能源是我国国民经济发展的瓶颈之一，节能已成为我国的基本国策。我国的建筑能耗约占全国总能耗的30%，因此，建筑节能是国家节能工作的重要组成部分。外墙外保温是行之有效的建筑节能方式，已被逐渐采用。
我国每年新建建筑约20多亿平方米，约有150亿平方米既有建筑需要节能改造，建筑节能市场巨大，需求旺盛。
建筑涂料作为外墙外保温饰面的首选材料，选好和用好它是做好外墙外保温一个重要环节。另外，隔热保温涂料虽然目前用得不多，但也可作为建筑节能的配套材料。
外墙外保温饰面用建筑涂料
根据JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》规定，作为外墙外保温饰面的建筑涂料，必须与薄抹灰外保温系统相容，其性能指标应符合外墙建筑涂料的相关标准。其实，为了达到有效的节能和理想的装饰效果，选用外墙外保温饰面用建筑涂料还有其他一些需关注的。
◆ 外墙外保温体系组成和结构
所谓外墙外保温，简而言之，就是给建筑物穿上一件保温外套。其组成和结构如图1所示。
（1） 粘结层：一般由粘结胶浆构成，视需要可附加锚钉。如基面不符合粘贴要求时，需采用机械法固定。
（2）保温层：一般是阻燃型聚苯乙烯泡沫板（EPS），也可以是挤塑板（XPS）等，厚度按各地节能要求选择。
（3） 防护层：由抹面胶浆和玻璃纤维网格布组成。
（4） 饰面层：可选用防开裂性、拒水性、透气性和耐候性等较好的外墙涂料等。
外保温体系常见的问题是表面的开裂、空鼓和渗水。开裂和渗水的外墙外保温比不做外墙外保温影响还坏。防护层是决定整个外保温体系性能的关键。防护层做好了，外墙外保温的抗裂性就有了基本保证。经验表明，防护层没做好，饰面涂层很难担当抗裂作用。如弹性涂料饰面的外墙外保温照样开裂和渗水就是例证。
同时，各种材料和组分之间的匹配性和整个体系的完整性也是十分重要的。
◆ 组分之间的匹配性
溶剂型涂料不能用于外墙外保温体系。因为外墙外保温体系一般采用聚苯乙烯（EPS、XPS）或聚氨酯（PU）等为保温层，根据相似相溶原则，溶剂，如苯和甲苯等，能溶解聚苯乙烯，如醋酸丁酯和二甲苯等能溶解聚氨酯。它们和成膜助剂的溶度参数如表1所示。在外墙外保温体系中，溶剂型涂料溶蚀聚苯乙烯和聚氨酯保温层的数量与防护层的厚度和空隙率、溶剂的溶解力、挥发速率和数量等因素有关。聚苯乙烯保温层被溶蚀而使外墙外保温体系表面参差不平的现象时有所见。即使是水性涂料中常用的200号溶剂油，其中芳香烃也能溶解聚苯乙烯保温层，因此，其含量也需根据实际使用情况予以控制。
另外，玻纤外的涂塑也可能被溶剂溶解，使其耐碱性降低甚至丧失，从而使防护层失去抗裂和抗冲击等性能。
◆ 涂料的拒水透气性
JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》规定，外保温系统的5mm厚防护层，浸水24h，吸水量要≤500 g/m2；外保温系统防护层和饰面涂层一起水蒸气湿流密度要≥0.85g/(m2.h)。
JGJ 144-2004《外墙外保温工程技术规程》对此规定有些不同。本文按JG149-2003讨论。
对于外墙面，就吸水性来说，一般外层要求比内层低，也就是说外饰涂层要低于防护层，即涂层吸水量要少于500 g/m2，
样才能使比较少的水进入墙体；就水蒸气湿流密度来说，一般外层要求比内层高，也就是说外饰涂层要高于防护层，即涂层水蒸气湿流密度要远远大于0.85g/(m2.h)，这样水蒸气才能畅通无阻地排出。
欧洲标准EN 1062-1 ：2002《色漆和清漆 抹灰层和混凝土基面上的外用涂料和涂料系统分类-1.分类》，根据涂料的透水汽性、吸水性等将外用涂料和涂料系统分类分级，以便于用户选用。
吸水性按EN 1062-3：1998《色漆和清漆 抹灰层和混凝土基面上的外用涂料和涂料系统分类--3.吸水性的测定和分类》测定，按表2将涂料分类。
透水汽性按EN ISO 7783-2：1999 《色漆和清漆 抹灰层和混凝土基面上的外用涂料和涂料系统分类--2.透水汽性的测定和分类》测定，按表3分类。
尽管JG149-2003和EN 1062-3对吸水量的测试方法略有差别，主要是基层不同，将它们粗略做一比较，24h吸水量500 g/m2相当于吸水性W=0.1 kg/m2h0.5，是欧洲标准EN 1062-1中最低一挡吸水量。也就是说，是最严格的要求。Kuenzel 理论仅要求W≤0.5 kg/m2h0.5，如图2所示。
对于吸水量来说，弹性涂料、有光涂料、水性金属漆和荷花王涂料，一般均能满足要求。而相当一部分的涂料达不到该要求。有些涂料要与某些底涂配合使用，才能达到要求。
JG149-2003标准中的水蒸气湿流密度是按GB/T17146-1997《建筑材料水蒸气透过性能试验方法》中的水法测定，是通过水的相对湿度100%与实验室相对湿度差产生水蒸气流。而EN ISO 7783-2的测试方法与GB/T17146-1997不同。它是由23℃磷酸二氢铵相对湿度93%与实验室相对湿度50%差产生水蒸气流。严格地说，不同测试方法所得结果不能比较。大致说，水蒸气湿流密度0.85g/(m2.h)相当于V=20.4 g/m2d，即相当于Sd=1.2m静止空气层阻力，属于欧洲标准EN 1062-1中的中等透水汽性。Kuenzel 理论要求Sd≤2m。
涂层水蒸气湿流密度太低，轻者造成表面色差，重者导致发霉和热工性能变差，甚至不同程度的破坏。对于透水蒸气来说，弹性涂料难以达到要求。硅树脂涂料等能符合水蒸气湿流密度的要求。
另外，水蒸气湿流密度大小不仅与涂料有关，还与涂膜的厚度成反比。
对于外墙外保温体系，吸水量（拒水性）和水蒸气湿流密度（透气性）是要同时满足的，所以要综合平衡。从拒水透气的角度看，JG149-2003标准对外墙外保温饰面用涂料的要求比普通外墙涂料高得多，有些符合产品标准要求的外墙涂料却达不到此要求。有些可以通过与底涂等搭配的涂层系统予以解决。
◆ 涂料的耐久性
JGJ 144-2004《外墙外保温工程技术规程》规定，外墙外保温工程的使用年限不应少于25年。外墙涂料使用年限不仅与外墙涂料的质量有关，而且与基层、施工、使用环境条件、所用颜色和维护保养等因素有关，一般约为5-15年，使用年限达30年的也有报道。因此应尽量选用耐久性好的外墙涂料，尤其是使用彩色涂料时，优先选择保色性好的无机色浆，另外，还要做好及时维护翻新。
◆ 涂料的颜色
涂料的颜色主要牵涉到太阳能的吸收和反射问题。当太阳辐射能入射到不透明的涂层表面时，一部分能量被吸收，另一部分能量被反射，而透过的能量可忽略不计。吸收能量与入射总能量的比值，称为涂层的吸收率（α）；反射能量与入射总能量的比值，称为涂层的反射率（ρ）。α+ρ＝1。吸收率和反射率随涂层温度和入射辐射能的波长而改变。颜色与太阳辐射能反射率的关系如表4，这些颜料的粒径都不大于50μm。
对于外墙外保温饰面来说，夏天希望更多地反射太阳能，而冬天希望更多地吸收太阳能。这只有变色龙涂层才能做到，一般涂层做不到。热传递有三种：传导、对流和辐射。太阳辐射热是影响建筑热过程的主要热源。而辐射与温度四次方成正比。夏天温度高，辐射热大，另外保温层密度低，隔热性差，涂层颜色影响大。冬天温度低，辐射热少，保温层导热系数低，涂层颜色影响小。因此，外墙外保温饰面涂料颜色的选择应以夏天隔热为主。也就是说，不能选择太深的颜色，如最低明度值应大于20%。
隔热保温涂料
根据隔热保温机理，可将隔热保温涂料分为阻隔性隔热保温涂料、反射隔热涂料及辐射隔热涂料三类。
◆ 反射隔热涂料
反射隔热涂料是在铝基反射隔热涂料的基础上发展而来，通过选择合适的树脂、颜料填料和生产工艺，制得高反射率涂层，反射太阳光来达到隔热目的。
薄层隔热反射涂料是这类涂料的代表。它是由成膜基料、轻质隔热填料、热反射颜料填料及助剂组成。一般涂膜厚度为0.3-1.0mm。尽管薄层隔热反射涂料导热系数低，自身热阻较大，但因涂膜厚度比较薄，总热阻有限。也就是说，这种薄层隔热反射涂料的隔热作用明显，但保温效果不足。
通过下例传热系数K值的计算能清楚说明这一点。已知：外墙为双排孔混凝土小砌块190mm×190mm，内侧20mm水泥砂浆找平层，要求K=1时，问需多厚隔热保温涂料式中：δ---每层材料的厚度，m；λ---每层材料的导热系数，W/（m.K）； Ri、Re---分别为外墙内、外表面换热传热阻，取0.11m2.K/W和0.04m2.K/W。
代入得δ3=0.0276m=27.6mm，也就是说涂膜厚度要达27.6mm，这是不可能的。其实，要保温，要求材料不仅有低的导热系数，而且还要有一定的厚度，缺一不可。
根据波长的长短，太阳光可以分为紫外线、可见光和红外线。紫外线的波长小于400nm，约占太阳总能量的5%。可见光波长在400nm-760nm，约占太阳总能量的45%。而红外线的波长大于760nm，约占太阳总能量的50%。可见，太阳能主要集中于可见光区和红外区。薄层隔热反射涂料也主要是反射可见光和红外线。
薄层隔热反射涂料的隔热原理主要是因热反射率高，有效地降低辐射传热和对流传热。
要达到高的热反射率，必须选用高折光系数的颜料，另外涂膜颜色要浅。玻璃空心微珠和陶瓷空心微珠具有较高的热反射性，其粒径与入射光波长之比为0.1-10较合适；加入3%-4%的红外粉料可提高涂层热反射率。
国内外进行了大量的研究工作，已取得一定成果。目前有代表性的产品品牌如美国的Therma-Cover，德国的ThermoShield，澳大利亚的Insulseal。由于成本较高，目前在国内均没有大量推广应用。国内也有类似的薄层隔热反射涂料产品。薄层隔热反射涂膜的性能如表5所示。
这种产品现已用于海上钻井平台，油罐，石油管道，建筑业的钢结构屋顶和玻璃幕墙等，降低暴露在太阳热辐射下装备的表面温度和内部温度，改善工作环境，提高安全性等。
隔热涂料可单独使用，也可与其他多孔保温材料配合使用，如作为外墙外保温的配套材料，尤其是用于夏热冬冷和夏热冬暖地区，构成低辐射传热结构，提高隔热保温效果。该涂料可刷涂和喷涂施工。
◆ 阻隔性隔热保温涂料
阻隔性隔热保温涂料是通过高热阻来实现隔热保温的
涂料。
应用最广泛的阻隔性隔热保温涂料是复合硅酸盐隔热保温涂料。这类涂料是20世纪80年代末发展起来的，有不同的产品名称，如复合硅酸镁铝隔热涂料、稀土保温涂料、涂覆型复合硅酸盐隔热涂料等。它是由无机和（或）有机粘结剂、无机隔热骨料（如海泡石、蛭石、珍珠岩粉等）和引气剂等助剂组成，经打浆、发泡、搅拌等工艺而制成的膏状保温涂料。
GB/T17371-1998《硅酸盐复合绝热涂料》是对该类涂料的性能要求，如表6所示。
复合硅酸盐隔热保温涂料虽然导热系数较低，成本也低，但干燥周期长，抗冲击能力弱，干燥收缩大，吸湿率大，粘结强度低、装饰效果较差等。这类涂料目前主要用于铸造模具、油罐和管道等的隔热。
◆ 辐射隔热涂料
辐射隔热涂料是通过辐射的形式把建筑物吸收的太阳能以一定的波长发射到空气中，从而达到隔热降温的效果。
关键技术是制备具有高热发射率的涂料。研究表明，有些具有反尖晶石结构的掺杂金属氧化物，如Fe2O3、MnO2、CO2O3、CuO等，具有热发射率高的特点，可作为辐射隔热涂料的填料。另据报道，在硅酸盐结晶相中，加入Al2O3、ViO2等金属氧化物，而研制出的红外辐射涂料，在5-15μm波段内辐射红外线的能力在85％以上。
辐射隔热涂料不同于泡沫塑料、玻璃棉等多孔性阻隔性隔热材料。白天太阳能经过屋顶和墙壁不断传入室内和结构中，即使晚上室外温度降低，室内和结构中的热量也不能马上散去。而辐射隔热涂料却能够以热发射的形式将吸收的热量辐射出去，从而使室内与室外以相似的速率降温。
◆ 隔热保温涂料发展趋势
纳米隔热保温涂料是建立在低密度和超级细孔（小于50nm）结构基础上，其导热系数低而反射率高。纳米隔热保温涂料是以合成树脂乳液为基料，引进反射率高、热阻大的纳米级反射隔热材料，如中空陶瓷粉末、氧化钇等，而制成的隔热保温涂料，具有较好发展前景。
真空状态使分子振动传导传热和对流传热完全消失。因此采用真空填料以制备性能优良的保温涂料成为当前研究的热点之一。美国推出利用太空科技的ASTEC陶瓷绝热涂料在建筑中使用，施以薄层即可达到隔热保温效果。
研制生产复合型多功能隔热保温涂料。一种隔热保温效果良好的涂料往往是两种或多种隔热保温机理协同作用的结果，各种隔热保温涂料各有其特点，可进行复合，达到优势互补，研制出性能优良的复合型隔热保温涂料。
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