城市建筑新型隔热体系浅析

时间：2013-07-18

城市建筑新型隔热体系

艾工【I5O-1O85-44I3】

大家都知道，气体的隔热性能是所有固体和液体材料无法比拟的，但气体和液体一样，都容易产生热量的对流。通过研究发现，当气体处在小于180微米尺寸的密闭空间中，就不再产生热量对流。志盛隔热*正是利用这一原理，把陶瓷材料制成薄壁密闭的空心微珠，并把这些空心微珠应用于建筑隔热涂料中来达到隔绝热传导的目的。目前，该空心微珠已被应用于ZS-211阻隔型隔热涂料和ZS-221、ZS-222反射型隔热涂料中。

在同样厚度的条件下，空心微珠的隔热值比实心砖墙的住房要高20倍，比标准的混凝土高45倍，比钢高2000倍，比铝高6000倍。加之隔热涂层内部不规则的空心微珠之间又形成一些尺寸更小的密闭空隙，使隔热涂层结构建筑成为一个相对密封的空间，受外界气候影响很小。所以，隔热涂层结构建筑好像一座**的空气调节器，住在这种结构的房子里感觉就犹如四季如春，冬暖夏凉，自然十分舒适。

如果用一个量化标准来评估，那就是：在夏天，只要一天之中低于23℃的时间**过4小时，并及时通风，无论白天较高气温是多少，只要白天热的时候及时关窗，就用不着开冷气空调；或者在冬季供暖季节前后过渡季节，只要一天中**21℃的时间**过4小时，在温暖时注意通风，无论夜晚较低气温有多低，只要不开窗，就用不着开热风，这种居住建筑就是冬暖夏凉建筑。

夏热冬暖地区，冬季一般不要求供暖，主要是做好建筑的夏季隔热设计。根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-93所提供的建筑隔热设计计算方法，主要是通过加大建筑围护结构（窗户、墙体）的隔热性能，来减低空调设备冷负荷。

窗户隔热比较好理解：主要通过遮阳设计、玻璃隔热涂层等措施，减少室外向室内辐射红外热量。

墙体隔热则比较复杂，以广州为例，墙体可采取以下隔热措施：

（1）建筑内墙采用钢筋混凝土结构，外墙采用外保温涂料隔热，外保温材料厚度要根据墙体涂料颜色配套设计，要尽可能选择浅色（白色、淡绿、淡黄），因为红色、黑色建筑会多吸收一倍的太阳辐射热量。

根据BEED建筑热工节能设计计算软件的隔热计算，如果广州地区外墙采用0.4mm厚的白色ZS-221防晒型近红外反射隔热涂料、15mm厚的ZS-211太空隔热保温涂料，再加上15mm厚的钢筋混凝土材料，就能达到建筑隔热计算要求；但如果外墙采用黑色涂料，需要采用30mm厚的ZS-211太空隔热保温涂料，再加上15mm厚的钢筋混凝土材料才能达到建筑隔热计算要求，由此可见建筑外墙颜色对建筑隔热性能影响很大。如果一定要选用深色涂料，较好选择深色的近红外反射涂料，这样，外保温层就不用设计的那么厚，具体厚度应依据涂料的太阳辐射吸收系数，通过建筑隔热计算来确定。

如果刷涂白色的ZS-221（或ZS-222）近红外反射涂料，该涂料能对400nm～2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射，不让太阳光的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行辐射热量散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去，能将90%以上的太阳辐射热量都反射掉，只需15mm厚的ZS-211外墙太空隔热保温涂料和15mm厚的钢筋混凝土材料就能达到建筑隔热要求。采用这种隔热结构墙体，建筑外表面温度能下降15-25℃，室内温度能下降5-10℃。如果整个城市都采用这种隔热结构墙体，整个城市日夜都比较凉爽。

通过上述建筑隔热设计，即使在夏季较热那天，太阳辐射透过近红外反射隔热层，也只能把靠近外隔热层的15mm厚隔热保温涂层烤热，对15mm厚钢筋混凝土材料和室温基本形不成明显影响。所以，要想让建筑冬暖夏凉，仅建筑外墙外保温层就应接近达到《民用建筑热工设计规范》GB50176-93所规定的整个墙体结构隔热指标，内侧墙体应该设计成重质钢筋混凝土材料，墙体内侧表面抹灰层要尽可能地薄。如果是整个墙体结构刚好达到《民用建筑热工设计规范》GB50176-93所规定的隔热指标，太阳辐射仍能通过外保温层把内部重质材料晒热，形成建筑蓄热，夏季仍会显着增大空调负荷。

（2）建筑东侧、西侧、南侧外窗，采用玻璃隔热涂层，以减少透过玻璃的热传导和热辐射，冬季可以阻隔室内热量向外传导，夏季可以反射太阳光热量。目前国内多采用志盛牌ZS-311透明隔热涂料作为玻璃隔热涂层，该涂料不但透光性好，而且能有效隔绝太阳热辐射热，只需涂刷几个微米的厚度，红外屏蔽率达到86%以上，紫外线阻挡达到99%，广泛应用于汽车、设备及各类建筑物上，该产品选用纳米无机材料，具有优异的耐老化、耐沾污、防静电、防眩光、防辐射、使用寿命长等特点。

（3）在外保温层近于达到建筑隔热要求的前提下，内部涂抹ZS-211隔热保温涂料，利用内部保温涂层蓄冷吸热。

如果当地昼夜温差比较小，空调间歇开启，且时间较短，内部墙体材料表面要涂抹8-10mm厚的ZS-211隔热保温涂料，这样可以减少内墙蓄热所消耗的空调负荷。

如果当地昼夜温差比较大，或者空调24小时连续开启，内部墙体材料表面涂层应尽可能薄（3-5mm），这样有利于热交换。在夜晚气温转凉的时候，可通过自然通风降低重质内墙温度而蓄冷，等白天气温升高的时候，可以吸收白天的室内散热，形成一个“**空调”。“**空调”功率主要取决于夜间室内外温差和夜间通风程度、钢筋混凝土结构厚度。

如果整个城市建筑都采用良好的建筑隔热设计，“城市热岛效应” 完全可以消除，城市昼夜温差能和远郊农村地区一样大，内部隔热保温涂层的蓄冷吸热性能可更充分地发挥出来。010-51185868，15010854413艾工。

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