GB/T 31389-2015 建筑外墙及屋面用热反射材料技术条件及评价方法

　　ICS 91. 100. 01 Q 10

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31389—2015

　　建筑外墙及屋面用热反射材料

　　技术条件及评价方法

　　Technicalrequirementsand evaluation methodsof solarreflectivematerialsforexteriorwallsand roofs

　　2015-02-04发布 2015-11-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31389—2015

　　GB/T 31389—2015

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国建筑材料联合会提出 。

　　本标准由全国墙体屋面及道路用建筑材料标准化技术委员会(SAC/TC285)归 口 。

　　本标准负责起草单 位 : 中 国 建 材 检 验 认 证 集 团 股 份 有 限 公 司 、中 国 建 材 检 验 认 证 集 团 西 安 有 限公司 。

　　本标准参加起草单位 :深圳市嘉达高科产业发展有限公司 、上海广毅涂料有限公司 、阿克苏诺贝尔太古漆油(上海)有限公司 、广东华润涂料有限公司 、廊坊立邦涂料有限公司 、美京泰丰国际贸易(北京)有限公司 、北京讯通万捷信息技术有限公司 、北京市建筑工程研究院有限责任公司 、海南红杉科创实业有限公司 、浙江好途程新型建材有限公司 、福建立恒涂料有限公司 、深圳广田高科新材料有限公司 、北京市蓝宝新技术有限公司 、河北晨阳工贸集团有限公司 、北京东方雨虹防水技术股份有限公司 、北京京能恒基新材料有限公司 、江苏丽高博能建筑节能有限公司 、上海大通涂料化工有限公司 、中国建材检验认证集团北京天誉有限公司 。

　　本标准主要起草人 :杨文颐、乔亚玲、刘翼、张浩运、孙顺杰、关有俊、徐耀标、王桦、熊荣、王静、钟志明、郭万平 、王万金 、王忠 、徐意 、陈亚寿 、蔡颖 、陈明君 、花东栓 、胡宏 、郭岳峰 、张伟 、顾勤英 、王强强 。

　　建筑外墙及屋面用热反射材料

　　技术条件及评价方法

　　1 范围

　　本标准规定了建筑外墙及屋面用热反射材料的术语和定义 、分类 、要求 、试验及综合热反射性能评价方法 。

　　本标准适用于建筑物外墙及屋面用热反射材料热反射性能的评价 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 1865 色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露 滤过的氙弧辐射

　　GB/T 3181—2008 漆膜颜色标准

　　GB/T 9780—2013 建筑涂料涂层耐沾污性试验方法

　　GB/T 11186. 2 漆膜颜色的测量方法 第二部分 颜色测量

　　GB/T 11186. 3 漆膜颜色的测量方法 第三部分 色差计算

　　GB/T 16422. 3—2014 塑料 实验室光源暴露试验方法 第 3部分 :荧光紫外灯

　　JG/T 235 建筑反射隔热涂料

　　JG/T 402—2013 热反射金属屋面板

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　建筑外墙及屋面用热反射材料 solarreflectivematerialsforexteriorwallsand roofs

　　应用于建筑外墙和屋面 ,具有较高太阳光反射比 、近红外反射比和半球发射率的材料 。 3.2

　　建筑热反射涂料 solarreflectivecoatingforbuildings

　　施涂于建筑物表面 ,具有较高太阳光反射比 、近红外反射比和半球发射率的涂料 。

　　3.3

　　热反射金属屋面板 solarreflectivemetalsheetforroofs

　　表面涂覆热反射涂层用于建筑屋面的金属板材 。

　　3.4

　　明度 lightness

　　表示物体表面颜色明亮程度 的 视 知 觉 特 性 值 , 以 绝 对 白 色 和 绝 对 黑 色 为 基 准 给 予 分 度 , 以 L* 表示 。 (颜色的三属性之一) 。

　　[GB/T 3181—2008,定义 3. 14]

　　GB/T 31389—2015

　　3.5

　　太阳光反射比 totalsolarreflectance

　　在 300 nm~ 2 500 nm 可见光和近红外波段反射与同波段入射的太阳辐射通量的比值 。 3.6

　　近红外反射比 near infrared reflectance

　　在 780 nm~ 2 500 nm 近红外波段反射与同波段入射的太阳辐射通量的比值 。

　　3.7

　　半球发射率 hemisphericalemittance

　　热辐射体在半球方向上的辐射出射度与处于相同温度的全辐射体(黑体)的辐射出射度的比值 。 3. 8

　　隔热温差 thermalinsulation temperaturedifference

　　在规定的测试条件下 , 隔热试板与标准黑板背向热源一侧的表面温度的差值 。

　　3.9

　　综合热反射性能评价 comprehensivereflectiveperformancerating

　　根据各项热反射性能的重要性进行加权评分 ,按照评分分值的高低进行分级来评价热反射材料的热反射能力 。

　　4 分类

　　4. 1 按照使用部位分为外墙用热反射材料和屋面用热反射材料 。

　　4.2 按照产品属性分为建筑热反射涂料和热反射金属屋面板 。

　　4.3 按照材料表面颜色明度值的高低分为 :

　　a) 低明度热反射材料 :L* ≤40;

　　b) 中明度热反射材料 :40

　　c) 高明度热反射材料 :L* ≥80。

　　5 要求

　　5. 1 技术要求

　　5. 1. 1 建筑热反射涂料

　　建筑热反射涂料热反射性能应符合表 1 的要求 。

　　表 1 建筑热反射涂料热反射性能要求

　　5. 1.2 热反射金属屋面板

　　热反射金属屋面板热反射性能应符合表 2 的要求 。

　　表 2 热反射金属屋面板热反射性能要求

　　5.2 评级要求

　　建筑外墙及屋面用热反射材料热反射性能级别应符合表 3 的要求 。

　　表 3 建筑外墙及屋面用热反射材料热反射性能评级要求

　　6 试验及综合热反射性能评价方法

　　6. 1 热反射性能试验方法

　　6. 1. 1 试验环境

　　试验前 ,试样应在温度为(23±2) ℃ ,相对湿度为(50±10) %的标准环境下放置 24 h。 除特殊规定外 ,试验也应在该条件下进行 。

　　6. 1.2 建筑热反射涂料

　　6. 1.2. 1 取样和试件制备

　　按照 JG/T 235的规定进行 。

　　6. 1.2.2 太阳光反射比和近红外反射比

　　L* 值的测定按照 GB/T 11186. 2 的规定进行 ;太阳光反射比和近红外反射比的测定按照附录 A 或附录 B 的规定进行 。 仲裁检验时按照附录 A 的规定进行 。

　　6. 1.2.3 半球发射率

　　按照附录 C 的规定进行 。

　　6. 1.2.4 污染后太阳光反射比变化率

　　按照 6. 1. 2. 2 的规定测试初始太阳光反射比 ,然后按照 GB/T 9780—2013规定的 A 法进行污染处理 ,再按照 6. 1. 2. 2 的规定测试污染后太阳光反射比 。对于需要紫外光照射的涂料 ,应对养护到期的试板在污染处理前先进行 4 h紫外光照射(紫外光照射按 GB/T 16422. 3—2014标准的规定进行 ,暴露方法 A,循环序号 1,光源采用 UV-A340型灯管) 。

　　结果按式(1)计算 :

　　c …………………………( 1 )

　　式中 :

　　c1— 污染后太阳光反射比变化率 , % ;

　　ρ0— 初始太阳光反射比 ;

　　ρ1— 污染后太阳光反射比 。

　　6. 1.2.5 人工气候老化

　　按照 6. 1. 2. 2 的规定测试初始太阳光反射比 ,然后按照 GB/T 1865的规定进行人工气候老化试验 。根据涂料的种类 ,按照相应的产品标准 ,人工气候老化时间应符合表 4 的要求 。

　　表 4 热反射涂料人工气候老化时间 单位为小时

　　人工气候老化后色差 ΔE 的计算按照 GB/T 11186. 3 的规定进行 。

　　人工气候老化后太阳光反射比的测试按照 6. 1. 2. 2 的规定进行 ,人工加速老化后太阳光反射比变化率结果按式(2)计算 :

　　c …………………………( 2 )

　　式中 :

　　c2— 人工气候老化后太阳光反射比变化率 , % ;

　　ρ0— 初始太阳光反射比 ;

　　ρ2— 人工气候老化后太阳光反射比 。

　　6. 1.3 热反射金属屋面板

　　6. 1.3. 1 试板制备

　　按照 JG/T 402—2013的规定进行 。

　　6. 1.3.2 太阳光反射比和近红外反射比

　　L* 值的测定按照 GB/T 11186. 2 的规定进行 ;太阳光反射比和近红外反射比的测定按照附录 A 或附录 B 的规定进行 。 仲裁检验时按附录 A 的规定进行 。

　　6. 1.3.3 隔热温差

　　按照 JG/T 402—2013附录 B 的规定进行 。

　　6. 1.3.4 人工气候老化后太阳光反射比变化率

　　按照 JG/T 402—2013中 6. 6. 3. 4 的规定进行 。太阳光反射比变化率结果按式(2)计算 。

　　6.2 综合热反射性能评价方法

　　6.2. 1 评分

　　6.2. 1. 1 建筑热反射涂料

　　根据建筑热反射涂料各项热反射性能测试结果 ,按表 5 确定各项评分值 R。

　　表 5 建筑热反射涂料评分要求

　　6.2. 1.2 热反射金属屋面板

　　根据热反射金属屋面板各项热反射性能测试结果和 JG/T 402—2013规 定 的 耐 候 性 等 级 , 按 表 6确定各项评分值 R。

　　表 6 热反射金属屋面板评分要求

　　6.2.2 计算

　　综合热反射性能总分 R'按式(3)计算 :

　　R …………………………( 3 )

　　式中 :

　　R' — 总分数 ;

　　Ri — 第 i项的评分 ;

　　Wi — 第 i项的权重系数 。

　　6.2.3 评级

　　按照热反射性能评分值对建筑用热反射材料的综合热反射性能进行分级 ,见表 7。

　　表 7 综合热反射性能评级表

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　太阳光反射比和近红外反射比的测定— 相对光谱法

　　A. 1 原理

　　利用带积分球的紫外分光光度计 、可见光分光光度计 、近红外分光光度计或光谱仪精确测量材料不同波长的反射比 。根据太阳光在热射线波长范围内的相对能量分布 ,通过加权平均的方法计算材料在一定波长范围内的太阳光反射比和近红外反射比 。

　　A.2 试验装置

　　A.2. 1 分光光度计或光谱仪

　　波长范围在 300 nm~ 2 500 nm 或以上 ,最小波长间隔为 5 nm ,波长精度不低于 1. 6 nm ,光度测量准确度为 ±1% 。

　　A.2.2 积分球

　　内径不小于 60 mm , 内壁应为高反射材料 。

　　A.2.3 标准白板

　　压制的硫酸钡或聚四氟乙烯板 ,用于基线校准 。

　　A.3 试板制备

　　建筑热反射涂料按照 6. 1. 2. 1 的规定进行,热反射金属屋面板按照 6. 1. 3. 1 的规定进行 。

　　A.4 试验过程

　　A.4. 1 开机预热至稳定 。

　　A.4.2 设置仪器参数 ,使用仪器配备的标准白板进行基线校准 。

　　A.4.3 移开白板 ,将试板紧贴积分球放置于白板所在的位置 ,关闭仪器样品仓盖 ,然后进行测试 。

　　A.5 计算

　　太阳光反射比按式(A. 1)计算 :

　　式中 :

　　ρ — 试板的太阳光反射比 ;

　　ρ0 (λ) — 标准白板的光谱反射比 ;

　　ρ(λ) — 试板的光谱反射比 ;

　　Sλ — 太阳辐射相对光谱分布(见表 A. 1) ;

　　Δλ — 波长间隔 ,单位为纳米(nm) 。

　　表 A. 1 太阳辐射的标准相对光谱分布

　　近红外反射比用式(A. 2)计算 :

　　ρNIR 式中 :

　　ρNIR — 试板的近红外反射比 ;

　　ρ0 (λ) — 标准白板的光谱反射比 ;

　　ρ(λ) — 试板的光谱反射比 ;

　　Sλ — 太阳辐射相对光谱分布(见表 A. 2) ;

　　Δλ — 波长间隔 ,单位为纳米(nm) 。

　　表 A.2 近红外太阳辐射的标准相对光谱分布

　　A.6 结果处理

　　取 3 次测量结果的算术平均值作为最终结果 ,精确至 0. 01。

　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　太阳光反射比和近红外反射比的测定— 辐射积分法

　　B. 1 原理

　　采用多个不同波段的探测器测量入射角为 20°的辐射反射 。 通过探测器配备的滤光装置 , 获得与太阳光光谱特定波段一致的电子感应 ,经读数模块处理后得出太阳光反射比和近红外反射比 。

　　B.2 试验装置

　　B.2. 1 便携式反射比测定仪

　　B.2. 1. 1 测量头

　　由钨卤素灯 、过滤器和多个不同波段的探测器组成 ,钨卤素灯作为辐射源用于照射 ,过滤器用于调整辐射反射使之与特定波段相适应 ,探测器用于感应不同波段的辐射反射 。

　　B.2. 1.2 读数模块

　　读数模块与测量头相连 ,用于处理测量头的信号 、反射比数字输出信号 , 以及显示输入参数或校准信息 。读数模块数显分辨率为 0. 001。

　　B.2.2 校准装置

　　包括黑腔体和标准板 ,黑腔体用于仪器调零 ,标准板用于仪器校准 。

　　B.3 试板制备

　　建筑热反射涂料按照 6. 1. 2. 1 的规定进行,热反射金属屋面板按照 6. 1. 3. 1 的规定进行 。

　　B.4 试验过程

　　B.4. 1 开启电源 ,预热至稳定 。

　　B.4.2 用反射比为零的黑腔体调零 ,用已知反射比的标准板校准 。每隔 30 min重复调零和校准 。

　　B.4.3 将试板的涂层面紧贴测量头端 口 ,避免光线泄漏 。在测量头指示灯闪烁的整个周期内 ,保证测量头不动 。 当显示值稳定时 , 即可读数 。

　　B.5 结果处理

　　取 3 次测量结果的算术平均值作为最终结果 ,精确至 0. 01。

　　附 录 C

　　(规范性附录)

　　半球发射率的测定— 辐射计法

　　C. 1 原理

　　加热探测器内的热电堆 ,使探测器和试板之间产生温差 。该温差与试板的发射率呈线性关系 ,通过比较高发射率标准板 、低发射率标准板与试板表面温差的大小 ,得出试板的发射率 。

　　C.2 试验装置

　　C.2. 1 便携式辐射计

　　C.2. 1. 1 差热电堆式辐射能探测器

　　由可控加热器 、高发射率探头元件和低发射率探头元件构成 ,可控加热器保证探测器温度高于试板温度或标准板温度 。发射率探头元件能够产生与温差成比例关系的输出电压 。探测器重复性 ±0. 01。

　　C.2. 1.2 读数模块

　　读数模块与差热电堆 式 辐 射 能 探 测 器 相 连 , 用 于 处 理 热 电 堆 输 出 信 号 。 读 数 模 块 数 显 分 辨 率 为

　　0. 01。

　　C.2.2 热沉

　　热沉平台用于放置试板和标准板,热沉应导热良好 ,从而保证试板和标准板温度稳定一致 。 C.2.3 标准板

　　由低发射率抛光不锈钢标准板和高发射率黑色标准板组成 。

　　C.3 试板制备

　　建筑热反射涂料按照 6. 1. 2. 1 的规定进行,热反射金属屋面板按照 6. 1. 3. 1 的规定进行 。

　　C.4 试验过程

　　C.4. 1 开启电源 ,仪器预热至稳定 。

　　C.4.2 将高发射率标准板 、低发射率标准板置于热沉上 ,探测器分别放在高发射率标准板 、低发射率标准板上约 90 s,通过微调使读数与标准板的标示值一致 ,此步骤再重复一遍 。

　　C.4.3 将试板置于热沉上约 90 s,然后将探测器放在试板上直至读数稳定 , 即为测量结果 。

　　C.5 结果处理

　　取 3 次测量结果的算术平均值作为最终结果 ,精确到 0. 01。

　　附 录 D

　　(规范性附录)

　　热反射性能指标权重系数的说明

　　D. 1 概述

　　本附录给出了使用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)确定热反射性能指标权重系数过程的说明 。

　　D.2 原理

　　将综合热反射性能这一总评价目标分解为不同组成因素 ,根据各因素相互关联影响以及隶属关系划分为准则层和指标层 ,形成一个三层次的分析结构模型 ,对准则层和指标层中各因素的相对重要性给出判断 ,使用 1~ 9标度法写成判断矩阵 ,通过计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量 ,计算出准则层对于目标层 、指标层对于准则层各因素的相对重要性权值 ,用准则层和指标层各因素的权值加权综合 ,得出指标层因素对于综合热反射性能的相对重要性权值 , 即权重系数 。

　　D.3 权重系数的确定过程

　　D.3. 1 建筑热反射涂料

　　D.3. 1. 1 建立分析结构模型

　　综合热反射性能评价分析结构模型见图 D. 1。

　　图 D. 1 热反射涂料热反射性能分析结构模型

　　D.3. 1.2 构造判断矩阵

　　准则层相对于目标层的判断矩阵为 :

　　指标层相对于准则层的判断矩阵为 :

　　D.3. 1.3 层次单排序及一致性检验

　　对于判断矩阵 A,其特征向量 W 及一致性计算结果为 : W ,λmax=2,CI=0,RI= 1× 10- 6 ,CR=0 对于判断矩阵 B1 ,其特征向量 W 及一致性计算结果为 :

　　W ,λmax=3,CI=0,RI=0.58,CR=0

　　对于判断矩阵 B2,其特征向量 W 及一致性计算结果为 :

　　W ,λmax= 3.003 7,CI=0,RI=0.58,CR=0.003 2

　　以上判断矩阵一致性检验结果均为满意 。

　　D.3. 1.4 计算层次总排序(权重系数)

　　综合热反射性能总目标的层次总排序(权重系数)计算见表 D. 1。

　　表 D. 1 综合热反射性能总排序(权重系数)

　　D.3.2 热反射金属屋面板

　　D.3.2. 1 建立分析结构模型

　　综合热反射性能评价分析结构模型见图 D. 2。

　　图 D.2 热反射金属屋面板热反射性能分析结构模型

　　D.3.2.2 构造判断矩阵

　　准则层相对于目标层的判断矩阵为 :

　　指标层相对于准则层的判断矩阵为 :

　　D.3.2.3 层次单排序及一致性检验

　　对于判断矩阵 A,其特征向量 W 及一致性计算结果为 : W ,λmax=2,CI=0,RI= 1× 10- 6 ,CR=0 对于判断矩阵 B1 ,其特征向量 W 及一致性计算结果为 :

　　对于判断矩阵 B2,其特征向量 W 及一致性计算结果为 :

　　W ,λmax=2,CI=0,RI=0. 58,CR=0以上判断矩阵一致性检验结果均为满意 。

　　D.3.2.4 计算层次总排序(权重系数)

　　综合热反射性能总目标的层次总排序(权重系数)计算见表 D. 2。

　　表 D.2 综合热反射性能总排序(权重系数)