改善城市小氣候并減少能源負(fù)荷 是一個(gè)非常重要的目標(biāo)，需要研究和開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)熱和光學(xué)特性的創(chuàng)新解決方案。具有先進(jìn)的熱學(xué)和光學(xué)特性的創(chuàng)新解決方案。變色熱變色涂層在夏季是反射性的，在冬季是吸收性的，可以滿足降低表面溫度和降低制冷負(fù)荷的要求。與太陽(yáng)輻射的相互作用導(dǎo)致化學(xué)鍵的斷裂。雖然與太陽(yáng)輻射的相互作用導(dǎo)致了化學(xué)鍵的斷裂和其性能的退化。
本工作的目的是研究各種方法和技術(shù)，以改善涂層的性能。朝著這個(gè)方向，一個(gè)重要的步驟是確定影響熱變色的因素。影響熱致變色的因素。在一個(gè)月的加速老化條件下，對(duì)應(yīng)用于混凝土磚上的熱致變色涂料使用紫外線和光學(xué)濾光片的組合，以分離出在一個(gè)月的加速老化條件下，對(duì)涂在混凝土磚上的熱致變色涂層使用了紫外線和光學(xué)濾光片的組合，以便分離出導(dǎo)致光降解的太陽(yáng)光譜部分。
用紅色濾光片覆蓋樣品，該濾光片切斷了600納米以下的波長(zhǎng)，最有效地保護(hù)了 有效地保護(hù)熱致變色涂層的可逆顏色變化，因?yàn)樘?yáng)反射率在黑暗階段不受影響。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，黑暗階段的太陽(yáng)反射率保持不受影響。
這項(xiàng)研究的可喜成果除了來(lái)自變色特性的優(yōu)勢(shì)外，還包括除了變色性能的優(yōu)勢(shì)外，該研究還涉及到建筑的能源效率、室內(nèi)空氣環(huán)境和 建筑物的能源效率、室內(nèi)空氣環(huán)境和城市微氣候方面的優(yōu)勢(shì)。
熱變色涂料，光降解，加速老化
城市結(jié)構(gòu)中使用的材料對(duì)微氣候熱平衡起著非常重要的作用。它們吸收太陽(yáng)和紅外輻射，并通過(guò)對(duì)流和輻射過(guò)程將部分積累的熱量散失到大氣中，增加環(huán)境溫度。因此，所使用的材料的光學(xué)和熱學(xué)特性在很大程度上決定了單個(gè)建筑和開(kāi)放空間的能源消耗和舒適條件。控制材料表面溫度的主要特性是太陽(yáng)反射率和紅外輻射率。新一代的材料和技術(shù)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，它們具有先進(jìn)的熱特性、動(dòng)態(tài)光學(xué)特性、增加的熱容和更高的熱島緩解潛力。創(chuàng)新材料有能力在冷卻期提高反射率并呈現(xiàn)較低的表面溫度，同時(shí)在加熱期提高吸收率并利用太陽(yáng)輻射的優(yōu)勢(shì)。
在本質(zhì)上可逆的有機(jī)熱變色系統(tǒng)中，加熱到規(guī)定的溫度以上會(huì)導(dǎo)致顏色從深色到淺色的變化。這種轉(zhuǎn)變是通過(guò)顏料分子結(jié)構(gòu)的熱可逆轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生可見(jiàn)顏色的光譜變化。朝著這個(gè)方向，熱變色涂料已經(jīng)被開(kāi)發(fā)和測(cè)試。熱變色顏料已被開(kāi)發(fā)為三組分的有機(jī)混合物，并被納入普通的白色涂料中。熱變色顏料已被開(kāi)發(fā)為三組分的有機(jī)混合物，它們被納入普通的白色涂料中。經(jīng)過(guò)一小時(shí)的太陽(yáng)輻射，在環(huán)境溫度低于20℃的情況下，熱變色涂層可以 經(jīng)過(guò)一小時(shí)的太陽(yáng)輻射，在環(huán)境溫度低于20℃的情況下，熱變色涂層可以吸收與普通有色涂層幾乎相同的太陽(yáng)能，但當(dāng)溫度高于20℃時(shí)，它可以反射 溫度高于20℃時(shí)，它可以反射更多的太陽(yáng)能，呈現(xiàn)出比普通有色涂層低4℃的 溫度比普通有色涂層低4℃。Karlessi等人開(kāi)發(fā)了11個(gè) Karlessi等人開(kāi)發(fā)了11種變色溫度為30℃的熱致變色涂料。Karlessi等人通過(guò)在適當(dāng)?shù)恼澈蟿┫到y(tǒng)中使用熱致變色顏料，開(kāi)發(fā)了11種變色溫度為30℃的熱致變色涂料，并測(cè)試了它們的熱和光學(xué)特性。
棕色熱變色涂層的結(jié)果表明，與普通涂層（SR=0.18）和冷色涂層（SR=0.41）相比，太陽(yáng)反射率的值更高（有色相的SR=0.55，無(wú)色相的SR=0.76）。 還測(cè)量了炎熱夏季的日平均表面溫度，普通涂層和熱變色涂層之間的溫差為AT=11.3℃，而冷色涂層和熱變色涂層之間的溫差為AT=9.2℃。避免 這些結(jié)果揭示了熱變色材料在夏季避免過(guò)熱的潛力，并在冬季必要時(shí)吸收熱量。
然而，當(dāng)暴露在戶外條件下時(shí)，光降解是熱致變色材料的一個(gè)主要問(wèn)題。與太陽(yáng)輻射的相互作用導(dǎo)致聚合物鏈的斷裂和/或交聯(lián)，導(dǎo)致化學(xué)和機(jī)械性能的改變，以及可逆的熱致變色效果的喪失。
實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)紫外線吸收劑加入到熱致變色涂層中時(shí)，光學(xué)效率沒(méi)有提高，老化問(wèn)題仍然存在。然而，結(jié)果表明，盡管光學(xué)性能得到了很大的改善，但問(wèn)題仍然存在。這表明不僅是紫外線，還有其他部分的太陽(yáng)輻射與分子鍵相互作用，對(duì)熱變色有負(fù)面的影響。
下面的研究旨在調(diào)查熱致變色涂層在加速老化條件下的光學(xué)性能。在加速老化的條件下，使用紫外線和光學(xué)過(guò)濾器的組合來(lái)調(diào)查熱變色涂層的光學(xué)性能。為了隔離太陽(yáng)輻射的不同部分的影響。
2 熱致變色涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用
對(duì)于熱致變色涂料的生產(chǎn)，使用了粉狀的有機(jī)水基紅色熱致變色顏料，變色溫度為25℃。使用了粉狀的有機(jī)水基紅色熱變色顏料，變色溫度為25℃。適當(dāng)?shù)恼澈蟿┫到y(tǒng)，其本身不應(yīng)吸收紅外輻射。該系統(tǒng)由水（32%）組成。該系統(tǒng)由水（32%）、熱致變色顏料紅（12%）、二氧化鈦（9%）組成，以避免在無(wú)色狀態(tài)下的透明。隨著溫度上升到25℃以上，熱致變色涂料會(huì)變得透明。熱致變色涂層變得透明，顯示出基材的顏色。熱致變色涂層被應(yīng)用在混凝土磚上，尺寸為6cm x 6cm。在圖1中，熱變色樣品在暴露于加速老化條件之前的三個(gè)不同的熱階段。圖1(a)描述了樣品在溫度為10℃時(shí)的全色狀態(tài)。圖1(a)描述了樣品在10℃的溫度下完全變色，而在圖1(c)中，樣品在35℃的溫度下完全脫色。圖1(b)是一個(gè)中間階段。
樣品的加速老化是在Q-SUN Xe-3-HS太陽(yáng)光老化測(cè)試儀中進(jìn)行的。氙燈試驗(yàn)箱(Q-SUN,Xe-3HS)為期一個(gè)月，24小時(shí)不間斷地進(jìn)行。根據(jù)ISO 11341:油漆和清漆-人工老化和暴露在人工輻射下-暴露在空氣中的規(guī)格和要求。暴露于人工輻射-暴露于過(guò)濾氙弧輻射 。
為了保護(hù)樣品在加速老化條件下的暴露，使用了光學(xué)和紫外線濾光片。紫外線濾光片被使用：紅色濾光片、黃色藍(lán)色和綠色濾光片以及紫外線玻璃濾光片。濾光片被放置在覆蓋熱變色表面的樣品上面。所有的測(cè)量都是每五天曝光一次，總時(shí)間為30天。
濾光片在300-2500nm范圍內(nèi)的透光率見(jiàn)圖2。
濾光片的適當(dāng)選擇是基于其透射率范圍，目的是為了 部分覆蓋整個(gè)波長(zhǎng)范圍，從而提供隔離各部分老化條件影響的能力。在光譜的每個(gè)部分和每個(gè)濾光片的老化條件的影響。
3.1 太陽(yáng)反射率的測(cè)量
樣品的光譜反射率是在太陽(yáng)光譜的300-2500nm范圍內(nèi)測(cè)量的，包括一部分紫外線輻射（UV:300-400nm），可見(jiàn)光（VIS:400-700nm）和近紅外部分（NIR:700-2500nm）。
分光光度計(jì)（Varian Carry 5000），用于測(cè)量樣品的光譜反射率。圖3顯示了每五天曝光一次的樣品的光譜反射率。圖3顯示了在黑暗階段，每五天暴露于紫外線和光學(xué)紅色濾光片的光譜反射率。
表1,2列出了用紫外線+紅色濾光片覆蓋的樣品的太陽(yáng)反射率的計(jì)算值。表3,4列出了未覆蓋的樣品在暗相和白相時(shí)的太陽(yáng)反射率計(jì)算值。
3.2 顏色坐標(biāo)的測(cè)量
Carry色彩計(jì)算應(yīng)用程序是一個(gè)模塊，它允許對(duì)瓦里安Carry 5000收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算是針對(duì)三模值X、Y、Z，色度坐標(biāo)x、y、z和CIE L*a*b*的顏色坐標(biāo)進(jìn)行的，也計(jì)算色差AE*ab。圖4顯示了每個(gè)樣品在曝光的最后一天在黑暗和白色階段的色差。
圖4,5顯示了在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，無(wú)遮蓋的樣品和用紫外線和紅色濾光片覆蓋的樣品的亮度L*的變化情況。圖4,5顯示了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，未覆蓋的樣品和用紫外線和紅色濾光片覆蓋的樣品的亮度變化。
所有測(cè)試樣品的太陽(yáng)反射率在黑暗階段增加，而在白色階段減少。太陽(yáng)反射率的變化主要在光譜的可見(jiàn)部分。與曝光前的情況相比，未覆蓋的樣品在黑暗階段的SR值增加了8%，SRvis增加了16%。在白色階段，SR下降了7.6%，SRvis下降了17.6%。使用紫外線濾光片并沒(méi)有明顯改善暗相的熱變色效果。因此，切斷紫外線輻射并不能確保改善樣品的熱致變色行為。使用濾光片的結(jié)果證明，除了紫外光部分的輻射，還有其他部分的輻射。使用濾光片的結(jié)果證明，除了紫外線部分的輻射，還有一些可見(jiàn)光部分也會(huì)影響和降低熱變色性能。使用濾光片的結(jié)果證明，除了紫外線部分的輻射，還有一些可見(jiàn)光部分也會(huì)影響和降低熱致變色性能。用紅色濾光片覆蓋樣品，可以切斷600納米以下的波長(zhǎng)，可以最有效地保護(hù)可逆的顏色變化。
用紅色濾光片覆蓋樣品，該濾光片切斷了600納米以下的波長(zhǎng)，最有效地保護(hù)了熱致變色涂層的可逆顏色變化，因?yàn)樘?yáng)光在黑暗階段的反射率保持不變。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，暗相的太陽(yáng)反射率保持不受影響。與其他樣品相比，白相的變化最小，SR為0.8%，SRvis為2.6%。白相與其他樣品相比變化最小，SR為0.8%，SRvis為2.6%。
熱變色系統(tǒng)可以為改善城市小氣候和減少能源負(fù)荷做出貢獻(xiàn)。對(duì)于高溫，在夏季，熱變色涂層有能力反射太陽(yáng)能，降低表面的溫度，而在冬季吸收太陽(yáng)能，隨著可逆的顏色變化，增加表面的溫度。
然而，當(dāng)暴露在戶外環(huán)境中時(shí)，光降解是熱致變色材料的一個(gè)主要問(wèn)題。各種方法已經(jīng)通過(guò)應(yīng)用不同的紫外線吸收劑和不同的技術(shù)對(duì)熱變色材料進(jìn)行了測(cè)試。在熱致變色涂層中應(yīng)用不同的紫外線吸收劑和不同的技術(shù)來(lái)測(cè)試各種方法，以使材料的顏色穩(wěn)定。結(jié)果顯示，熱致變色材料的性能并不穩(wěn)定。但結(jié)果表明，熱變色材料的性能沒(méi)有得到改善，降解問(wèn)題依然存在。這表明，不僅是紫外線，而且還有其他部分的太陽(yáng)輻射與分子鍵相互作用。這表明不僅是紫外線，而且還有其他部分的太陽(yáng)輻射與分子鍵相互作用，對(duì)熱致變色產(chǎn)生了負(fù)面影響。
這項(xiàng)工作的范圍是檢測(cè)破壞熱變色的太陽(yáng)輻射部分。為此，準(zhǔn)備了六個(gè)應(yīng)用于混凝土磚上的紅色熱變色涂層的樣品，并用不同的紫外線和光學(xué)過(guò)濾器組合覆蓋。這些樣品被提交到加速老化條件下一個(gè)月，它們的光學(xué) 反射率、色坐標(biāo)和色差）進(jìn)行定期測(cè)量。
SR的變化主要是在光譜的可見(jiàn)部分檢測(cè)到的。暴露在加速老化條件下30天后，未覆蓋的樣品在黑暗階段的SRvis值比暴露前的狀態(tài)增加了16%。在白色階段，SRvis減少了17.6%。而帶紅色濾光片的樣品在黑暗階段不受影響，在白色階段略有變化。
顏色變化AE的結(jié)果與反射率的結(jié)果相一致。直到曝光的最后一天，無(wú)遮蓋的樣品和帶紫外線濾光片的樣品都有較高的值。直到曝光的最后一天，未覆蓋的樣品和帶UV濾光片的樣品的數(shù)值較高，在黑暗階段兩個(gè)樣品的數(shù)值都等于47。紫外線和紅色濾光片的組合呈現(xiàn)出最低的AE值，在暗色階段為2.6，在白色階段為3.6。帶有紅色濾光片的樣品的AE變化不大。
在強(qiáng)烈和長(zhǎng)時(shí)間的老化條件下，一個(gè)熱變色樣品的穩(wěn)定性 在這項(xiàng)工作中完成的一個(gè)熱變色樣品的穩(wěn)定是在熱變色領(lǐng)域的一個(gè)突破?？紤]到可以從建筑節(jié)能方面的顏色變化特性中獲得的優(yōu)勢(shì)，本工作完成了一個(gè)熱變色樣品的穩(wěn)定，是熱變色領(lǐng)域的一個(gè)突破?？紤]到顏色變化的特性在建筑節(jié)能、室內(nèi)空氣環(huán)境和城市微氣候方面的優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)進(jìn)一步研究。
與本文關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品: