻璃微珠為隔熱層填料制備而成，為增強反射隔熱涂料與建筑墻體附著效果，涂料底層采用水溶性環氧樹脂膠。氣凝膠反射隔熱涂料在建筑外墻的涂覆過程包括：首先，噴涂環氧樹脂膠底層；然后，涂覆氣凝膠隔熱層(厚度2 mm) ；最后，晾干后噴涂反射面層，其反射隔熱機理及構成如圖1所示。

目前對反射隔熱涂料的評價指標主要有太陽光反射率、近紅外反射率、導熱系數、隔熱溫差等，檢測依據為GB / T 25261—2018《建筑用反射隔熱涂料》，對反射隔熱涂料節能效果的研究，可采取對比建筑使用涂料前后的制冷能耗的方法。

新型氣凝膠反射隔熱涂料由反射面層、氣凝膠隔熱層、底層構成，通過反射大部分的太陽輻射，阻隔熱傳導等多種機理協同作用。通過測試其太陽光反射率、導熱系數和隔熱溫差，并以夏熱冬暖地區為例計算了其應用于建筑外墻的節能潛力。

1、氣凝膠反射隔熱涂料的熱反射率

圖2為氣凝膠反射隔熱涂料( AC) 與兩種常用外墻材料( WC 、CC ) 的太陽光譜反射率，可計算出3種材料的平均太陽光反射率分別為89%、74%和29%，近紅外反射率分別為91%、73%、28%。可見相比兩種常用外墻材料，氣凝膠反射隔熱涂料的太陽光反射率和近紅外反射率分別提升了20%、207%和 25%、225%。

2、氣凝膠反射隔熱涂料的導熱系數

表1為氣凝膠反射隔熱隔熱涂料(AC)與兩種常用外墻材料( WC、CC )的熱物性參數，可見因為AC中的二氧化硅氣凝膠具有超輕、超低導熱和納米級多孔結構，其導熱系數、干密度和比熱容遠低于WC和CC。相比于WC、CC兩種外墻材料，AC的導熱系數分別降低了87%、92%。

3、氣凝膠反射隔熱涂料的隔熱溫差

測試結果計算的AC、WC、CC的隔熱溫差分別為33.8℃、24.6℃、8.89℃，可見氣凝膠反射隔熱復合涂料的隔熱性能遠大于其他普通涂料。由圖3還可以看出，在初始階段，AC的溫升曲線斜率遠小于其他涂料及參比黑板，且較早的達到了溫度動態平衡，最終穩定在 40.3℃ ，而WC和CC則最終分別穩定在49.5℃、65.2℃ ，說明氣凝膠反射隔熱涂料其較高的太陽光反射率反射了大部分的光輻射能量；其極低的導熱系數進一步阻隔了熱量向基體的傳遞，熱反射和熱阻隔協同作用，得到了較好的隔熱效果。