高反射涂料屋面热性能及对区域反射率的影响研究——以重庆地区为例

摘要

屋面是城市下垫面的重要组成部分，它既受室外热环境的影响同时又影响着室外热环境，屋面的相关性质也影响着城市下垫面的性质。近年来随着我国城镇化的高速发展，城市热岛效应增强、室外热环境恶化等一些“副作用”促使高反射涂料屋面技术即“冷屋顶”技术受到广泛关注。我国现有研究多集中在理论分析方面，缺乏对高反射涂料屋面性能的实测研究，因此有必要开展相关研究工作。
　　本文首先对城市热量平衡的相关问题进行了分析，总结了城市下垫面储热与换热规律；利用传热学基础理论分析了屋面的得热与散热的计算方法。阐述了下垫面与城市微气候之间的相互作用机理。
　　为了解高反射涂料屋面的具体性质，本文以重庆地区为例开展了夏季实验测试，研究了高反射屋面在晴天、多云及降雨3种不同天气情况下的表面温度表现，并与参照屋面进行了对比，发现整个测试期内高反射涂料屋面温度均低于参照屋面，证实了高反射涂料屋面确实有显著降低屋面温度的作用。另外还对屋面的热辐射力开展了理论计算，计算结果显示在整个测试期间高反射涂料屋面的辐射力均弱于普通屋面，证明了高反射涂料屋面向外界散发热量减少，对城市室外热环境有改善作用。
　　然后为了解更多类型屋面与高反射涂料屋面的夏季性能对比，本文利用ANSYS软件进行了数值模拟研究，模拟结果表明传统的混凝土屋面、沥青卷材屋面等与高反射涂料屋面峰值温度相差可达20℃左右；并通过研究还发现为了使夏季屋面温度降低，则屋面应具备两个特性，即高反射率与高发射率。
　　最后本文对高反射涂料屋面对城市区域下垫面反射率的影响开展了理论计算，计算结果显示大面积应用高反射涂料屋面对城市区域反射率的提升作用非常明显，区域能将更多太阳辐射反射回天空。

目录

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目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的目的和意义

1.4 本课题研究内容及方法

2 高反射涂料屋面的基础理论分析

2.1 城市热量平衡理论分析

2.2 屋面得热与散热理论分析

2.3 本章小结

3 高反射涂料屋面测试研究

3.1 冬夏两季屋面表面温度调研

3.2 普通屋面与高反射涂料屋面夏季表面温度对比测试

3.3 实验结果分析

3.4 屋面辐射力理论计算

3.5 高反射涂料屋面在冬季的反作用问题

3.6 本章小结

4 不同类型屋面表面温度模拟研究

4.1 模拟平台简介

4.2 模拟方案

4.3 模拟结果及讨论

4.4 高反射涂料屋面的老化问题

4.5 本章小结

5 应用高反射涂料屋面对区域下垫面反射率的影响研究

5.1 理论分析

5.2 高反射涂料屋面对区域反射率的影响分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 本研究的展望

致谢

参考文献

附录