標題：奈米透明隔熱塗料在建築節能中的應用
**：塗料塗裝資訊網發布時間：2009-12-2 8:26:39
奈米透明隔熱塗料在建築節能中的應用
洪曉（北京國邦技術發展中心100044）
潘新華（美國天普大學物理系，費城，pa 19122 usa）
摘要：介紹了奈米透明隔熱塗料對不同頻譜陽光的透過具有選擇性及其在建築玻璃上的開發應用。它不但經濟實用，而且節能環保，為建築節能提供了一條新思路。
關鍵詞：隔熱塗料；建築玻璃；建築節能；應用0前言
隨著新修訂的《節約能源法》的貫徹實施，節約能源成為我國發展經濟的一項長遠戰略方針。目前，我國建築能耗佔能源總消耗的1/3左右，建築單位面積採暖能耗是國際氣候條件相近的發達國家的2~3倍。建築節能新技術的研究開發和新產品的推廣應用勢在必行。
我們通過多年的研究開發，成功地將奈米透明隔熱塗料應用於建築玻璃上，有效阻隔太陽光通過透明玻璃的紅外熱輻射，讓80%的可見光透過玻璃進入室內被物體所吸收，同時又能將90%以上的室內物體所輻射的長波保留在室內，達到「冬暖夏涼」的節能效果，為建築節能開闢了一條新途徑。
1奈米透明隔熱塗料的應用機理
玻璃作為透明材料被廣泛應用於建築中，它不僅是良好的透明材料，也是一種良好的熱導性材料。為保證玻璃的採光透明和賦予玻璃相關的熱學功能，在玻璃表面塗覆奈米透明隔熱塗料形成均勻的透明塗膜，塗膜中的奈米導電粒子含有一定濃度的電子空穴，而引起自由載流子的吸收，具體表現在太陽光譜中，波長在400~800 nm的可見光區，塗膜透過率不受影響；波長在小於400 nm的紫外線區，塗膜吸收率為90%左右；波長在800~2 500 nm的近紅外區域，由於太陽入射光總工程師，主要從事特種功能性塗料的研究開發工作。的頻率高於塗膜中奈米導電粒子的振動頻率，引起了其離子的高反射，對分布於紅外波段佔43%左右的太陽能量起反射阻隔作用。
由此可見，奈米透明隔熱塗料對太陽光譜具有選擇性，表現出吸收紫外線，透過可見光，阻隔紅外熱輻射的綜合性能。
2奈米透明隔熱塗料的應用效能
奈米透明隔熱塗料結合了尖端的奈米粒子技術和微層塗覆技術，應用於建築物的玻璃表面，在不改變玻璃透光性的情況下，能有效遮蔽紅外熱輻射和吸收紫外線，且兼顧了整體性和美觀性。只要在玻璃表面塗覆形成20μm左右厚的透明整體塗膜，玻璃塗覆前後的室內溫差就達6~ 8℃，尤其是在日照最烈、隔熱需求最強的中午前後表現更為出色，很大程度地降低了空調製冷電能消耗，節能達35%左右，隔熱效果顯著。為實現玻璃通體的透明性，產品選用了透明高分子樹脂為成膜物，採用比頭髮絲還細數百倍的奈米導電超細粒子作功能材料，讓奈米導電超細粒子均勻分布於透明樹脂塗漠中，
最大限度保持玻璃門窗整體的優美外觀，從室內朝外看塗覆後的玻璃呈現出淡淡的藍色，晶瑩剔透，即使在夜晚也能讓人擁有清晰透明的視野。加之其90%的紫外線阻隔率，不僅為住戶提供了乙個安全的「陽光保護傘」，更為玻璃景觀設計帶來了更多靈感和創造空間。同時，奈米透明隔熱塗料在保證可見光透過的同時，還能反射波長較長的室內暖氣熱輻射，有利於採暖效果和阻擋室內熱能通過玻璃門窗傳導外洩，減少冬季室內能量的損耗，以達到「冬暖夏涼」的節能效果。
3奈米透明隔熱塗料的環境友好性
環境友好型產品是指在其壽命週期內通過採用先進的技術，能經濟地滿足使用者功能和使用效能的要求，同時實現節省資源和能源，減少或消除環境汙染，且對勞動者（生產者和使用者）具有良好保護的產品。隨著人們環保意識的不斷加強，人們選擇使用環境友好型產品的願望越來越強烈，目前在全球的生產和消費領域已形成了一股綠色浪潮。奈米透明隔熱塗料為滿足產品功能的需求，採用高分子透明樹脂分散體和奈米導電超細粒子為主要原材料，以水為分散介質，在生產和使用過程中物理效能穩定，基本沒有化學反應發生，無毒無害，沒有「廢渣」、「廢液」、「廢氣」排放，生產過程清潔，原材料中不含對人體有害的成分，符合現代人對家居環保的要求，屬環境友好型產品。
4奈米透明隔熱塗料的經濟性
目前對既有建築中的玻璃節能改造有2種途徑。一是採用節能玻璃：比如利用由2片或3片玻璃與空氣層組合而成的中空玻璃，這種中空玻璃保溫效能較好，但隔熱效果欠佳；又如在玻璃表面鍍上一層金屬、非金屬及其氧化物薄膜的鍍膜玻璃，其對太陽熱具有一定的反射效果，但嚴重影響可見光的透過性並帶來「光汙染」，無法得到廣泛應用；低輻射（low-e）玻璃對可見光有較高的透射率，紅外阻隔性也較好，但每平方公尺300多元的**難以在普通住宅普及應用。
另一種是在玻璃上貼膜，目前質量較好的貼膜均來自進口，如3m公司推出的一種極景建築隔熱防爆膜，其每平方公尺**為200多元人民幣，目前僅在高檔汽車玻璃上使用，而國產貼膜的質量良莠不齊，顏色過深的貼膜影響玻璃的透光性，顏色適中的貼膜對玻璃的隔熱貢獻不大。奈米透明隔熱塗料作為一種新型高科技產品，良好的隔熱性可以減小空調負荷，改善建築室內的熱穩定性和熱舒適度，在創造價值的同時也美化了環境，具有極佳的社會和環境效益。同時產品整體性強，使用壽命可達10年，無維護費用，每平方公尺的**僅為十幾元，具有經濟、快捷、環保、優效等特點。
5奈米透明隔熱塗料的應用前景
有關專家稱，在整個建築的能量損失中，約70%耗在門窗上，所以說致力於節能玻璃的開發與應用是現今建築節能的重中之重。由於我國對建築門窗的節能不夠重視，導致目前400億m 2的建築中，95%以上用的是不節能玻璃，而且在每年新增加的20億m 2的建築規劃中，也沒有設計使用節能玻璃。新頒布的《節約能源法》提出的建築節能目標是，到2023年，全國新增建築的1/3達到節能50%的目標；到2023年，全國新增建築全部達到節能65%的目標。
按2023年的目標計算，今後3年將新增節能建築面積約25億m 2，若要達到節能法所規定的要求，建築節能所需的節能玻璃面積約4億m 2，這還不包括既有建築玻璃的節能改造。由此可見，奈米透明隔熱塗料的推廣應用，是繼中空玻璃、low-e玻璃為代表的節能玻璃之後未來幾年行業中最「耀眼」的亮點。6結語
隨著科學技術和社會經濟的快速發展，能源和環境成為全社會日益矚目的兩大問題，從而為節能和環保提出了更高要求。建築物的門窗玻璃、頂棚玻璃、汽車玻璃、船舶玻璃等透明載體除了要求有較高的可見光透過外，還需要對太陽熱輻射能有效阻隔，以降低內部空間的溫度。由於普通玻璃對太陽光的透過不具有選擇性，在充足可見光透過的同時，太陽光譜中的紅外熱也會隨之傳遞。
因此，利用奈米透明隔熱塗料對不同頻譜太陽光透過的選擇性，有效解決了一直困擾建築玻璃既保證透明又隔熱節能的技術難題。奈米透明隔熱塗料在普通玻璃、有機玻璃等透明載體表面的開發應用，不但經濟實用，而且節能環保。奈米透明隔熱塗料可採用專業工具刷塗或淋塗施工，塗層薄，無接縫，施工簡便。
塗料與玻璃基材粘接力好，塗膜硬度高，無空鼓，韌性好，使用壽命長，具有較高的節能經濟效益，極具市場開發潛力。
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