Топлотехнически покрития

Топлотехническите покрития (Thermal Control Coatings) представляват бои, лакове, китове и шпакловки, които след изсъхването си формират слой, подобряващ съществено топлотехническите качества на обработваната повърхност. Обикновено дебелината на топлотехническите покрития е до 1 мм. Топлотехническите покрития се разполагат само като последен слой на определена конструкция, ориентиран към въздушна среда, с която тя граничи. Единствено при това условие те изпълняват топлотехнически функции. Нанасянето на други покрития върху тях е недопустимо, тъй като драстично се намалява или напълно се елиминира ефекта от приложението им. Топлотехническите покрития са алтернатива на топлотехническите фолиа - алуминиево фолио, тапети и др. рулонни материали.

Предимства на топлотехническите покрития

• лесно нанасяне върху повърхнини със сложни форми или в труднодостъпни места;
• възможност за полагане само в районите, където е необходимо подобряване на топлотехническите параметри на конструкцията;
• незабележимо нарастване на дебелината на нанасяне в съответствие с топлотехническите показатели, които трябва да бъдат постигнати;
• по-добра адхезия с обработваната повърхност без необходимост от лепила и риск от отлепване в процеса на експлоатация;
• формиране на стабилен непрекъснат филм върху обработената повърхност без съединителни фуги и препокривания.

Класификация на топлотехническите покрития

• топлотехнически покрития с излъчвателна и отражателна способност в инфрачервения спектър, оптимални за съответната цел на приложение. В тази група топлотехнически покрития се включват: нискоизлъчващи, термоабсорбиращи и слънцезащитни покрития;
• топлотехнически покрития с ниска топлопроницаемост (термопокрития). Термопокритията се разделят на две групи: термокерамични покрития и полиуретановите покрития;
• топлотехнически покрития с комбинирано действие. Включват комбинирани слънцезащитни покрития и комбинирани нискоизлъчващи покрития.

Топлотехнически покрития с излъчвателна и отражателна способност в инфрачервения спектър, оптимални за съответната цел на приложение

В зависимост от излъчвателната и отражателната способност в рамките на тази група покрития се различават следните подгрупи: нискоизлъчващи покрития, термоабсорбиращи, слънцезащитни покрития.

• Нискоизлъчващите покрития са ориентирани към ограничаване на топлинните загуби и подобряване на топлинния микроклимат в сградите и помещенията.

• Термоабсорбиращи покрития

Тези покрития ритежават висока абсорбционна способност на лъчиста енергия в целия инфрачервен спектър, като се доближават по характеристики до абсолютно черното тяло. Имат относително ограничено приложение като покрития на слънчеви колектори и покривни покрития в северни райони. С оглед максимална топлотехническа ефективност са черни на цвят и с матова повърхност. Поради големите температурни разлики и високи абсолютни температури термоабсорбиращите покрития трябва да притежават висока и трайна еластичност. С най - голямо практическо приложение на този етап са термоабсорбиращите покрития на силиконова основа.

• Слънцезащитни покрития

Слънцезащитните покрития са специално формулирани за предпазване на сградите от слънчево прегряване през лятото. Този проблем става все по-остър в условията на глобалното затопляне, даващо отражение на климата и у нас. Съвременните слънцезащитните покрития притежават следната съвъкупност от качества: максимално отразяват слънчевата радиация през деня; максимално излъчват натрупаната през деня топлина към околното пространство през нощта (режим на собствено излъчване); дългосрочно запазват качествата си в условията на екстремални температурни деформации /нагряване-охлаждане/ и замърсяване на околната среда.

Топлотехнически покрития с ниска топлопроницаемост

Покритията с ниска топлопроницаемост формират втората основна група на топлотехническите покрития. Приложението им първоначално е насочено към повишаване контактната температура на материали, студени на допир и създаващи топлинен дискомфорт в близост до тях – бетон, метали и др. По тази причина за тази група покрития са известни и под названието термопокрития. Впоследствие се регистрира антикондензен и енергоспестяващ ефект, което разширява сферата на приложението им. Явяват се алтернатива на рулонните материали като корка, пенополиуретановите тапети, перлотапетите, както и на дървената облицовка. От покритията с ниска топлопроницаемост реално практическо приложение имат две основни групи:термокерамични покрития и полиуретанови покрития.

• Термокерамичните покрития представляват течен дисперсионен разтвор от чиста акрилна смола, 50% до 60% керамични вакуумни микрокапсули и специални добавки. Керамични вакуумни микрокапсуликапсули се загряват мигновено от топлината на прилежащия въздух в помещението, а съдържащият се вакуум в тях възпрепрятствува топлопредаването към стенната или таванна конструкция. Нанасянето върху строителните конструкции се извършва с валяк или четка. Дебелината на нанасяне варира в границите от 0,3 до 0,8 мм.Положени върху стенните повърхности като последен завършващ слой след изсъхване формират дълготраен декоративен, изолационен слой.

• Полиуретановите покрития с ниска топлопроницаемост са относително по-слабо разпространени. Имат общ произход с огнезащитните бои за метални конструкции. Съдържат разпенващ агент, осигуряващ набъбването им след нанасяне до около 1mm дебелина.

Топлотехнически покрития с комбинирано действие

Топлотехническите покрития с комбинирано действие обединяват принципите на действие на покритията от: групата на топлотехнически покрития с излъчвателна и отражателна способност в инфрачервения спектър, оптимални за съответната цел на приложение и групата на топлотехническите покрития с ниска топлопроницаемост. В тази група топлотехнически покрития се включват две подгрупи: комбинирани слънцезащитни покрития и комбинирани нискоизлъчващи покрития.

• Комбинираните слънцезащитни покрития са тясно свързани с американската космическа програма. Успешното използуване на микрокерамичните капсули за създаване защитната обвивка на космическата совалка и за рефлексните покрития на космически апарати възбуди интерес към използуването им и в други индустриални сфери. Комбинираните слънцезащитни покрития предлагат съчетание от висока отражателна способност на слънчевото греене, висока излъчвателна способност в режим на собствено излъчване и ниска топлопроницаемост. Енергоспестяващият ефект от приложението им, изразяващ се в намаляване на разходите за климатизация, е с над 10% по-висок в сравненение с обикновените слънцезащитни покрития.
• Комбинираните нискоизлъчващи покрития все още се намират в експериментална фаза на развитие. Близки до приложение в реалната практика са вътрешните стенни покрития от този тип. Направените експерименти показват осезателно намаление на топлинните загуби без риск от понижение на контактната температура "вътрешен въздух – стенна повърхност" и елиминиране на опасността от конденз. Особен ефект се очаква от приложението им при т.н. контролиран нестационарен режим на отопление, съответстващ на функционалния денонощен режим при ползване на помещенията

Източници

• John H Lienhard IV and John H Lienhard V, 'A Heat Transfer Textbook', Third Edition, Phlogyston Press, Cambridge, Massachusetts;
• Огнян Симов, Топлотехническите покрития в архитектурата и строителството - кратък преглед , сп. Архитектура, бр. 5-6, 2002, изд. САБ;