便携式太阳光谱反射仪

摘 要 
      建筑领域是我国社会耗能大户，能源危机明显加剧，国家对建筑节能领域非常重视，太阳反射比是建筑反射隔热涂料评价中的重要参数指标，也关系到建筑物的节能效果，因此对于建筑热反射隔热涂料的反射隔热机理的研究显得非常重要。本文以荷兰Avantes公司的AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪为例，介绍在建筑反射隔热涂料太阳反射比检测中的应用。 

1. 引言

图1 AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪        建筑反射隔热涂料对太阳光具有高反射率，能将大部分太阳光反射，又能把建筑物表面的热量辐射到天空中去，降低其表面温度。从而降低太阳光及热辐射热造成的建筑物内部温度上升，节约电能，是国际上流行的建筑节能技术，广泛地应用于美国，欧洲及日本等发达国家，近几年在我国的应用也逐渐多了起来，国家出台了相关的标准和规范对此类产品的推广和应用加以规范，如GB/T 25261-2010《建筑用反射隔热涂料》，JG/T 235-2008 《建筑反射隔热涂料》，JC/T 1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》和一些地方标准。其中有关节能性能的两个指标是太阳反射比和半球发射率，其检测工作主要是在实验室完成，而现场检测部分则没有涉及，建筑实际工程中使用的建筑热反射涂料是否合格呢？问题就出现了，有可能存在送检的样品各项性能指标较好，而实际工程中出现以次充好的可能性，为了杜绝这种情况的发生，规范和促进建筑热反射涂料市场的良性发展，太阳反射比现场检测的环节就显得尤为重要，将与实验室结果进行对比共同对工程质量进行有效监督。                                                                                                                  2008年6月-12月 华南理工建筑节能中心，组建《建筑热反射涂料节能检测标准》编制工作小组。2009年9月-2010年10月 根据由华南理工大学建筑节能研究中心主编的JGJ/T287-2013《建筑热反射涂料节能检测标准》，围绕便携式光谱反射仪现场测量标准展开工作，确定了《建筑热反射涂料节能检测标准》现场测量标准内容。2012年6月 华南理工大学建筑节能研究中心主编 JGJ/T287-2013《建筑热反射涂料节能检测标准》完成送审稿。 
 
2. 测量原理和方法      根据JGJ/T287-2013《建筑热反射涂料节能检测标准》，我们开发了AvaSR-96型便携式太阳光谱反射仪，仪器主机主要包括以下几个部分：（1）       可见光通道光谱仪：用于测试350-1100nm的反射光谱；（2）       近红外通道光谱仪：用于测试1000-2500nm的反射光谱；（3）       光源和积分球：卤钨灯光源，用于照明和采集反射光谱；（4）       手柄式探头：用于光谱信号采集；（5）       计算机：用于数据采集和仪器控制；（6）       无线通信系统：用于无线数据传输，方便远程操作；（7）       供电系统：大容量电池满足户外测量需求。

图2  太阳反射比测试原理图（摘自JGJ/T287-2013）

      根据JGJ/T287-2013《建筑热反射涂料节能检测标准》的规定，太阳反射比的实验室检测应采用光谱法或辐射积分法，户外测试可采用相对光谱法。相对光谱法有2种：（1）分光光度计法；（2）光纤光谱法。       AvaSR-96型便携式太阳光谱反射仪是采用光纤光谱技术，专门用于建筑反射隔热涂料太阳反射比的户外现场测试。   

3. 仪器介绍

                                                                                          图3  AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪     

AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪是专门针对国家标准JGJ/T287《建筑热反射涂料节能检测标准》开发的产品，波长范围350-2500 nm，主要用于建筑节能领域外墙热反射涂料、节能玻璃、油漆、金属等材料的现场太阳反射比测量，同时也适用于涂料、油漆等材料的配方研发及生产测试，可以同时面向工程现场检测和实验室检测。

AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪具有性价比高，测量快速、准确，操作简单，携带方便等特点，配有完善工程现场测试附件，除了太阳反射比测量，还可用于色度学测量。

性能特点

1.     热反射涂料太阳反射比测量专用光谱分析软件，软件具有计算建筑太阳反射比、反射颜色、建筑节能效果和出具测试报告的功能，可以智能提示测试天气和采样个数，可实时查看原始数据点和96个标准数据点，独有管理员功能可确保数据安全

2.     支持国家标准、行业标准和国际标准，如：GBT 25261-2010《建筑用反射隔热涂料》；JGJ/T287-2012《建筑热反射涂料检测标准》；JG/T235-2014《建筑反射隔热涂料》；JC/T1040-2007《建筑外表面用热反射隔热涂料》；美国ASTM C1549-2009；以及广东省 DBJ15-75-2010、海南省DBJ/46-023-2012、上海市DGTJ 08-2200-2016、安徽省DB34/T1505-2011、重庆市DBJ/T50-076-2008、广西DBJ/T45-001-2013、江苏省JG/T026-2009、江西省DB36/J009-2012/T、四川省DBJ51/T021-2013等地方应用技术规程及标准。

3.     可以实时测量CIE1931和CIE1964颜色参数；X, Y, Z, x, y, z, L, a*, b*, H, C, u, v;可以同时显示R,G,B 颜色图像，并可计算与参考颜色的色差

4.     软件具有自动根据涂料太阳反射比和半球发射率数据核算每小时、每天、每月、每年的节约电量，计算出标煤节煤量

5.     手柄式专用测试探头；实时便携贴墙测量

6.     光谱数据无线传输，实现无线远程测量

7.     太阳反射比数据实现显示，可自定义太阳反射比检测范围；判定合格率

8.     针对不同涂料厚度(h=2.0、1.5、1.0、0.5mm)；符合国家标准的专用积分球定位片

9.     主机防尘防水，安全可靠； 

10.  耐冲击仪器箱（拉杆式），携带方便。

图4 AvaSR-96用于户外建筑物外墙测试

 图5 AvaSR-96测试软件界面 

4. 测试热反射涂料样品       

现有某客户提供的反射隔热涂料样板，其中A#和B#样品为高反射比样品，C#样品为低反射比样品，现在我们用AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪，来实测一下他们的太阳反射比。

图6 AvaSR-96测试太阳反射比

热反射涂料样品的测试结果      

经过测试，我们发现，AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪的测量结果与客户提供的数据一致，这说明AvaSR-96测量准确，可以同时面向工程现场检测和实验室检测。

结论

      荷兰AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪具有性价比高，测量快速、准确，操作简单，携带方便等特点，配有完善的工程现场测试附件，除了太阳反射比测量，还可用于色度学测量，并可扩展玻璃透过率测量。目前，AvaSR-96便携式太阳光谱反射仪已经得到行业内多家研究所和检验机构的认可，并正在向全国各省市的建筑材料研究院推广。