INGLAS红外发射率测定仪：凉爽型混凝土材料的红外热发射率测试表征

Claudia Capone团队在Journal of Architectural Engineering（IF=6.7）发表研究，探究了三种凉爽混凝土材料相较于传统材料的太阳光反射性能提升，同时完成了产品太阳反射性能的耐久性评估，旨在缓解城市热岛效应、提升建筑节能与户外舒适度。

摘要

城市热岛效应导致城市温度升高，不仅增加建筑室内制冷耗电量，还降低户外舒适度。随着全球城市人口增长，提升建筑生态效率、降低城市对气候变化与全球变暖的影响迫在眉睫。凉爽混凝土可缓解城市热岛效应，凉爽混凝土屋面、水泥基外墙瓷砖、透水铺装等能降低建筑围护结构空调能耗、提升城市户外舒适度。本研究对比了白色与彩色表面的三种凉爽胶凝方案与传统材料的太阳反射性能，无需额外后处理即可兼顾建筑需求与可持续性，并完成了材料太阳反射性能的耐久性评估。从光学性能来看，经高反射凉爽材料功能化的传统混凝土材料，可有效对抗城市热岛效应，近红外反射型混凝土材料无论颜色如何，都能降低户外铺装与建筑表面温度，其在可见光与近红外波段均能反射太阳光，且该性能在严苛加速老化条件下得到验证。本研究的耐久型白色、彩色混凝土瓷砖与城市透水、自锁混凝土铺装，为可持续城市发展提供了灵活技术方案。

实验材料与测试仪器

实验材料

建筑屋面 / 外墙用水泥基瓷砖（添加凉爽 / 传统颜料制备试件）、铺装用透水混凝土（添加颜料制备试件）、双层铺路砖（表层添加凉爽颜料，底层为工业常规产品）、颜料（凉爽颜料、传统颜料）、水泥

测试仪器

太阳反射率测试：分光光度计、太阳反射仪

热发射率测试：INGLAS TIR100-2红外发射率测定仪

加速老化测试：商用老化仪，依据 ASTM D7897 标准开展老化循环测试

实验过程

试件制备：分别制备水泥基瓷砖、透水混凝土、铺路砖三类试件，设置空白对照组、传统颜料对照组与凉爽颜料实验组，按配方添加不同种类、掺量颜料，成型标准尺寸试件备用。

太阳反射率测试：采用 ASTM E903 标准方法，用分光光度计测试未老化试件太阳反射率，重复三次取平均值；采用 ASTM C1549 标准方法，用太阳反射仪测试老化后试件太阳反射率。

热发射率测试：依据 EN 15976 标准用INGLAS TIR100-2红外发射率测定仪

测试，测试前试件室温调节 2 小时，重复三次取平均值。

INGLAS TIR100-2红外发射率测定仪

试样的热发射率结果

太阳反射指数（SRI）计算：依据 ASTM E1980 标准，结合太阳反射率与热发射率，设定对流换热系数 12W/(m²・K)，计算试件 SRI 值。

加速老化测试：按 ASTM D7897 标准，将试件喷涂粉尘、黑碳、腐殖酸与盐的混合污渍，经紫外线、加热、水循环老化，分别测试 0 次、1 次、2 次老化后太阳反射率、热发射率与 SRI 值，评估耐久性。

实验结论

1.白水泥能赋予胶凝材料优异凉爽性能，白色颜料可全面提升材料在紫外、可见光、近红外波段的太阳反射率，彩色凉爽颜料在近红外波段反射性能优于传统颜料，深色凉爽材料也能实现良好凉爽效果，兼顾建筑美学与节能需求。

2.水泥基瓷砖、透水混凝土、铺路砖的热发射率均稳定在 0.85-0.92 区间，具备良好的热辐射散热能力，Inglas 品牌辐射仪测试数据与其他仪器结果一致性高。

3.凉爽胶凝材料的 SRI 值明显高于传统材料，白色凉爽试件 SRI 接近 100，彩色凉爽试件 SRI 远超意大利规范低限值（29），满足屋面、铺装等场景应用要求。

4.加速老化后，材料凉爽性能有所下降，但凉爽颜料试件的太阳反射率与 SRI 值仍高于同颜色传统颜料试件，两次老化后性能仍优于未老化传统材料，耐久性优异。

5.颜料掺量影响太阳反射率，黄色颜料掺量增加，太阳反射率呈幂函数下降，凉爽颜料在相同掺量下性能始终优于传统颜料，可通过优化掺量平衡美学与凉爽性能。

参考文献

1.Akbari, H. (1996). ASTM standards for measuring solar reflectance and thermal emittance of construction materials and comparing their steady-state surface temperatures.

 2.Levinson, R., & Akbari, H. (2001). Effects of composition and exposure on the solar reflectance of Portland cement concrete.