这种新的内墙涂料被设计成在我们家里出现的温度下反射热辐射。在夏天，当热量来自外部时，它不会像普通的内墙涂料那样向室内散发那么多热量。因此，这种涂料将对家庭的热舒适和每年的能源账单有积极的影响。
另一种涂料将很快进入市场，这是一种外部涂料，旨在反射来自太阳的能量，即使它是深色的。现在是时候仔细看看这些新涂料背后的物理原理了，以免因为对物理的误解或错误解释而产生太多的困惑。
让我们先来看看新的内墙涂料，它可以将房间内产生的部分热能反射回室内，在夏天，当太阳加热外面的墙壁时，它会向室内释放更少的热能。这种涂料的特征区别是发射率或e值，它比普通涂料和我们家中大多数表面的e值都要低。
马克斯·普朗克发现，任何温度高于绝对零度(0开尔文，-273°C)的表面都会在特定波长的光谱上辐射热能。
温度越高，辐射光谱就越向短波长转移。图1中的图表显示了所谓的“黑体”在不同温度下的波长辐射。环境温度为300 K或27°C的物体在热红外中的最大辐射为10 μ m或微米。
图中5800 K处的最高曲线表示太阳产生的能谱。对于方向，太阳光谱的可见区域用光谱色或彩虹色标记。
抛光金属表面的发射率低于0.1(10%)，几乎所有建筑材料和涂料的发射率都高于0.9(90%)。188金宝搏bet官网发射率为0.1的抛光金属表面，只会向周围空气辐射10%的热能，当它撞击表面时，会反射来自周围空气的90%的热能。这种行为的最好例子是保温瓶，它是一个两个窗格之间有真空的玻璃瓶子，两个窗格的内侧是金属化的。保温瓶能保持热咖啡的温度，冰茶的温度。
图2中的照片展示了两个茶壶-一个是陶瓷或瓷器，另一个是抛光镀银表面的金属茶壶。两个容器都装满了开水。右边的照片是用热成像相机拍摄的，可以看到热射线。瓷茶壶的发射率约为0.9，我们可以看到它在辐射热量。
镀银茶壶的发射率在0.1以下，我们在这里看不到热辐射，左边较热的地方是瓷茶壶反射的热量。镀银茶壶能使茶热得更久。
图3中的照片显示了墙前的加热器，墙的左侧涂上了普通的墙漆，右侧涂上了低辐射涂料。同样，这一场景是用热成像摄像机拍摄的，右边的红外图像显示，右边的低发射涂料将加热器的热辐射反射回房间。这部分热能不会流失到室外，而左侧的普通墙体涂料会吸收约90%的热辐射，并通过热传导的方式将其引到室外。
低辐射涂料通过正向改变传热系数来提高墙体的r值。除了这些直接的节能，新涂料还提高了粉刷过的房间的平均辐射温度，这意味着墙壁对人们来说会显得更温暖。他们可以把恒温器调回去，这将再次节省能源。他们也可以让恒温器保持原样，享受更高的热舒适。
标准墙漆在波长约10微米时的反射非常低，环境温度下的表面具有最大辐射。然而，低辐射涂料的反射率约为50%。该图表验证了我们在热成像上所看到的，即在墙前的加热器，使用标准和低排放涂料。低排放内墙涂料在冬夏两季都能节约能源，增加室内的热舒适性，所以冷热地区都推荐使用。
我们在这里说过，另一种节能涂料将很快推向市场。这种涂料是为房屋的外墙和屋顶设计的。每个人都知道白色涂料从太阳收集的能量较少，而深色涂料暴露在阳光下确实会变热。
图5中的图表显示了太阳的光谱。可见区域用光谱颜色标记，我们可以看到人眼已经适应了最高水平的太阳能。但是在近红外线的可见区域之外还有相当大的能量——大约50%。
如果一种涂料是黑色的，完全吸收可见光，白色的，完全反射不可见的近红外，那么太阳的吸收率只有50%。然而，普通的黑色涂料会吸收大约90%的太阳能，并变得非常热。
很明显，白色的屋顶和白色的墙壁会收集到最低水平的太阳能，但想象一下，如果我们所有的房子都是白色的。这在美学上不太令人满意。大多数人喜欢较深的颜色，如红色、蓝色和绿色。
最近，市场上出现了用于汽车座椅和皮衣的深色皮革，尤其是黑色机车服。与标准的彩色皮革相比，深色皮革收集的太阳能明显较少，暴露在阳光下时温度要低得多。
图6显示了两位女士同时暴露在阳光下的照片，然后拍摄了一张热像图，从图中可以看出，左边女士的黑色皮夹克比右边女士的夹克要冷得多。这项技术将提高热舒适度，因为当暴露在阳光下时，它能让身体保持凉爽。
该技术已适用于金属涂料，如线圈涂料，以及屋顶和墙壁涂料，其效果相同，较深的颜色将比颜色匹配的标准颜色保持更冷。
图7中的照片显示了混凝土屋顶瓦片，两幅图像中的下排代表了屋顶瓦片的标准颜色，上排代表了屋顶瓦片涂上了太阳能反射色。
左边的图像显示了屋顶瓦片的视觉外观，而右边的图像是用一种特殊的相机拍摄的，它显示了屋顶瓦片在近红外波段的反射率，太阳仍然有50%的能量。
很明显，太阳能反射屋顶瓦片将从太阳收集更少的能量，并将保持凉爽，并将更少的热量带入室内。
这种太阳能反射涂料不久将用于外墙和屋顶涂料，以及乙烯基窗框涂料。这种新涂料的好处是减少了房屋中的太阳热增益，因此，当涉及空调时，增加了热舒适和节能，减少了涂料本身的热增益。这将延长涂层的使用寿命。
参考文献
1.奥斯瓦尔德,d;康尼锡:;由于低辐射墙涂料，砖墙房间的节能。夫琅和费建筑物理研究所，斯图加特，德国，1996年4月16日。2.费斯特，W.低发射墙涂料。IWU住宅住房和环境研究所(Wohnen和环境研究所)，德国达姆施塔特，1996年2月。
3.Hugo, G.低排放墙体涂料对热舒适和能耗的影响，发表于节能建筑协会(EEBA)会议，1998年10月28 -31日，华盛顿，美国。
4.Hugo, G.低排放墙体涂料对建筑热舒适和能源消耗的影响，第15届欧洲热物理性质会议，1999年9月5日至9日，德国维尔茨堡。
本文在第8届Nürnberg大会上发表，涂料技术的创新进展，2005年4月在Nürnberg，德国。大会由FPL, PRA和Vincentz网络赞助。
如需更多信息，请联系gerd.hugo@ips-innovations.com，www.ips-innovations.com．
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