热反射金属屋面板编制说明

建工行业标准《热反射金属屋面板》编制说明1.任务来源根据住建部文件建标[2009]89号“关于下达2009年住房和城乡建设部归口工业产品标准制订、修订计划的通知”要求，由中国建筑材料检验认证中心（国家建筑材料测试中心）负责《热反射金属屋面板》行业标准的编制工作，起止时间为2009年5月至2010年12月。2.工作简况中国建筑材料检验认证中心接到《热反射金属屋面板》标准制定任务后，于2009年5月至2009年10月进行标准编制的前期调研，收集国内外相关市场及标准资料；确定工作进度计划，形成标准编制大纲；同时，向社会发出标准编制邀请函，筹建标准编制工作组；2009年11月在北京召开标准工作组成立暨第一次工作会议，成立标准工作组，确定标准工作组成员名单，讨论标准草案稿并对标准制定工作进行分工；2009年12月到2011年4月制定检测方法，研发测试设备，开展验证试验，形成讨论稿；2011年4月在常州召开第二次工作会议，形成征求意见稿。3.标准编制的目的、意义与原则3.1标准编制的目的与意义随着我国对建筑节能的日益重视，热反射金属屋面越来越多的在各类建筑中使用，目前该类产品只有《金属屋面与采光顶技术规程》，对热反射金属屋面板产品本身并没有相应的标准。建材商要么按照各自的企标进行检测，缺乏统一的技术要求；要么参照铝单板、彩钢板、压型钢板与建筑热反射涂料（主要用于建筑立面）的标准，许多关键的技术要求诸如热反射性能、耐候性、耐玷污、尺寸偏差、挠度等都没有体现。因此，国内市场比较混乱，各大企业也呼吁制定该产品的技术标准，从而起到规范市场，促进行业良性发展的作用。3.2标准编制的原则既要借鉴国外先进标准，与国际接轨，又要充分考虑我国实际国情，以利于该行业的健康发展。在此基础上，对我国相关生产企业的产品性能从严要求。4.标准名称、关键参数、指标、性能、要求、实验方法等说明4.1标准名称考虑到产品的功能、基材、形态及用途，本标准的名称定为《热反射金属屋面板》。4.2分类代号及标记代号按照汉语拼音的第一个字母或英文约定俗称来定。1）产品基材常见有铝合金与钢，而其他金属基材如铜板、钛板等并不常见，故按基材可将产品分为铝合金、钢和其他三类。2）产品的涂层有氟碳、聚酯和丙烯酸三类。3）涂层的涂装方式对涂层厚度有不同要求，因此分为辊涂和喷涂两类。4.3标记方法标记方法对应标准中4.2条按屋面板的产品名称、类型代号、基材厚度、涂层隔热等级和标准编号顺序进行标记。4.4原材料屋面板所用基材可分铝合金、钢及其他金属，相应原材料的化学成分及力学性能应符合相应国家标准。出于对屋面板的耐候性考虑，建议铝合金屋面板所用铝材采用3×××系列、5×××系列的防锈铝。4.5涂层种类与厚度涂层厚度的测量方法按照GB/T4957-2003《非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法》进行。根据产品调研结果，产品涂层树脂主要有氟碳、聚酯和丙烯酸三类，其中氟碳涂层又有二涂与三涂之分；涂层涂覆方式有辊涂和喷涂两种。本标准对涂层厚度的规定参照GB/T23443-2009《建筑装饰用铝单板》的规定进行，具体见下表1。表1项目技术要求平均涂层厚度辊涂氟碳二涂≥25；三涂≥32聚酯、丙烯酸≥16喷涂聚酯、丙烯酸≥25氟碳二涂≥30，（最小局部厚度≥25）三涂≥40，（最小局部厚度≥35）4.6涂层性能4.6.1太阳光反射比（TSR）太阳反射比是反射的与入射的太阳辐射能通量之比值，其值越高，也就意味着在白天屋面层吸收的太阳辐射能就越少，屋面层温度越低，涂料的隔热性能越好，降低空调能耗。国内现行的关于热反射涂料的标准有JC/T1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》、JG/T235-2008《建筑反射隔热涂料》以及GB/T25261-2010《建筑用反射隔热涂料》。但这些标准只对白色热反射涂料做出规定，并未涉及到彩色热反射涂料，如表2所示。表2标准号颜色半球发射率太阳反射比JC/T1040-2007白色≥0.85≥0.83JG/T235-2008白色≥0.80≥0.80GB/T25261-2010白色≥0.80≥0.80美国屋面制品热性能评级理事会（CoolRoofRatingCouncil，简称CRRC）对将金属屋面常见颜色分为18个颜色系，通过Lab值进行颜色的界定，并对不同颜色涂料的太阳反射比和半球发射率的限值进行了规定，具体见表3。本标准将其作为资料性附录供使用者参考。从表3可以看出，涂料颜色直接影响着其太阳反射比。结合所收集样品的检测结果同时考虑到国内彩色热反射涂料色彩还并不丰富，本标准采用分级的方法，按表4所示对屋面板涂层的太阳光反射比进行分级，对应标准中6.2.1条。

表3序号颜色系LabSRET1红17~29+7~+360~+150.250.832棕橙20~38+15~+30+6~+160.350.833明红23~38+35~+49+10~+480.350.834米白58~86-5~+5-3~+230.550.835棕褐51~65-2~+7+6~+210.550.836深蓝13~33-7~+6-21~-20.250.837中到浅蓝34~55-12~-3-20~-80.320.838深棕17~30-1~+90~+100.250.839中到浅棕25~58-2~+17+5~+260.320.8310深绿18~45-15~-3-5~+110.250.8311中到浅绿24~70-15~0-5~+110.320.8312白76~89-3~+2-3~+100.650.8313亮白＞85-3~+1-3~+60.700.8314黑＜26-1.5~+1.5-1.5~+1.50.250.8315深灰24~42-4~+2-8~+40.250.8316中到浅灰40~77-4~+3-3~+80.350.8317珍珠银50~75-5~+3-3~+80.450.7518珍珠铜38~60+2~+17+5~+240.400.75表4等级123太阳光反射比TSR0.45≤TSR＜0.600.60≤TSR＜0.75≥0.754.6.2半球发射率（ET）半球发射率是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）的辐射出射度之比值，其值越高，也就意味着在夜晚屋面层向外快速辐射滞留在屋面板的热量，减少该部分热量向屋内辐射，降低空调能耗。涂层的半球发射率较高且与表面状况（包括颜色在内）关系不大，依据表3和所收集产品的检测结果及我们多年检测数据统计规定：屋面板涂层的半球发射率应≥0.80，与标准中6.2.2条对应。4.6.3隔热温差热反射涂料的太阳反射比越大，其隔热性能越好，但其并不能直接反映温度降低的程度。通过测量产品的隔热温差可直接反映出热反射涂料温度降低的程度。在JG/T235-2008中规定白色热反射涂料的隔热温差大于或等于10℃，JC/T1040-2007与GB/T25261-2010并未对隔热温差做要求。根据所收集样品的检测结果，本标准规定各等级的热反射金属屋面板隔热温差均应≥10℃在国内现行关于热反射涂料的标准中，只有JG/T235-2008给出了测试热反射涂料隔热温差的方法。但该方法在实际应用中并不适用。首先，该方法所用加热灯的相对光谱能量分布与太阳光能量分布相差太大；其次，该方法并未涉及到环境对涂料隔热效果的影响。热反射涂料涂覆在建筑围护结构的表面，其隔热效果必然要受到太阳辐照度、风与空气温度等因素影响。而该方法却未对试验的环境条件进行规定，致使不同时间地点所测得的隔热温差相差较大。为了更切实地反映热反射涂料的隔热效果，本标准编制组决定通过实验室模拟自然环境来研究新隔热温差测试方法。为此，我中心与沈阳紫微机电设备有限公司联合开发出热反射金属屋面板隔热温差试验机，如图1所示。276534127653411——计量箱2——试件3——热电偶4——氙灯5——风速传感器6——轴流风机7——温度传感器图1隔热温差测试设备示意图（1）标准板的选择本标准编制组选择涂覆黑色吸热涂层金属板为标准板。被测试件的隔热温差即为其与标准板背向热源一侧表面温度的差值。经过标准编制组的讨论，对标准板定义如下：表面涂覆厚度不大于80μm，太阳反射比不大于0.01的黑色涂层的尺寸为400mm×400mm×1.5mm的铝合金板，对应标准中3.6条。（2）实验条件的确定1）辐照度大小的确定氙灯是目前世界上使用广泛的太阳模拟器光源，我们选用长弧氙灯作为热反射金属屋面板隔热温差试验机的光源。热反射金属屋面板主要用于南方地区。根据有关气象资料，南方地区的辐照度在600-830W/m2。经测试，我们将辐照度定为800±20W/m2。.2）风速室温大小的确定自然界中的空气对流势必会影响到热反射金属屋面板实际隔热效果，主要体现在对流空气的温度。对流空气的温度较高，增加了热量的传递，势必减弱热反射金属屋面板的隔热效果；相反，温度较低的对流空气将增加热反射金属屋面的隔热效果。考虑到实验室环境温度，我们将室温定为23±2℃。根据实验结果，我们将风速定为1.0±0.5m（3）隔热温差测试方法首先将实验室温度调节到23±2℃，相对湿度调节到50%±5%；在标准板背面连接热电偶安装在计量箱上方测试口并密封；开启氙灯，并将到达试件表面辐照强度调节至(800±20)W/m2；开启轴流风机并调节风速至（1.0±0.5）m/s；当计量箱内空气温度达到23℃时开始记录时间，1h后记录标准板热源内侧表面温度T0；将标准板换成待测试件，重复上述步骤记录测试板热源内侧表面温度T△T=T0–T14.6.4耐玷污性能随着城市化进程的加快和机动车保有量的迅猛增加，我国城市大气污染已经由燃煤型型污染转化为燃煤型与机动车尾气型共存的复合污染，有机污染突出，有机物已成为大气颗粒物中最主要的组分之一。而目前颗粒物为城市大气的首要污染物，其吸附有机物后更加容易沾污在建筑物的外围结构上。热反射金属屋面板作为建筑物重要的外围结构避免不了要受其影响。颗粒物沾污在屋面板涂料面层上将直接影响涂料的太阳反射比，进而影响屋面板的隔热性能。因此，样品涂层耐沾污性能十分重要。本标准参考相关金属涂层板标准，规定屋面板涂层耐玷污性能应≤5%，对应标准6.2.4条，检测依据GB/T9780-2005《建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》进行。4.6.5耐候性在热反射屋面板涂层的服役过程中，涂层树脂会发生粉化、变色、气泡、脱落等现象。涂层老化后，功能性填料也会在自然作用下脱离涂层体系，从而失去节能效果。所以，热反射涂料耐候性不容忽视，该性能的优劣会影响到热反射屋面板在长期使用时节能效果的衰减程度。不同建筑类型对耐候性有不同的要求，具体体现在试验时间上，本标准按不同时间长短将涂层耐候性分为3级，见表5。表5等级123试验时间，h100020004000（1）耐盐雾性耐盐雾性试验有中性盐雾试验、乙酸盐雾试验（ASS）和铜加速乙酸盐雾试验（CASS）等（GB/T10125《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》）。中性盐雾试验法是1939年开发的，试验法中最广泛采用的是ASTMB-117-85（同GB/T10125中性盐雾试验部分），在试验中，盐溶液呈中性，其pH值在6.5～7.2范围中。类似于B117中性盐雾试验的有：ISO3768-1976中性盐雾试验（NSS），日本JISK54007.8，JISZ2371，德国SSDIN50021-1975，DIN53167，欧洲ECCAT8（1985）欧洲卷材涂装协会标准。ASS试验是将前述的盐雾液中加入冰乙酸，使pH值达3.1～3.3，CASS试验是将前述的乙酸盐雾液中加入氯化铜。热反射涂层采用GB/T10125中性盐雾试验试验方法，按照GB/T1740的评级方法进行评级，根据我们检测积累的经验，规定耐盐雾等级不次于1级。2）耐湿热性湿热试验是将涂有漆膜的样板或实物置于湿热试验箱中，定时观察起泡、腐蚀及附着力下降等变化。在湿热试验中，对渗透压而言，蒸馏水的活度高，涂层是半透膜，蒸馏水渗入漆膜的能力比较强。水分透入漆膜，在两层漆膜之间会降低层间附着力，在漆膜内会引起漆膜膨胀而产生内应力，透入漆膜与金属之间会降低附着力，最后导致漆膜起泡。起泡后金属与漆膜脱离而开始腐蚀。因为有许多涂了漆的物体是处在潮湿闷热的环境中，鉴于热反射金属屋面板很大一部分用在湿热的南方，耐湿热性是一项很重要的指标。参照表6和表7，我们规定耐湿热等级不次于1级。表6GB5237.4-2004《铝合金建筑型材第4部分：粉末喷涂型材》涂层种类试验方法耐湿热性试验时间要求粉末喷涂GB/T17401000小时1级表7JG/T133-2000《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》涂层种类试验方法耐湿热性试验时间要求氟碳喷涂GB/T17404000小时1级3）耐人工加速老化性人工加速老化有两种方法，一是采用氙灯老化，另一种是采用荧光紫外灯老化。氙灯完整模拟太阳光谱，是最切合户外自然老化的速老化实验。本标准结合国内热反射金属屋面板的实际生产和使用情况，采用与自然耐候性试验模拟性较好的氙灯照射人工加速老化试验。要求参照AAMA2603标准规定试验后色差应不大于5，粉化不次于0级，光泽保持率大于等于85%。同时，本标准规定老化后涂层的TSR衰不大于10%。4.6.6涂层的其他性能屋面板涂层的其他性能应分别符合GB/T8013.3和GB/T12754的要求，对应标准中6.2.6条。4.7尺寸4.7.1基材厚度屋面板所用基材可分铝合金、钢及其他金属，其厚度应符合设计要求。铝及铝合金基材厚度偏差(不包括涂层厚度)应符合GB/T3880.3的要求，钢基材厚度偏差(不包括涂层厚度但包括镀层)应符合GB/T12754的要求，其他材料应符合相应标准的要求。4.7.2尺寸允许偏差屋面板折边高度、翘曲度以及不直度会对屋面施工造成影响，同时也会影响施工后屋面的外观；另外，屋面板尺寸的偏差也反映了企业加工工艺的优劣。因此，需对屋面板的尺寸作出要求。本标准直接引用BSEN505:2000与BSEN507:2000标准，同时结合国内产品的现状，制定了屋面板的技术指标要求。尺寸偏差具体要求见表8。表8项目要求长度（l），mm≤3000-3+5＞3000-0.1%l+0.2%l宽度（b），mm±5折边高度（h），mm-1+1.5翘曲度（S），mm/m≤3不直度（fs），mm/m≤24.7.3外观质量外观质量主要参照了我中心起草的国家标准GB/T23443-2009《建筑装饰用铝单板》和GB/T23444-2009《金属及金属复合材料吊顶板》对外观质量的要求。5验证实验考虑到国内外生产制造技术及相关标准的情况，为最大限度地保证标准的合理性，标准编制组进行了大量验证试验，对企业生产和市场销售的热反射金属屋面板产品进行了广泛收集，重点对样品的热性能开展了实验。实验结果见表9。表9颜色Lab值太阳光反射比半球发射率隔热温差Lab标准板25.78-0.14-0.880.0060.83——玉灰86.18-1.32-3.810.690.8715.4象牙96.2+1.06+9.770.830.8817.8浅灰69.42-1.19-6.690.480.8710.7白色98.6-0.82+1.570.870.8712.2灰色70.73-1.56-4.670.320.878.4淡蓝74.71-16.15-19.090.580.8812.3珍珠粉89.33+8.05+8.330.750.8916.6白色98.54-0.79+1.270.850.8815.1白色98.34-0.75+1.360.860.8718.4淡黄96.05-0.57+3.700.830.818.9白色97.75-0.54+2.430.860.8119.3天蓝90.99-8.17-6.650.